KR20220021610A - 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법 - Google Patents

열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220021610A
KR20220021610A KR1020200102354A KR20200102354A KR20220021610A KR 20220021610 A KR20220021610 A KR 20220021610A KR 1020200102354 A KR1020200102354 A KR 1020200102354A KR 20200102354 A KR20200102354 A KR 20200102354A KR 20220021610 A KR20220021610 A KR 20220021610A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery module
jig
conductive resin
support
bus bar
Prior art date
Application number
KR1020200102354A
Other languages
English (en)
Inventor
전현욱
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200102354A priority Critical patent/KR20220021610A/ko
Publication of KR20220021610A publication Critical patent/KR20220021610A/ko

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
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C31/00—Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B29C31/04—Feeding of the material to be moulded, e.g. into a mould cavity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/20—Opening, closing or clamping
    • 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
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그는 터미널 버스바를 포함하는 전지 모듈의 일면에 배치되는 받침 지그; 및 주입구가 형성된 상기 전지 모듈의 타면에 배치되는 가압 지그를 포함한다. 상기 터미널 버스바의 적어도 일부는 상기 전지 모듈의 상기 일면에 노출되고, 상기 받침 지그는, 상기 터미널 버스바를 받치도록 돌출된 받침부를 포함한다.

Description

열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법{JIG FOR INJECTING THERMAL RESIN AND METHOD FOR INJECTING THERMAL RESING USING THE SAME}
본 발명은 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 전지 모듈에 포함된 내부 구성품의 밀림 현상을 방지하는 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법에 관한 것이다.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 전지 셀들이 배치되나, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 이용되는 이차 전지의 경우는, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈(Battery module)이 이용된다. 이러한 전지 모듈은 다수의 전지셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지셀 적층체를 형성함으로써 용량 및 출력이 향상된다. 또한, 하나 이상의 전지 모듈은 BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.
도 1은 전지 모듈에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다. 특히, 도 2는 도 1의 전지 모듈에 포함된 엔드 플레이트를 생략한 모습을 나타내었다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 전지 모듈(10)은, 전지셀이 적층되어 형성된 전지셀 적층체(20), 전지셀 적층체(20)를 수납하는 모듈 프레임(40) 및 전지셀 적층체(20) 아래에 위치하는 열전도성 수지층(50)을 포함할 수 있다. 모듈 프레임(40)은 전면과 후면이 개방된 금속 판재일 수 있고, 모듈 프레임(40)의 개방된 전면과 후면을 엔드 플레이트(60)가 덮을 수 있다.
한편, 전지 모듈(10)은 전지셀 적층체(20)와 함께 모듈 프레임(40)에 수납되는 버스바 프레임(30)을 더 포함할 수 있다. 버스바 프레임(30)은 전지셀 적층체(20)의 전면과 후면에 각각 위치할 수 있다. 전지셀 적층체(20)를 구성하는 전지셀들로부터 돌출된 전극 리드(21)와 연결되는 버스바(31) 및 터미널 버스바(32)가 버스바 프레임(30)에 탑재될 수 있다. 이 때, 엔드 플레이트(60)와 모듈 프레임(40)의 경계 부근에는 개방된 구조가 형성되어, 터미널 버스바(32)의 일부분이 전지 모듈(10)의 일면(10a)으로 노출될 수 있다.
한편, 전지셀 적층체(20) 아래에 열전도성 수지(Thermal resin)를 주입하여 열전도성 수지층(50)을 형성할 수 있고, 이러한 열전도성 수지층(50)은 전지셀 적층체(20)로부터 발생한 열을 전지 모듈(10)의 바닥으로 전달할 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참고하여, 전지 모듈(10)에 열전도성 수지층(50)을 형성하는 종래의 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 전지 모듈의 하면이 위를 향하도록 뒤집은 모습을 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 3의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 1의 전지 모듈을 yz 평면 상에서 -x축 방향을 따라 바라본 정면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 전지 모듈(10)의 일면(10a)과 대향하는 타면(10b)에는 열전도성 수지를 주입하기 위한 주입하기 위한 복수의 주입구(40H)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 전지셀 적층체(20) 및 버스바 프레임(30) 등을 모듈 프레임(40)에 수납한 뒤 엔드 플레이트(60)를 모듈 프레임(40)의 개방된 전면과 후면에 덮는다. 이 때, 모듈 프레임(40)과 엔드 플레이트(60)는 용접 등의 방법으로 서로 접합될 수 있다. 이 후, 주입구(40H)을 통해 열전도성 수지를 주입하여, 전지셀 적층체(20)와 모듈 프레임(40) 사이에 열전도성 수지층(50)을 형성할 수 있다.
다만, 전지 모듈(10)의 타면(10b)이 위를 향하도록 뒤집은 상태에서, 열전도성 수지를 주입하는 것이므로, 주입되는 열전도성 수지의 압력에 의해 전지셀 적층체(20)를 비롯한 모듈 프레임(40) 내부의 구성품 들이 모듈 프레임(40)의 상면 방향으로 밀려들어갈 수 있다.
도 4를 참고하면, 전지셀 적층체(20), 버스바 프레임(30) 및 터미널 버스바(32) 등의 내부 구성품이 주입되는 열전도성 수지에 의해 밀려서, 전지 모듈(10)의 일면(10a) 방향으로 이동할 수 있다.
도 5를 참고하면, 열전도성 수지의 주입이, 전지 모듈(10)의 주요 치수 중 하나인 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 상기와 같이 열전도성 수지의 주입 압력에 의해 전지셀 적층체(20) 및 터미널 버스바(32) 등의 내부 구성품이 밀려 이동할 수 있고, 이로 인해 전지 모듈(10)마다 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)에 편차가 발생할 수 있다.
이러한 전지 모듈(10)을 복수로 구성하여 전지팩으로 조립 시 터미널 버스바(32)를 통해 전지 모듈(10)끼리 연결이 이루어지는데, 이때 전지 모듈(10) 마다 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)의 편차가 크면, 접촉저항 증가로 열이 발생한다거나 전압 값이 부정확해지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 열전도성 수지(Thermal resin)의 주입이 이루어지더라도, 전지 모듈의 높이 방향 치수에 대한 안전성을 확보할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 열전도성 수지(Thermal resin)의 주입에 의해 전지 모듈의 내부 구성품이 밀려 이동하는 것을 방지함으로써, 전지 모듈의 높이 방향 치수에 대한 안전성을 확보할 수 있는 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그는 터미널 버스바를 포함하는 전지 모듈의 일면에 배치되는 받침 지그; 및 주입구가 형성된 상기 전지 모듈의 타면에 배치되는 가압 지그를 포함한다. 상기 터미널 버스바의 적어도 일부는 상기 전지 모듈의 상기 일면에 노출되고, 상기 받침 지그는, 상기 터미널 버스바를 받치도록 돌출된 받침부를 포함한다.
상기 받침부의 표면은 절연 처리될 수 있다.
상기 받침부는, 상기 받침 지그의 일면에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 받침부가, 상기 터미널 버스바가 접촉할 수 있는 평평한 받침면을 형성할 수 있다.
상기 가압 지그에 개구부가 형성될 수 있고, 상기 전지 모듈의 상기 주입구가 상기 개구부 안에 위치하도록 상기 가압 지그가 배치될 수 있다.
상기 전지 모듈의 상기 일면과 상기 전지 모듈의 상기 타면은 서로 대향할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입방법은, 터미널 버스바를 포함하는 전지 모듈의 일면에 받침 지그를 배치하는 단계; 주입구가 형성된 상기 전지 모듈의 타면에 가압 지그를 배치하는 단계; 및 상기 주입구를 통해 상기 전지 모듈 내부로 열전도성 수지를 주입하는 단계를 포함한다. 상기 터미널 버스바의 적어도 일부는 상기 전지 모듈의 상기 일면에 노출되고, 상기 받침 지그는, 상기 터미널 버스바를 받치도록 돌출된 받침부를 포함한다.
상기 전지 모듈의 상기 일면과 상기 전지 모듈의 상기 타면은 서로 대향할 수 있다.
상기 받침 지그를 배치하는 단계에서, 상기 전지 모듈의 일면이 아래를 향하도록 뒤집고, 상기 받침 지그 상에 뒤집힌 상기 전지 모듈을 배치할 수 있다.
상기 가압 지그를 배치하는 단계에서, 뒤집힌 상기 전지 모듈의 상기 타면 상에 상기 가압 지그를 배치할 수 있다.
상기 전지 모듈은, 상기 받침 지그와 상기 가압 지그 사이에서 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전지 모듈의 일면에 배치되는 받침 지그가 터미널 버스바를 받치도록 구성되어, 열전도성 수지(Thermal resin)의 주입에 의해 전지 모듈의 내부 구성품이 밀려 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 각 전지 모듈 마다 터미널 버스바의 높이 방향 치수가 일정한 값을 보이도록 안정화 시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 전지 모듈에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 전지 모듈의 하면이 위를 향하도록 뒤집은 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1의 전지 모듈을 yz 평면 상에서 -x축 방향을 따라 바라본 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그에 포함된 받침 지그를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그에 포함된 가압 지그를 나타낸 사시도이다.
도 8은, 도 1의 전지 모듈에 대해 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그가 배치된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면을 타나낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그에 포함된 받침 지그를 나타낸 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그에 포함된 가압 지그를 나타낸 사시도이다. 도 8은, 도 1의 전지 모듈에 대해 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그가 배치된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 1, 도 6 내지 도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입용 지그는, 터미널 버스바(32)를 포함하는 전지 모듈(10)의 일면(10a)에 배치되는 받침 지그(100) 및 주입구(40H)가 형성된 전지 모듈(10)의 타면(10b)에 배치되는 가압 지그(200)를 포함한다.
상술한 바 대로, 전지 모듈(10)은, 전지셀이 적층되어 형성된 전지셀 적층체(20), 전지셀 적층체(20)를 수납하는 모듈 프레임(40) 및 전지셀 적층체(20) 아래에 위치하는 열전도성 수지층(50)을 포함할 수 있다. 모듈 프레임(40)의 개방된 전면과 후면을 엔드 플레이트(60)가 덮을 수 있다.
또한, 전지 모듈(10)은 전지셀 적층체(20)와 함께 모듈 프레임(40)에 수납되는 버스바 프레임(30)을 더 포함할 수 있다. 버스바 프레임(30)에는 버스바(31) 및 터미널 버스바(32)가 배치될 수 있고, 상기 전지셀로부터 돌출된 전극 리드(21)가 버스바 프레임(30)에 형성된 리드 슬롯을 통과한 뒤 구부러져 버스바(31)나 터미널 버스바(32)에 접합될 수 있다.
이 때, 엔드 플레이트(60)와 모듈 프레임(40)의 경계 부근에는 개방된 구조가 형성되어, 터미널 버스바(32)의 적어도 일부가 전지 모듈(10)의 일면(10a)에 노출된다. 터미널 버스바(32)는 다른 전지 모듈이나 BDU(Battery Disconnect Unit) 등과 연결되어 HV(High Voltage) 연결을 구현할 수 있다. 여기서 HV 연결은 전력을 공급하기 위한 전원 역할의 연결로써, 전지셀 간의 연결이나 전지 모듈 간의 연결을 의미한다.
모듈 프레임(40) 중 전지 모듈(10)의 타면(10b)에 해당하는 부분에는 적어도 하나의 주입구(40H)가 형성될 수 있다. 이러한 주입구(40H)를 통해 전지 모듈(10) 내부로 열전도성 수지를 주입하여 열전도성 수지층(50)을 형성할 수 있다.
여기서, 전지 모듈(10)의 일면(10a)과 전지 모듈(10)의 타면(10b)은 서로 대향할 수 있다. 또한, 전지 모듈(10)의 일면(10a)은 z축 방향에 해당하는 전지 모듈(10)의 상면일 수 있고, 전지 모듈(10)의 타면(10b)은 -Z축 방향에 해당하는 전지 모듈(10)의 하면일 수 있다. 이에 따라, 전지 모듈(10)의 일면(10a)에 배치되는 받침 지그(100)와 전지 모듈(10)의 타면(10b)에 배치되는 가압 지그(200)는, 전지 모듈(10)을 사이에 두고 서로 대향하여 위치할 수 있다. 또한, 전지 모듈(10)은, 받침 지그(100)와 가압 지그(200) 사이에서 고정될 수 있다.
본 실시예에 따른 받침 지그(100)는 전지 모듈(10)의 터미널 버스바(32)를 받치도록 돌출된 받침부(110)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 받침부(110)는, 받침 지그(100)의 일면(100S)에 수직한 방향으로 돌출될 수 있고, 터미널 버스바(32)가 접촉할 수 있는 평평한 받침면(110S)을 형성할 수 있다.
또한, 전지 모듈(10)에 각각 양극과 음극에 해당하는 2개의 터미널 버스바(32)가 형성될 수 있고, 이에 따라 본 실시예에 따른 받침부(110)도 복수로 구성되어, 받침 지그(100)의 일면(100S) 중 양 단부 가까이에 각각 배치될 수 있다.
한편, 받침부(110)의 표면은 절연 처리될 수 있다. 전지셀들이 터미널 버스바(32)를 통해 받침 지그(100) 등과 통전되어 외부 단락 회로(External short-circuit)가 형성되는 것을 방지하기 위해 터미널 버스바(32)를 받치는 받침부(110)의 표면은 절연 처리되는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예에 따른 가압 지그(200)에는 개구부(210)가 형성될 수 있고, 가압 지그(200)가 전지 모듈(10)의 타면(10b)에 배치될 때, 전지 모듈(10)의 주입구(40H)가 개구부(210) 안에 위치할 수 있다. 가압 지그(200)는 주입구(40H)에 열전도성 수지를 주입할 때, 상기 열전도성 수지가 정체되지 않고 압력을 유지한 채 흐를 수 있도록 가압해줄 수 있다. 구체적으로, 열전도성 수지를 주입할 때, 가압 지그(200)에 의해 전지 모듈(10) 내부의 압력이 일정하게 유지되어, 상기 열전도성 수지가 전지 모듈(10) 내부에서 일정하게 흐를 수 있다. 또한 가압 지그(200)에 의해 상기 열전도성 수지를 주입하는 주입 장비에 부하(Load)를 일정하게 유지할 수 있어 안정적인 주입이 가능하다. 즉, 가압 지그(200)에 의해 일정한 두께의 열전도성 수지층(50)이 형성될 수 있다.
또한, 만일 가압 지그(200)가 없다면, 전지 모듈(10) 내부에서 열전도성 수지가 일정하게 흐를 수 없고, 모듈 프레임(40)의 주입구(40H) 주변이 팽창하는 변형이 발생할 수 있다. 주입구(40H)가 위치한 전지 모듈(10)의 타면(10b)은 바닥면으로써, 전지 모듈(10)의 고정 및 터미널 버스바(32)의 높이 관리에 있어서 데이텀(datum)이 되므로, 평면도 유지가 중요하다. 이에 본 실시예에 따른 가압 지그(200)가 상기 열전도성 수지의 주입 동안 주입구(40H) 주변이 팽창하는 것을 방지하여, 전지 모듈(10)의 타면(10b)의 평면도를 유지하는데 도움이 될 수 있다.
또한, 가압 지그(200)에 의해 상기 열전도성 수지의 주입 시간이 단축될 수 있다. 구체적으로, 상기 열전도성 수지의 주입 시 주입 압력에 의해 열전도성 수지가 넓게 퍼져야 단시간에 주입이 이루어질 수 있는데, 만일 가압 지그(200)가 없다면 모듈 프레임(40)이 변형되는 동안 열전도성 수지의 주입 압력이 분산되므로 주입 속도가 느려지고, 이로 인해 생산 택 타임(tact time)이 길어질 수 있다. 아울러, 열전도성 수지가 설계 대비 과도하게 주입되어 재료의 낭비로 인한 비용 손실이 발생할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 가압 지그(200)가 배치됨으로써, 주입 시간과 생산 택 타임의 단축되고, 생산 비용이 절감될 수 있다.
이하에서는, 도 1, 도 6 내지 도 8을 참고하여, 열전도성 수지 주입용 지그를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 주입방법은, 터미널 버스바(32)를 포함하는 전지 모듈(10)의 일면(10a)에 받침 지그(100)를 배치하는 단계; 주입구(40H)가 형성된 전지 모듈(10)의 타면(10b)에 가압 지그(200)를 배치하는 단계; 및 주입구(40H)를 통해 전지 모듈(10) 내부로 열전도성 수지를 주입하는 단계를 포함한다. 터미널 버스바(32)의 적어도 일부는 전지 모듈(10)의 일면(10a)에 노출되며, 받침 지그(100)는, 터미널 버스바(32)를 받치도록 돌출된 받침부(110)를 포함한다.
상술한 바 대로, 전지 모듈(10)의 일면(10a)과 전지 모듈(10)의 타면(10b)은 서로 대향할 수 있다. 이에 따라 전지 모듈(10)의 일면(10a)에 배치되는 받침 지그(100)와 전지 모듈(10)의 타면(10b)에 배치되는 가압 지그(200)는, 전지 모듈(10)을 사이에 두고 서로 대향하여 위치할 수 있다.
상기 받침 지그(100)를 배치하는 단계에서, 전지 모듈(10)의 일면(10a)이 아래를 향하도록 뒤집고, 받침 지그(100) 상에 뒤집힌 전지 모듈(10)을 배치할 수 있다. 이에 따라, 전지 모듈(10)의 일면(10a)에 노출된 터미널 버스바(32)가 받침부(110)의 평평한 받침면(110S) 상에 안착될 수 있다. 또한, 주입구(40H)가 형성된 전지 모듈(10)의 타면(10b)이 위를 향하게 된다.
상기 가압 지그(200)를 배치하는 단계에서, 뒤집힌 전지 모듈(10)의 타면(10b) 상에 가압 지그(200)를 배치할 수 있다. 특히, 전지 모듈(10)의 주입구(40H)가 가압 지그(200)에 형성된 개구부(210) 안에 위치할 수 있다.
상기와 같은 받침 지그(100)와 가압 지그(200)의 배치로 인해, 뒤집힌 전지 모듈(10)은 받침 지그(100)와 가압 지그(200) 사이에서 고정될 수 있다. 고정된 전지 모듈(10)에 대해 주입구(40H)에 주입 장비(도시하지 않음)가 연결되어 열전도성 수지가 주입될 수 있다.
여기서, 상기 열전도성 수지는 열전도성 접착 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로 실리콘(Silicone) 소재, 우레탄(Urethan) 소재 및 아크릴(Acrylic) 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 열전도성 수지는, 주입 시에는 액상이나 주입 후에 경화되어 전지셀 적층체(20)를 구성하는 복수의 전지셀을 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 열전도 특성이 뛰어나 상기 전지셀에서 발생한 열을 신속히 전지 모듈(10)의 외측으로 전달하여 전지 모듈(10)의 과열을 방지할 수 있다. 즉, 전지셀로부터 발생한 열은 열전도성 수지층(50), 모듈 프레임(40) 및 히트 싱크(도시하지 않음)를 통해 전지 모듈(10)의 외부로 전달될 수 있다.
이후 주입된 열전도성 수지가 경화되고 나면, 전지셀 적층체(20) 아래에 위치한 열전도성 수지층(50)이 형성된다.
이하에서는, 도 9 등을 참고하여, 본 실시예에 따른 열전도성 수지 주입방법을 적용한 전지 모듈이 갖는 장점에 대해 설명하도록 한다.
도 9는 도 8의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면을 타나낸 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 전지 모듈(10)의 타면(10b)에 형성된 주입구(40H)를 통해 열전도성 수지가 주입되어도, 터미널 버스바(32)를 받치는 받침부(110)에 의해 터미널 버스바(32)를 비롯한 전지셀 적층체(20)나 버스바 프레임(30)이 아래로 밀려나지 않는다.
종래 주입방법과 같이 받침부(110)가 구비되지 않는다면, 열전도성 수지의 주입량 차이 또는 각 전지 모듈(10) 마다 내부 구성품의 밀리는 정도의 차이에 의해 터미널 버스바(32)의 높이에 차이가 발생할 수 있다. 다시 말해, 도 5에 도시된 전지 모듈(10)의 주요 치수 중 하나인 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)에 영향을 미치고, 각 전지 모듈(10)마다 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)에 편차가 발생할 수 있다.
반면, 받침부(110)가 구비되면, 터미널 버스바(32)를 비롯한 전지 모듈(10)의 내부 구성품이 밀려나지 않아, 각 전지 모듈(10)마다 균일한 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)를 가질 수 있다. 즉, 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)가 안정화됨을 의미한다. 이는 복수의 전지 모듈(10)들이 전지팩을 형성하기 위해 서로 연결됨에 있어, 터미널 버스바(32)의 높이 방향 치수(h)의 편차로 인한, 접촉저항 증가나 전압 값의 부정확 등의 문제를 해결할 수 있다는 점에서 의미를 갖는다.
본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 전지 모듈
32: 터미널 버스바
40H: 주입구
100: 받침 지그
110: 받침부
200: 가압 지그
210: 개구부

Claims (11)

  1. 터미널 버스바를 포함하는 전지 모듈의 일면에 배치되는 받침 지그; 및
    주입구가 형성된 상기 전지 모듈의 타면에 배치되는 가압 지그를 포함하고,
    상기 터미널 버스바의 적어도 일부는 상기 전지 모듈의 상기 일면에 노출되며,
    상기 받침 지그는, 상기 터미널 버스바를 받치도록 돌출된 받침부를 포함하는 열전도성 수지 주입용 지그.
  2. 제1항에서,
    상기 받침부의 표면은 절연 처리된 열전도성 수지 주입용 지그.
  3. 제1항에서,
    상기 받침부는, 상기 받침 지그의 일면에 수직한 방향으로 돌출되는 열전도성 수지 주입용 지그.
  4. 제1항에서,
    상기 받침부가, 상기 터미널 버스바가 접촉할 수 있는 평평한 받침면을 형성하는 열전도성 수지 주입용 지그.
  5. 제1항에서,
    상기 가압 지그에 개구부가 형성되고,
    상기 전지 모듈의 상기 주입구가 상기 개구부 안에 위치하도록 상기 가압 지그가 배치되는 열전도성 수지 주입용 지그.
  6. 제1항에서,
    상기 전지 모듈의 상기 일면과 상기 전지 모듈의 상기 타면은 서로 대향하는 열전도성 수지 주입용 지그.
  7. 터미널 버스바를 포함하는 전지 모듈의 일면에 받침 지그를 배치하는 단계;
    주입구가 형성된 상기 전지 모듈의 타면에 가압 지그를 배치하는 단계; 및
    상기 주입구를 통해 상기 전지 모듈 내부로 열전도성 수지를 주입하는 단계를 포함하고,
    상기 터미널 버스바의 적어도 일부는 상기 전지 모듈의 상기 일면에 노출되며,
    상기 받침 지그는, 상기 터미널 버스바를 받치도록 돌출된 받침부를 포함하는 열전도성 수지 주입방법.
  8. 제7항에서,
    상기 전지 모듈의 상기 일면과 상기 전지 모듈의 상기 타면은 서로 대향하는 열전도성 수지 주입방법.
  9. 제8항에서,
    상기 받침 지그를 배치하는 단계에서,
    상기 전지 모듈의 일면이 아래를 향하도록 뒤집고, 상기 받침 지그 상에 뒤집힌 상기 전지 모듈을 배치하는 열전도성 수지 주입방법.
  10. 제9항에서,
    상기 가압 지그를 배치하는 단계에서,
    뒤집힌 상기 전지 모듈의 상기 타면 상에 상기 가압 지그를 배치하는 열전도성 수지 주입방법.
  11. 제7항에서,
    상기 전지 모듈은, 상기 받침 지그와 상기 가압 지그 사이에서 고정되는 열전도성 수지 주입방법.
KR1020200102354A 2020-08-14 2020-08-14 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법 KR20220021610A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200102354A KR20220021610A (ko) 2020-08-14 2020-08-14 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200102354A KR20220021610A (ko) 2020-08-14 2020-08-14 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220021610A true KR20220021610A (ko) 2022-02-22

Family

ID=80494349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200102354A KR20220021610A (ko) 2020-08-14 2020-08-14 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220021610A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4170792A1 (en) Battery module and battery pack including same
US20220407139A1 (en) Battery Module and Battery Pack Including the Same
EP4087018A1 (en) Battery pack and device including same
KR20210133542A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20210133529A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
KR20220067118A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR102464824B1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
US20230327231A1 (en) Battery module and battery pack including the same
JP7226889B2 (ja) 電池モジュール、その製造方法および電池モジュールを含む電池パック
US20230246261A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR102395232B1 (ko) 전지 모듈, 그 제조 방법 및 전지 모듈을 포함하는 전지 팩
EP4099481A1 (en) Battery module and battery pack including same
KR20220135081A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20210130548A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20220021610A (ko) 열전도성 수지 주입용 지그 및 이를 이용한 열전도성 수지 주입방법
KR20220131782A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20210133543A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
US20230148286A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR102453307B1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
EP3923371B1 (en) Battery module, method for preparing the same and battery pack including the same
US20230318078A1 (en) Battery module and battery pack including the same
US20230090137A1 (en) Battery pack and device including the same
KR20210125938A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20210107472A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20220041426A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination