KR20210156220A - Battery module and vehicle incuding the same - Google Patents

Battery module and vehicle incuding the same Download PDF

Info

Publication number
KR20210156220A
KR20210156220A KR1020210074909A KR20210074909A KR20210156220A KR 20210156220 A KR20210156220 A KR 20210156220A KR 1020210074909 A KR1020210074909 A KR 1020210074909A KR 20210074909 A KR20210074909 A KR 20210074909A KR 20210156220 A KR20210156220 A KR 20210156220A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoelectric element
housing
plate
battery module
contact
Prior art date
Application number
KR1020210074909A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김준섭
김웅빈
전유정
황금율
오관일
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to US17/346,418 priority Critical patent/US11715851B2/en
Publication of KR20210156220A publication Critical patent/KR20210156220A/en
Priority to US18/219,867 priority patent/US20230352771A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6572—Peltier elements or thermoelectric devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/667—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an electronic component, e.g. a CPU, an inverter or a capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

A battery module is disclosed. The battery module according to an embodiment of the present invention includes: a housing in which a plurality of secondary batteries are accommodated; and a thermoelectric element assembly which is installed in the housing and comes in contact with the plurality of secondary batteries through a contact opening disposed on the bottom of the housing to individually heat or cool the plurality of secondary batteries.

Description

전지 모듈 및 이 전지 모듈을 포함하는 차량{BATTERY MODULE AND VEHICLE INCUDING THE SAME}A battery module and a vehicle including the battery module {BATTERY MODULE AND VEHICLE INCUDING THE SAME}

본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지의 온도 제어가 가능한 전지 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 전지 모듈을 포함하는 차량에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module capable of controlling the temperature of a secondary battery. The present invention also relates to a vehicle including this battery module.

충전식 또는 이차 전지는 충전 및 방전이 반복될 수 있다는 점에서 일차 전지와 다르며, 후자는 화학물질에서 전기에너지로의 비가역적 변환만을 제공한다. 저용량의 충전식 전지는 휴대 전화, 노트북, 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자장치의 전원으로 사용되고, 대용량의 충전식 전지는 하이브리드 자동차 등의 전원으로 사용될 수 있다.Rechargeable or secondary batteries differ from primary batteries in that charging and discharging can be repeated, the latter only providing an irreversible conversion of chemicals to electrical energy. A low-capacity rechargeable battery may be used as a power source for small electronic devices such as a mobile phone, a notebook computer, a computer, and a camcorder, and a high-capacity rechargeable battery may be used as a power source for a hybrid vehicle.

이차 전지는 복수개가 직렬 또는 병렬로 결합되어 전지 모듈로 구성되어 자동차 등의 주행 등을 위한 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있다. 전지 모듈은 모듈 하우징의 내부 공간에 복수의 이차 전지가 내장되고, 모듈 하우징에 커버 조립체가 결합되어 구성될 수 있다.A plurality of secondary batteries may be combined in series or parallel to form a battery module to provide a high energy density for driving of a vehicle or the like. The battery module may be configured such that a plurality of secondary batteries are embedded in an inner space of the module housing, and a cover assembly is coupled to the module housing.

한편, 다양한 환경에 놓이는 전지 모듈은 안전하고 효율적인 운용을 위해, 고온 환경에서는 온도 상승을 억제하도록 하고 저온 환경에서는 온도 하강을 억제하도록 하는 것이 중요하다. On the other hand, for battery modules placed in various environments to operate safely and efficiently, it is important to suppress a temperature rise in a high-temperature environment and to suppress a temperature drop in a low-temperature environment.

본 발명의 실시예들은 개선된 구조에 의해 이차 전지의 온도 조절을 효율적으로 실현할 수 있는 전지 모듈을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a battery module capable of efficiently realizing temperature control of a secondary battery by an improved structure.

본 발명의 제1 측면에 따른 전지 모듈은, 복수의 이차 전지가 수용되는 하우징과, 상기 하우징에 설치되고 상기 하우징의 바닥부에 배치된 접촉용 개구를 통해 상기 복수의 이차 전지에 접촉되어 상기 복수의 이차 전지를 개별적으로 가열 또는 냉각시키는 열전 소자 조립체를 포함한다.The battery module according to the first aspect of the present invention includes a housing in which a plurality of secondary batteries are accommodated, and is installed in the housing and is in contact with the plurality of secondary batteries through a contact opening disposed at the bottom of the housing to contact the plurality of secondary batteries. and a thermoelectric element assembly for individually heating or cooling the secondary battery.

상기 접촉용 개구는 상기 하우징의 바닥부에 복수로 구비되고, 상기 열전 소자 조립체는 상기 접촉용 개구를 통해 상기 복수의 이차 전지에 각각 접촉될 수 있다. A plurality of contact openings may be provided at the bottom of the housing, and the thermoelectric element assembly may be in contact with the plurality of secondary batteries through the contact openings, respectively.

상기 열전 소자 조립체는, 상기 복수의 접촉용 개구에 대응하는 복수의 설치용 개구를 포함하고 상기 하우징에 안착되는 인쇄회로기판과, 상기 복수의 설치용 개구에 각기 배치되며 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 복수의 열전 소자를 포함할 수 있다.The thermoelectric element assembly includes a printed circuit board that includes a plurality of installation openings corresponding to the plurality of contact openings and is seated in the housing, and is respectively disposed in the plurality of installation openings and is electrically connected to the printed circuit board It may include a plurality of thermoelectric elements.

상기 열전 소자는 상기 이차 전지에 일대일로 대응하여 접촉될 수 있다. The thermoelectric element may contact the secondary battery in one-to-one correspondence.

상기 하우징의 가장 자리를 따라 근접하여 배치되는 열전 소자는 적어도 2개 이상의 이차 전지에 대응하여 접촉되고, 나머지 열전 소자는 나머지 이차 전지에 일대일로 대응하여 접촉될 수 있다.Thermoelectric elements disposed adjacent to each other along the edge of the housing may be in contact with at least two or more secondary batteries, and the remaining thermoelectric elements may be in contact with the remaining secondary batteries in one-to-one correspondence.

상기 열전 소자를 이웃하여 상기 하우징에는 상기 인쇄회로기판의 움직임을 방지하는 스톱퍼가 배치될 수 있으며, 상기 스톱퍼는 상기 하우징의 표면으로부터 돌출되어 상기 인쇄회로기판의 삽입 홈에 삽입되는 적어도 하나의 리브를 포함할 수 있다.A stopper for preventing movement of the printed circuit board may be disposed on the housing adjacent to the thermoelectric element, and the stopper includes at least one rib protruding from the surface of the housing and inserted into the insertion groove of the printed circuit board. may include

상기 열전 소자는 상기 이차 전지에 접촉되는 전기 전도성의 제1 플레이트와, 상기 제1 플레이트와의 사이에 간격을 두고 배치되며, 상기 접촉용 개구보다 큰 면적을 갖는 전기 전도성의 제2 플레이트와, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 사이에 배치되며, 상기 제1 플레트와 상기 제2 플레이트에 전기적으로 연결되는 반도체를 포함할 수 있다.The thermoelectric element includes: an electrically conductive first plate in contact with the secondary battery; a second electrically conductive plate disposed with a gap between the first plate and having a larger area than the contact opening; A semiconductor may be disposed between the first plate and the second plate and electrically connected to the first plate and the second plate.

상기 제1 플레이트에는 상기 열전 소자가 상기 삽입용 개구에 삽입 시, 상기 하우징에 있는 결합 돌기에 끼움 결합되는 끼움 홈이 있을 수 있다.When the thermoelectric element is inserted into the insertion opening, the first plate may have a fitting groove that is fitted to the coupling protrusion of the housing.

상기 열전 소자 조립체의 일 측에는 상기 열전 소자 조립체를 보호하기 위한 완충 부재가 배치될 수 있으며, 상기 완충 부재는 상기 복수의 이차 전지에 각각 대응하여 상기 열전 소자 조립체 상에 배치되는 써멀 패드를 포함할 수 있다.A buffer member for protecting the thermoelectric device assembly may be disposed on one side of the thermoelectric device assembly, and the buffer member may include a thermal pad disposed on the thermoelectric device assembly to correspond to the plurality of secondary batteries, respectively have.

상기 완충 부재의 일 측으로 상기 하우징 상에 히트 싱크가 배치될 수 있다.A heat sink may be disposed on the housing as one side of the cushioning member.

상기 전지 모듈은, 상기 히트 싱크에 지지되며 상기 하우징에 고정되는 결합 케이스를 더욱 포함할 수 있다.The battery module may further include a coupling case supported by the heat sink and fixed to the housing.

상기 이차 전지는, 전극 어셈블리가 수용되는 캔과, 상기 캔의 개구에 결합되는 캡 어셈블리를 포함하고, 상기 열전 소자 조립체는 상기 캔의 바닥부에 접촉될 수 있다. 상기 이차 전지는 원통형일 수 있다. The secondary battery may include a can in which the electrode assembly is accommodated, and a cap assembly coupled to an opening of the can, and the thermoelectric element assembly may contact a bottom of the can. The secondary battery may have a cylindrical shape.

상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부의 높이에 대응하는 높이를 갖는 더미 패턴이 상기 인쇄회로기판과 상기 각각의 복수의 열전 소자 사이에 제공될 수 있다.A dummy pattern having a height corresponding to a height of an electrical connection portion of the thermoelectric element to the printed circuit board may be provided between the printed circuit board and each of the plurality of thermoelectric elements.

상기 열전 소자는, 상기 이차 전지에 접촉되는 전기 전도성의 제1 플레이트와, 상기 제1 플레이트와의 사이에 간격을 두고 배치되며, 상기 접촉용 개구보다 큰 면적을 갖는 전기 전도성의 제2 플레이트와, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 사이에 배치되며, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트에 전기적으로 연결되는 복수의 반도체, 및 상기 복수의 반도체 중 단자 반도체로부터 연장되어 상기 제2 플레이트에 배치되며 상기 인쇄회로기판의 단자부에 전기적으로 연결되는 반도체 단자부를 포함하며, 상기 더미 패턴은 상기 반도체 단자부에 대향하여 상기 제2 플레이트와 상기 인쇄회로기판 사이에 제공될 수 있다. The thermoelectric element includes: an electrically conductive first plate in contact with the secondary battery; and an electrically conductive second plate disposed with a gap between the first plate and having an area larger than the contact opening; a plurality of semiconductors disposed between the first plate and the second plate and electrically connected to the first plate and the second plate, and a plurality of semiconductors extending from a terminal semiconductor among the plurality of semiconductors and disposed on the second plate and a semiconductor terminal part electrically connected to the terminal part of the printed circuit board, and the dummy pattern may be provided between the second plate and the printed circuit board to face the semiconductor terminal part.

상기 더미 패턴이 복수로 제공될 수 있다. A plurality of the dummy patterns may be provided.

상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부의 높이는 상기 인쇄회로기판의 단자부와 상기 반도체 단자부 사이에 배치되는 납땜부의 높이에 대응할 수 있다. The height of the electrical connection part of the thermoelectric element to the printed circuit board may correspond to the height of the soldering part disposed between the terminal part of the printed circuit board and the semiconductor terminal part.

상기 더미 패턴의 높이는 0.05mm 내지 0.25mm 일 수 있다. The height of the dummy pattern may be 0.05 mm to 0.25 mm.

상기 더미 패턴은 납땜으로 구성될 수 있다. The dummy pattern may be formed by soldering.

상기 설치용 개구가 직사각형으로 이루어지고, 상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부가 상기 설치용 개구의 일측 가장자리 양 단부에 이웃하여 배치되고, 상기 더미 패턴은 상기 설치용 개구의 일측에 대향하는 다른 일측 가장자리 중심에 이웃하여 배치될 수 있다. The installation opening has a rectangular shape, and electrical connection portions of the thermoelectric element to the printed circuit board are disposed adjacent to both ends of one edge of the installation opening, and the dummy pattern is formed on the other side opposite to one side of the installation opening. It may be disposed adjacent to the center of the edge.

상기 설치용 개구가 직사각형으로 이루어지고, 상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부가 상기 설치용 개구의 일측 가장자리 양 단부에 이웃하여 배치되고, 상기 더미 패턴은 상기 설치용 개구의 일측에 대향하는 다른 일측 가장자리 양 단부에 이웃하여 배치될 수 있다. The installation opening has a rectangular shape, and electrical connection portions of the thermoelectric element to the printed circuit board are disposed adjacent to both ends of one edge of the installation opening, and the dummy pattern is formed on the other side opposite to one side of the installation opening. It may be disposed adjacent to both ends of the edge.

상기 제1 플레이트에는 상기 열전 소자가 상기 접촉용 개구에 삽입 시, 상기 하우징에 있는 결합 돌기에 끼움 결합되는 끼움 홈이 있을 수 있다. The first plate may have a fitting groove into which the thermoelectric element is inserted into the coupling protrusion of the housing when the thermoelectric element is inserted into the contact opening.

상기 접촉용 개구 및 상기 제1 플레이트는 각기 직사각형으로 이루어지고, 상기 결합 돌기 및 상기 끼움 홈 각각은, 상기 접촉용 개구의 일측 가장자리 및 상기 제1 플레이트의 일측 가장자리 중심에 배치될 수 있다.The contact opening and the first plate may each have a rectangular shape, and each of the coupling protrusion and the fitting groove may be disposed at one edge of the contact opening and a center of one edge of the first plate.

상기 접촉용 개구 및 상기 제1 플레이트는 각기 직사각형으로 이루어지고, 상기 제1 플레이트의 적어도 하나의 코너부는 나머지 코너부와 다른 형상으로 이루어질 수 있다. The contact opening and the first plate may each have a rectangular shape, and at least one corner portion of the first plate may have a shape different from that of the other corner portions.

상기 제1 플레이트의 적어도 하나의 코너부는 경사지게 절취된 형상일 수 있다.At least one corner portion of the first plate may be inclinedly cut.

본 발명의 제2 측면에 따른 차량은, 전술한 전지 모듈을 포함한다.A vehicle according to a second aspect of the present invention includes the battery module described above.

본 발명의 제3 측면에 따른 전지 모듈은, 복수의 이차 전지가 수용되는 하우징과, 상기 하우징에 설치되고 상기 하우징의 바닥부에 배치된 접촉용 개구를 통해 상기 복수의 이차 전지에 접촉되어 상기 복수의 이차 전지를 위치 별로 가열 또는 냉각시키는 열전 소자 조립체를 포함한다. A battery module according to a third aspect of the present invention includes a housing in which a plurality of secondary batteries are accommodated, and is installed in the housing and is in contact with the plurality of secondary batteries through a contact opening disposed at the bottom of the housing to contact the plurality of secondary batteries. and a thermoelectric element assembly for heating or cooling the secondary battery of each position.

본 발명의 제4 측면에 따른 전지 모듈의 제조 방법은, 복수의 접촉용 개구가 바닥부에 임의의 패턴을 가지고 형성된 하우징을 준비하고, 이차 전지를 가열 또는 냉각시킬 수 있는 복수의 열전 소자가 상기 복수의 접촉용 개구의 패턴에 맞추어 배열된 열전 소자 조립체를 준비하고, 상기 열전 소자가 쌍을 이루는 상기 접촉용 접촉용 개구에 배치되도록 상기 열전 소자 조립체를 상기 하우징에 안착시키고, 그리고 상기 하우징의 수용 공간에 상기 이차 전지의 표면에 상기 열전 소자가 접촉되도록 상기 이차 전지를 배치하는 것을 포함한다.In the method of manufacturing a battery module according to a fourth aspect of the present invention, a plurality of thermoelectric elements capable of heating or cooling a secondary battery is provided by preparing a housing having a plurality of contact openings having an arbitrary pattern on the bottom portion. preparing a thermoelectric element assembly arranged according to a pattern of a plurality of contact openings, seating the thermoelectric element assembly in the housing such that the thermoelectric element is disposed in the paired contact openings, and receiving the housing and disposing the secondary battery so that the thermoelectric element is in contact with a surface of the secondary battery in a space.

본 발명의 실시예들은 전지 모듈에 있어 복수의 이차 전지에 대한 온도 조절을 개별적으로 이루어 전지 모듈 전체에 대한 온도 조절의 효율을 향상시킬 수 있다. Embodiments of the present invention may improve the efficiency of temperature control for the entire battery module by individually controlling the temperature of a plurality of secondary batteries in the battery module.

더욱이, 이차 전지의 온도 조절을 구현하는 열전 소자 조립체에 있어 향상된 평탄도를 갖는 열전 소자로 인해 열전 소자 조립체의 품질 저하 방지 및 기구적 강성을 강화시킬 수 있다.Furthermore, in the thermoelectric element assembly for implementing temperature control of the secondary battery, the thermoelectric element having improved flatness may prevent deterioration of the quality of the thermoelectric element assembly and enhance mechanical rigidity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 결합 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 III-III 선에 따른 부분 단면도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV 선에 따른 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자 조립체를 도시한 결합 사시도이다.
도 6은 5에 도시된 열전 소자 조립체의 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자 조립체의 열전 소자를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 5의 VIII-VIII 선에 따른 부분 절개 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자 조립체와 하우징과의 결합 관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 소자 조립체와 하우징과의 결합 관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자 조립체에 스톱퍼가 결합된 상태를 보여주는 부분 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 있어, 결합 케이스가 하우징에 고정된 상태를 설명하기 위한 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 13은 도 5의 VIII-VIII 선에 따른 부분 단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 더미 패턴의 위치를 설명하기 위한 도시한 도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 더미 패턴의 위치를 설명하기 위한 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.1 is a combined perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1 .
FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1 .
5 is a combined perspective view illustrating a thermoelectric element assembly according to an embodiment of the present invention.
6 is a partial perspective view of the thermoelectric element assembly shown in FIG. 5 .
7 is a perspective view illustrating a thermoelectric element of a thermoelectric element assembly according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a partially cut-away perspective view taken along line VIII-VIII of FIG. 5 .
9 is a diagram illustrating a coupling relationship between a thermoelectric element assembly and a housing according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating a coupling relationship between a thermoelectric element assembly and a housing according to another embodiment of the present invention.
11 is a partial perspective view illustrating a state in which a stopper is coupled to a thermoelectric element assembly according to an embodiment of the present invention.
12 is a partially cut-away perspective view illustrating a state in which the coupling case is fixed to the housing in the battery module according to an embodiment of the present invention.
13 is a partial cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 5 .
14 is a diagram illustrating a position of a dummy pattern according to an exemplary embodiment.
15 is a diagram illustrating a position of a dummy pattern according to another exemplary embodiment.
16 is an exploded perspective view illustrating a battery module according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In the present specification, duplicate descriptions of the same components will be omitted.

또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when it is said that a certain element is 'connected' or 'connected' to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements in the middle It should be understood that there may be On the other hand, in this specification, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also, in this specification, the singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, terms such as 'include' or 'have' are only intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more It is to be understood that the existence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, is not precluded in advance.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of described items or any item of a plurality of described items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이고, 도 2는 이의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 III-III선에 따른 부분 단면도이고, 도 4는 도 1의 IV-IV 선에 따른 부분 단면도이다.1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view thereof, FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1, and FIG. 4 is IV-IV of FIG. It is a partial cross-sectional view along a line.

도면을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(1)은 복수의 이차 전지(10)가 내부 공간에 임의의 패턴을 가지고 수용되는 하우징(12)을 포함한다. 본 실시예에서 하우징(12)은 대략 사각형상의 박스 형태로 이루어지며, 이차 전지(10)는 하우징(12)에 원통형 이차 전지로서 구비되나, 본 발명이 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하우징은 원형의 박스 형태로 이루어질 수 있고, 이차 전지는 각형 또는 파우치형의 이차 전지로도 이루어질 수 있다. 또한, 원통형의 이차 전지가 원형의 박스 형태 하우징에 수용될 수 있고, 각형이나 파우치형의 이차 전지가 사각형상 박스 형태의 하우징에 수용될 수도 있다.Referring to the drawings, the battery module 1 according to an embodiment of the present invention includes a housing 12 in which a plurality of secondary batteries 10 are accommodated in an internal space having an arbitrary pattern. In the present embodiment, the housing 12 has a substantially rectangular box shape, and the secondary battery 10 is provided in the housing 12 as a cylindrical secondary battery, but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the housing may be formed in a circular box shape, and the secondary battery may also be a prismatic or pouch type secondary battery. Also, a cylindrical secondary battery may be accommodated in a circular box-shaped housing, and a prismatic or pouch-shaped secondary battery may be accommodated in a rectangular box-shaped housing.

하우징(12)은 임의의 크기를 갖는 사각형의 바닥부(12a)와 이 바닥부(12a)의 가장자리로부터 연장된 측부(12b)를 포함한다. 하우징(12)은 바닥부(12a)를 대향한 측이 개구된 사각형상의 박스의 구조를 갖는다. 1 및 도 2에서 하우징(12)은 편의상 바닥부(12a)가 상측에 배치된 구조로 도시되어 있다. 본 실시예에서 하우징(12)의 바닥부(12a)는 측부(12b)와 일체로 구성되는 구조로 이루어지나 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니다. 하우징의 바닥부는 별도의 부재로 구비되어 측부에 착탈 가능하게 결합되는 구조로도 구비될 수 있다.The housing 12 includes a rectangular bottom portion 12a of any size and a side portion 12b extending from an edge of the bottom portion 12a. The housing 12 has the structure of a rectangular box in which the side opposite to the bottom part 12a is opened. 1 and 2, the housing 12 is shown in a structure in which the bottom part 12a is disposed on the upper side for convenience. In the present embodiment, the bottom portion 12a of the housing 12 has a structure configured integrally with the side portion 12b, but the present invention is not limited thereto. The bottom of the housing is provided as a separate member and may be provided in a structure detachably coupled to the side.

이차 전지(10)는 하우징(12)의 내부에 하우징(12)의 일 방향(X) 및 이 일 방향(X)에 수직한 다른 일 방향(Y)을 따라 소정의 간격을 두고 배치된다. 더욱이, 하우징(12)의 일 방향(X)을 따라 홀수 열에 배치되는 이차 전지(10)는 다른 일 방향(Y)을 따라 서로 중심이 일치되도록 배치되고, 하우징(12)의 짝수 열에 배치되는 이차 전지(10)도 다른 일 방향(Y)을 따라 서로 중심이 일치되도록 배치되나, 홀수 열에 배치되는 이차 전지(10)와 짝수 열에 배치되는 이차 전지(10)는 다른 일 방향(Y)을 따라 서로 중심이 어긋나도록 배치된다. 이에 따라 이차 전지(10)는 이른바 모자이크 방식으로 하우징(12) 내부에 배치될 수 있다. 본 발명에 있어, 이차 전지(10)의 배열 패턴은 위로 한정되는 것은 아니고 전지 모듈(1)의 설계 조건에 따라 적절히 변경 가능하다.The secondary battery 10 is disposed inside the housing 12 at predetermined intervals along one direction X of the housing 12 and the other direction Y perpendicular to the one direction X. Moreover, the secondary batteries 10 arranged in odd rows along one direction X of the housing 12 are arranged to be centered with each other along the other direction Y, and secondary batteries 10 arranged in even rows of the housing 12 . The batteries 10 are also arranged to have their centers coincident with each other along one other direction Y, but the secondary batteries 10 arranged in odd-numbered rows and the secondary batteries 10 arranged in even-numbered columns are aligned with each other along the other direction Y. It is arranged so that the center is displaced. Accordingly, the secondary battery 10 may be disposed inside the housing 12 in a so-called mosaic method. In the present invention, the arrangement pattern of the secondary battery 10 is not limited to the above, and can be appropriately changed according to design conditions of the battery module 1 .

이차 전지(10)는 통상의 원통형 이차 전지와 같이, 원통형의 캔(100) 내부에 양극, 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 및 전해액이 수용되고, 캔(100)의 개구에 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되는 캡 조립체가 배치되어 구성될 수 있다.In the secondary battery 10 , like a typical cylindrical secondary battery, an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and an electrolyte are accommodated in a cylindrical can 100 , and an electrode assembly and an electrical solution are accommodated in an opening of the can 100 . A cap assembly connected to may be arranged and configured.

하우징(12)의 바닥부(12a)의 내측면에는 이차 전지(10)의 바닥부를 감싸 지지하는 지지턱(120)이 상기한 이차 전지(10)의 배열 패턴에 맞추어 마련될 수 있다. 이차 전지(10)는 지지턱(120)이 형성하는 공간 내로 캔(100)의 바닥부 부위 즉, 이차 전지(10)의 캡 조립체를 대향한 캔(100)의 바닥부 부위를 삽입시켜 하우징(12)의 수용 공간에 배치된다. 이로써 이차 전지(10)는 지지턱(120)에 의한 지지력에 의해 지지되면서 하우징(12)과 결합될 수 있다(도 3 참조).On the inner surface of the bottom portion 12a of the housing 12 , a support jaw 120 to surround and support the bottom portion of the secondary battery 10 may be provided according to the arrangement pattern of the secondary battery 10 . The secondary battery 10 inserts the bottom portion of the can 100, that is, the bottom portion of the can 100 opposite to the cap assembly of the secondary battery 10, into the space formed by the support jaws 120 into the housing ( 12) is placed in the receiving space. Accordingly, the secondary battery 10 may be coupled to the housing 12 while being supported by the supporting force of the support jaw 120 (refer to FIG. 3 ).

하우징(12)의 바닥부(12a)에는 복수의 이차 전지(10)의 바닥부 각각을 노출시키는 복수의 접촉용 개구(122)가 제공된다. 복수의 접촉용 개구(122)는 복수의 이차 전지(10)의 배열 패턴에 대응하는 패턴을 가지고 하우징(12)의 바닥 부위에 형성된다. 본 실시예에서 접촉용 개구(122)는 대략 직사각형의 형상을 가질 수 있으며, 이차 전지(10)의 중심부를 포함한 바닥부 부위가 노출될 수 있는 적정의 크기를 가질 수 있다.A plurality of contact openings 122 exposing each of the bottom portions of the plurality of secondary batteries 10 are provided in the bottom portion 12a of the housing 12 . The plurality of contact openings 122 have a pattern corresponding to the arrangement pattern of the plurality of secondary batteries 10 and are formed in the bottom portion of the housing 12 . In the present embodiment, the contact opening 122 may have a substantially rectangular shape, and may have an appropriate size to expose the bottom portion including the central portion of the secondary battery 10 .

하우징(12)의 외측으로 하우징(12)의 바닥부(12a) 상에는, 복수의 이차 전지(10)에 접촉되고 도시하지 않은 전지 관리 시스템(Battery Management System, BMS)에 전기적으로 연결되어 이 전지 관리 시스템으로부터 인가되는 전류의 흐름 방향 전환을 통해 이차 전지(10)를 가열 또는 냉각시킬 수 있는 열전 소자 조립체(14)가 배치된다. 본 실시에서 열전 소자 조립체(14)는 하우징(12)의 바닥부(12a)의 외측으로 하우징(12)에 안착되는 인쇄회로기판(140)과, 이 인쇄회로기판(140)에 전기적으로 연결되는 복수의 열전 소자(142)를 포함한다. On the bottom portion 12a of the housing 12 outside the housing 12, it is in contact with a plurality of secondary batteries 10 and is electrically connected to a battery management system (BMS) (not shown) to manage the batteries A thermoelectric element assembly 14 capable of heating or cooling the secondary battery 10 by changing a flow direction of a current applied from the system is disposed. In this embodiment, the thermoelectric element assembly 14 includes a printed circuit board 140 seated on the housing 12 outside of the bottom portion 12a of the housing 12 and electrically connected to the printed circuit board 140 . It includes a plurality of thermoelectric elements 142 .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자 조립체(14)를 도시한 결합 사시도이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자 조립체(14)를 도시한 분해 사시도이다.5 is a combined perspective view illustrating the thermoelectric element assembly 14 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating the thermoelectric element assembly 14 according to an embodiment of the present invention.

도 2, 도 5 및 도 6을 참고하면, 인쇄회로기판(140)에는 복수의 접촉용 개구(122)에 각기 대응하는 복수의 설치용 개구(140a)가 제공된다. 본 실시예에서 설치용 개구(140a) 역시 접촉용 개구(122)와 같이 대략 직사각형의 형상으로 이루어질 수 있다. 각 설치용 개구(140a)에 있어 이의 길이 방향을 따라 인쇄회로기판(140)에는 후술할 스톱퍼가 삽입될 수 있는 삽입 홈(144)이 대향 배치된다.2, 5 and 6 , the printed circuit board 140 is provided with a plurality of installation openings 140a respectively corresponding to the plurality of contact openings 122 . In this embodiment, the installation opening 140a may also have a substantially rectangular shape like the contact opening 122 . In each installation opening 140a, an insertion groove 144 into which a stopper to be described later can be inserted is disposed opposite to the printed circuit board 140 along the longitudinal direction thereof.

열전 소자 조립체(14)의 열전 소자(142)는 인쇄회로기판(140)의 각 설치용 개구(140a)에 삽입 결합되면서 인쇄회로기판(140)에 배설된 단자부(140b)에 납땜 등을 통해 전기적으로 연결된다.The thermoelectric element 142 of the thermoelectric element assembly 14 is electrically coupled to each of the installation openings 140a of the printed circuit board 140 through soldering, etc. connected

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자(142)를 도시한 사시도이다. 도 7를 참고하면, 열전 소자(142)는 각기 전기 전도성을 갖는 사각형상의 제1 플레이트(142a)와 제2 플레이트(142b), 이 제1,2 플레이트(142a, 142b) 사이에 배치되는 반도체(142c, 142d)를 포함한다. 제1,2 플레이트(142a, 142b)는 가령 세라믹 기판으로 이루어질 수 있으며, 반도체(142c, 142d)는 제1,2 플레이트(142a, 142b) 상에 임의 패턴으로 배치된 복수의 도전부(예: 은, 구리 등의 금속 전극)에 한 쌍으로 배치되어 도전 라인을 통해 인쇄회로기판(140)에 전기적으로 연결되는 P형 반도체와 N형 반도체를 포함할 수 있다. 도전 라인 중, 하나의 도전 라인(예: 후술한 반도체 단자부)에는 P형 반도체와 N형 반도체 중 어느 하나의 반도체(예: 후술할 단자 반도체)가 연결되고 다른 하나의 도전 라인(예: 후술한 반도체 단자부)에는 다른 하나의 반도체(예: 후술할 단자 반도체)가 연결될 수 있다.7 is a perspective view illustrating a thermoelectric element 142 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 , the thermoelectric element 142 includes a first plate 142a and a second plate 142b having a rectangular shape each having electrical conductivity, and a semiconductor disposed between the first and second plates 142a and 142b. 142c, 142d). The first and second plates 142a and 142b may be formed of, for example, a ceramic substrate, and the semiconductors 142c and 142d may include a plurality of conductive portions (eg: It may include a P-type semiconductor and an N-type semiconductor disposed in a pair on a metal electrode such as silver or copper) and electrically connected to the printed circuit board 140 through a conductive line. Among the conductive lines, either one of a P-type semiconductor and an N-type semiconductor (eg, a terminal semiconductor to be described later) is connected to one conductive line (eg, a semiconductor terminal to be described later) and the other conductive line (eg, to be described later) is connected to one conductive line (eg, a semiconductor terminal to be described later). Another semiconductor (eg, a terminal semiconductor to be described later) may be connected to the semiconductor terminal unit.

이러한 열전 소자(142)에 있어, 제1 플레이트(142a)는 설치용 개구(140a) 및 접촉용 개구(122)의 크기와 유사한 크기를 가지며, 제2 플레이트(142b)는 설치용 개구(140a)의 크기보다 큰 크기를 가진다.In the thermoelectric element 142 , the first plate 142a has a size similar to the size of the installation opening 140a and the contact opening 122 , and the second plate 142b has the size of the installation opening 140a . have a larger size.

열전 소자(142)는 도 6에 도시된 바와 같이, 각기 쌍을 이루는 인쇄회로기판(140)의 설치용 개구(140a)에 배치된 상태에서, 제1 플레이트(142a)를 설치용 개구(140a)에 삽입시키고 인쇄회로기판(140)과 전기적 연결을 위한 표면 실장 기술(SMT)을 거쳐 인쇄회로기판(140)과 결합될 수 있다. 이 때, 제1 플레이트(142a)는 설치용 개구(140a)를 통과하여 인쇄회로기판(140)의 일 표면으로부터 돌출된 상태를 유지하고, 제2 플레이트(142b)는 설치용 개구(140a)의 크기보다 큰 크기를 가지므로 설치용 개구(140a)를 통과하지 못하고 길이 방향의 양 가장 자리 부위를 인쇄회로기판(140)의 다른 일 표면에 걸치게 된다(도 8 참조). 이러한 열전 소자(142)와 인쇄회로기판(140)의 결합 구조는, 열전 소자(142)가 자체 하중에 의해 하방으로 처지는 현상을 미연에 방지할 수 있다. 즉, 열전 소자(142)는 인쇄회로기판(140)과의 결합 상태를 지속적으로 양호하게 유지할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the thermoelectric element 142 is inserted into the installation opening 140a by inserting the first plate 142a in a state in which the first plate 142a is disposed in the installation opening 140a of each pair of printed circuit boards 140 . and may be combined with the printed circuit board 140 through surface mounting technology (SMT) for electrical connection with the printed circuit board 140 . At this time, the first plate 142a passes through the installation opening 140a and maintains a state protruding from one surface of the printed circuit board 140 , and the second plate 142b is larger than the size of the installation opening 140a. Since it has a large size, it does not pass through the installation opening 140a, and both edge portions in the longitudinal direction are spread over the other surface of the printed circuit board 140 (refer to FIG. 8). The coupling structure of the thermoelectric element 142 and the printed circuit board 140 may prevent the thermoelectric element 142 from sagging downward due to its own load in advance. That is, the thermoelectric element 142 may continuously maintain a good coupling state with the printed circuit board 140 .

위에서는 열전 소자가 사각형상의 플레이트로 인해 그 전체적인 형상도 사각형상인 것으로 예시되었으나, 열전 소자는 원형을 비롯한 다른 형태의 구조로도 구비될 수 있다. 이에 따라 인쇄회로기판의 설치용 개구 형상도 열전 소자의 형태에 따라 적절히 변경 가능하다.In the above description, the thermoelectric element is exemplified as having a rectangular shape due to the rectangular plate, but the thermoelectric element may be provided with a structure of any other shape including a circular shape. Accordingly, the shape of the opening for installation of the printed circuit board may also be appropriately changed according to the shape of the thermoelectric element.

본 실시예에서 상기와 같이 구성되는 열전 소자 조립체(14)는, 이차 전지(10)가 하우징(12)의 내부에 수용되기 전에 먼저 하우징(12)에 안착되어 결합될 수 있다. 즉, 열전 소자 조립체(14)는 복수의 열전 소자(142)가 대응하는 각각의 하우징(12)의 접촉용 개구(122)에 삽입되도록 하우징(12)의 바닥부(12a) 외측 부위에 안착될 수 있다. In the present embodiment, the thermoelectric element assembly 14 configured as described above may be seated and coupled to the housing 12 before the secondary battery 10 is accommodated in the housing 12 . That is, the thermoelectric element assembly 14 is to be seated outside the bottom portion 12a of the housing 12 so that the plurality of thermoelectric elements 142 are inserted into the contact openings 122 of the corresponding respective housings 12 . can

열전 소자(142)가 접촉용 개구(122)에 삽입될 때, 기설정된 삽입 방향으로 삽입될 수 있도록, 제1 플레이트(142a)의 일측 가장자리에는 하우징(12)의 마련된 결합 돌기(124)가 끼움 결합될 수 있는 끼움 홈(1422a)이 마련될 수 있다(도 7 참조). 본 실시예에서 끼움 홈(1422a)은 제2 플레이트(142b)에 마련된 반도체 단자부(142e, 142f)를 대향한 제1 플레이트(142a)의 일측 가장자리 중심 부위에 제공된다. 반도체 단자부(142e, 142f)에는 전술한 바와 같이 대응하는 단자 반도체(142c,142d)가 각기 전기적으로 연결될 수 있다. When the thermoelectric element 142 is inserted into the contact opening 122, the coupling protrusion 124 provided of the housing 12 is fitted to one edge of the first plate 142a so that it can be inserted in a predetermined insertion direction. A fitting groove 1422a that can be coupled may be provided (see FIG. 7 ). In the present embodiment, the fitting groove 1422a is provided in a central portion of one edge of the first plate 142a facing the semiconductor terminal portions 142e and 142f provided in the second plate 142b. Corresponding terminal semiconductors 142c and 142d may be electrically connected to the semiconductor terminal portions 142e and 142f, respectively, as described above.

도 9는 열전 소자(142)가 제1 플레이트(142a)의 끼움 홈(1422a)을 하우징(12)의 결합 돌기(124)에 끼움 결합시켜 접촉용 개구(122)에 삽입된 상태를 보여주고 있다. 이 끼움 홈(1422a)과 결합 돌기(124)의 결합은, 열전 소자(142)가 인쇄회로기판(140)에 결합될 때, 역 삽입되는 것을 방지할 수 있다. 결합 돌기(124)의 높이(Z 방향에 따른 높이임)는 결합 돌기(124)가 끼움 홈(1422a)에 끼움 결합된 상태에서 제1 플레이트(142a)의 표면(예를 들어, 도 13을 기준으로 제1 플레이트(142a)의 하측 표면임)으로부터 돌출되지 않도록 유지되는 것이 좋다. 본 실시예에서 결합 돌기(124)도 끼움 홈(1422a)의 위치에 대응하여, 접촉용 개구(122)의 일측 가장자리 중심 부위에 제공된다. 9 shows a state in which the thermoelectric element 142 is inserted into the contact opening 122 by fitting the fitting groove 1422a of the first plate 142a to the coupling protrusion 124 of the housing 12. . The coupling between the fitting groove 1422a and the coupling protrusion 124 may prevent reverse insertion of the thermoelectric element 142 when coupled to the printed circuit board 140 . The height of the engaging protrusion 124 (which is the height in the Z direction) is the surface of the first plate 142a (for example, referring to FIG. 13 ) in the state in which the engaging protrusion 124 is fitted into the fitting groove 1422a. As a result, it is preferably maintained so as not to protrude from the lower surface of the first plate 142a. In this embodiment, the coupling protrusion 124 is also provided at the center portion of one edge of the contact opening 122 corresponding to the position of the fitting groove 1422a.

열전 소자(142)의 역 삽입 방지 구조는 도 10에 도시된 바와 같이, 열전 소자(142)의 제1 플레이트(142a)의 적어도 하나의 코너부(1420a)를 대략 90도로 각지게 형성된 다른 코너부와는 다르게 경사지게 절취시키는 것으로도 가능하다.As shown in FIG. 10 , the reverse insertion prevention structure of the thermoelectric element 142 is formed so that at least one corner portion 1420a of the first plate 142a of the thermoelectric element 142 is angled at an angle of approximately 90 degrees. It is also possible to cut it obliquely differently.

한편, 열전 소자(142)가 접촉용 개구(122)에 삽입될 때, 하우징(12)에 제공된 스톱퍼(126)는 인쇄회로기판(140)에 제공된 삽입 홈(144)에 삽입된다. 스톱퍼(126)는 접촉용 개구(122)의 주위로 하우징(12)의 외측 표면으로부터 돌출된 적어도 하나의 리브로 이루어질 수 있다. 본 실시예서 리브는 접촉용 개구(122)의 길이 방향을 따라 대향 배치된 2개의 리브로 이루어진다. 이에 따라 삽입 홈(144)도 설치용 개구(140a)의 길이 방향을 따라 대향 배치되도록 인쇄회로기판(140)에 마련된다. 도 11은 열전 소자 조립체(14)가 하우징(12)의 바닥부(12a) 외측 부위에 안착되었을 때, 스톱퍼(126)인 2개의 리브가 삽입 홈(144)에 삽입되어 인쇄회로기판(140)으로부터 돌출된 상태를 보여주고 있다. 이에 따라, 열전 소자 조립체(14) 즉, 인쇄회로기판(140)은 스톱퍼(126)로 인해 움직임을 방지하여 열전 소자 조립체(14)가 외부 충격을 받더라도 충격 에너지가 열전 소자(142)로 직접 전달될 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, when the thermoelectric element 142 is inserted into the contact opening 122 , the stopper 126 provided in the housing 12 is inserted into the insertion groove 144 provided in the printed circuit board 140 . The stopper 126 may consist of at least one rib protruding from the outer surface of the housing 12 around the contact opening 122 . In this embodiment, the rib is composed of two ribs disposed opposite to each other along the longitudinal direction of the contact opening 122 . Accordingly, the insertion groove 144 is also provided on the printed circuit board 140 to face each other along the longitudinal direction of the installation opening (140a). 11 shows that when the thermoelectric element assembly 14 is seated on the outside of the bottom portion 12a of the housing 12, two ribs, which are stoppers 126, are inserted into the insertion grooves 144 and are removed from the printed circuit board 140. It shows the protruding state. Accordingly, the thermoelectric element assembly 14 , that is, the printed circuit board 140 prevents movement due to the stopper 126 , so that even if the thermoelectric element assembly 14 receives an external impact, the impact energy is directly transmitted to the thermoelectric element 142 . can be prevented from becoming

한편, 본 실시예에서, 하우징(12)에 안착된 열전 소자 조립체(14) 상에는, 열전 소자(142)를 보호하기 위한 완충 부재(16)가 배치될 수 있다. 구체적으로 완충 부재(16)는 열전 소자 조립체(14)의 각 열전 소자(142) 상에 배치되는 써멀 패드(thermal pad)로 이루어질 수 있다. 이 써멀 패드는 자체 탄성력을 가지고 외부 충격으로부터 열전 소자(142)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 가령 써멀 패드는 실리콘에 열전도성 물질이 조합되어 구성된 열전달 패드로 이루어질 수 있다. 본 발명에서 완충 부재는 비단 써멀 패드뿐만 아니라, 다공성 구조의 고분자 수지(예: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리스티렌, 고무 등)로도 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, a buffer member 16 for protecting the thermoelectric element 142 may be disposed on the thermoelectric element assembly 14 seated in the housing 12 . Specifically, the buffer member 16 may be formed of a thermal pad disposed on each thermoelectric element 142 of the thermoelectric element assembly 14 . The thermal pad has its own elastic force and may serve to protect the thermoelectric element 142 from external impact. For example, the thermal pad may be formed of a thermal transfer pad formed by combining silicon and a thermally conductive material. In the present invention, the buffer member may be made of not only a silk thermal pad, but also a polymer resin having a porous structure (eg, polyethylene, polypropylene, polybutylene, polystyrene, rubber, etc.).

또한, 본 실시예에서, 완충 부재(16)의 일측으로 하우징(12) 상에는 히트 싱크(18)가 더욱 배치될 수 있다. 히트 싱크(18)와 함께 써멀 패드는 이차 전지(10)에서 발생된 열을 전지 모듈(1)의 외부로 방출시킬 수 있도록 한다.In addition, in the present embodiment, a heat sink 18 may be further disposed on the housing 12 as one side of the cushioning member 16 . The thermal pad together with the heat sink 18 allows the heat generated in the secondary battery 10 to be discharged to the outside of the battery module 1 .

완충 부재(16)와 함께 히트 싱크(18)가 하우징(12)에 탑재된 상태에서, 하우징(12)에는 결합 케이스(19)가 결합될 수 있다. 결합 케이스(19)는 대략 사각틀 형상으로 구비되어 그 내측 테두리는 히트 싱크(18)에 테두리에 밀착시켜 지지되도록 하고 그 외측 테두리는 저면에 마련된 둘레 홈(19a)을 하우징(12)에 마련된 둘레 돌기(12c)에 끼움 결합 구조로 결합시킨다(도 12 참조). 이 결합 부위는 플라스틱 레이저 용접 등을 통해 고정되는 바, 이에 따라 열전 소자 조립체(14), 완충 부재(16) 및 히트 싱크(18)는 안정적인 상태로 하우징(12)에 고정될 수 있다. 열전 소자 조립체(14) 상에 배치된 단열재(17)(도 12 참조)는 열전 소자(142)의 방열 측과 접촉되는 히트 싱크(18)의 접촉면 측으로부터의 발열이 이차 전지 측으로 영향을 주는 것을 방지하도록 한다. 본 발명에 있어 단열재가 반드시 필요한 것은 아니다. 이 단열재의 역할은 공기층으로도 대체 가능하다.In a state in which the heat sink 18 together with the buffer member 16 is mounted on the housing 12 , the coupling case 19 may be coupled to the housing 12 . The coupling case 19 is provided in a substantially rectangular frame shape so that its inner rim is supported by being in close contact with the rim to the heat sink 18 , and its outer rim has a circumferential groove 19a provided on the bottom surface of the housing 12 and a circumferential protrusion provided on the housing 12 . It is coupled to (12c) in a fitting structure (see FIG. 12). This bonding portion is fixed through plastic laser welding or the like. Accordingly, the thermoelectric element assembly 14 , the buffer member 16 , and the heat sink 18 may be fixed to the housing 12 in a stable state. The heat insulating material 17 (refer to FIG. 12 ) disposed on the thermoelectric element assembly 14 prevents heat from the contact surface side of the heat sink 18 in contact with the heat dissipation side of the thermoelectric element 142 from affecting the secondary battery side. to prevent In the present invention, the heat insulating material is not necessarily required. The role of this insulating material can be replaced by an air layer.

도 13은 도 5의 VIII-VIII 선에 따른 부분 단면도이다. 전술한 바와 같이, 반도체 단자부(142e)와 전기적으로 연결된 단자 반도체(예: P형 단자 반도체, 142c)는 인쇄회로기판의 단자부(140b)에 납땜부(150)를 통해 전기적으로 연결된다. 도 13에서는 P형 단자 반도체(142c)와 이어진 반도체 단자부(142e)가 납땜부(150)에 의해 인쇄회로기판의 단자부(140b)에 연결된 것이 도시되었으나, N형 단자 반도체와 이어진 반도체 단자부 역시 같은 식으로 납땜부에 의해 인쇄회로기판의 단자부에 연결된다. 이처럼 반도체 단자부(142e)와 인쇄회로기판의 단자부(140b) 사이에 제공되어 이들을 전기적으로 연결하는 납땜부(150)는 인쇄회로기판(140)에 대한 열전 소자(142)의 전기적 연결부로서 구성된다. 납땜부(150)가 열전 소자(142)의 일측으로 배치되고 상기 일측을 대향한 다른 일측에는 납땜부가 배치되지 않아 열전 소자(142)가 납땜부(150)의 높이(h1)로 인해 한쪽으로 기울어질 수 있다.13 is a partial cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 5 . As described above, the terminal semiconductor (eg, P-type terminal semiconductor, 142c) electrically connected to the semiconductor terminal unit 142e is electrically connected to the terminal unit 140b of the printed circuit board through the soldering unit 150 . 13 shows that the semiconductor terminal portion 142e connected to the P-type terminal semiconductor 142c is connected to the terminal portion 140b of the printed circuit board by the soldering part 150, but the semiconductor terminal portion connected to the N-type terminal semiconductor is also the same. It is connected to the terminal part of the printed circuit board by a soldering part. As such, the soldering part 150 provided between the semiconductor terminal part 142e and the terminal part 140b of the printed circuit board and electrically connecting them is configured as an electrical connection part of the thermoelectric element 142 to the printed circuit board 140 . Since the soldering part 150 is disposed on one side of the thermoelectric element 142 and the soldering part is not disposed on the other side opposite to the one side, the thermoelectric element 142 is inclined to one side due to the height h1 of the soldering part 150 . can get

이를 방지하고자, 납땜부(150)를 대향하여 열전 소자(142)의 제2 플레이트(142b)와 인쇄회로기판(140) 사이에는, 납땜부(150)의 높이(h1)에 대응하는, 다시 말해 이 높이(h1)와 동일하거나 실질적으로 동일한 높이(h2)를 갖는 더미 패턴(152)이 배치된다. 이 더미 패턴(152)은 납땜부(150)와 같은 납땜으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이로 한정되는 것은 아니다. 더미 패턴(152)의 높이(h2)는 0.05mm 내지 0.25mm의 범위로 유지되는 것이 좋으며, 0.05mm 내지 0.15mm의 범위로 유지되는 것이 더욱 좋다. To prevent this, between the second plate 142b of the thermoelectric element 142 and the printed circuit board 140 facing the soldering portion 150, corresponding to the height h1 of the soldering portion 150, that is, A dummy pattern 152 having a height h2 equal to or substantially equal to this height h1 is disposed. The dummy pattern 152 may be formed of the same solder as the solder portion 150 , but is not limited thereto. The height h2 of the dummy pattern 152 is preferably maintained in the range of 0.05 mm to 0.25 mm, more preferably in the range of 0.05 mm to 0.15 mm.

이처럼 납땜부(150)를 대향하여 더미 패턴(152)이 열전 소자(142)와 인쇄회로기판(140) 사이에 배치되면, 열전 소자(142)는 어느 한쪽으로 기울어짐 없이 평탄한 상태를 양호하게 유지할 수 있으며, 열전 소자 조립체(14)의 기구적 강성 강화시킬 수 있다. 이러한 더미 패턴(152)은 열전 소자 조립체(14)의 모든 열전 소자(142)에 대응하여 제공될 수 있다.As such, when the dummy pattern 152 is disposed between the thermoelectric element 142 and the printed circuit board 140 to face the soldering part 150, the thermoelectric element 142 can maintain a good flat state without inclination to either side. In addition, the mechanical rigidity of the thermoelectric element assembly 14 may be strengthened. The dummy pattern 152 may be provided to correspond to all the thermoelectric elements 142 of the thermoelectric element assembly 14 .

도 14 및 도 15는 실시예에 따른 더미 패턴(152)의 위치를 설명하기 위한 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 도 14 및 도 15에는 열전 소자(142)가 결합되지 않은 인쇄회로기판(140)만을 도시하였다. 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(140)의 설치용 개구(140a)의 일측 가장자리 양 단부에 이웃하여 단자부(140b)가 제공되고, 더미 패턴(152)은 설치용 개구(140a)의 다른 일측(위 일측을 대향하는) 가장자리 중심(도 14 참조) 또는 양 단부(도 15 참조)에 이웃하여 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이 인쇄회로기판(140)의 설치용 개구(140a)에는 열전 소자(142)가 결합되어 인쇄회로기판(140)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 더미 패턴(152)은 실질적으로 인쇄회로기판(140)에 제공되는 납땜 또는 열전 소자(142)의 제2 플레이트(142b)에 제공되는 납땜으로 구성될 수 있는데, 이는 열전 소자 조립체(14)의 제조 조건에 따라 적절하게 선택될 수 있다.14 and 15 are diagrams for explaining the position of the dummy pattern 152 according to the embodiment. For convenience of explanation, only the printed circuit board 140 to which the thermoelectric element 142 is not coupled is illustrated in FIGS. 14 and 15 . As shown, the terminal part 140b is provided adjacent to both ends of one side edge of the installation opening 140a of the printed circuit board 140, and the dummy pattern 152 is formed on the other side (upper side) of the installation opening 140a. may be disposed adjacent to the center of the edge (refer to FIG. 14 ) or both ends (refer to FIG. 15 ). As described above, the thermoelectric element 142 is coupled to the installation opening 140a of the printed circuit board 140 to be electrically connected to the printed circuit board 140 . Accordingly, the dummy pattern 152 may be substantially composed of solder provided to the printed circuit board 140 or solder provided to the second plate 142b of the thermoelectric element 142 , which is the thermoelectric element assembly 14 . may be appropriately selected according to the manufacturing conditions of

본 실시예에서는 이와 같이 열전 소자 조립체(14), 완충 부재(16) 및 히트 싱크(18)가 하우징(12)에 고정되고 나서, 하우징(12)의 내부 수용 공간에 복수의 이차 전지(10)가 열전 소자 조립체(14)와 연결되도록 배치시켜 전지 모듈(1)을 제조할 수 있다. 즉, 각 이차 전지(10)는 캔(100)의 바닥부 부위가 전술한 바와 같이, 대응하는 지지턱(120)이 형성하는 내부 공간에 삽입되도록 하여 하우징(12)의 내부 수용 공간에 배치된다. 이때, 열전 소자 조립체(14)의 각 열전 소자(142)의 제1 플레이트(142a)가 접촉용 개구(122)를 통해 지지턱(120)이 형성하는 내부 공간에 노출된 상태이므로, 이차 전지(10)의 캔(100)의 바닥부 부위는 제1 플레이트(142a)에 접촉할 수 있게 된다. 따라서, 복수의 이차 전지(10)는 각기 쌍을 이루는 열전 소자 조립체(14)의 열전 소자(142)에 일대일로 접촉할 수 있게 된다. In this embodiment, after the thermoelectric element assembly 14 , the buffer member 16 and the heat sink 18 are fixed to the housing 12 as described above, a plurality of secondary batteries 10 are placed in the inner accommodation space of the housing 12 . The battery module 1 may be manufactured by disposing it to be connected to the thermoelectric element assembly 14 . That is, each secondary battery 10 is disposed in the inner receiving space of the housing 12 such that the bottom portion of the can 100 is inserted into the inner space formed by the corresponding support jaw 120 as described above. . At this time, since the first plate 142a of each thermoelectric element 142 of the thermoelectric element assembly 14 is exposed to the internal space formed by the support jaw 120 through the contact opening 122, the secondary battery ( 10), the bottom portion of the can 100 can contact the first plate 142a. Accordingly, the plurality of secondary batteries 10 may be in one-to-one contact with the thermoelectric elements 142 of the thermoelectric element assemblies 14 that form a pair.

이처럼 열전 소자 조립체(14)의 열전 소자(142)가 개별적으로 하우징(12)에 내장된 복수의 이차 전지(10)에 접촉하게 되면, 복수의 이차 전지(10)에 대한 독립적인 온도 제어가 가능해진다.As such, when the thermoelectric element 142 of the thermoelectric element assembly 14 individually comes into contact with the plurality of secondary batteries 10 built in the housing 12 , independent temperature control of the plurality of secondary batteries 10 is possible. becomes

가령, 전기 차량에 제공된 전지 모듈(1)의 이차 전지(10)에 대해 급속 충전을 하거나 전지 모듈(1) 주위의 외기 온도가 높은 경우, 하우징(12)의 중심부에 위치한 이차 전지(10)의 온도가 하우징(12)의 외곽부(가장자리부)에 위치한 이차 전지(10)의 온도보다 높을 수 있다. 이 경우, 열전 소자 조립체(14)의 제1 플레이트(142a)는 전지 관리 시스템으로부터 인가되는 전류에 의해 냉각되어 흡열부로서 작용한다. 본 실시예에서는 각각의 이차 전지(10)에 일대일 대응으로 개별적 접촉한 열전 소자(142)의 개별 구동이 가능하므로, 하우징(12)의 중심부에 위치한 이차 전지(10)만을 냉각시키거나, 하우징(12)의 외곽부에 위치한 이차 전지(10)보다 중심부에 위치한 이차 전지(10)의 냉각 정도를 크게 하는 것이 가능하다. 따라서 하우징(12)에 내장된 복수의 이차 전지(10)의 위치 별 온도 편차를 최소화하면서 이차 전지의 온도 관리를 수행할 수 있다. For example, when the secondary battery 10 of the battery module 1 provided in the electric vehicle is rapidly charged or the ambient temperature around the battery module 1 is high, the secondary battery 10 located in the center of the housing 12 The temperature may be higher than the temperature of the secondary battery 10 located at the outer portion (edge portion) of the housing 12 . In this case, the first plate 142a of the thermoelectric element assembly 14 is cooled by the current applied from the battery management system to act as a heat absorbing part. In the present embodiment, since individual driving of the thermoelectric element 142 in individual contact with each secondary battery 10 is possible in a one-to-one correspondence, only the secondary battery 10 located in the center of the housing 12 is cooled, or the housing ( 12), it is possible to increase the degree of cooling of the secondary battery 10 located in the central portion than the secondary battery 10 located in the outer portion. Accordingly, the temperature of the secondary batteries can be managed while minimizing the temperature deviation for each location of the plurality of secondary batteries 10 built in the housing 12 .

한편, 전지 모듈(1)이 저온 환경(O℃ 미만)에 놓인 상태에서 이차 전지(10)를 충전하는 경우에는 전지 관리 시스템으로부터 열전 소자 조립체(14)에 인가되는 전류의 흐름 방향을 위 냉각의 경우와 반대로 하면, 이차 전지(10)에 접촉된 열전 소자(142)의 제1 플레이트(142a)가 가열되어 발열부로서 작용한다. 이에 따라 이차 전지(10)는 가열될 수 있고 본 실시예에서는 하우징(12)의 중심부와 외곽부에 위치한 이차 전지(10)가 개별 가열되므로, 이차 전지(10)의 가열이 필요한 경우에도 온도 편차를 최소화할 수 있다.On the other hand, when the secondary battery 10 is charged in a state in which the battery module 1 is placed in a low-temperature environment (less than 0° C.), the flow direction of the current applied to the thermoelectric element assembly 14 from the battery management system is the upper cooling direction. Contrary to the case, the first plate 142a of the thermoelectric element 142 in contact with the secondary battery 10 is heated to act as a heat generating unit. Accordingly, the secondary battery 10 can be heated, and in the present embodiment, the secondary battery 10 located at the center and the outer part of the housing 12 is individually heated. can be minimized.

이처럼 본 실시예에서는 하우징(12)에 수용된 복수의 이차 전지(10)에 대한 온도 제어를 대응하는 열전 소자 조립체(14)의 열전 소자(142)를 통해 개별적(독립적)으로 수행함으로써, 냉매(예: 냉각수)를 통한 기존의 이차 전지 열 관리 시스템의 구성을 생략하거나 축소시킬 수 있다.As such, in this embodiment, temperature control for the plurality of secondary batteries 10 accommodated in the housing 12 is individually (independently) performed through the thermoelectric element 142 of the corresponding thermoelectric element assembly 14, so that the refrigerant (eg : cooling water), the configuration of the existing secondary battery thermal management system can be omitted or reduced.

도 16는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다. 이 다른 실시예에 따른 전지 모듈(2)은 전술한 전지 모듈과 실질적인 구성이 동일하므로 이하에는 다른 구성에 대해서만 설명하도록 한다.16 is an exploded perspective view illustrating a battery module according to another embodiment of the present invention. Since the battery module 2 according to this other embodiment has substantially the same configuration as the battery module described above, only other configurations will be described below.

다른 실시예에 따른 전지 모듈(2)은, 전술한 전지 모듈에 비하여 하우징(20)의 외곽부에 배치되는 이차 전지(22)와 열전 소자 조립체(24)의 열전 소자(240)의 접촉 구조를 달리한다.The battery module 2 according to another embodiment has a contact structure between the secondary battery 22 disposed on the outer portion of the housing 20 and the thermoelectric element 240 of the thermoelectric element assembly 24 compared to the battery module described above. be different

즉, 하우징(20)의 외곽부에 배치되는 이차 전지(22)는, 일대일 대응으로 열전 소자(240)와 접촉하지 않고, 적어도 2개의 이차 전지가 하나의 열전 소자(240)와 짝을 이루어 접촉한다. 이를 위해 하우징(20)의 외곽부에 배치되는 접촉용 개구(200)는 하우징(20)의 외곽부에 일렬로 배치되는 이차 전지(22)가 하나의 열린 공간 내에서 모두 노출되도록 하나의 개구로 이루어지고, 이 외곽부 접촉용 개구(200)에 배치되는 열전 소자(240)도 하나의 열전 소자로 이루어질 수 있다. 도 12는 하우징(20)이 사각형상의 박스로 이루어짐에 따라 하우징(20)의 외곽부를 따라 4개의 열전 소자(240)가 배치되어 전지 모듈(2)이 구성되는 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 반드시 이로 한정되는 것은 아니다.That is, the secondary battery 22 disposed in the outer portion of the housing 20 does not contact the thermoelectric element 240 in a one-to-one correspondence, and at least two secondary batteries are paired with one thermoelectric element 240 to contact each other. do. To this end, the contact opening 200 disposed at the outer portion of the housing 20 is formed as a single opening so that the secondary batteries 22 arranged in a line on the outer portion of the housing 20 are all exposed within one open space. Also, the thermoelectric element 240 disposed in the opening 200 for contacting the outer portion may be formed of one thermoelectric element. 12 exemplifies a case in which the battery module 2 is configured by disposing four thermoelectric elements 240 along the outer portion of the housing 20 as the housing 20 is formed of a rectangular box. It is not necessarily limited to this.

하우징(20)의 외곽부를 제외한 부위에 배치되는 이차 전지는 전술한 실시예와 같이, 열전 소자 조립체(24)의 열전 소자에 일대일 방식으로 접촉될 수 있다.The secondary battery disposed in a portion other than the outer portion of the housing 20 may contact the thermoelectric element of the thermoelectric element assembly 24 in a one-to-one manner as in the above-described embodiment.

이 실시예에 따른 전지 모듈(2)에 있어, 열전 소자 조립체(24)에 의한 이차 전지(22)의 가열 또는 냉각은 전술한 실시예의 전지 모듈과 마찬가지로 이루어질 수 있다. 하우징(20)의 외곽부에 배치되는 적어도 2개의 이차 전지(22)는 하나의 열전 소자(240)를 통해 가열 또는 냉각이 가능하므로, 이 다른 실시예를 통해서는 이차 전지(22)의 위치 별 온도 제어가 보다 단순해질 수 있다.In the battery module 2 according to this embodiment, heating or cooling of the secondary battery 22 by the thermoelectric element assembly 24 may be performed similarly to the battery module of the above-described embodiment. At least two secondary batteries 22 disposed at the outer portion of the housing 20 can be heated or cooled through one thermoelectric element 240 , so in this other embodiment, each position of the secondary batteries 22 is Temperature control can be made simpler.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is within the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

1,2 : 전지 모듈 10,22 : 이차 전지
12,20 : 하우징 14 : 열전 소자 조립체
16 : 완충 부재 18 : 히트 싱크
19: 결합 케이스 100 : 캔
120 : 지지턱 122 : 접촉용 개구
124 : 결합 돌기 126 : 스톱퍼
140 : 인쇄회로기판 140a : 설치용 개구
142: 열전 소자 142a : 제1 플레이트
142b : 제2 플레이트 142c,142d : 반도체
144: 삽입 홈 150: 납땜부
152: 더미 패턴1,2: battery module 10,22: secondary battery
12, 20: housing 14: thermoelectric element assembly
16: buffer member 18: heat sink
19: combined case 100: can
120: support jaw 122: contact opening
124: coupling projection 126: stopper
140: printed circuit board 140a: opening for installation
142: thermoelectric element 142a: first plate
142b: second plate 142c, 142d: semiconductor
144: insertion groove 150: soldering part
152: dummy pattern

Claims (30)

복수의 이차 전지가 수용되는 하우징;
상기 하우징에 설치되고 상기 하우징의 바닥부에 배치된 접촉용 개구를 통해 상기 복수의 이차 전지에 접촉되어 상기 복수의 이차 전지를 개별적으로 가열 또는 냉각시키는 열전 소자 조립체
를 포함하는, 전지 모듈.a housing in which a plurality of secondary batteries are accommodated;
A thermoelectric element assembly installed in the housing and in contact with the plurality of secondary batteries through a contact opening disposed on the bottom of the housing to individually heat or cool the plurality of secondary batteries
Including, a battery module. 제1항에 있어서,
상기 접촉용 개구는 상기 하우징의 바닥부에 복수로 구비되고, 상기 열전 소자 조립체는 상기 접촉용 개구를 통해 상기 복수의 이차 전지에 각각 접촉되는, 전지 모듈.According to claim 1,
A plurality of the contact openings are provided at the bottom of the housing, and the thermoelectric element assembly is in contact with the plurality of secondary batteries through the contact openings, respectively. 제2항에 있어서,
상기 열전 소자 조립체는,
상기 복수의 접촉용 개구에 대응하는 복수의 설치용 개구를 포함하고 상기 하우징에 안착되는 인쇄회로기판; 및
상기 복수의 설치용 개구에 각기 배치되며 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 복수의 열전 소자
를 포함하는, 전지 모듈.3. The method of claim 2,
The thermoelectric element assembly,
a printed circuit board having a plurality of installation openings corresponding to the plurality of contact openings and mounted on the housing; and
A plurality of thermoelectric elements respectively disposed in the plurality of installation openings and electrically connected to the printed circuit board
Including, a battery module. 제3항에 있어서,
상기 열전 소자는 상기 이차 전지에 일대일로 대응하여 접촉되는, 전지 모듈.4. The method of claim 3,
The thermoelectric element is in contact with the secondary battery in one-to-one correspondence, the battery module. 제3항에 있어서,
상기 하우징의 가장 자리를 따라 근접하여 배치되는 열전 소자는 적어도 2개 이상의 이차 전지에 대응하여 접촉되고, 나머지 열전 소자는 나머지 이차 전지에 일대일로 대응하여 접촉되는, 전지 모듈.4. The method of claim 3,
Thermoelectric elements disposed adjacent to each other along the edge of the housing are in contact with at least two or more secondary batteries, and the remaining thermoelectric elements are in contact with the remaining secondary batteries in one-to-one correspondence. 제3항에 있어서
상기 열전 소자를 이웃하여 상기 하우징에는 상기 인쇄회로기판의 움직임을 방지하는 스톱퍼가 배치되는, 전지 모듈.4. The method of claim 3
A stopper for preventing movement of the printed circuit board is disposed in the housing adjacent to the thermoelectric element. 제6항에 있어서
상기 스톱퍼는 상기 하우징의 표면으로부터 돌출되어 상기 인쇄회로기판의 삽입 홈에 삽입되는 적어도 하나의 리브를 포함하는, 전지 모듈.7. The method of claim 6
The stopper includes at least one rib that protrudes from the surface of the housing and is inserted into the insertion groove of the printed circuit board. 제3항에 있어서
상기 열전 소자는
상기 이차 전지에 접촉되는 전기 전도성의 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트와의 사이에 간격을 두고 배치되며, 상기 접촉용 개구보다 큰 면적을 갖는 전기 전도성의 제2 플레이트;
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 사이에 배치되며, 상기 제1 플레트와 상기 제2 플레이트에 전기적으로 연결되는 반도체
를 포함하는, 전지 모듈.4. The method of claim 3
The thermoelectric element is
an electrically conductive first plate in contact with the secondary battery;
an electrically conductive second plate disposed at a distance from the first plate and having a larger area than the contact opening;
A semiconductor disposed between the first plate and the second plate and electrically connected to the first plate and the second plate
Including, a battery module. 제8항에 있어서
상기 제1 플레이트에는 상기 열전 소자가 상기 삽입용 개구에 삽입 시, 상기 하우징에 있는 결합 돌기에 끼움 결합되는 끼움 홈이 있는, 전지 모듈.9. The method of claim 8
When the thermoelectric element is inserted into the insertion opening in the first plate, there is a fitting groove that is fitted to the coupling protrusion in the housing, the battery module. 제1항에 있어서
상기 열전 소자 조립체의 일 측에는 상기 열전 소자 조립체를 보호하기 위한 완충 부재가 배치되는, 전지 모듈.2. The method of claim 1
A buffer member for protecting the thermoelectric element assembly is disposed on one side of the thermoelectric element assembly. 제10항에 있어서
상기 완충 부재는, 상기 복수의 이차 전지에 각각 대응하여 상기 열전 소자 조립체 상에 배치되는 써멀 패드를 포함하는, 전지 모듈.11. The method of claim 10
The buffer member includes a thermal pad disposed on the thermoelectric element assembly corresponding to each of the plurality of secondary batteries, the battery module. 제11항에 있어서
상기 완충 부재의 일 측으로 상기 하우징 상에 히트 싱크가 배치되는, 전지 모듈.12. The method of claim 11
A heat sink is disposed on the housing to one side of the cushioning member, the battery module. 제12항에 있어서
상기 히트 싱크에 지지되며 상기 하우징에 고정되는 결합 케이스를 더욱 포함하는, 전지 모듈.13. The method of claim 12
The battery module is supported by the heat sink and further comprising a coupling case fixed to the housing. 제1항에 있어서
상기 이차 전지는, 전극 어셈블리가 수용되는 캔과, 상기 캔의 개구에 결합되는 캡 어셈블리를 포함하고, 상기 열전 소자 조립체는 상기 캔의 바닥부에 접촉되는, 전지 모듈.2. The method of claim 1
The secondary battery includes a can in which an electrode assembly is accommodated, and a cap assembly coupled to an opening of the can, wherein the thermoelectric element assembly is in contact with a bottom of the can. 제14항에 있어서
상기 이차 전지는 원통형인, 전지 모듈.15. The method of claim 14
The secondary battery has a cylindrical shape, a battery module. 제3항에 있어서,
상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부의 높이에 대응하는 높이를 갖는 더미 패턴이 상기 인쇄회로기판과 상기 각각의 복수의 열전 소자 사이에 제공된, 전지 모듈.4. The method of claim 3,
A dummy pattern having a height corresponding to a height of an electrical connection portion of the thermoelectric element to the printed circuit board is provided between the printed circuit board and each of the plurality of thermoelectric elements. 제16항에 있어서,
상기 열전 소자는
상기 이차 전지에 접촉되는 전기 전도성의 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트와의 사이에 간격을 두고 배치되며, 상기 접촉용 개구보다 큰 면적을 갖는 전기 전도성의 제2 플레이트;
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 사이에 배치되며, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트에 전기적으로 연결되는 복수의 반도체; 및
상기 복수의 반도체 중 단자 반도체로부터 연장되어 상기 제2 플레이트에 배치되며 상기 인쇄회로기판의 단자부에 전기적으로 연결되는 반도체 단자부
를 포함하고,
상기 더미 패턴은 상기 반도체 단자부에 대향하여 상기 제2 플레이트와 상기 인쇄회로기판 사이에 제공된, 전지 모듈.17. The method of claim 16,
The thermoelectric element is
an electrically conductive first plate in contact with the secondary battery;
an electrically conductive second plate disposed at a distance from the first plate and having a larger area than the contact opening;
a plurality of semiconductors disposed between the first plate and the second plate and electrically connected to the first plate and the second plate; and
A semiconductor terminal part extending from a terminal semiconductor of the plurality of semiconductors, disposed on the second plate, and electrically connected to a terminal part of the printed circuit board
including,
The dummy pattern is provided between the second plate and the printed circuit board to face the semiconductor terminal portion, the battery module. 제17항에 있어서,
상기 더미 패턴이 복수로 제공된, 전지 모듈.18. The method of claim 17,
A plurality of the dummy patterns are provided, a battery module. 제17항에 있어서,
상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부의 높이는 상기 인쇄회로기판의 단자부와 상기 반도체 단자부 사이에 배치되는 납땜부의 높이에 대응하는, 전지 모듈.18. The method of claim 17,
The height of the electrical connection part of the thermoelectric element to the printed circuit board corresponds to the height of the soldering part disposed between the terminal part of the printed circuit board and the semiconductor terminal part, the battery module. 제16항에 있어서,
상기 더미 패턴의 높이가 0.05mm 내지 0.25mm 인 전지 모듈.17. The method of claim 16,
A battery module having a height of 0.05 mm to 0.25 mm of the dummy pattern. 제16항에 있어서,
상기 더미 패턴이 납땜으로 구성된, 전지 모듈.17. The method of claim 16,
The dummy pattern is composed of soldering, a battery module. 제17항에 있어서,
상기 설치용 개구가 직사각형으로 이루어지고, 상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부가 상기 설치용 개구의 일측 가장자리 양 단부에 이웃하여 배치되고, 상기 더미 패턴은 상기 설치용 개구의 일측에 대향하는 다른 일측 가장자리 중심에 이웃하여 배치된, 전지 모듈.18. The method of claim 17,
The installation opening is formed in a rectangular shape, and electrical connection portions of the thermoelectric element to the printed circuit board are disposed adjacent to both ends of one edge of the installation opening, and the dummy pattern is formed on the other side opposite to one side of the installation opening. A battery module disposed adjacent to the center of the edge. 제17항에 있어서,
상기 설치용 개구가 직사각형으로 이루어지고, 상기 인쇄회로기판에 대한 상기 열전 소자의 전기적 연결부가 상기 설치용 개구의 일측 가장자리 양 단부에 이웃하여 배치되고, 상기 더미 패턴은 상기 설치용 개구의 일측에 대향하는 다른 일측 가장자리 양 단부에 이웃하여 배치된, 전지 모듈.18. The method of claim 17,
The installation opening is formed in a rectangular shape, and electrical connection portions of the thermoelectric element to the printed circuit board are disposed adjacent to both ends of one edge of the installation opening, and the dummy pattern is formed on the other side opposite to one side of the installation opening. Disposed adjacent to both ends of the edge, the battery module. 제17항에 있어서
상기 제1 플레이트에는 상기 열전 소자가 상기 접촉용 개구에 삽입 시, 상기 하우징에 있는 결합 돌기에 끼움 결합되는 끼움 홈이 있는, 전지 모듈.18. The method of claim 17
When the thermoelectric element is inserted into the contact opening in the first plate, there is a fitting groove that is fitted to the coupling protrusion in the housing, the battery module. 제24항에 있어서
상기 접촉용 개구 및 상기 제1 플레이트는 각기 직사각형으로 이루어지고, 상기 결합 돌기 및 상기 끼움 홈 각각은, 상기 접촉용 개구의 일측 가장자리 및 상기 제1 플레이트의 일측 가장자리 중심에 배치된, 전지 모듈.25. The method of claim 24
The contact opening and the first plate are each made of a rectangle, and each of the coupling protrusion and the fitting groove is disposed in the center of one edge of the contact opening and one edge of the first plate, respectively. 제17항에 있어서
상기 접촉용 개구 및 상기 제1 플레이트는 각기 직사각형으로 이루어지고, 상기 제1 플레이트의 적어도 하나의 코너부는 나머지 코너부와 다른 형상으로 이루어진, 전지 모듈.18. The method of claim 17
The contact opening and the first plate are each made of a rectangle, and at least one corner portion of the first plate is made of a shape different from the other corner portions, the battery module. 제26항에 있어서
상기 제1 플레이트의 적어도 하나의 코너부는 경사지게 절취된 형상인, 전지 모듈.27. The method of claim 26
At least one corner portion of the first plate has a shape that is cut obliquely, the battery module. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 의한 전지 모듈을 포함하는, 차량.A vehicle comprising the battery module according to any one of claims 1 to 27. 복수의 이차 전지가 수용되는 하우징;
상기 하우징에 설치되고 상기 하우징의 바닥부에 배치된 접촉용 개구를 통해 상기 복수의 이차 전지에 접촉되어 상기 복수의 이차 전지를 위치 별로 가열 또는 냉각시키는 열전 소자 조립체
를 포함하는, 전지 모듈.a housing in which a plurality of secondary batteries are accommodated;
A thermoelectric element assembly installed in the housing and in contact with the plurality of secondary batteries through a contact opening disposed on the bottom of the housing to heat or cool the plurality of secondary batteries for each location
Including, a battery module. 복수의 접촉용 개구가 바닥부에 임의의 패턴을 가지고 형성된 하우징을 준비하고,
이차 전지를 가열 또는 냉각시킬 수 있는 복수의 열전 소자가 상기 복수의 접촉용 개구의 패턴에 맞추어 배열된 열전 소자 조립체를 준비하고,
상기 열전 소자가 쌍을 이루는 상기 접촉용 접촉용 개구에 배치되도록 상기 열전 소자 조립체를 상기 하우징에 안착시키고, 그리고
상기 하우징의 수용 공간에 상기 이차 전지의 표면에 상기 열전 소자가 접촉되도록 상기 이차 전지를 배치하는 것
을 포함하는, 전지 모듈의 제조 방법.Preparing a housing in which a plurality of contact openings are formed having an arbitrary pattern on the bottom,
Preparing a thermoelectric element assembly in which a plurality of thermoelectric elements capable of heating or cooling a secondary battery are arranged according to a pattern of the plurality of contact openings,
seating the thermoelectric element assembly in the housing such that the thermoelectric element is disposed in the paired contact opening, and
disposing the secondary battery so that the thermoelectric element is in contact with a surface of the secondary battery in the receiving space of the housing
A method of manufacturing a battery module comprising a.
KR1020210074909A 2020-06-17 2021-06-09 Battery module and vehicle incuding the same KR20210156220A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/346,418 US11715851B2 (en) 2020-06-17 2021-06-14 Battery module and vehicle including the same
US18/219,867 US20230352771A1 (en) 2020-06-17 2023-07-10 Battery module and vehicle including the same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200073856 2020-06-17
KR20200073856 2020-06-17
KR20210038928 2021-03-25
KR1020210038928 2021-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210156220A true KR20210156220A (en) 2021-12-24

Family

ID=79176055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210074909A KR20210156220A (en) 2020-06-17 2021-06-09 Battery module and vehicle incuding the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210156220A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102546372B1 (en) * 2022-11-22 2023-06-26 한국철도기술연구원 System and method of battery pack fire suppression
WO2023140568A1 (en) * 2022-01-24 2023-07-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module having improved impact resistance and safety and battery pack including same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023140568A1 (en) * 2022-01-24 2023-07-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module having improved impact resistance and safety and battery pack including same
KR102546372B1 (en) * 2022-11-22 2023-06-26 한국철도기술연구원 System and method of battery pack fire suppression

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3664187B1 (en) Cylindrical battery cell assembly with improved space utilization and safety, and battery module comprising same
US11728527B2 (en) Battery pack including battery cells connected to a printed circuit board substrate via first and second electrode tabs
EP2400579B1 (en) Battery assembly with cooling
KR20180113419A (en) Battery Pack having heat conductive medium of louver fin form
KR20170095052A (en) Busbar for cooling battery cell and battery module using thereof
US11024920B2 (en) Battery module
KR20210156220A (en) Battery module and vehicle incuding the same
JP2020522108A (en) Multilayer cylindrical battery module with heat dissipation and chain fire prevention structure and battery pack including the same
US20130108894A1 (en) Secondary battery
KR20170022371A (en) Secondary Battery Module
EP3509131A1 (en) Switchable battery module
KR20190054805A (en) Battery module and battery pack having the same
US20210384591A1 (en) Rechargeable battery pack
JP2022541214A (en) top cooling battery pack
JP2007012393A (en) Battery pack
KR102028916B1 (en) Battery Pack for Secondary Battery
US11715851B2 (en) Battery module and vehicle including the same
KR20170067012A (en) Battery module and battery pack including the same
JP7258410B2 (en) Battery module and battery pack containing same
KR102191178B1 (en) Battery Module
KR20140074411A (en) Battery Sub-Pack and a Method for manufacturing the same
KR102050291B1 (en) Battery Module
US20230369672A1 (en) Heat dissipation member and battery pack including the same
CN220106707U (en) Battery module comprising a plurality of sub-modules
KR102666368B1 (en) Battery pack