KR20220023720A - 열 수축 필름이 적용된 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체 및 상기 셀 적층체의 길이 방향 일 측 및 타 측을 커버하는 버스바 프레임 어셈블리를 포함하는 셀 적층체 어셈블리; 상기 셀 적층체 어셈블리를 커버하는 열 수축 필름; 상기 열 수축 필름에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리를 수용하는 모듈 하우징; 및 상기 모듈 하우징의 길이 방향 일 측 및 타 측에 각각 형성된 개구부를 커버하는 엔드 플레이트; 를 포함한다.

Description

열 수축 필름이 적용된 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차{Battery module to which heat shrink film is applied, and battery pack and automobile including the same}
본 발명은, 열 수축 필름이 적용된 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 셀 적층체 어셈블리의 외측 면을 열 수축 필름으로 커버한 구조를 갖는 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
자동차용 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀을 적층하여 형성된 셀 적층체의 길이 방향 양 측에 버스바 프레임을 결합시켜 각각의 배터리 셀들이 전기적으로 연결되도록 하고, 이러한 셀 적층체와 버스바 프레임이 결합된 셀 적층체 어셈블리를 모듈 하우징 내에 수용시킨 형태를 갖는다. 또한, 자동차용 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈은, 모듈 하우징의 길이 방향 양 측에 각각 엔드 플레이트가 결합된 형태를 갖는다.
이러한 형태의 자동차용 배터리 모듈을 제조함에 있어서, 셀 적층체 어셈블리의 절연을 위해서는 셀 적층체 어셈블리를 구성하는 셀 적층체와 모듈 하우징 간의 접촉을 방지하기 위한 절연 부품을 적용할 필요가 있다. 또한, 셀 적층체 어셈블리의 절연을 위해서는 셀 적층체 어셈블리를 구성하는 버스바 프레임과 엔드 플레이트 간의 접촉을 방지하기 위한 절연 부품을 적용할 필요가 있다.
이처럼, 절연이 요구되는 부위마다 개별적으로 절연 부품을 적용하는 경우, 배터리 모듈 제조에 필요한 부품의 개수가 증가하게 되어 제조 단가의 상승이 불가피 하게 되고, 늘어난 부품의 개수만큼 제조 공정 또한 복잡해지기 때문에 생산성의 저하를 가져오게 된다.
또한, 배터리 모듈에 있어서, 절연이 필요한 부위에 절연 부품을 개별적으로 적용하는 경우, 절연 부품이 커버하는 영역과 그에 인접한 영역의 경계에서 빈틈이 생길 수 밖에 없어 완전한 절연을 실현하기 어렵다.
따라서, 자동차용 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈에 있어서, 셀 적층체와 모듈 하우징 간의 절연 및 버스바 프레임과 엔드 플레이트 간의 절연, 그리고 그 밖에 배터리 모듈에 적용되는 전기적 부품들의 절연의 확실성을 보장하면서도 절연을 위한 부품의 개수를 증가시키지 않는 구조를 갖는 배터리 모듈의 개발이 요구된다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 모듈을 구성하는 부품들 간의 효과적인 절연을 가능하게 하면서도 절연을 위한 부품의 개수를 증가시키지 않는 구조를 갖는 배터리 모듈을 제공하는 것일 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체 및 상기 셀 적층체의 길이 방향 일 측 및 타 측을 커버하는 버스바 프레임 어셈블리를 포함하는 셀 적층체 어셈블리; 상기 셀 적층체 어셈블리를 커버하는 열 수축 필름; 상기 열 수축 필름에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리를 수용하는 모듈 하우징; 및 상기 모듈 하우징의 길이 방향 일 측 및 타 측에 각각 형성된 개구부를 커버하는 엔드 플레이트; 를 포함한다.
상기 버스바 프레임 어셈블리는, 상기 셀 적층체의 길이 방향 일 측 및 타 측을 커버하는 버스바 프레임; 및 상기 버스바 프레임 상에 고정되어 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 복수의 버스바; 를 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 셀 적층체와 전기적으로 연결되며 상기 버스바 프레임 상에 고정되는 한 쌍의 모듈 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 모듈 단자는 상기 열 수축 필름의 외측으로 노출될 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 열 수축 필름에 의해 커버된 상기 셀 적층체 어셈블리의 길이 방향 일 측 또는 타 측에 구비되며 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 센싱 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱 커넥터는, 상기 열 수축 필름의 외측으로 노출될 수 있다.
상기 모듈 하우징은, 상기 열 수축 필름에 의해 커버된 상기 셀 적층체 어셈블리를 수용하는 U 프레임; 및 상기 U 프레임의 상부로부터 상기 U 프레임에 결합되는 커버 프레임; 을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 U 프레임의 내측 면과 상기 열 수축 필름에 의해 커비된 상기 셀 적층체 어셈블리의 바닥 면 사이에 개재되는 열 전도부를 더 포함할 수 있다.
상기 열 전도부는, 열 전도성 수지를 포함할 수 있다.
상기 열 수축 필름은, 상기 열 전도부와 대응되는 위치에 형성되는 노출부를 구비할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 및 자동차는, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 모듈을 구성하는 부품들 간의 효과적인 절연을 가능하게 하면서도 절연을 위한 부품의 개수가 증가하지 않으며, 이로써 제품 품질의 향상 및 제조 비용의 절감을 실현할 수 있으며, 또한 배터리 모듈 제조 공정상의 편의성을 증가시킬 수 있게 된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 모듈에 있어서 엔드 플레이트를 제거한 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 모듈에 있어서 열 수축 필름을 제거한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 셀 적층체 어셈블리의 표면을 열 수축 필름으로 커버한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 셀 적층체 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 6은 5에 도시된 셀 적층체 어셈블리에 있어서 상부 커버를 제거한 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 셀 적층체를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 셀을 나타내는 도면이다.
도 9는 열 수축 필름에 의해 커버된 상태의 셀 적층체 어셈블리 및 모듈 하우징을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10은 열 수축 필름에 의해 커버된 상태의 셀 적층체 어셈블리의 바닥 면을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 셀 적층체(100), 버스바 프레임 어셈블리(300), 열 수축 필름(10), 모듈 하우징(500) 및 엔드 플레이트(600)를 포함한다. 상기 배터리 모듈은, 센싱 커넥터 어셈블리(200) 및/또는 모듈 단자(400)를 더 포함할 수도 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 셀 적층체(100)는, 서로 넓은 면끼리 대면하여 적층된 복수의 배터리 셀(110)을 포함한다. 상기 배터리 셀(110)은, 파우치 타입의 배터리 셀일 수 있다. 상기 파우치 타입의 배터리 셀(110)은, 전극 조립체(미도시), 한 쌍의 전극 리드(111) 및 셀 케이스(112)를 포함한다.
상기 한 쌍의 전극 리드(111)는, 각각 전극 조립체의 양극 탭(미도시) 및 음극 탭(미도시)과 연결되어 셀 케이스(112)의 외측으로 인출된다. 상기 셀 케이스(112)는 전극 조립체 수용부(112a) 및 전극 조립체 수용부(112a)의 둘레로부터 외측으로 연장된 실링부(112b)를 포함한다. 상기 한 쌍의 전극 리드(111)는, 실링부(112b)를 통해 셀 케이스(112)의 외측으로 인출된다.
상기 한 쌍의 전극 리드(111)는, 예를 들어 배터리 셀(110)의 길이 방향 일 측 및 타 측으로 각각 인출될 수 있다. 즉, 본 발명에 적용되는 배터리 셀(110)은, 양극 리드 및 음극 리드가 서로 반대 방향으로 인출되는 양방향 인출형 배터리 셀에 해당할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 전극 리드(111)는, 배터리 셀(110)의 폭 방향(도 7의 Z축 방향) 중심부로부터 일 측으로 편향되어 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 전극 리드(111)는, 배터리 셀(110)의 폭 방향 중심부로부터 일 측을 편향되어 위치하되, 셀 적층체(100)의 높이 방향(도 6의 Z축 방향)을 따라 하부로 편향되어 위치할 수 있다.
이처럼, 상기 한 쌍의 전극 리드(111)가 배터리 셀(110)의 폭 방향 중심부로부터 일 측으로 편향되어 위치하는 경우, 후술할 모듈 단자(400)의 설치를 위한 공간이 형성되어 배터리 모듈의 에너지 밀도가 향상될 수 있다. 상기 전극 리드(111)가 편향되어 설치된 구조로 인한 이러한 에너지 밀도의 증가에 대해서는 상세히 후술하기로 한다.
도 6을 참조하면, 상기 센싱 커넥터 어셈블리(200)는, 센싱 라인(210) 및 센싱 커넥터(220)를 포함한다. 상기 센싱 라인(210)은, 배터리 모듈의 길이 방향(Y축과 나란한 방향)을 따라 연장되어 셀 적층체(100)의 상면의 적어도 일부를 커버하며, 양 측 단부는 절곡되어 버스바 프레임 어셈블리(300) 상에 위치한다. 절곡된 상기 센싱 라인(210)의 양 측 단부에는 연결 단자(211)가 구비되며, 이러한 연결 단자(211)는 버스바(320) 및/또는 모듈 단자(400)와 연결되어 센싱 라인(210)이 배터리 셀(110)과 전기적으로 연결되도록 한다. 상기 센싱 라인(210)은, FPCB(flexible printed circuit board)일 수 있다.
상기 센싱 커넥터(220)는, 모듈 하우징(500)의 외측으로 노출되어 버스바 프레임 어셈블리(300)를 향해 절곡된 센싱 라인(210) 상에 실장된다. 상기 센싱 커넥터(220)는, 전극 리드(111)의 편향에 따라 전극 리드(111)의 상부에 형성되는 공간에 배치될 수 있다. 이러한 센싱 커넥터(220)의 배치 위치는 센싱 커넥터(220)의 설치로 인한 배터리 모듈의 부피 증가를 최소화 하며, 이로써 배터리 모듈의 에너지 밀도 증가를 이룰 수 있게 된다.
상기 센싱 커넥터(220)는, 센싱 라인(210)을 통해 배터리 셀(110)들과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 센싱 커넥터(220)에는 BMS 등의 제어장치(미도시)가 연결되며, 이러한 제어장치는 배터리 셀(110)들의 전압에 관한 정보 등을 수신하고, 이를 참조하여 배터리 모듈에 대한 충방전을 제어한다.
한편, 상기 센싱 커넥터 어셈블리(200)는, 셀 적층체(100)의 상면(X-Y 평면에 나란한 면) 상에서 센싱 라인(210) 상에 실장되는 온도 센서(230)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 온도 센서(230)는 FPCB 형태로 제공되는 센싱 라인(210)의 일부가 절개되어 형성된 온도 센서 안착부 상에 실장될 수 있다. 상기 온도 센서 안착부의 길이 방향 일 측 단부는 고정단으로 형성되고, 타 측 단부는 자유단으로 형성된다. 이로써, 상기 온도 센서 안착부는, 어느 정도의 강성을 갖는 FPCB이 특성에도 불구하고, 상하로 자유로운 움직임을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 온도 센서 안착부에 실장된 온도 센서(230)는 온도 센서 안착부를 통해 간접적으로 셀 적층체(100)에 밀착되어 셀 적층체(100)의 온도를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 상기 버스바 프레임 어셈블리(300)는, 셀 적층체(100)의 길이 방향 일 측 및 타 측을 커버하는 버스바 프레임(310) 및 버스바 프레임(310) 상에 고정되어 배터리 셀(110)과 전기적으로 연결되는 복수의 버스바(320)를 포함한다.
상기 버스바 프레임(310)은, 예를 드렁 수지와 같은 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 배터리 셀(110)의 전극 리드(111)들과 대응되는 위치에 돌출 형성된 버스바 안착부(311)를 구비한다. 상기 버스바 안착부(311)는, 전극 리드(111)와 마찬가지로 셀 적층체(100)의 높이 방향(Z축과 나란한 방향) 중심부로부터 하측으로 편향된 위치에 형성된다. 이와 같은 버스바 안착부(311)의 편향은 전극 리드(111)의 편향과 마찬가지로, 부품의 설치 공간을 확보하기 위함이다.
상기 버스바 안착부(311)는 전극 리드(111)들과 대응되는 위치에 형성되는 복수의 리드 슬릿(S)들을 구비한다. 이러한 리드 슬릿(S)을 통해 전극 리드(111)들이 버스바 프레임(310)의 외측으로 인출되며, 인출된 전극 리드(111)들은 절곡되어 버스바(320) 상에 용접 등에 의해 고정된다.
상기 외부 단자(400)는, 한 쌍이 구비되며, 각각의 외부 단자(400)는 셀 적층체(100)의 폭 방향(X축과 나란한 방향)을 따라 양 측 최 외각에 위치하는 배터리 셀(110)의 전극 리드(111)와 각각 연결된다.
상기 외부 단자(400)는, 앞서 설명한 센싱 커넥터(220)와 마찬가지로, 전극 리드(111)의 편향으로 인해 전극 리드(111) 및 버스바 안착부(311)의 상부에 형성되는 공간에 위치한다. 이러한 외부 단자(400)의 형성 위치는, 전극 리드(111)의 편향 설치로 인해 형성되는 공간을 활용함으로써 외부 단자(400)의 설치로 인해 증가하는 배터리 모듈의 부피를 최소화 하기 위함이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 셀 적층체 어셈블리(1)는, 셀 적층체(100)와 버스바 프레임 어셈블리(300)를 포함한다. 상기 셀 적층체 어셈블리(1)는, 센싱 커넥터 어셈블리(200) 및/또는 모듈 단자(400)를 더 포함할 수 있다. 상기 셀 적층체 어셈블리(1)는, 셀 적층체(100)의 상면(X-Y 평면과 나란한 면)을 커버하는 상부 커버(450)를 더 포함할 수도 있다. 상기 상부 커버(450)는, 한 쌍의 버스바 프레임(310)과 각각 힌지 결합 될 수 있다. 이 경우, 상기 상부 커버(450)와 버스바 프레임(310) 간의 체결 부위에는 틈새가 형성되어 있어 셀 적층체(100)의 길이 방향(Y축과 나란한 방향)을 따라 셀 적층체(100)의 상면을 가로지르는 센싱 라인(210)이 이러한 틈새를 통해 상부 커버(450)의 외측으로 인출된다.
상기 센싱 커넥터(220)는 상부 커버(450)와 버스바 프레임(310) 간의 체결 부위에 형성된 틈새를 통해 상부 커버(450)의 외측으로 인출된 센싱 라인(210) 상에 실장된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 셀 적층체 어셈블리(1)는, 열 수축 필름(10)에 의해 그 표면이 커버될 수 있다. 상기 열 수축 필름(10)은, 절연성을 가지며, 또한 일정 수준 이상의 열이 가해졌을 때 수축하는 성질을 갖는 것으로서, 예를 들어 PVC 필름일 수 있다.
상기 열 수축 필름(10)은, 셀 적층체 어셈블리(1)의 외측면을 모두 감싸도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 열 수축 필름(10)은, 셀 적층체(100)의 상면, 하면, 양 측면을 커버하고 또한 셀 적층체(100)의 전면 및 후면(X-Z 평면과 나란한 면)에 결합되는 버스바 프레임 어셈블리(300)의 표면을 커버한다. 상기 셀 적층체 어셈블리(1)가 상부 커버(450)를 포함하는 경우라면, 열 수축 필름(10)은 셀 적층체(100)의 상면을 커버하는 대신 상부 커버(450)를 커버하게 된다.
한편, 상기 센싱 커넥터(220) 및/또는 한 쌍의 모듈 단자(400)는, 열 수축 필름(10)의 외측으로 노출된다. 즉, 상기 열 수축 필름(10)은, 센싱 커넥터(220) 및/또는 모듈 단자(400)와 대응되는 위치가 개방된 형태를 갖는다.
상기 열 수축 필름(10)은, 셀 적층체 어셈블리(1)의 표면을 커버하여, 금속 재질의 모듈 하우징(500)과 셀 적층체(100) 사이의 절연을 보장한다. 또한, 상기 열 수축 필름(10)은, 버스바 프레임(310) 상에 배치된 전극 리드(111)와 버스바(320)를 금속 재질의 엔드 플레이트(600)로부터 절연시키는 기능 역시 수행한다. 즉, 상기 열 수축 필름(10)의 적용으로 인해 절연을 위해 적용되는 부품들의 생략이 가능하게 된다.
또한, 상기 열 수축 필름(10)은, 배터리 모듈의 발열 시에 수축되어 셀 적층체(100)를 구성하는 배터리 셀(110)들을 결속할 수 있으며, 셀 적층체(100)와 버스바 프레임 어셈블리(300) 간의 체결력 및 셀 적층체(100)와 상부 커버(450) 간의 체결력 역시 강화할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 모듈 하우징(500)은, U 프레임(510) 및 커버 프레임(520)을 포함한다. 상기 U 프레임(510)은, 그 단면이 대략 U자 형상을 갖는다. 상기 U 프레임(510)은, 열 수축 필름(10)에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리(1)를 수용한다. 상기 U 프레임(510)은, 열 수축 필름(10)에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리(1)의 바닥면(X-Y 평면과 나란한 면)을 지지하는 베이스 플레이트(511) 및 열 수축 필름(10)에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리(1)의 측면(Y-Z 평면과 나란한 면)을 커버하는 한 쌍의 사이드 플레이트(512)를 포함한다. 상기 베이스 플레이트(511)와 한 쌍의 사이드 플레이트(512)는 일체로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 베이스 플레이트(511)와 한 쌍의 사이드 플레이트(512)는 개별적으로 제공되고 상호 결합됨으로써 U 프레임(510)을 형성할 수도 있다.
상기 커버 프레임(520)은, 열 수축 필름(10)에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리(1)의 상면(X-Y 평면과 나란한 면)을 커버하며 U 프레임(510)의 상부로부터 U 프레임(510)에 결합된다. 즉, 상기 모듈 하우징(500)은, 투 파트(two parts) 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 열 수축 필름(10)에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리(1)를 U 프레임(510) 내에 안착시킨 후 커버 프레임(520)을 용접 등에 의해 U 프레임(510)에 결합시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, U 프레임(510)의 베이스 플레이트(511)와 열 수축 필름(10)에 의해 커버된 상태의 셀 적층체 어셈블리(1)의 바닥면 사이에 개재되는 열 전도부(20)를 더 포함할 수도 있다. 상기 열 전도부(20)는, 열 전도성 수지(thermal resin)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 열 전도부(20)는, 베이스 플레이트(511) 상에 열 전도성 수지 페이스트를 도포함으로써 형성될 수 있다. 또는, 상기 열 전도부(20)는, 열 전도성 수지를 포함하는 패드 형태로 제공될 수 있다. 상기 열 전도부(20)는, 열 수축 필름(10)에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리(1)와 베이스 플레이트(511) 간의 접촉 면적을 극대화 하기 위해 적용될 수 있다. 이러한 열 전도부(20)의 적용으로 인해 셀 적층체(100)에서 발생되는 열이 모듈 하우징(500)의 하면을 통해 외부로 잘 배출될 수 있다.
상기 열 전도부(20)는, 예를 들어 복수개가 구비될 수 있으며, 복수의 열 전도부(20)는 셀 적층체(100)의 길이 방향(Y축과 나란한 방향)을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 상기 열 전도부(20)가 복수개 구비되는 경우에 있어서, 적어도 한 쌍의 열 전도부(20)는 베이스 플레이트(511)의 길이 방향(Y축과 나란한 방향) 양 측 단부에 각각 위치할 수 있다. 이는, 발열량이 큰 전극 리드(111)와 가까운 영역에 대한 냉각을 원활하게 함으로써 냉각의 효율을 높이기 위함이다. 한편, 상기 셀 적층체 어셈블리(1)의 바닥 면 중 길이 방향(Y축과 나란한 방향) 중심부에는 열 전도부(20)가 적용되지 않을 수 있다. 이는, 상대적으로 발열량이 높은 영역에 집중적으로 열 전도부(20)를 적용함으로써 열 전도부(20)의 형성을 위해 적용되는 열 전도성 수지의 사용량을 최소화 하기 위함이다.
도 9와 함께 도 10을 참조하면, 상기 배터리 모듈이 열 전도부(20)를 구비하는 경우, 열 수축성 필름(10)은 열 전도부(20)와 대응되는 위치에 형성되는 노출부(11)를 구비한다. 상기 열 전도부(20)는, 노출부(11)를 통해 드러나는 셀 적층체 어셈블리(1)의 바닥 면(X-Y 평면과 나란한 면)과 접촉하게 된다.
도 9 및 도 10과 함께 도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 열 수축성 필름(10)은, 셀 적층체 어셈블리(1)의 바닥 면 중 버스바 프레임(300)과 대응되는 영역 및 배터리 셀(110)의 실링부(112b)와 대응되는 영역 완전히 커버하고, 또한 실링부(112b)에 인접한 전극 조립체 수용부(112a)의 일부를 커버한다. 이러한 열 수축성 필름(10)의 적용 범위로 인해, U 프레임(510)의 내측 면 상에 열 전도성 수지를 도포한 후 열 수축성 필름(10)에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리(1)를 U 프레임(510) 내에 안착시키는 단계에서 열 전도성 수지가 전극 리드(111)쪽으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 엔드 플레이트(600)는, 모듈 하우징(500)의 길이 방향(Y축에 나란한 방향) 일 측 및 타 측에 각각 형성된 개구부를 커버한다. 상기 엔드 프레이트(600)는, 모듈 하우징(500)과 결합될 수 있다. 상기 센싱 커넥터(220) 및 모듈 단자(400)는 엔드 플레이트(600)의 외측으로 노출된다. 상기 엔드 플레이트(600)는, 배터리 모듈의 강성 확보를 위해 금속 재질로 이루어질 수 있다. 이처럼 엔드 플레이트(600)가 금속 재질로 이루어지더라도, 엔드 플레이트(600)와 대면하는 버스바 프레임 어셈블리(300)의 표면은 열 수축 필름(10)으로 커버되므로 절연성의 확보가 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함한다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 셀 적층체
110: 배터리 셀
111: 전극 리드
112: 셀 케이스
112a: 전극 조립체 수용부
112b: 실링부
200: 센싱 커넥터 어셈블리
210: 센싱 라인
211: 연결 단자
220: 센싱 커넥터
230: 온도 센서
300: 버스바 프레임 어셈블리
310: 버스바 프레임
311: 버스바 안착부
S: 리드 슬릿
320: 버스바
400: 모듈 단자
450: 상부 커버
500: 모듈 하우징
510: U 프레임
511: 베이스 플레이트
512: 사이드 플레이트
520: 커버 프레임
600: 엔드 플레이트
1: 셀 적층체 어셈블리
10: 열수축 필름
11: 노출부
20: 열 전도부

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체 및 상기 셀 적층체의 길이 방향 일 측 및 타 측을 커버하는 버스바 프레임 어셈블리를 포함하는 셀 적층체 어셈블리;
    상기 셀 적층체 어셈블리를 커버하는 열 수축 필름;
    상기 열 수축 필름에 의해 커버된 셀 적층체 어셈블리를 수용하는 모듈 하우징; 및
    상기 모듈 하우징의 길이 방향 일 측 및 타 측에 각각 형성된 개구부를 커버하는 엔드 플레이트;
    를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 프레임 어셈블리는,
    상기 셀 적층체의 길이 방향 일 측 및 타 측을 커버하는 버스바 프레임; 및
    상기 버스바 프레임 상에 고정되어 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 복수의 버스바;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 셀 적층체와 전기적으로 연결되며 상기 버스바 프레임 상에 고정되는 한 쌍의 모듈 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 모듈 단자는 상기 열 수축 필름의 외측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 열 수축 필름에 의해 커버된 상기 셀 적층체 어셈블리의 길이 방향 일 측 또는 타 측에 구비되며 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 센싱 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 커넥터는, 상기 열 수축 필름의 외측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 하우징은,
    상기 열 수축 필름에 의해 커버된 상기 셀 적층체 어셈블리를 수용하는 U 프레임; 및
    상기 U 프레임의 상부로부터 상기 U 프레임에 결합되는 커버 프레임;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 U 프레임의 내측 면과 상기 열 수축 필름에 의해 커비된 상기 셀 적층체 어셈블리의 바닥 면 사이에 개재되는 열 전도부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열 전도부는,
    열 전도성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 열 수축 필름은,
    상기 열 전도부와 대응되는 위치에 형성되는 노출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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