KR20220021611A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체의 아래에 위치한 판상형의 하부 플레이트; 상기 전지셀 적층체의 상면 및 양 측면을 덮는 모듈 프레임; 및 상기 하부 플레이트와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함한다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 열전도성 수지(Thermal resin)의 사용량을 조절할 수 있는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 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 종래의 전지 모듈에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 종래의 전지 모듈(10)은, 전지셀이 적층되어 형성된 전지셀 적층체(20), 전지셀 적층체(20)를 수납하는 모노 프레임(30) 및 전지셀 적층체(20)와 모노 프레임(30)의 하면 사이에 위치하는 열전도성 수지층(50)을 포함할 수 있다. 모노 프레임(30)은 전면과 후면이 개방된 금속 판재일 수 있고, 모노 프레임(30)의 개방된 전면과 후면을 엔드 플레이트(70)가 덮을 수 있다.
한편, 종래의 전지 모듈(10)은 전지셀 적층체(20)와 함께 모노 프레임(30)에 수납되는 상부 커버(41) 및 버스바 프레임(42)을 더 포함할 수 있다. 상부 커버(41)은 전지셀 적층체(20)의 상부에 위치하여, 전지셀 적층체(20)가 모노 프레임(30)에 삽입될 때 전지셀 적층체(20)에 가해지는 손상을 방지할 수 있다. 버스바 프레임(42)은 전지셀 적층체(20)의 전면과 후면에 각각 위치할 수 있다. 전지셀 적층체(20)를 구성하는 전지셀들의 전극 리드와 연결되는 버스바(43)가 버스바 프레임(42)에 탑재될 수 있다.
한편, 전지셀 적층체(20)와 모노 프레임(30)의 하면 사이에 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. 이 때, 도 3을 참고하여, 종래의 전지 모듈(10)에서의 열전도성 수지층(50)을 형성하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 3은, 도 1의 전지 모듈의 하면이 위를 향하도록 뒤집은 모습을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 종래의 전지 모듈(10)의 하면, 즉 모노 프레임(30)의 하면에는 열전도성 수지를 주입하기 위한 주입하기 위한 주입홀(30H)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 전지셀 적층체(20), 상부 커버(41) 및 버스바 프레임(42) 등을 모노 프레임(30)에 수납한 뒤 엔드 플레이트(70)를 모노 프레임(30)의 개방된 전면과 후면에 덮는다. 이 때, 모노 프레임(30)과 엔드 플레이트(70)는 용접 등의 방법으로 서로 접합될 수 있다. 이 후, 주입홀(30H)을 통해 열전도성 수지를 주입하여, 전지셀 적층체(20)와 모노 프레임(30)의 하면 사이에 열전도성 수지층(50)을 형성할 수 있다.
다만, 전지셀 적층체(20)를 먼저 수납한 이후에 주입이 이루어지기 때문에 열전도성 수지의 주입량 편차가 크다. 또한, 열전도성 수지를 주입하는 과정에 있어서, 전지 모듈 내 부품의 공차 등으로 인해 예정된 정량보다 초과하여 과량 주입될 수 있고, 이로 인해 전지 모듈의 제조 단가가 증가하여 수익성에 악영향을 끼칠 수 있다.
또한, 주입 과정에서, 열전도성 수지의 압력에 의해 전지셀 적층체(20)가 모노 프레임(30)의 상면 방향으로 밀려들어가, 터미널 버스바 등과 같은 주요 부품의 치수에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 주입홀(30H)을 통한 주입이므로, 전지셀 적층체(20)와 모노 프레임(30)의 하면 사이에서 열전도성 수지층(50)이 일정한 두께를 형성하기 어렵다. 이는 구역마다 열전달 성능의 편차가 발생하는 원인이 될 수 있다.
따라서, 열전도성 수지(Thermal resin)의 사용량을 적절히 조절할 수 있는 전지 모듈에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 열전도성 수지를 정량 주입할 수 있는 신규한 구조의 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 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 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체의 아래에 위치한 판상형의 하부 플레이트; 상기 전지셀 적층체의 상면 및 양 측면을 덮는 모듈 프레임; 및 상기 하부 플레이트와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함한다.
상기 모듈 프레임은, 상기 전지셀 적층체의 양 측면을 커버하는 제1 측면부와 제2 측면부; 및 상기 전지셀 적층체의 상면을 커버하는 천장부를 포함할 수 있다.
상기 제1 측면부, 상기 제2 측면부 및 상기 천장부는 일체로 형성될 수 있다.
상기 하부 플레이트의 서로 대향하는 제1 엣지부 및 제2 엣지부는 각각 상기 제1 측면부 및 상기 제2 측면부와 접합될 수 있다.
상기 제1 엣지부 및 상기 제2 엣지부는 각각 상기 제1 측면부 및 상기 제2 측면부와 용접 접합될 수 있다.
상기 하부 플레이트는 마운팅부를 포함할 수 있고, 상기 마운팅부는, 상기 하부 플레이트의 서로 대향하는 제1 엣지부 및 제2 엣지부에 형성될 수 있다.
상기 마운팅부에 마운팅홀이 형성될 수 있고, 상기 마운팅부는 상기 하부 플레이트의 일면과 평행하게 연장될 수 있다.
상기 열전도성 수지층은 상기 하부 플레이트에 열전도성 수지(Thermal resin)를 도포하여 형성될 수 있다.
상기 전지 모듈은, 상기 열전도성 수지층을 둘러싸는 압축 패드부를 더 포함할 수 있다.
상기 전지셀은, 서로 대향하는 방향으로 돌출된 전극 리드들 및 상기 전지셀의 일 테두리에 형성된 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 돌출부는, 상기 압축 패드부보다 상기 전극 리드들 중 하나가 돌출되는 방향의 하부 플레이트의 일 단부에 가까이 위치할 수 있다.
상기 하부 플레이트는 상기 하부 플레이트의 일 단부에 형성된 단차부를 포함할 수 있고, 상기 돌출부는 상기 단차부 위에 위치할 수 있다.
상기 열전도성 수지층의 두께는 상기 압축 패드부의 두께와 같거나 더 얇을 수 있다.
상기 열전도성 수지층은, 서로 이격되어 위치하는 제1 열전도성 수지층 및 제2 열전도성 수지층을 포함할 수 있다.
상기 전지 모듈은, 상기 제1 열전도성 수지층을 둘러싸는 제1 압축 패드부 및 상기 제2 열전도성 수지층을 둘러싸는 제2 압축 패드부를 더 포함할 수 있다
본 발명의 실시예들에 따르면, 판상형의 하부 플레이트와 모듈 프레임의 구조를 통해 열전도성 수지의 정량 도포를 구현할 수 있다.
또한, 열전도성 수지의 도포량 조절 및 압축 패드부의 두께 관리를 통해 전지 모듈의 높이방향에 대한 치수 안정성 쉽게 확보할 수 있다.
또한, 판상형의 하부 플레이트에 마운팅 구조를 적용함으로써, 자유로운 설계 및 형상의 단순화가 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 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 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4의 전지 모듈에 대하여 엔드 플레이트를 제거한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체, 버스바 프레임 및 버스바를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 전지셀 적층체에 포함된 전지셀에 대한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 비교예에 따른 모듈 프레임에 대한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 플레이트에 대한 사시도이다.
도 10은 도 4의 전지 모듈을 yz 평면 상에서 -x축 방향을 따라 바라본 정면도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 적층체 및 하부 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 12a는 도 11의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 12b는 도 11의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 하부 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 14a는 도 13의 절단선 C-C’를 따라 자른 단면도이다.
도 14b는 도 13의 절단선 D-D’를 따라 자른 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 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 사시도이다. 도 5는 도 4의 전지 모듈에 대하여 엔드 플레이트를 제거한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체, 버스바 프레임 및 버스바를 나타낸 분해 사시도이다. 도 7은 도 6의 전지셀 적층체에 포함된 전지셀에 대한 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(200), 전지셀 적층체(200)의 아래에 위치한 판상형의 하부 플레이트(300), 전지셀 적층체(200)의 상면 및 양 측면을 덮는 모듈 프레임(400) 및 하부 플레이트(300)와 전지셀 적층체(200) 사이에 위치하는 열전도성 수지층(500)을 포함한다. 또한, 전지 모듈(100)은 전지셀 적층체(200)의 전면과 후면에 각각 위치한 엔드 플레이트(700)를 더 포함할 수 있고, 전지셀 적층체(200)와 엔드 플레이트(700) 사이에 전기적 절연인 절연커버(도시하지 않음)가 위치할 수 있다.
우선, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하며, 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 일단부와 다른 일단부로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다.
특히, 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 셀 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 보다 상세하게는 전극 리드(111, 112)는 전극 조립체(미도시)와 연결되고, 전극 조립체(미도시)로부터 전지셀(110)의 외부로 돌출된다.
한편, 전지셀(110)은, 셀 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 셀 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 총 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)를 갖고, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 셀 케이스(114)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.
또한, 연결부(115)는 전지셀(110)의 일 테두리를 따라 길게 뻗을 수 있고, 연결부(115)의 단부에는 배트 이어(bat-ear)라 불리우는 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 다만, 돌출부(110p)는 하나의 예시적 구조이며, 본 발명의 다른 일 실시예에 다른 전지셀(110)은 돌출부가 형성되지 않고, 연결부(115)가 일직선으로 뻗는 형태를 가질 수 있다.
이러한 전지셀(110)은 복수로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지셀 적층체(200)를 형성한다. 특히, 도 6에 도시된 바와 같이 y축과 평행한 방향을 따라 복수의 전지셀(110)이 적층될 수 있다. 이에 따라, 전지셀(110) 중 하나의 전극 리드(111)는 x축 방향을 향해 돌출되고, 다른 전극 리드(112)는 -x축 방향을 향해 돌출될 수 있다.
하부 플레이트(300)는 판상형의 부재로써, 전지셀 적층체(200)가 그 위에 안착될 수 있다. 모듈 프레임(400)은, 전지셀 적층체(200)의 양 측면(y축 방향 및 -y축 방향)을 커버하는 제1 측면부(410) 및 제2 측면부(420); 및 전지셀 적층체(200)의 상면(z축 방향)을 커버하는 천장부(430)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 측면부(410)와 제2 측면부(420)는, 천장부(430)의 양 단부에서 하향 연장될 수 있다. 또한, 제1 측면부(410), 제2 측면부(420) 및 천장부(430)는 일체로 형성될 수 있다. 모듈 프레임(400)은 yz평면을 따라 자른 단면이 n자형의 모양을 형성할 수 있다.
하부 플레이트(300)와 모듈 프레임(400)은 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등의 방법으로 접합됨으로써, 전지셀 적층체(200)를 상하좌우로 커버하는 구조를 형성할 수 있다. 구체적으로, 하부 플레이트(300)의 서로 대향하는 제1 엣지부(310) 및 제2 엣지부(320)는 각각 제1 측면부(410) 및 제2 측면부(420)와 맞닿아 접합될 수 있다. 접합의 방법에 특별한 제한은 없으나, 제1 엣지부(310) 및 제2 엣지부(320)는 각각 제1 측면부(410) 및 제2 측면부(420)와 용접 접합되는 것이 바람직하다.
이러한 하부 플레이트(300)와 모듈 프레임(400)을 통해 전지셀 적층체(200)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이를 위해 하부 플레이트(300)와 모듈 프레임(400)는 소정의 강도를 갖는 금속 재질을 포함할 수 있다.
전지셀 적층체(200)가 하부 플레이트(300)와 모듈 프레임(400)에 수납되면, 개방된 전지셀 적층체(200)의 전면(x축 방향) 및 후면(-x축 방향)에 엔드 플레이트(700)가 위치할 수 있다. 즉, 엔드 플레이트(700)는 전지셀 적층체(200)의 전면(x축 방향)과 후면(-x축 방향)에 위치하여 전지셀 적층체(200)를 커버하도록 형성될 수 있다. 엔드 플레이트(700)는 하부 플레이트(300) 및 모듈 프레임(400)와 용접 등의 방법으로 접합될 수 있다.
열전도성 수지층(500)은, 하부 플레이트(300)에 열전도성 수지(Thermal resin)를 도포하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 열전도성 수지를 하부 플레이트(300) 상에 도포하고, 그 위에 전지셀 적층체(200)를 위치시킨 다음, 상기 열전도성 수지가 경화되어 열전도성 수지층(500)이 형성될 수 있다.
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, 도포 시에는 액상이나 도포 후에 경화되어 전지셀 적층체(200)를 구성하는 복수의 전지셀(110)을 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 열전도 특성이 뛰어나 전지셀(110)에서 발생한 열을 신속히 전지 모듈(100)의 하측으로 전달하여 전지 모듈(100)의 과열을 방지할 수 있다. 전지셀(110)로부터 발생한 열은 열전도성 수지층(500), 하부 플레이트(300) 및 히트 싱크(도시하지 않음)를 통해 전지 모듈(100)의 외부로 전달될 수 있다.
한편, 열전도성 수지층(500)은 서로 이격되어 위치하는 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 전지셀(110)로부터 전극 리드(111, 112)가 돌출되는 방향을 따라 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520)이 서로 이격된 채 배열될 수 있다. 여기서, 전지셀(110)로부터 전극 리드(111, 112)가 돌출되는 방향은 x축 방향 또는 -x축 방향에 해당할 수 있다.
전지셀(110)에 대한 충, 방전이 반복적으로 이루어지면, 전극 리드(111, 112)와 인접한 부분에 많은 열이 발생한다. 본 실시예에 따른 열전도성 수지층(500)은 하부 플레이트(300) 전체에 형성되는 것이 아닌, 전지셀(110) 중 발열이 심한 부분에 대응되도록 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520)으로 구성될 수 있다. 이러한 구조를 통해 원재료의 절감과 함께 냉각 및 방열 성능을 높을 수 있다.
또한, 부분마다 발열 정도의 차이가 심한 전지셀(110)에 대해 하부 플레이트(300) 전체에 형성된 열전도성 수지층은 전지셀(110)의 부분 간 온도 편차를 해소하기 어렵다. 이와 달리 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520)을 포함하기 때문에, 전지셀(110)의 발열이 심한 양 단 부분에서 열 발산이 효과적으로 이루어질 수 있고, 하나의 전지셀(110)에 대해 각 부분간 온도 편차를 최소화 할 수 있다. 전지셀(110)의 각 부분간 온도 편차는, 종국적으로 전지 모듈(100)의 성능 저하의 원인이 되기 때문에 본 실시예에 따른 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520)은 전지 모듈의 성능 및 수명 향상에 기여를 할 수 있다.
이 때, 도 1 내지 도 3을 다시 참고하면, 종래의 전지 모듈(10)은, 주입홀(30H)을 통해 열전도성 수지를 주입하여 전지셀 적층체(20)와 모노 프레임(30)의 하면 사이에 열전도성 수지층(50)을 형성하기 때문에 정밀하게 열전도성 수지층(50)을 형성하기 어렵다. 구체적으로, 전지 모듈 내부의 부품의 공차 등으로 인해 열전도성 수지가 예정된 정량보다 초과하여 과량 주입될 수 있다. 또한, 주입 방식으로는 본 실시예와 같이 서로 이격된 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520)을 형성하기 어렵다.
이와 달리, 본 실시예에 따른 열전도성 수지층(500)은 하부 플레이트(300) 상에 열전도성 수지가 도포되어 형성되는 것이므로, 열전도성 수지가 과량으로 사용될 가능성이 적다. 또한, 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520)과 같이 열전도성 수지층을 자유롭게 설계하고 구성할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 주입 방식이 아니므로 열전도성 수지층(500)의 두께를 고르게 형성하기 유리하다. 또한, 하부 플레이트(300)가 판상형으로 구성되기 때문에 그 가장자리 부분까지 열전도성 수지를 고르게 도포하기 용이하다.
한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520) 사이의 하부 플레이트(300) 상에는 절연 필름 등이 배치될 수 있다.
이하에서는, 도 8 등을 참고하여, 본 실시예에 따른 하부 플레이트(300)와 모듈 프레임(400)이 갖는 장점에 대해 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 비교예에 따른 모듈 프레임에 대한 사시도이다.
도 8을 참고하면, 본 발명에 대한 비교예로써, 상부 프레임(40a)과 하부 프레임(40b)이 결합된 모듈 프레임 구조가 제안될 수 있다. 상부 프레임(40a)과 하부 프레임(40b)이 모두 측벽부를 가질 수 있는데, 상부 프레임(40a)은 단면상 n자형의 모양을 형성할 수 있고, 하부 프레임(40b)은 단면상 u자형의 모양을 형성할 수 있다.
앞서 설명한 바대로, 본 실시예에 따른 하부 플레이트(300)는 판상형으로 구성되기 때문에 그 가장자리 부분까지 열전도성 수지를 고르게 도포하기 용이하다. 반면, 비교예에 따른 하부 프레임(40b)은 상향하는 2개의 측벽부를 갖기 때문에 열전도성 수지의 도포 공정에 있어서 이러한 측벽부가 방해 요인이 될 수 있다.
또한, 상부 프레임(40a)과 하부 프레임(40b)이 용접 등의 방법으로 접합될 때, 접합되는 부분이 측면 중앙에 위치하게 된다. 이러한 접합에서는, 상부 프레임(40a)의 측벽부와 하부 프레임(40b)의 측벽부가 서로 맞닿을 수 있도록, 프레임의 두께, 직각도 및 측벽부 간의 폭 등이 오차 없이 정밀하게 관리되어야 한다. 그렇지 않으면, 상부 프레임(40a)의 측벽부와 하부 프레임(40b)의 측벽부가 서로 닿지 않아 어긋나기 쉽다. 이를 방지하기 위해서는 상부 프레임(40a)과 하부 프레임(40b)의 두께가 두꺼워야 하는데, 이는 전지 모듈의 공간 효율성 측면이나 전지 용량 측면에서 좋지 않다. 반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 모듈 프레임(400)의 제1 및 제2 측면부(410, 420)는, 넓게 받치는 구조로 형성된 판상형의 하부 플레이트(300)와 맞닿기 유리하다. 아울러, 판상형의 하부 플레이트(300)에 대해 어긋날 우려가 적어 모듈 프레임(400)의 두께를 얇게 형성할 수 있으므로, 전지 모듈의 공간 효율성 측면이나 전지 용량 측면에서 유리하다.
또한, 상부 프레임(40a)과 하부 프레임(40b) 간의 접합 부분이 측면 중앙에 위치하면, 레이저 용접 등이 이루어질 때, 레이저의 관통에 의해 내부의 전지셀 등이 손상될 우려가 있다. 반면, 본 실시예에 따르면, 하부 플레이트(300)의 제1 및 제2 엣지부(310, 320)가 각각 제1 및 제2 측면부(410, 420)와 용접 접합되므로, 레이저에 의해 관통되지 않도록 용접이 가능하다.
이하에서는, 도 9 등을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부에 대해 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 플레이트에 대한 사시도이다. 구체적으로, 도 5의 전지 모듈에 포함된 하부 플레이트를 확대하여 나타내었다.
도 5 및 도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 하부 플레이트(300)는, 마운팅부(300M)를 포함할 수 있고, 이러한 마운팅부(300M)는 하부 플레이트(300)의 서로 대향하는 제1 엣지부(310) 및 제2 엣지부(320)에 형성될 수 있다. 마운팅부(300M)의 개수에 특별한 제한은 없으며, 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 엣지부(310, 320) 각각에 대해 복수로 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수로 모여 전지팩을 형성할 수 있는데, 각 전지 모듈(100)은 마운팅부(300M)를 통해 전지팩의 팩 프레임(도시하지 않음) 등의 구조물에 고정될 수 있다. 구체적으로, 마운팅부(300M)에 마운팅홀(300H)이 형성되고, 마운팅부(300M)는 하부 플레이트(300)의 일면과 평행하게 연장될 수 있다. 마운팅홀(300H)과 상기 팩 프레임 사이에 볼트 및 너트 등의 체결 구조를 적용하여, 전지 모듈(100)을 상기 팩 프레임에 고정할 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참고하면, 종래의 전지 모듈(10)의 경우, 마운팅부(70M) 및 마운팅홀(70H)을 모노 프레임(30) 등에 마련하기 어렵기 때문에 엔드 플레이트(70)에 형성할 수 밖에 없었다. 본 실시예에 따른 판상형 구조체의 하부 플레이트(300)는 모재가 되는 판재로부터 절삭만으로 마운팅부(300M)를 형성할 수 있는 반면, 모노 프레임(30) 등에 마운팅부(70M)를 형성하기 위해서는 벤딩, 추가 성형 또는 접합 등 복잡한 공정이 필요할 수 밖에 없다. 이에 따라 종래의 전지 모듈(10)은 모노 프레임(30) 등을 대신하여 엔드 플레이트(70)에 마운팅부(70M)를 형성함이 일반적이다. 결국, 종래의 마운팅부(70M)는 엔드 플레이트(70)의 양 단부, 즉 전지 모듈(10)을 기준으로는 4곳의 모서리라는 제한적 부분에만 형성되었고, 그 개수도 제한적일 수 밖에 없었다. 이와 달리, 본 실시예에 따른 판상형의 하부 플레이트(300)는 마운팅부(300M)는 형성하기 용이하며, 마운팅부(300M)의 위치나 개수를 보다 자유롭게 설정할 수 있다. 일례로, 마운팅부(300M)의 개수를 늘려 전지 모듈(100)의 고정 정도를 높일 수 있고, 마운팅부(300M)의 위치를 조정하여 전지 모듈(100) 및 이를 포함하는 전지팩의 설계함에 있어 그 제약을 줄일 수 있다. 또한, 엔드 플레이트(700)의 형상도 단순화될 수 있으며 자유로운 설계가 가능해 진다.
이하에서는, 도 9 등을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 패드부(Compression pad)대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 열전도성 수지층(500)을 둘러싸는 압축 패드부(600)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 열전도성 수지층(510)을 둘러싸는 제1 압축 패드부(610) 및 제2 열전도성 수지층(520)을 둘러싸는 제2 압축 패드부(620)가 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 하부 플레이트(300) 상에서, 제1 열전도성 수지층(510)의 4개의 변을 둘러싸도록 제1 압축 패드부(610)가 위치할 수 있고, 제2 열전도성 수지층(520)의 4개의 변을 둘러싸도록 제2 압축 패드부(620)가 위치할 수 있다.
제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)를 포함하는 압축 패드부(600)는, 폴리우레탄(Polyurethane, PU)을 포함하는 폼(Foam) 타입의 패드일 수 있다.
제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)의 위치를 미리 조정하여 영역을 설정하고, 상기 영역에 열전도성 수지를 도포하여 제1 열전도성 수지층(510) 및 제2 열전도성 수지층(520)을 형성할 수 있다. 제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)의 위치를 자유롭게 설정하여, 제1 열전도성 수지층(510) 및 제2 열전도성 수지층(520) 각각의 가로 또는 세로 길이를 쉽게 조절할 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시예에 따른 제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)는, 열전도성 수지가 도포되는 영역을 조정하는 일종의 가이드 부재로 기능할 수 있다. 즉, 제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)가 미리 위치하기 때문에 열전도성 수지가 예정된 영역을 벗어나서 도포되는 것을 방지할 수 있어, 목적하는 영역에 열전도성 수지층(500)을 정밀하게 구현할 수 있다.
또한, 제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)는 소정이 높이를 갖기 때문에 열전도성 수지의 주입량이 넘치는 것을 방지할 수 있다. 특히, 판상형 구조체의 하부 플레이트(300)에 있어서, 제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)는 열전도성 수지가 제1 엣지부(310)나 제2 엣지부(320)를 넘어 흐르는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)는 압축되는 소재를 포함하기 때문에 전지셀 적층체(200)가 그 위에 안착될 경우, 압축될 수 있다. 이는, 전지셀 적층체(200)가 제1 열전도성 수지층(510) 및 제2 열전도성 수지층(520)에 밀착하는데 도움이 될 수 있고, 종국적으로 전지셀(110)에 대한 고정력 향상 또는 열전도성 수지층(500)을 통한 열 전달 성능 향상으로 이어질 수 있다.
이하에서는, 도 10 등을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)이 갖는 치수 안정화의 장점에 대해 설명하도록 한다.
우선, 도 4 내지 도 6을 다시 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 버스바(810) 및 터미널 버스바(820)가 장착된 버스바 프레임(800)을 더 포함할 수 있다.
버스바(810) 및 터미널 버스바(820)는, 복수의 전지셀(110)들을 전기적으로 연결하기 위해 전지셀(110)의 전극 리드(111, 112)와 접합될 수 있다. 구체적으로, 버스바(810) 및 터미널 버스바(820)가 장착된 버스바 프레임(800)이 전지셀 적층체(200)의 전면(x축 방향) 및 후면(-x축 방향)에 위치할 수 있다. 전지셀 적층체(200)의 전면(x축 방향) 및 후면(-x축 방향)은, 전지셀(110)의 전극 리드(111, 112)가 돌출되는 방향의 면에 해당한다. 버스바 프레임(800)에는 리드 슬롯이 형성되고, 전극 리드(111, 112)가 상기 리드 슬롯을 통과한 뒤 구부러져 버스바(810)나 터미널 버스바(820)에 접합될 수 있다. 물리적, 전기적 연결이 가능하다면, 접합의 방식에 특별한 제한은 없으며, 일례로 용접 접합이 이루어질 수 있다.
한편, 버스바(810)나 터미널 버스바(820)에 슬롯이 형성될 수 있으며, 상기 슬롯은 버스바 프레임(800)의 상기 리드 슬롯과 대응하도록 위치할 수 있다. 상기 리드 슬롯을 통과한 전극 리드(111, 112)가 버스바(810)의 슬롯나 터미널 버스바(820)의 슬롯을 통과하여 구부러질 수 있다.
한편, 터미널 버스바(820)의 일부분은 전지 모듈(100)의 외측으로 노출될 수 있다. 구체적으로, 엔드 플레이트(700)나 절연커버(도시하지 않음)에 개구부가 형성되어 도 4에 나타난 바와 같이 터미널 버스바(820)의 일부분이 노출될 수 있다. 노출된 터미널 버스바(820)의 일부분이 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.
도 10은 도 4의 전지 모듈을 yz 평면 상에서 -x축 방향을 따라 바라본 정면도이다.
도 4 및 도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 열전도성 수지의 도포량 조절과 압축 패드부(600)의 두께 관리를 통해 높이 방향 치수에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 나타난 종래의 전지 모듈(10)의 경우, 주입 과정에서, 열전도성 수지의 압력에 의해 전지셀 적층체(20)가 모노 프레임(30)의 상면 방향으로 밀려들어가, 터미널 버스바 등과 같은 주요 부품의 치수에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 전지 모듈(10)을 복수로 구성하여 전지팩으로 조립 시 터미널 버스바를 통해 전지 모듈(10)끼리 연결이 이루어지는데, 이때 전지 모듈(10) 마다 터미널 버스바의 높이 방향 치수의 편차가 크면 접촉저항 증가로 열이 발생한다거나 전압 값이 부정확해지는 문제가 발생할 수 있다.
반면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 앞서 설명한 바 대로, 열전도성 수지를 하부 플레이트(300)에 도포하는 것이므로, 상대적으로 일정한 두께의 열전도성 수지층(500)을 형성할 수 있으며, 전지셀 적층체(200)가 밀려들어가는 일이 없다. 또한, 압축 패드부(600)의 두께와 압축 정도를 계산하여, 전지 모듈(100)의 높이 방향 치수에 대한 안전성을 확보할 수 있다. 높이 방향 치수의 한 예로써, 터미널 버스바(820)의 높이 방향 치수(h)를 고려할 수 있다. 열전도성 수지층(500)의 두께(열전도성 수지의 도포량과 대응), 압축 패드부(600)의 두께 및 압축 패드부(600)의 압축 정도를 고려해 각 전지 모듈(100)마다 터미널 버스바(820)의 높이 방향 치수(h)를 예측할 수 있고, 이러한 터미널 버스바(820)의 높이 방향 치수(h)가 일정한 값을 보이도록 안정화 시킬 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 열전도성 수지가 도포되는 방식 및 압축 패드부(600)의 두께 관리 등을 통해 제품 마다 터미널 버스바(820)의 높이 방향 치수(h)가 일정한 값을 보이도록 안정화시키기 쉽다.
또한, 하부 플레이트(300)의 구성도 판성형 구조체로 형성되어, 전지 모듈(100)의 데이텀(Datum)이 되는 바닥에 대한 가공을 최소화한 것이므로, 높이방향 치수 안정성을 확보하는데 도움이 될 수 있다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 적층체 및 하부 플레이트를 나타낸 사시도이다. 도 12a는 도 11의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이고, 도 12b는 도 11의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면도이다. 이때, 도 12a 및 도 12b는 하부 플레이트 상에 전지셀 적층체가 안착된 모습을 나타내었다.
도 7, 도 11, 도 12a 및 도 12b를 참고하면, 상술한 바 대로, 본 실시예에 따른 전지셀(110)에는, 배트 이어(bat-ear)라 불리우는 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 구체적으로 연결부(115) 중 전극 리드(111, 112)가 돌출되는 방향의 양 단부에 각각 2개의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다.
복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(200)가 압축 패드부(600) 및 열전도성 수지층(500) 위에 안착될 때, 돌출부(110p)는 압축 패드부(600)의 외측에 위치할 수 있다. 즉, 돌출부(110p)는 압축 패드부(600)보다 하부 플레이트(300)의 일 단부에 가까이 위치하여, 압축 패드부(600)가 돌출부(110p)와 열전도성 수지층(500) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 어느 하나의 돌출부(110p)는 제1 압축 패드부(610)보다 전극 리드(111)가 돌출되는 방향의 하부 플레이트 일 단부에 가까이 위치할 수 있다. 다른 하나의 돌출부(110p)는 제2 압축 패드부(620)보다 전극 리드(112)가 돌출되는 방향의 하부 플레이트의 다른 일 단부에 가까이 위치할 수 있다. 여기서 하부 플레이트(300)의 상기 양 단부들은, 제1 엣지부(310) 및 제2 엣지부(320)와 접하는 단부들을 의미할 수 있다.
전지셀(110)의 돌출부(110p)가 돌출된 형태를 갖기 때문에 전지셀 적층체의 안착 시 해당 부분이 손상되는 문제가 있을 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 압축 패드부(600)는 하부 플레이트(300) 상에 위치하여, 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 위치할 수 있는 공간을 자연스럽게 마련할 수 있다. 따라서, 전지셀 적층체(200)가 안착될 때 돌출부(110p)를 비롯한 전지셀(110)이 손상되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 압축 패드부(600)의 두께(t31, t32)는 돌출부(110p)의 돌출 두께(t1)보다 두꺼울 수 있다. 구체적으로 제1 압축 패드부(610)의 두께(t31)와 제2 압축 패드부(620)의 두께(t32)는 모두 돌출부(110p)의 돌출 두께(t1) 보다 두꺼울 수 있다. 여기서, 돌출부(110p)의 돌출 두께(t1)는 돌출부(110p)가 전지셀(110)의 연결부(115)로부터 돌출된 길이를 의미할 수 있다.
도 13은 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 하부 플레이트(300a)를 나타낸 사시도이다. 도 14a는 도 13의 절단선 C-C’를 따라 자른 단면도이고, 도 14b는 도 13의 절단선 D-D’를 따라 자른 단면도이다. 이때, 도 14a 및 도 14b는 하부 플레이트 상에 전지셀 적층체가 안착된 모습을 나타내었다.
도 7, 도 13, 도 14a 및 도 14b를 참고하면, 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 하부 플레이트(300a)는, 양 단부에 형성된 단차부(300S)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부 플레이트(300a)에서 전지셀(110)의 전극 리드(111, 112)가 돌출되는 양 방향의 양 단부에 단차부(300S)가 형성될 수 있다. 여기서, 단차부(300S)는 하부 플레이트(300a) 중에서 다른 부분에 비해 두께가 얇은 부분을 의미할 수 있다. 여기서 하부 플레이트(300a)의 상기 양 단부들은, 제1 엣지부(310) 및 제2 엣지부(320)와 접하는 단부들을 의미할 수 있다.
복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(200)가 압축 패드부(600) 및 열전도성 수지층(500) 위에 안착될 때, 돌출부(110p)는 단차부(300S) 위에 위치할 수 있다. 구체적으로, 압축 패드부(600)의 외측에 위치한 돌출부(110p)가 단차부(300S) 위에서 단차부(300S)로부터 이격되어 위치할 수 있다. 어느 하나의 단차부(300S) 위에 어느 하나의 돌출부(110p)가 위치하고, 다른 하나의 단차부(300S)위에 다른 하나의 돌출부(110p)가 위치할 수 있다.
본 실시예에 따른 하부 플레이트(300a)에 단차부(300S)를 형성함에 따라, 압축 패드부(600)의 두께(t31, t32)가 돌출부(110p)의 돌출 두께(t1)보다 얇을 수 있다. 즉, 제1 압축 패드부(610)의 두께(t31)와 제2 압축 패드부(620)의 두께(t32)는 모두 돌출부(110p)의 돌출 두께(t1) 보다 얇을 수 있다. 단차부(300S)를 마련함으로써, 압축 패드부(600)의 두께(t31, t32)와 열전도성 수지층(500)의 두께(t21, t22)의 두께를 얇게 형성하여도, 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 위치할 수 있는 공간이 마련될 수 있다. 압축 패드부(600)의 두께(t31, t32), 열전도성 수지층(500)의 두께(t21, t22) 및 돌출부(110p)의 돌출 두께(t1)를 고려하여, 단차부(300S)의 단차 깊이를 설정할 수 있다. 여기서 단차 깊이는 단차부(300S)의 두께와 단차부(300S)가 형성되지 않은 다른 하부 플레이트(300a)의 두께의 차이를 의미할 수 있다.
한편, 도 12a, 도 12b, 도 14a 및 도 14b를 다시 참고하면, 열전도성 수지층(500)의 두께(t21, t22)는 압축 패드부(600)의 두께(t31, t32)와 같거나 더 얇을 수 있다. 구체적으로, 제1 열전도성 수지층(510)의 두께(t21)는 제1 압축 패드부(610)의 두께(t31)와 같거나 더 얇을 수 있고, 제2 열전도성 수지층(520)의 두께(t22)는 제2 압축 패드부(620)의 두께(t32)와 같거나 더 얇을 수 있다.
상술한 바 대로, 제1 압축 패드부(610) 및 제2 압축 패드부(620)는 열전도성 수지의 주입량이 넘치는 것을 방지하고, 전지셀 적층체(200)의 안착에 따라 압축될 수 있다. 즉, 열전도성 수지층(500)의 두께(t21, t22)는 압축 패드부(600)의 두께(t31, t32)와 같거나 더 얇을 수 있는데, 이때 전지셀 적층체(200)로 인해 압축 패드부(600)가 압축되고, 전지셀 적층체(200)가 열전도성 수지층(500)과 밀착될 수 있다.
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.
앞에서 설명한 본 실시예에 따른 하나 또는 그 이상의 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.
상기 전지 모듈이나 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.
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.
200: 전지셀 적층체
300: 하부 플레이트
400: 모듈 프레임
500: 열전도성 수지층
600: 압축 패드부

Claims (15)

  1. 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체;
    상기 전지셀 적층체의 아래에 위치한 판상형의 하부 플레이트;
    상기 전지셀 적층체의 상면 및 양 측면을 덮는 모듈 프레임; 및
    상기 하부 플레이트와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함하는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 모듈 프레임은, 상기 전지셀 적층체의 양 측면을 커버하는 제1 측면부와 제2 측면부; 및 상기 전지셀 적층체의 상면을 커버하는 천장부를 포함하는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 측면부, 상기 제2 측면부 및 상기 천장부는 일체로 형성되는 전지 모듈.
  4. 제2항에서,
    상기 하부 플레이트의 서로 대향하는 제1 엣지부 및 제2 엣지부는 각각 상기 제1 측면부 및 상기 제2 측면부와 접합되는 전지 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 엣지부 및 상기 제2 엣지부는 각각 상기 제1 측면부 및 상기 제2 측면부와 용접 접합되는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 하부 플레이트는 마운팅부를 포함하고,
    상기 마운팅부는, 상기 하부 플레이트의 서로 대향하는 제1 엣지부 및 제2 엣지부에 형성되는 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 마운팅부에 마운팅홀이 형성되고,
    상기 마운팅부는 상기 하부 플레이트의 일면과 평행하게 연장되는 전지 모듈.
  8. 제1항에서,
    상기 열전도성 수지층은 상기 하부 플레이트에 열전도성 수지(Thermal resin)를 도포하여 형성된 전지 모듈.
  9. 제1항에서,
    상기 열전도성 수지층을 둘러싸는 압축 패드부를 더 포함하는 전지 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 전지셀은, 서로 대향하는 방향으로 돌출된 전극 리드들 및 상기 전지셀의 일 테두리에 형성된 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부는, 상기 압축 패드부보다 상기 전극 리드들 중 하나가 돌출되는 방향의 하부 플레이트의 일 단부에 가까이 위치하는 전지 모듈.
  11. 제10항에서,
    상기 하부 플레이트는 상기 하부 플레이트의 일 단부에 형성된 단차부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 단차부 위에 위치하는 전지 모듈.
  12. 제9항에서,
    상기 열전도성 수지층의 두께는 상기 압축 패드부의 두께와 같거나 더 얇은 전지 모듈.
  13. 제1항에서,
    상기 열전도성 수지층은, 서로 이격되어 위치하는 제1 열전도성 수지층 및 제2 열전도성 수지층을 포함하는 전지 모듈.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 열전도성 수지층을 둘러싸는 제1 압축 패드부 및 상기 제2 열전도성 수지층을 둘러싸는 제2 압축 패드부를 더 포함하는 전지 모듈.
  15. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지팩.
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