KR20220030544A - Battery Module and Battery Pack - Google Patents

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KR20220030544A
KR20220030544A KR1020200112043A KR20200112043A KR20220030544A KR 20220030544 A KR20220030544 A KR 20220030544A KR 1020200112043 A KR1020200112043 A KR 1020200112043A KR 20200112043 A KR20200112043 A KR 20200112043A KR 20220030544 A KR20220030544 A KR 20220030544A
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KR1020200112043A
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이서로
전해룡
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에스케이온 주식회사
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Abstract

Provided is a battery module including: a module housing having a bottom unit, side wall units extended upward from both ends of the bottom unit in a width direction, and a cover unit covering the upper end of the side wall units; a cell stack that is disposed in the inner space of the module housing and is formed by stacking a plurality of battery cells in the width direction; and a cooling member disposed under the bottom unit to cool the module housing, wherein the cell stack is disposed in the inner space in a state in which the battery cells are erected on the bottom unit, and the thickness of a central unit in the width direction is thinner than the thickness of an outer unit in the width direction in the bottom unit.

Description

배터리 모듈 및 배터리 팩{Battery Module and Battery Pack}Battery Module and Battery Pack

본 발명은 복수개의 배터리 셀이 적층되어 형성된 셀 적층체를 구비하는 배터리 모듈 및 셀 적층체가 직접 설치되거나 배터리 모듈을 통하여 설치된 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module having a cell stack formed by stacking a plurality of battery cells, and a battery pack in which the cell stack is directly installed or installed through the battery module.

이차전지는 일차전지와 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드 자동차, 전기자동차와 같은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 등을 들 수 있다.Unlike primary batteries, secondary batteries can be charged and discharged, so they can be applied to various fields such as digital cameras, mobile phones, notebook computers, hybrid vehicles, and electric vehicles. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery.

이러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 진행 중이며, 최근 들어 리튬 이차전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)의 배터리 셀이나 강성을 가진 각형 또는 원통형 캔형(can type)의 배터리 셀로 제조된 후 다수 개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 모듈 형태로 구성하여 사용하고 있다.Among these secondary batteries, many studies on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage are in progress. After being manufactured as a battery cell (can type), a plurality of battery cells are electrically connected to form a module and used.

한편, 배터리 모듈을 장시간 사용할 경우 배터리 셀에서 열이 발생하게 되고, 특히 충전 시에는 내부의 온도가 급격히 상승하게 된다. 이와 같은 배터리 셀의 온도 상승은 배터리 모듈의 수명을 단축시키게 되고, 배터리 모듈의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 최악의 경우 발화 또는 폭발이 발생할 수도 있다.On the other hand, when the battery module is used for a long time, heat is generated in the battery cells, and in particular, the internal temperature rises rapidly during charging. Such an increase in the temperature of the battery cell shortens the lifespan of the battery module, reduces the efficiency of the battery module, and in the worst case, fire or explosion may occur.

이러한 문제점 해결을 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈 하우징(10)에 냉각유로의 형성 등을 통하여 배터리 모듈(1)을 방열시키는 구조가 적용되고 있다. In order to solve this problem, as shown in FIG. 1 , a structure for dissipating heat from the battery module 1 through the formation of a cooling passage in the module housing 10 is applied.

도 1은 종래기술에 의한 배터리 모듈(1)에 대한 냉각 수행 시 온도분포도이다.1 is a temperature distribution diagram when cooling is performed on the battery module 1 according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 배터리 모듈(1)은 모듈 하우징(10) 내부에 복수의 배터리 셀(21)이 적층되어 형성된 셀 적층체(20)를 구비하고 있다. 모듈 하우징(10)은 바닥부(12)와 측벽부(13)로 이루어져 일측이 개방된 형태를 갖는 제1 플레이트(11)와 제1 플레이트(11)의 개방된 일측을 덮는 제2 플레이트(15)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 1 , the battery module 1 according to the prior art includes a cell stack 20 formed by stacking a plurality of battery cells 21 inside the module housing 10 . The module housing 10 is composed of a bottom portion 12 and a side wall portion 13, and a first plate 11 having an open side and a second plate 15 covering an open side of the first plate 11. ) may be included.

또한, 모듈 하우징(10)의 내부공간에 수용되는 셀 적층체(20)는 복수 개의 파우치형 또는 캔형의 배터리 셀(21)이 적층되며, 배터리 셀(21)과 측벽부(13) 사이, 또는 배터리 셀(21) 사이에는 배터리 셀(21)의 스웰링(swelling) 현상 발생 시 팽창을 흡수하기 위한 완충패드(27)가 배치될 수 있다.In addition, in the cell stack 20 accommodated in the inner space of the module housing 10 , a plurality of pouch-type or can-type battery cells 21 are stacked, and between the battery cell 21 and the sidewall 13 , or A buffer pad 27 may be disposed between the battery cells 21 to absorb the swelling when the battery cell 21 swells.

이러한 종래기술에 의한 배터리 모듈(1)은 냉각을 수행하기 위하여 모듈 하우징(10)에 냉각부재(70)가 연결되며, 냉각유로(71)를 흐르는 냉각유체를 이용하여 냉각을 수행하게 된다.In the battery module 1 according to the prior art, the cooling member 70 is connected to the module housing 10 to perform cooling, and cooling is performed using a cooling fluid flowing through the cooling passage 71 .

이때, 배터리 모듈(1)의 외측부분(A2)에 위치하는 배터리 셀(21)의 경우 냉각부재(70)에 접촉하는 바닥부(12)를 통한 냉각뿐만 아니라 외기와 접촉하는 측벽부(13)를 통한 냉각이 동시에 수행될 수 있으므로 냉각효율이 상대적으로 좋지만, 중앙부분(A1)에 위치하는 배터리 셀(21)의 경우 발열되고 있는 이웃 배터리 셀(21)과 접촉하고 있으므로 냉각효율이 저하된다.At this time, in the case of the battery cell 21 located in the outer part A2 of the battery module 1, the side wall part 13 in contact with the outside air as well as cooling through the bottom part 12 in contact with the cooling member 70. Cooling efficiency is relatively good because the cooling can be performed simultaneously, but in the case of the battery cell 21 located in the central portion A1, the cooling efficiency is lowered because it is in contact with the neighboring battery cell 21 that is generating heat.

즉, 도 1의 온도분포에서 알 수 있는 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 중앙부분(A1)에 위치하는 배터리 셀(21)의 온도는 외측부분에 위치하는 배터리 셀(21)의 온도보다 높은 온도를 갖게 된다.That is, as can be seen from the temperature distribution of FIG. 1 , the temperature of the battery cell 21 located in the central portion A1 of the battery module 1 is higher than the temperature of the battery cell 21 located in the outer portion. have a temperature.

이와 같이 중앙부분(A1)에 위치하는 배터리 셀(21)의 온도 상승은 배터리 모듈(1)의 전체적인 수명 저하를 유발하게 된다.As such, the increase in the temperature of the battery cell 21 positioned at the central portion A1 causes a decrease in the overall lifespan of the battery module 1 .

이러한 문제는 배터리 모듈(1)뿐만 아니라 다수의 배터리 모듈(1)로 구성된 배터리 팩의 경우에도 동일하게 발생한다. 즉, 배터리 팩이 설치된 차량의 경우 상대적으로 차가운 냉각수가 흐르거나 배터리 팩의 바깥쪽에 위치한 배터리 모듈은 냉각성능이 상대적으로 좋을 수 있지만, 배터리 팩의 안쪽에 위치한 배터리 모듈은 상대적으로 냉각성능이 저하된다. 이와 같이 배터리 모듈 간 냉각편차로 인하여 차량의 장기 신뢰성에 문제를 유발하는 문제점이 있다.Such a problem occurs not only in the battery module 1 but also in the case of a battery pack composed of a plurality of battery modules 1 . That is, in the case of a vehicle in which a battery pack is installed, relatively cold coolant flows or the battery module located outside the battery pack may have relatively good cooling performance, but the battery module located inside the battery pack has relatively poor cooling performance. . As described above, there is a problem in causing a problem in the long-term reliability of the vehicle due to the cooling deviation between the battery modules.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점 중에서 적어도 일부를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모듈 하우징의 폭방향 중앙부분과 외측부분 사이의 냉각편차를 감소시키고 모듈 하우징의 폭방향 중앙부분의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈 및 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve at least some of the problems of the prior art described above, to reduce the cooling deviation between the central part and the outer part in the width direction of the module housing and to improve the cooling performance of the central part in the width direction of the module housing. An object of the present invention is to provide a battery module and a battery pack that can be

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 모듈 하우징의 내부공간을 효과적으로 이용할 수 있는 배터리 모듈 및 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a battery module and a battery pack that can effectively use the inner space of the module housing as an aspect.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 배터리 셀의 스웰링에 의한 압력에 의하여 모듈 하우징의 측벽부에 가해지는 변형력을 감소시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a battery module capable of reducing a deformation force applied to a side wall portion of a module housing due to pressure caused by swelling of the battery cells.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈은, 바닥부와, 상기 바닥부의 폭방향 양단에서 상측으로 연장되는 측벽부와, 상기 측벽부의 상단을 덮는 커버부를 구비하는 모듈 하우징; 상기 모듈 하우징의 내부공간에 배치되며, 복수 개의 배터리 셀이 상기 폭방향으로 적층되어 형성된 셀 적층체; 및 상기 모듈 하우징을 냉각시키도록 상기 바닥부의 하부에 배치되는 냉각부재;를 포함하며, 상기 셀 적층체는 상기 배터리 셀이 상기 바닥부에 세워진 상태로 상기 내부공간에 배치되며, 상기 바닥부는 상기 폭방향의 중앙부분 두께가 상기 폭방향의 외측부분 두께보다 얇게 형성될 수 있다.As an aspect for achieving at least some of the above objects, the battery module according to an embodiment of the present invention includes a bottom portion, a sidewall portion extending upwardly from both ends in the width direction of the bottom portion, and an upper end of the sidewall portion a module housing having a cover for covering; a cell stack disposed in the inner space of the module housing and formed by stacking a plurality of battery cells in the width direction; and a cooling member disposed under the bottom part to cool the module housing, wherein the cell stack is disposed in the inner space with the battery cells standing on the bottom part, and the bottom part has the width The thickness of the central portion in the direction may be thinner than the thickness of the outer portion in the width direction.

또한, 상기 내부공간은 상기 폭방향의 중앙부분 높이가 상기 폭방향의 외측부분 높이보다 크게 형성될 수 있다.In addition, the inner space may be formed so that the height of the central portion in the width direction is greater than the height of the outer portion in the width direction.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈은, 상기 모듈 하우징의 내부공간에서 상기 셀 적층체의 상부에 배치되며 상기 배터리 셀의 온도와 전압 중 적어도 하나를 감지하도록 구성된 센싱모듈;을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 센싱모듈 중 적어도 일부는 상기 셀 적층체의 상부 중에서 상기 폭방향 중앙부분에 배치될 수 있다.In addition, the battery module according to an embodiment of the present invention includes a sensing module disposed above the cell stack in the inner space of the module housing and configured to sense at least one of a temperature and a voltage of the battery cell. It may include, and at least a portion of the sensing module may be disposed in the central portion of the width direction among the upper portion of the cell stack.

그리고, 상기 센싱 모듈은 상기 모듈 하우징의 길이방향으로 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부에 연결되며 상기 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 몸체부에 연결되며 상기 배터리 셀의 전압을 측정하는 전압센서를 구비할 수 있다. 이때, 상기 몸체부는 FPCB 또는 PCB를 포함하여 구성될 수 있다. In addition, the sensing module includes a body portion disposed in the longitudinal direction of the module housing, a temperature sensor connected to the body portion to measure a temperature of the battery cell, and a voltage sensor connected to the body portion to measure the voltage of the battery cell A voltage sensor may be provided. In this case, the body portion may be configured to include an FPCB or a PCB.

또한, 상기 바닥부는 상기 폭방향의 중앙부분의 최소 두께가 상기 폭방향의 외측부분 최대 두께의 1/2 이상의 두께를 가질 수 있다. 상기 바닥부의 최대 두께는 상기 측벽부 두께의 1~2배 사이의 값을 가질 수 있다.In addition, a minimum thickness of the central portion in the width direction of the bottom portion may have a thickness equal to or greater than 1/2 of a maximum thickness of the outer portion in the width direction. The maximum thickness of the bottom part may have a value of 1 to 2 times the thickness of the side wall part.

상기 바닥부와 상기 측벽부는 일체형으로 구성되어 상측이 개방된 제1 플레이트를 형성하며, 상기 제1 플레이트는 폭방향 단면이 일정한 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 플레이트는 압출공정에 의해 제조될 수 있다.The bottom part and the side wall part may be integrally formed to form a first plate with an open upper side, and the first plate may have a uniform cross-section in a width direction. In this case, the first plate may be manufactured by an extrusion process.

또한, 상기 바닥부의 하면은 평평하고, 상기 바닥부의 상면에는 상기 폭방향의 중앙부분에서 외측을 향하여 상향 경사를 갖는 경사면이 적어도 일부 구간에 형성될 수 있다. 이때, 상기 경사면은 평면 또는 곡면으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 셀 적층체는 상기 배터리 셀이 상기 측벽부에 대하여 경사를 이루어 적층되는 형태를 가질 수 있다.In addition, a lower surface of the bottom portion may be flat, and an inclined surface having an upward inclination toward the outside from the central portion in the width direction may be formed on the upper surface of the bottom portion in at least some sections. In this case, the inclined surface may be formed of a flat surface or a curved surface. In addition, the cell stack may have a form in which the battery cells are stacked at an inclination with respect to the sidewall portion.

또한, 상기 셀 적층체는 복수 개의 상기 배터리 셀이 상기 측벽부에 대하여 경사를 이루어 적층되어 형성된 2개 이상의 단위 적층체로 구성되며, 각각의 단위 적층체 사이의 이격 거리는 하측 부분이 상측 부분보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 상기 셀 적층체는 상기 단위 적층체 사이에 배치되어 탄성 변형되는 완충패드를 추가로 구비하며, 상기 완충패드는 상기 폭방향의 단면에서 상측 부분보다 하측 부분의 폭이 큰 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.In addition, the cell stack is composed of two or more unit stacks formed by stacking a plurality of the battery cells at an angle with respect to the side wall portion, and the separation distance between each unit stack is formed such that the lower portion is larger than the upper portion can be In this case, the cell stack may further include a buffer pad disposed between the unit stacks and elastically deformed, and the buffer pad may have a trapezoidal shape in which the width of the lower portion is greater than that of the upper portion in the cross-section in the width direction. there is.

그리고, 상기 셀 적층체는 상기 단위 적층체와 상기 측벽부 사이에 배치되어 탄성 변형되는 완충패드를 추가로 구비하며, 상기 완충패드는 상기 폭방향의 단면에서 하측 부분보다 상측 부분의 폭이 큰 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.In addition, the cell stack further includes a buffer pad that is disposed between the unit stack and the side wall portion and is elastically deformed, wherein the buffer pad is a trapezoid in which the width of the upper portion is greater than that of the lower portion in the cross-section in the width direction. may have a shape.

또한, 상기 바닥부의 하면은 평평하고, 상기 바닥부의 상면은 단차를 갖는 복수의 평평한 면으로 이루어질 수도 있다. 이때, 상기 셀 적층체는 상기 배터리 셀이 상기 측벽부에 수직한 방향으로 적층되는 형태를 가질 수 있다.In addition, a lower surface of the bottom part may be flat, and an upper surface of the bottom part may be formed of a plurality of flat surfaces having a step difference. In this case, the cell stack may have a shape in which the battery cells are stacked in a direction perpendicular to the sidewall portion.

그리고, 상기 바닥부의 상면에는 상기 배터리 셀의 하부에 형성된 돌출부를 수용하는 수용홈이 형성될 수 있다.In addition, a receiving groove for accommodating a protrusion formed in a lower portion of the battery cell may be formed on an upper surface of the bottom portion.

또한, 상기 배터리 셀의 하면과 상기 바닥부의 상면에 사이에는 열전달부재가 위치할 수 있다.In addition, a heat transfer member may be positioned between the lower surface of the battery cell and the upper surface of the bottom part.

다른 측면으로서, 본 발명은, 바닥부와, 상기 바닥부의 둘레에서 상측으로 연장되는 측벽부와, 상기 측벽부의 상단을 덮는 팩 커버를 구비하는 팩 하우징; 및 상기 팩 하우징의 내부공간에 수용되며, 모듈 하우징의 내부에 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성된 셀 적층체를 수용하는 복수의 배터리 모듈;을 포함하며, 상기 바닥부는 중앙부분 두께가 외측부분 두께보다 얇게 형성되는 배터리 팩을 제공한다.As another aspect, the present invention, a pack housing having a bottom portion, a side wall portion extending upwardly from the periphery of the bottom portion, and a pack cover covering the upper end of the side wall portion; and a plurality of battery modules accommodated in the inner space of the pack housing and accommodating a cell stack formed by stacking a plurality of battery cells inside the module housing, wherein the bottom portion has a thickness of the central portion greater than the thickness of the outer portion. A thin battery pack is provided.

또 다른 측면으로서, 본 발명은, 바닥부와, 상기 바닥부의 둘레에서 상측으로 연장되는 측벽부와, 상기 측벽부의 상단을 덮는 팩 커버를 구비하는 팩 하우징; 및 상기 팩 하우징의 내부공간에 수용되며, 복수 개의 배터리 셀이 적층된 복수의 셀 적층체;를 포함하며, 상기 바닥부는 중앙부분 두께가 외측부분 두께보다 얇게 형성되는 배터리 팩을 제공한다.As another aspect, the present invention, a pack housing having a bottom portion, a side wall portion extending upwardly from the periphery of the bottom portion, and a pack cover covering the upper end of the side wall portion; and a plurality of cell stacks accommodated in the inner space of the pack housing and stacked with a plurality of battery cells, wherein the bottom portion provides a battery pack in which a thickness of a central portion is thinner than a thickness of an outer portion.

이때, 상기 내부공간은 중앙부분 높이가 외측부분의 높이보다 크게 형성될 수 있다.In this case, the inner space may be formed so that the height of the central portion is greater than the height of the outer portion.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩은 상기 팩 하우징을 냉각시키도록 상기 바닥부의 하부에 배치되는 냉각부재;를 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the battery pack according to an embodiment of the present invention may further include a cooling member disposed under the bottom part to cool the pack housing.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 모듈 하우징 및/또는 팩 하우징의 바닥부 중에서 폭방향의 중앙부분의 두께를 외측부분보다 얇게 형성함으로써 중앙부분에서 냉각부재로의 방열이 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 폭방향 중앙부분과 외측부분 사이의 냉각편차를 감소시키고 폭방향 중앙부분의 냉각성능을 향상시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 배터리 모듈 및/또는 배터리 팩의 전체적인 수명 저하를 감소시킬 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, by forming the thickness of the central portion in the width direction of the bottom portion of the module housing and/or the pack housing to be thinner than the outer portion, heat radiation from the central portion to the cooling member can be easily achieved. Accordingly, it is possible to obtain the effect of reducing the cooling deviation between the central portion in the width direction and the outer portion and improving the cooling performance of the central portion in the width direction. In addition, it is possible to reduce the overall lifetime deterioration of the battery module and/or the battery pack.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈은, 셀 적층체의 상부에서 폭방향 중앙부분에 확보되는 공간에 센싱모듈을 설치함으로써 모듈 하우징의 높이를 낮추는 것이 가능하여 배터리 모듈의 내부공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 동일한 배터리 모듈의 부피를 기준으로 할 때 에너지 밀도를 높일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩의 경우에도 배터리 모듈의 상부 또는 셀 적층체의 상부에서 중앙부분에 확보되는 공간에 각종 전장부품을 설치함으로써 팩 하우징의 높이를 낮출 수 있어서 배터리 팩의 내부공간을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.In addition, in the battery module according to an embodiment of the present invention, it is possible to lower the height of the module housing by installing the sensing module in the space secured in the central portion in the width direction from the top of the cell stack, so that the internal space of the battery module can be efficiently used. and can be used as a standard, and the effect of increasing the energy density can be obtained based on the volume of the same battery module. Even in the case of the battery pack according to an embodiment of the present invention, the height of the pack housing can be lowered by installing various electronic components in the space secured in the central part of the upper part of the battery module or the upper part of the cell stack, so that the inner space of the battery pack can be used efficiently.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈은, 모듈 하우징의 바닥부 경사에 대응하여 배터리 셀을 경사방향으로 설치함으로써 EOL(End Of Life) 상황 등에 의하여 배터리 셀에 스웰링 현상이 발생할 때 스웰링에 의한 압력을 중력방향을 따라 중앙부분으로 유도하여 완충패드를 통해 흡수할 수 있다. 이에 따라, 측벽부에 가해지는 변형력을 감소시켜 측벽부의 변형을 줄일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.And, in the battery module according to an embodiment of the present invention, when a swelling phenomenon occurs in a battery cell due to an EOL (End Of Life) situation by installing the battery cell in an inclined direction in response to the inclination of the bottom of the module housing, swelling occurs. The pressure by the ring can be absorbed through the buffer pad by inducing it to the central part along the direction of gravity. Accordingly, it is possible to obtain the effect of reducing the deformation of the side wall portion by reducing the deformation force applied to the side wall portion.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈은, 배터리 셀에 최대 팽창압력이 작용하는 위치(즉, 배터리 셀의 중앙부 높이)를 다양화함으로써 최대 팽창압력이 집중되는 현상을 방지할 수 있으므로 스웰링 현상에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.In addition, in the battery module according to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent the concentration of the maximum expansion pressure by diversifying the position at which the maximum expansion pressure acts on the battery cell (ie, the height of the central part of the battery cell), so that the swell It becomes possible to effectively respond to the ring phenomenon.

도 1은 종래기술에 의한 배터리 모듈에 대한 냉각 수행 시 온도분포도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 모듈의 폭방향 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 모듈의 모듈 하우징을 도시한 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 배터리 셀에서 스웰링 상태를 도시한 개략도.
도 6은 도 5에 도시된 배터리 셀의 배치상태에 대한 변형예를 도시한 개략도.
도 7은 도 3에 도시된 배터리 모듈에 대한 변형예를 도시한 폭방향 단면도.
도 8은 도 3에 도시된 배터리 모듈에 대한 또 다른 변형예를 도시한 폭방향 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 모듈의 폭방향 단면도.
도 10은 도 9에 도시된 배터리 모듈에 대한 변형예를 도시한 폭방향 단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩의 폭방향 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩의 폭방향 단면도.1 is a temperature distribution diagram when cooling is performed on a battery module according to the prior art;
2 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view in the width direction of the battery module shown in FIG.
4 is a cross-sectional view illustrating a module housing of the battery module shown in FIG. 3 ;
5 is a schematic diagram illustrating a swelling state in the battery cell shown in FIG. 3 .
6 is a schematic view showing a modified example of the arrangement state of the battery cells shown in FIG.
7 is a cross-sectional view illustrating a modified example of the battery module shown in FIG. 3 .
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating another modified example of the battery module shown in FIG. 3 .
9 is a cross-sectional view in the width direction of a battery module according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a modified example of the battery module shown in FIG. 9; FIG.
11 is a cross-sectional view in the width direction of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view in the width direction of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 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 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors should develop their own inventions in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that the concept of a term can be appropriately defined for explanation. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that the same components in the accompanying drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings, and the size of each component does not fully reflect the actual size.

또한, 본 명세서에서 상측, 상부, 하측, 하부, 측면, 전면, 후면 등의 표현은 도면에 도시된 방향을 기준으로 표현한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.In addition, in the present specification, expressions such as upper side, upper side, lower side, lower side, side, front side, rear side, etc. are expressed based on the direction shown in the drawings, and it is clarified in advance that it may be expressed differently if the direction of the corresponding object is changed.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 모듈(100)의 폭방향 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 모듈(100)의 모듈 하우징을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 배터리 셀(121)에서 스웰링 상태를 도시한 개략도이고, 도 6은 도 5에 도시된 배터리 셀(121)의 배치상태에 대한 변형예를 도시한 개략도이며, 도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 배터리 모듈(100)에 대한 변형예를 도시한 폭방향 단면도이다. 또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 모듈(100)의 폭방향 단면도이며, 도 10은 도 9에 도시된 배터리 모듈(100)에 대한 변형예를 도시한 폭방향 단면도이다.2 is an exploded perspective view of the battery module 100 according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view in the width direction of the battery module 100 shown in FIG. 2 , and FIG. 4 is the battery module shown in FIG. 100 is a cross-sectional view showing the module housing, FIG. 5 is a schematic view showing a swelling state in the battery cell 121 shown in FIG. 4 , and FIG. 6 is an arrangement of the battery cell 121 shown in FIG. It is a schematic diagram showing a modified example of the state, and FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views showing a modified example of the battery module 100 shown in FIG. 3 . In addition, FIG. 9 is a cross-sectional view in the width direction of the battery module 100 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view in the width direction showing a modified example of the battery module 100 shown in FIG. 9 .

도 2 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)은 셀 적층체(120), 모듈 하우징(110) 및 냉각부재(170)를 포함하여 구성될 수 있으며, 추가적으로 센싱모듈(150)과 열전달 부재(161)를 포함할 수 있다.2 to 10 , the battery module 100 according to an embodiment of the present invention may include a cell stack 120 , a module housing 110 and a cooling member 170 , and additionally It may include a sensing module 150 and a heat transfer member 161 .

먼저, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)에 대해 설명한다.First, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8 .

셀 적층체(120)는 도 2, 도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(121)이 복수 개 적층되어 구성된다. 배터리 셀(121)의 적층을 위하여 배터리 셀(121)의 측면(넓은 면)은 양면 테이프로 고정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 배터리 셀(121)은 폭방향(X, 또는 수평 방향)으로 적층될 수 있다. 각각의 배터리 셀(121)은 파우치형(pouched type) 이차전지일 수 있으며, 전극 리드(125)가 외부로 돌출된 구조를 가질 수 있다. As shown in FIGS. 2, 3, 7 and 8 , the cell stack 120 is configured by stacking a plurality of battery cells 121 . For stacking of the battery cells 121 , the side (wider surface) of the battery cells 121 may be fixed with a double-sided tape. In an embodiment of the present invention, the battery cells 121 may be stacked in the width direction (X or horizontal direction). Each battery cell 121 may be a pouched type secondary battery, and may have a structure in which the electrode lead 125 protrudes to the outside.

파우치형(pouched type) 이차전지의 경우 파우치 내에 전극 조립체와 전해액이 수용된 형태로 구성될 수 있다. 전극 조립체는 다수의 전극판 및 전극 탭을 구비하며 파우치 내에 수납된다. 여기서, 전극판은 양극판과 음극판으로 구성되며, 전극 조립체는 양극판과 음극판의 넓은 면이 서로 마주보도록 한 상태에서 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 형태로 구성될 수 있다. 다수의 양극판과 다수의 음극판에는 각각 전극 탭이 구비되며, 각각의 전극 탭은 서로 동일한 극성끼리 전기적으로 연결되도록 구성되어 동일한 극성의 전극 리드(125)에 연결될 수 있다.In the case of a pouched type secondary battery, the electrode assembly and the electrolyte may be accommodated in the pouch. The electrode assembly includes a plurality of electrode plates and electrode tabs and is accommodated in a pouch. Here, the electrode plate is composed of a positive electrode plate and a negative electrode plate, and the electrode assembly may be configured in a form in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are stacked with a separator interposed therebetween with wide surfaces of the positive and negative plates facing each other. Each of the plurality of positive plates and the plurality of negative plates is provided with electrode tabs, and each of the electrode tabs is configured to be electrically connected to each other with the same polarity and may be connected to the electrode leads 125 having the same polarity.

도 2에 도시된 배터리 셀(121)의 경우 2개의 전극 리드(125)는 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 동일한 방향을 향하되 서로 높이를 달리 하여 배치되는 것도 가능하다.In the case of the battery cell 121 shown in FIG. 2 , the two electrode leads 125 are illustrated as being disposed to face opposite directions, but they may be disposed to face the same direction but have different heights from each other.

한편, 본 발명에 의한 배터리 모듈(100)에 구비되는 배터리 셀(121)은 파우치형 이차전지에 한정되는 것은 아니며, 각형 구조를 갖는 캔형(can type) 이차전지가 사용되는 것도 가능하다.Meanwhile, the battery cell 121 provided in the battery module 100 according to the present invention is not limited to a pouch-type secondary battery, and a can-type secondary battery having a prismatic structure may be used.

이와 같이 구성되는 배터리 셀(121)은 충전 및 방전이 가능한 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지 또는 리튬 이온(Li-ion) 전지일 수 있다.The battery cell 121 configured as described above may be a nickel metal hydride (Ni-MH) battery or a lithium ion (Li-ion) battery capable of charging and discharging.

이러한 배터리 셀(121)은 후술하는 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 배터리 셀(121)은 하면(123)이 아래쪽에 위치하고 실링부(도 5의 126) 중 적어도 일부가 위쪽에 위치하도록 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)에 세워진 상태로 좌우 방향으로 적층 배치되어 셀 적층체(120)를 이루게 된다. 즉, 복수 개의 배터리 셀(121)은 바닥부(112)에 세워진 상태로 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)에 배치될 수 있다.These battery cells 121 may be disposed in the inner space 110a of the module housing 110 to be described later. At this time, the plurality of battery cells 121 are left and right in a state of being erected in the inner space 110a of the module housing 110 so that the lower surface 123 is located at the lower side and at least a part of the sealing part (126 in FIG. 5 ) is located at the upper side. direction to form a cell stack 120 . That is, the plurality of battery cells 121 may be disposed in the inner space 110a of the module housing 110 while standing on the bottom 112 .

도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 적층 배치되는 배터리 셀(121) 사이에는 적어도 하나의 완충 패드(127)가 배치될 수 있다. 완충 패드(127)는 하나 또는 다수 개가 인접하는 배터리 셀(121)의 측면 사이에 배치된다. 또한, 완충 패드(127)는 배터리 셀(121)과 모듈 하우징(110)의 측벽부(113) 사이에 배치될 수도 있다. 이러한 완충 패드(127)는 특정 배터리 셀(121)이 팽창하는 경우 압축되며 탄성 변형될 수 있으므로, 셀 적층체(120)의 전체의 부피가 팽창하는 것을 억제할 수 있다. 이를 위해 완충 패드(127)는 폴리우레탄 재질의 폼(foam)으로 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 3, 7 and 8 , at least one buffer pad 127 may be disposed between the battery cells 121 stacked. One or more buffer pads 127 are disposed between the sides of adjacent battery cells 121 . In addition, the buffer pad 127 may be disposed between the battery cell 121 and the sidewall 113 of the module housing 110 . Since the buffer pad 127 is compressed and elastically deformed when a specific battery cell 121 expands, it is possible to suppress the expansion of the entire volume of the cell stack 120 . To this end, the buffer pad 127 may be made of a polyurethane material, but is not limited thereto.

도 2 내지 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 모듈 하우징(110)은 배터리 모듈(100)의 외관을 형성하며, 복수 개의 배터리 셀(121)이 적층되어 형성된 셀 적층체(120)의 외부에 배치되어 외부 환경으로부터 배터리 셀(121)을 보호한다. 2 to 4 , 7 and 8 , the module housing 110 forms the exterior of the battery module 100 , and includes a cell stack 120 formed by stacking a plurality of battery cells 121 . It is disposed outside to protect the battery cell 121 from the external environment.

모듈 하우징(110)은 일측이 개방된 단면 형상, 예를 들어 U형 단면(본 명세서에서, U형 단면은 모서리에 각이 진 형상을 포함하는 것으로 한다)을 갖는 제1 플레이트(111)와, 제1 플레이트(111)와 합형되어 내부공간(110a)을 형성하는 제2 플레이트(115)를 포함하여 구성될 수 있다. The module housing 110 has a cross-sectional shape with one side open, for example, a first plate 111 having a U-shaped cross-section (in this specification, the U-shaped cross-section includes an angled shape at the corners); It may be configured to include a second plate 115 that is combined with the first plate 111 to form the inner space (110a).

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 모듈 하우징(110)은 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(115)에 의해 형성된 내부공간(110a)을 덮도록 모듈 하우징(110)의 길이방향(Y) 전면과 후면에 배치되는 엔드 플레이트(130)를 포함할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2 , the module housing 110 has a longitudinal direction (Y) of the module housing 110 to cover the inner space 110a formed by the first plate 111 and the second plate 115 . It may include an end plate 130 disposed on the front and rear.

이러한 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)에는 셀 적층체(120)가 배치될 수 있다. 모듈 하우징(110)을 구성하는 적어도 일면은 배터리 셀(121)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 방열 플레이트로서 기능할 수 있다.The cell stack 120 may be disposed in the inner space 110a of the module housing 110 . At least one surface constituting the module housing 110 may function as a heat dissipation plate that radiates heat generated in the battery cell 121 to the outside.

도 2 내지 도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(111)는 일측이 개방된 U형 단면을 형성하기 위하여, 배터리 셀(121)의 하부를 지지하는 바닥부(112)와, 바닥부(112)의 폭방향(X) 양단에서 상측으로 연장되며 배터리 셀(121)의 측면을 지지하는 측벽부(113)를 포함할 수 있다. 2 to 4 , 7 and 8 , the first plate 111 has a bottom portion 112 supporting the lower portion of the battery cell 121 to form a U-shaped cross-section with one side open. ) and a side wall portion 113 extending upward from both ends in the width direction X of the bottom portion 112 and supporting the side surface of the battery cell 121 .

이때, 제1 플레이트(111)는 바닥부(112)와 측벽부(113)가 일체형으로 이루어지는 구조를 가질 수 있다. 또한, 제1 플레이트(111)는 폭방향(X) 단면이 길이방향(Y)을 따라 일정한 형상을 가질 수 있으며, 이 경우 제1 플레이트(111)는 압출공정에 의해 제조될 수 있다. 다만, 필요에 따라 측벽부(113)와 바닥부(112)를 독립적인 구성 요소들로 구성한 후 결합/접합하여 제1 플레이트(111)를 구성하는 것도 가능하다. In this case, the first plate 111 may have a structure in which the bottom part 112 and the sidewall part 113 are integrally formed. In addition, the cross-section of the first plate 111 in the width direction (X) may have a constant shape along the length direction (Y), and in this case, the first plate 111 may be manufactured by an extrusion process. However, it is also possible to configure the first plate 111 by combining/joining the side wall part 113 and the bottom part 112 with independent components as needed.

측벽부(113)는 바닥부(112)의 폭방향(X) 양단에서 연장되어 형성되며, 좌우방향으로 적층 배치된 셀 적층체(120)의 측면(넓은 면)에 대응하여 배터리 셀(121)의 측면을 지지한다. 이때, 배터리 셀(121)의 측면은 측벽부(113)와 직접 접촉할 수도 있으나, 측벽부(113)와 배터리 셀(121)의 측면 사이에 방열 패드나 완충 패드(127)가 개재되는 것도 가능하다.The side wall portion 113 is formed to extend from both ends of the bottom portion 112 in the width direction (X), and corresponds to the side surface (wide surface) of the cell stack 120 stacked in the left and right directions. support the side of In this case, the side surface of the battery cell 121 may be in direct contact with the sidewall portion 113 , but a heat dissipation pad or a buffer pad 127 may be interposed between the sidewall portion 113 and the sidewall of the battery cell 121 . Do.

또한, 제2 플레이트(115)는 측벽부(113)의 상단을 덮는 커버부를 구성할 수 있다. 따라서 제2 플레이트(115)가 제1 플레이트(111)에 결합되면, 제2 플레이트(115)와 제1 플레이트(111)는 내부가 빈 관형 부재의 형상을 갖는다. 설명의 편의를 위하여 이하에서는 제2 플레이트(115)를 커버부로 호칭하고 동일한 도면부호를 부여하기로 한다. In addition, the second plate 115 may constitute a cover part covering the upper end of the side wall part 113 . Accordingly, when the second plate 115 is coupled to the first plate 111 , the second plate 115 and the first plate 111 have the shape of a hollow tubular member. For convenience of description, the second plate 115 will be referred to as a cover part and will be given the same reference numerals hereinafter.

이와 같이, 모듈 하우징(110)은 제1 플레이트(111)를 구성하는 바닥부(112)와 측벽부(113), 그리고 커버부(115)를 포함하여 구성될 수 있다.As such, the module housing 110 may be configured to include a bottom portion 112 , a side wall portion 113 , and a cover portion 115 constituting the first plate 111 .

제1 플레이트(111)는 금속과 같이 열 전도성이 높은 재질로 구성된다. 예를 들어, 제1 플레이트(111)는 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 그러나 제1 플레이트(111)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 금속이 아니더라도 금속과 유사한 강도와 열 전도성을 갖는 재질이라면 다양한 재질이 이용될 수 있다. The first plate 111 is made of a material having high thermal conductivity, such as metal. For example, the first plate 111 may be made of an aluminum material. However, the material of the first plate 111 is not limited thereto, and various materials may be used as long as it is not a metal but has strength and thermal conductivity similar to that of a metal.

또한, 커버부(115)는 제1 플레이트(111)와 마찬가지로 금속과 같이 열 전도성이 높은 재질로 구성된다. 일 예로서, 커버부(115)는 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 그러나 커버부(115)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 금속이 아니더라도 금속과 유사한 강도와 열 전도성을 갖는 재질이라면 다양한 재질이 이용될 수 있다.Also, like the first plate 111 , the cover part 115 is made of a material having high thermal conductivity, such as metal. As an example, the cover part 115 may be made of an aluminum material. However, the material of the cover part 115 is not limited thereto, and a variety of materials may be used as long as the material has strength and thermal conductivity similar to that of a metal, even if it is not a metal.

그리고, 제1 플레이트(111)와 커버부(115)의 결합은 측벽부(113)와 커버부(115)의 접촉면을 용접(예를 들어, 레이저 용접 등)함으로써 수행될 수 있다. 다만, 제1 플레이트(111)와 커버부(115)의 결합은 전술한 용접 결합에 한정되는 것은 아니며, 슬라이딩 방식이나 본딩으로 결합하거나, 볼트나 나사 등의 고정 부재를 이용하여 결합하는 등 다양한 변형이 가능하다.In addition, the coupling of the first plate 111 and the cover part 115 may be performed by welding (eg, laser welding, etc.) the contact surfaces of the sidewall part 113 and the cover part 115 . However, the coupling between the first plate 111 and the cover part 115 is not limited to the above-described welding coupling, and various modifications such as coupling by sliding method or bonding, coupling using fixing members such as bolts or screws, etc. This is possible.

한편, 엔드 플레이트(130)는 배터리 셀(121)의 전극 리드(125)가 배치되는 양 측면, 즉 모듈 하우징(110)의 길이방향(Y) 전면과 후면에 각각 결합될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 엔드 플레이트(130)는 제1 플레이트(111)와 커버부(115)에 결합되어 제1 플레이트(111), 커버부(115)와 함께 모듈 하우징(110)의 외관을 형성한다. Meanwhile, the end plate 130 may be coupled to both sides of the battery cell 121 on which the electrode leads 125 are disposed, that is, the front and rear surfaces of the module housing 110 in the longitudinal direction (Y). As shown in FIG. 2 , the end plate 130 is coupled to the first plate 111 and the cover part 115 , so that the first plate 111 and the cover part 115 together with the module housing 110 have an external appearance. to form

엔드 플레이트(130)의 몸체(131)는 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수 있으며 다이캐스팅이나 압출/프레스 등의 공정으로 제작 가능하다. 또한, 엔드 플레이트(130)는 후술하는 절연 커버(140)의 접속 단자(142)를 외부로 노출시키기 위한 관통 구멍(132)을 구비할 수 있다. The body 131 of the end plate 130 may be formed of a metal such as aluminum, and may be manufactured by a process such as die casting or extrusion/pressing. In addition, the end plate 130 may include a through hole 132 for exposing the connection terminal 142 of the insulating cover 140 to the outside, which will be described later.

엔드 플레이트(130)는 나사나 볼트와 같은 고정 부재를 통해 제1 플레이트(111) 및 커버부(115)에 결합될 수 있다. 그러나, 엔드 플레이트(130)의 결합방식은 이에 한정되는 것은 아니다. The end plate 130 may be coupled to the first plate 111 and the cover part 115 through a fixing member such as a screw or bolt. However, the coupling method of the end plate 130 is not limited thereto.

도 2를 참조하면, 엔드 플레이트(130)와 셀 적층체(120) 사이에는 절연 커버(140)가 개재될 수 있다. Referring to FIG. 2 , an insulating cover 140 may be interposed between the end plate 130 and the cell stack 120 .

절연 커버(140)는 배터리 셀(121)의 전극 리드(125)가 배치된 일면 또는 양면에 결합된다. 전극 리드(125)는 절연 커버(140)의 몸체(141)를 관통하여 절연 커버(140)의 외측에서 버스바(미도시)에 의해 동일한 극성끼리 상호 연결된다. 이를 위해 절연 커버(140)에는 전극 리드(125)가 삽입 배치되는 다수의 관통 홀(143)이 구비될 수 있다.The insulating cover 140 is coupled to one or both surfaces of the battery cell 121 on which the electrode leads 125 are disposed. The electrode leads 125 penetrate the body 141 of the insulating cover 140 and are interconnected with the same polarities by a bus bar (not shown) outside the insulating cover 140 . To this end, the insulating cover 140 may be provided with a plurality of through-holes 143 into which the electrode leads 125 are inserted.

후술하는 바와 같이, 배터리 셀(121)이 측벽부(113)에 대해 소정의 경사를 갖고 기울어진 상태로 적층되는 경우 배터리 셀(121)에 구비되는 전극 리드(125)도 기울어진 상태를 갖게 된다. 따라서, 관통 홀(143)은 도 2에 도시된 바와 같이 배터리 셀(121) 및 이에 구비되는 전극 리드(125)의 경사각에 대응하는 경사각을 가질 수 있다. 또한, 버스바(미도시)의 경우에도 전극 리드(125)와의 결합을 위하여 전극 리드(125)의 경사각에 대응하는 경사각을 갖는 전극리드 결합홀(미도시)을 가질 수 있다. 다만, 배터리 셀(121)의 적층 경사각이 작은 경우에는 관통 홀(143)이나 전극리드 결합홀을 수직방향으로 설치하는 것도 가능하며, 이 경우, 전극 리드(125)는 끝단 부분이 약간 변형된 상태(휘어지거나 굽혀진 상태)로 관통 홀(143)에 설치될 수 있다.As will be described later, when the battery cells 121 are stacked in an inclined state with a predetermined inclination with respect to the sidewall portion 113 , the electrode leads 125 provided in the battery cells 121 also have an inclined state. . Accordingly, the through hole 143 may have an inclination angle corresponding to the inclination angle of the battery cell 121 and the electrode lead 125 provided therein, as shown in FIG. 2 . In addition, the bus bar (not shown) may have an electrode lead coupling hole (not shown) having an inclination angle corresponding to the inclination angle of the electrode lead 125 for coupling with the electrode lead 125 . However, when the stacking inclination angle of the battery cell 121 is small, it is also possible to install the through hole 143 or the electrode lead coupling hole in the vertical direction. In this case, the electrode lead 125 has a slightly deformed end portion. It may be installed in the through hole 143 (in a bent or bent state).

또한, 절연 커버(140)에는 외부와의 연결을 위한 접속 단자(142)가 구비될 수 있다. 따라서 배터리 셀(121)은 접속 단자(142)를 통해 외부와 전기적으로 연결되며, 이를 위해 전극 리드(125)는 절연 커버(140)에 구비되는 회로 배선(미도시)을 통해 접속 단자(142)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 회로 배선은 동 재질로 구성된 버스바를 통해 모듈의 직렬/병렬 연결에 따른 전기적 연결을 수행할 수 있다.In addition, the insulating cover 140 may be provided with a connection terminal 142 for connection to the outside. Accordingly, the battery cell 121 is electrically connected to the outside through the connection terminal 142 , and for this, the electrode lead 125 is connected to the connection terminal 142 through a circuit wire (not shown) provided in the insulating cover 140 . can be electrically connected to. Such circuit wiring may be electrically connected according to the series/parallel connection of modules through a bus bar made of copper material.

접속 단자(142)는 도 2에 도시된 바와 같이 엔드 플레이트(130)에 형성된 관통 구멍(132)을 통해 외부로 노출된다. 따라서 엔드 플레이트(130)의 관통 구멍(132)은 접속 단자(142)의 크기와 형상에 대응하는 크기로 형성될 수 있다. The connection terminal 142 is exposed to the outside through the through hole 132 formed in the end plate 130 as shown in FIG. 2 . Accordingly, the through hole 132 of the end plate 130 may be formed to have a size corresponding to the size and shape of the connection terminal 142 .

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 냉각부재(170)에 대해 설명한다. 참고로, 도 7 및 도 8에 도시된 배터리 모듈(100)에는 냉각부재(170)가 생략된 상태로 도시되어 있지만, 도 7 및 도 8에 도시된 배터리 모듈(100)의 경우에도 냉각부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.Next, the cooling member 170 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 . For reference, although the cooling member 170 is omitted in the battery module 100 shown in FIGS. 7 and 8, even in the case of the battery module 100 shown in FIGS. 7 and 8, the cooling member ( 170) may be included.

도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각부재(170)는 모듈 하우징(110)을 냉각시키도록 바닥부(112)의 하부에 배치될 수 있다. 냉각부재(170)에는 냉각유체가 유동하는 냉각유로(171)가 형성될 수 있다. 냉각부재(170)는 배터리 셀(121)의 하면(123)을 통해 제1 플레이트(111)의 바닥부(112)로 전달된 열을 냉각하게 된다. 2 and 3 , the cooling member 170 may be disposed below the bottom part 112 to cool the module housing 110 . A cooling passage 171 through which a cooling fluid flows may be formed in the cooling member 170 . The cooling member 170 cools the heat transferred to the bottom 112 of the first plate 111 through the lower surface 123 of the battery cell 121 .

또한, 냉각부재(170)는 냉각유로(171)에 냉각액체가 유동하는 수냉식 냉각기구가 이용될 수 있다. 이 경우 배터리 셀(121)에서 발생한 열은 모듈 하우징(110)에 전달되어 냉각유로(171)를 유동하는 냉각액체에 의해 효과적으로 냉각될 수 있다.In addition, as the cooling member 170 , a water cooling type cooling mechanism in which a cooling liquid flows in the cooling passage 171 may be used. In this case, the heat generated in the battery cell 121 is transferred to the module housing 110 and can be effectively cooled by the cooling liquid flowing through the cooling passage 171 .

이러한 냉각부재(170)는 바닥부(112)의 하면(112b)에 냉각유로(171)가 형성된 별도의 구조물이 부착되는 형태로 이루어지거나, 바닥부(112)의 하면(112b)에 냉각유로(171)에 해당하는 오목부를 구비하는 냉각 플레이트를 부착하고 냉각 플레이트와 바닥부(112)의 하면(112b) 사이에 냉각유로(171)가 형성되는 구조로 이루어질 수도 있다. The cooling member 170 is formed in a form in which a separate structure in which a cooling passage 171 is formed is attached to a lower surface 112b of the bottom 112, or a cooling passage ( A cooling plate having a concave portion corresponding to 171 ) may be attached, and a cooling passage 171 may be formed between the cooling plate and the lower surface 112b of the bottom portion 112 .

또한, 냉각부재(170)는 바닥부(112)와 일체로 형성되는 것도 가능하다. 즉, 바닥부(112)의 상면(112a) 하부에 냉각유체가 유동할 수 있는 내부공간을 형성하고, 이러한 내부공간을 냉각유로(171)로 이용할 수도 있다. 이 경우, 바닥부(112)의 하면(112b)은 냉각유로(171)를 형성하는 내부공간의 상면에 대응할 수 있다.Also, the cooling member 170 may be integrally formed with the bottom portion 112 . That is, an inner space through which the cooling fluid can flow is formed under the upper surface 112a of the bottom 112 , and this inner space may be used as the cooling passage 171 . In this case, the lower surface 112b of the bottom portion 112 may correspond to the upper surface of the inner space forming the cooling passage 171 .

이와는 달리, 냉각부재(170)는 모듈 하우징(110)에 직접 부착되지 않고 배터리 팩(도 11의 200)에 설치되는 것도 가능하다. 즉, 모듈 하우징(110)을 배터리 팩(200)에 장착하는 경우 배터리 팩(200)에 구비되는 냉각부재(예를 들어, 도 11의 230)에 의해 배터리 모듈(100)의 냉각이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.Alternatively, the cooling member 170 may be installed in the battery pack (200 in FIG. 11 ) without being directly attached to the module housing 110 . That is, when the module housing 110 is mounted on the battery pack 200 , the battery module 100 is cooled by a cooling member (eg, 230 in FIG. 11 ) provided in the battery pack 200 . It is also possible

이러한 점을 고려하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)에 구비되는 냉각부재(170)는 배터리 모듈(100)과 일체로 형성되는지 또는 배터리 모듈(100)에 직접 부착되는지 여부와 관계없이 모듈 하우징(110)에 전달된 열을 수냉식 냉각기구에 의해 방출할 수 있는 구성을 모두 포함하는 것으로 한다. In consideration of this, the cooling member 170 provided in the battery module 100 according to an embodiment of the present invention is formed integrally with the battery module 100 or is directly attached to the battery module 100 and Regardless, it shall include all configurations capable of discharging the heat transferred to the module housing 110 by the water cooling cooling mechanism.

도 3, 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 바닥부(112)는 폭방향(X)의 중앙부분 두께(T1)가 폭방향(X)의 외측부분 두께(T2)보다 얇게 형성될 수 있다. 또한, 바닥부(112)의 하부에는 냉각부재(170)가 배치되므로, 배터리 셀(121)에서 발생한 열은 바닥부(112)를 통해 냉각부재(170)에 전달되어 방출되고, 이에 따라 배터리 셀(121)의 냉각이 이루어질 수 있다.3, 4, 7 and 8, the bottom portion 112 is formed to be thinner than the thickness T1 of the central portion in the width direction (X) than the thickness T2 of the outer portion in the width direction (X). can In addition, since the cooling member 170 is disposed under the bottom part 112 , the heat generated in the battery cell 121 is transferred to the cooling member 170 through the bottom part 112 and is discharged, and accordingly, the battery cell (121) can be cooled.

도 3, 도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 바닥부(112)의 중앙부분 두께(T1)를 외측부분 두께(T2)보다 얇게 형성하는 경우 바닥부(112)의 중앙부분을 통한 열전달 경로가 바닥부(112)의 외측부분을 통한 열전달 경로보다 짧아지므로 배터리 모듈(100) 중앙부분에 위치한 배터리 셀(121)의 방열 및 냉각 효율이 증대될 수 있다.3, 4, 7 and 8, when forming the thickness T1 of the central portion of the bottom portion 112 thinner than the thickness T2 of the outer portion, the central portion of the bottom portion 112 is Since the heat transfer path through the bottom portion 112 is shorter than the heat transfer path through the outer portion of the bottom portion 112 , the heat dissipation and cooling efficiency of the battery cell 121 located in the central portion of the battery module 100 may be increased.

도 1에 도시된 종래기술에 의한 배터리 모듈(1)의 경우, 모듈 하우징(10)의 외측부분(A2)에 위치하는 배터리 셀(21)의 경우 냉각부재(70)에 접촉하는 바닥부(12)를 통한 냉각뿐만 아니라 외기와 접촉하는 측벽부(13)를 통한 냉각이 동시에 수행될 수 있으므로 냉각효율이 상대적으로 좋지만, 중앙부분(A1)에 위치하는 배터리 셀(21)의 경우 이웃하는 배터리 셀(121)과 접촉하고 있으므로 상대적으로 냉각효율이 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)은 바닥부(112)의 중앙부분에서 냉각부재(170)로의 방열이 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)은 폭방향(X) 중앙부분과 외측부분 사이의 냉각편차를 감소시키고 폭방향 중앙부분의 냉각성능을 향상시킬 수 있으며, 나아가 배터리 모듈(100)의 전체적인 수명 저하를 감소시킬 수 있게 된다.In the case of the battery module 1 according to the prior art shown in FIG. 1 , in the case of the battery cell 21 located on the outer part A2 of the module housing 10 , the bottom part 12 in contact with the cooling member 70 . ) as well as cooling through the side wall portion 13 in contact with the outside air can be performed at the same time, so the cooling efficiency is relatively good, but in the case of the battery cell 21 located in the central portion A1, the neighboring battery cells Since it is in contact with (121), the cooling efficiency may be relatively reduced. However, in the battery module 100 according to an embodiment of the present invention, heat from the central portion of the bottom 112 to the cooling member 170 can be easily dissipated. Accordingly, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention can reduce the cooling deviation between the central portion and the outer portion in the width direction (X) and improve the cooling performance of the central portion in the width direction, furthermore, the battery module (100) It becomes possible to reduce the overall lifetime degradation.

또한, 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)은 폭방향(X)의 중앙부분 높이(H1)가 폭방향의 외측부분 높이(H2)보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 바닥부(112)의 하면(112b)과 커버부(115)의 하면이 평평한 형상을 갖고, 바닥부(112)의 중앙부분 두께(T1)가 얇으므로 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)은 중앙부분이 외측 부분에 비해 높은 높이를 가질 수 있다. In addition, the inner space 110a of the module housing 110 may be formed so that the height H1 of the central portion in the width direction X is greater than the height H2 of the outer portion in the width direction. That is, since the lower surface 112b of the bottom part 112 and the lower surface of the cover part 115 have a flat shape, and the thickness T1 of the central part of the bottom part 112 is thin, the inner space of the module housing 110 ( 110a), the central portion may have a higher height than the outer portion.

그리고, 셀 적층체(120)를 구성하는 배터리 셀(121)은 동일한 높이를 가지므로 도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 셀 적층체(120)의 상부 중에서 폭방향 중앙부분에는 외측부분보다 높은 공간이 확보될 수 있다.In addition, since the battery cells 121 constituting the cell stack 120 have the same height, as shown in FIGS. 3, 7 and 8 , the central portion in the width direction of the upper portion of the cell stack 120 has the outer side. A space higher than the part can be secured.

본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)은 이러한 공간을 이용하여 센싱모듈(150)을 설치할 수 있다.In the battery module 100 according to an embodiment of the present invention, the sensing module 150 may be installed using this space.

센싱모듈(150)은 배터리 셀(121)의 온도와 전압 중 적어도 하나를 감지하도록 구성될 수 있다. 도 2, 도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 센싱모듈(150)은 모듈 하우징(110)의 길이방향(Y)으로 배치되는 몸체부(151)와, 몸체부(151)에 연결되며 배터리 셀(121)의 온도를 측정하는 온도센서(153)와, 몸체부(151)에 연결되며 배터리 셀(121)의 전압을 측정하는 전압센서(도 2의 152)를 구비할 수 있다. The sensing module 150 may be configured to sense at least one of a temperature and a voltage of the battery cell 121 . 2, 3, 7 and 8, the sensing module 150 is connected to the body portion 151 disposed in the longitudinal direction (Y) of the module housing 110, the body portion 151, A temperature sensor 153 for measuring the temperature of the battery cell 121 and a voltage sensor (152 in FIG. 2 ) connected to the body 151 and measuring the voltage of the battery cell 121 may be provided.

온도센서(153)는 몸체부(151)로부터 폭방향(X)으로 연장된 위치에 구비되어 배터리 셀(121)에서 발생한 열을 측정하게 된다. 전압센서(152)는 배터리 셀(121)의 전압을 감지하기 위하여 배터리 셀(121)의 전극 리드(125)가 설치된 부분{예를 들어 절연 커버(140)의 버스바(미도시) 부분 등}까지 연결될 수 있다. 이를 위하여, 전압센서(152)는 몸체부(151)의 길이방향(Y) 양단부에서 하측방향으로 연장된 구조를 가질 수 있다. 또한, 전압센서(152)는 복수 개의 배터리 셀(121)의 전압을 측정할 수 있도록 몸체부(151)의 길이방향(Y) 양단부에 각각 복수 개가 설치될 수 있다. 또한, 몸체부(151)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 또는 PCB(Printed Circuit Board)로 구성될 수 있으나, 전기적 연결 및 신호전달이 가능하다면 이에 한정되는 것은 아니다.The temperature sensor 153 is provided at a position extending from the body portion 151 in the width direction (X) to measure heat generated in the battery cell 121 . The voltage sensor 152 is a portion (eg, a bus bar (not shown) portion of the insulating cover 140 , etc.) in which the electrode lead 125 of the battery cell 121 is installed in order to sense the voltage of the battery cell 121 . can be connected to To this end, the voltage sensor 152 may have a structure extending downward from both ends in the longitudinal direction (Y) of the body portion 151 . In addition, a plurality of voltage sensors 152 may be respectively installed at both ends of the body portion 151 in the longitudinal direction (Y) to measure the voltages of the plurality of battery cells 121 . In addition, the body portion 151 may be formed of a flexible printed circuit board (FPCB) or a printed circuit board (PCB), but is not limited thereto if electrical connection and signal transmission are possible.

이러한 센싱모듈(150) 중 적어도 일부, 예를 들어, 몸체부(151)와 온도센서(153)는 셀 적층체(120)의 상부 중에서 폭방향(X) 중앙부분에 배치될 수 있으므로, 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.At least a portion of the sensing module 150, for example, the body portion 151 and the temperature sensor 153 may be disposed at the center portion in the width direction (X) of the upper portion of the cell stack 120, so that the module housing It becomes possible to efficiently use the internal space (110a) of (110).

특히, 종래기술에 의한 경우에는 셀 적층체 상부에 센싱모듈의 설치를 위한 3~5mm의 공간이 별도로 필요하였으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈(100)의 경우에는 종래기술에 비해 바닥부(112)의 중앙부분의 두께(T1)를 얇게 하고 이에 따라 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a) 중에서 폭방향 중앙부분 상측에 확보되는 여유 공간을 센싱모듈(150)의 설치를 위하여 제공함으로써 공간활용을 효율성을 높일 수 있다. 또한, 여유공간에 센싱모듈(150)을 설치함으로써 모듈 하우징(110)의 전체적인 높이를 낮추는 것이 가능하게 된다. 그리고, 동일한 배터리 모듈(100)의 부피를 기준으로 할 때 사공간(dead space)가 감소하므로 에너지 밀도를 높일 수 있다는 이점을 얻을 수 있다. In particular, in the case of the prior art, a space of 3 to 5 mm was separately required for the installation of the sensing module on the upper part of the cell stack, but in the case of the battery module 100 according to an embodiment of the present invention, the floor The thickness T1 of the central part of the part 112 is made thin, and accordingly, a free space secured above the central part in the width direction among the internal spaces 110a of the module housing 110 is provided for installation of the sensing module 150. This can increase the efficiency of space utilization. In addition, it is possible to lower the overall height of the module housing 110 by installing the sensing module 150 in the free space. In addition, since a dead space is reduced based on the volume of the same battery module 100 , it is possible to obtain an advantage in that the energy density can be increased.

한편, 제1 플레이트(111)는 바닥부(112)와 측벽부(113)가 일체로 형성되여 일측이 개방된 U자형 단면 구조를 가질 수 있으며, 압출공법에 의해 제조될 수 있다. 이를 위하여, 제1 플레이트(111)는 폭방향(X)이 단면형상이 길이방향(Y) 전체에 걸쳐 일정하도록 구성될 수 가질 수 있다.On the other hand, the first plate 111 may have a U-shaped cross-sectional structure in which the bottom part 112 and the side wall part 113 are integrally formed and one side is open, and may be manufactured by an extrusion method. To this end, the first plate 111 may have a cross-sectional shape in the width direction (X) may be configured to be constant throughout the length direction (Y).

그리고, 바닥부(112)는 폭방향 중앙부분의 강성을 충분히 확보함과 동시에 압출공정을 통해 제조할 수 있도록 하기 위하여, 폭방향의 중앙부분의 최소 두께(도 3, 도 4, 도 7 및 도 8의 경우 T1)가 폭방향의 외측부분 최대 두께(도 3, 도 4, 도 7 및 도 8의 경우 T2)의 1/2 이상의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 바닥부(112)의 두께는 바닥부(112)의 전체 폭에 따라 차이가 있기는 하지만 대략 3~8mm의 두께를 가질 수 있으며, 외측부분 두께(T2)가 5mm인 경우 중앙부분 두께(T1)는 최소 2.5mm 이상 최대 5mm 미만(예를 들어 4mm)의 값을 가질 수 있다.In addition, the bottom 112 has a minimum thickness of the central portion in the width direction (Figs. 3, 4, 7, and Figs. In case of 8, T1) may have a thickness equal to or greater than 1/2 of the maximum thickness of the outer portion in the width direction (T2 in the case of FIGS. 3, 4, 7 and 8). For example, the thickness of the bottom part 112 may have a thickness of about 3 to 8 mm, although there is a difference depending on the overall width of the bottom part 112, and when the thickness T2 of the outer part is 5 mm, the central part The thickness T1 may have a value of at least 2.5 mm and at most less than 5 mm (eg, 4 mm).

또한, 바닥부(112)의 최대 두께(T2)는 측벽부(113) 두께(T3)의 1~2배 사이의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 측벽부(113) 두께(T3)는 배터리 셀(121)의 스웰링 현상에 의한 반력을 견딜 수 있도록 최소 2mm 이상의 두께를 가지며 바닥부(112) 양단에서 상측으로 연장된 형상을 갖는 측벽부(113)를 압출공정에 의해 성형할 수 있도록 대략 4mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 이 경우, 바닥부(112)의 최대 두께(T2)는 2mm 내지 8mm의 두께를 가질 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 측벽부(113)의 두께(T3)는 높이방향(Z)에 걸쳐 일정하게 유지될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the maximum thickness T2 of the bottom part 112 may have a value of 1 to 2 times the thickness T3 of the side wall part 113 . For example, the thickness T3 of the side wall portion 113 has a thickness of at least 2 mm to withstand the reaction force caused by the swelling phenomenon of the battery cell 121 and has a shape extending upward from both ends of the bottom portion 112 The side wall portion 113 may have a thickness of about 4 mm or less so as to be molded by an extrusion process. In this case, the maximum thickness T2 of the bottom part 112 may have a thickness of 2 mm to 8 mm. 3 and 4 , the thickness T3 of the side wall portion 113 may be maintained constant in the height direction Z, but is not limited thereto.

제1 플레이트(111)는 바닥부(112)의 하면(112b)이 평평하고, 바닥부(112)의 상면(112a)에는 폭방향의 중앙부분에서 외측을 향하여 상향 경사를 갖는 경사면이 적어도 일부 구간에 형성될 수 있다. The first plate 111 has a flat lower surface 112b of the bottom portion 112, and an inclined surface having an upward inclination toward the outside from the central portion in the width direction on the upper surface 112a of the bottom portion 112 is at least some section. can be formed in

즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 바닥부(112)의 상면(112a)은 외측방향을 향하여 상향경사를 갖는 경사면이 중앙부분을 기준으로 하여 양측에 각각 형성될 수 있다. 이때, 상면(112a)에 형성된 경사면은 평면으로 이루어질 수 있으나, 도 8에 도시된 바와 같이 경사면이 곡면으로 이루어지는 것도 가능하다.That is, as shown in FIGS. 3 and 4 , the upper surface 112a of the bottom portion 112 may be formed on both sides with respect to the central portion of the upper surface 112a of the bottom portion 112 . At this time, the inclined surface formed on the upper surface 112a may be formed of a flat surface, but as shown in FIG. 8 , the inclined surface may be formed of a curved surface.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 바닥부(112)의 상면(112a)은 중앙부분이 경사를 이루지 않는 평평한 면으로 이루어지고, 외측부분의 일부 구간에 외측방향을 향하여 소정 경사각(θ)의 상향경사를 갖는 경사면이 형성되는 것도 가능하다.In addition, as shown in FIG. 7 , the upper surface 112a of the bottom part 112 is made of a flat surface in which the central part does not form an inclination, and a predetermined inclination angle θ is formed in some sections of the outer part toward the outside. It is also possible that an inclined surface having an upward inclination is formed.

이와 같이, 바닥부(112)의 상면(112a)에 경사면이 형성되는 경우, 셀 적층체(120)는 도 3, 도 5, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 복수 개의 배터리 셀(121)이 측벽부(113)에 대하여 소정의 경사각(θ)을 갖도록 경사를 이루어 적층되는 형태를 가질 수 있다. In this way, when the inclined surface is formed on the upper surface 112a of the bottom part 112, the cell stack 120 is a plurality of battery cells 121 as shown in FIGS. 3, 5, 7 and 8. The side wall portion 113 may have a form in which it is inclined to have a predetermined inclination angle θ and is stacked.

셀 적층체(120)는 복수 개의 배터리 셀(121)의 측면이 측벽부(113)에 대하여 경사를 이루어 적층되어 형성된 2개 이상의 단위 적층체(G1, G2)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에서 좌측과 우측의 경사면에 각각 구비된 단위 적층체(G1, G2)는 복수 개의 배터리 셀(121)의 측면이 측벽부(113)에 대하여 소정의 경사각(θ)을 갖도록 경사를 이루어 적층되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예에서 좌측과 우측의 경사면에 각각 구비된 단위 적층체(G2, G2)는 복수 개의 배터리 셀(121)의 측면이 측벽부(113)에 대하여 소정의 경사각(θ)을 갖도록 경사를 이루어 적층되는 구조를 가질 수 있고, 중앙부분에 구비된 단위 적층체(G1)은 배터리 셀(121)의 측면이 측벽부(113)와 평행한 상태가 되도록 적층되는 구조를 가질 수 있다.The cell stack 120 may include two or more unit stacks G1 and G2 formed by stacking the sidewalls of the plurality of battery cells 121 at an inclination with respect to the sidewall part 113 . For example, in the embodiment shown in FIG. 3 , in the unit stacks G1 and G2 provided on the left and right inclined surfaces, respectively, the side surfaces of the plurality of battery cells 121 have a predetermined inclination angle with respect to the side wall portion 113 . It may have a structure in which an inclination is made to have (θ) and stacked. In addition, in the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 , in the unit stacks G2 and G2 provided on the left and right inclined surfaces, respectively, the side surfaces of the plurality of battery cells 121 are predetermined with respect to the side wall portion 113 . It may have a structure in which the stack is inclined to have an inclination angle θ, and the unit stack G1 provided in the central part is stacked so that the side surface of the battery cell 121 is parallel to the side wall part 113 . can have a structure.

이때, 각각의 단위 적층체(G1, G2) 사이의 이격 거리는 하측 부분이 상측 부분보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예의 경우 좌측과 우측의 경사면에 각각 구비된 단위 적층체(G1, G2) 사이의 이격 거리는 하측 부분이 상측 부분보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예의 경우 중앙부분의 단위 적층체(G1)와 좌측 및 우측 경사면의 단위 적층체(G2) 사이의 이격 거리는 각각 하측 부분이 상측 부분보다 크게 형성될 수 있다.In this case, the separation distance between each of the unit stacks G1 and G2 may be formed such that the lower portion is larger than the upper portion. For example, in the case of the embodiment shown in FIG. 3 , the separation distance between the unit stacks G1 and G2 provided on the left and right inclined surfaces, respectively, may be formed such that the lower portion is larger than the upper portion. In addition, in the case of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the separation distance between the unit stack G1 of the central portion and the unit stack G2 of the left and right inclined surfaces may be formed such that the lower portion is larger than the upper portion, respectively. .

또한, 각각의 단위 적층체(G1, G2) 사이에는 스웰링 현상에 의한 배터리 셀(121)의 팽창을 흡수할 수 있도록 탄성 변형되는 완충패드(127)가 설치될 수 있다.In addition, a buffer pad 127 elastically deformed to absorb the expansion of the battery cell 121 due to the swelling phenomenon may be installed between each of the unit stacks G1 and G2.

배터리 셀(121) 중 적어도 일부, 즉 단위 적층체(G1, G2)의 적어도 일부가 측벽부(113)에 대하여 경사를 이루어 배치되는 경우에는 스웰링 현상에 의해 배터리 셀(121)이 팽창하는 경우 배터리 셀(121)의 팽창압력을 중력방향인 중앙방향(도 3 및 도 5의 화살표 방향)으로 유도하는 것이 가능하다. When at least a portion of the battery cells 121, ie, at least a portion of the unit stacks G1 and G2, is disposed at an angle with respect to the sidewall portion 113, the battery cell 121 expands due to a swelling phenomenon. It is possible to induce the expansion pressure of the battery cell 121 in the center direction (arrow direction in FIGS. 3 and 5), which is the direction of gravity.

예를 들어, 도 3의 좌측 경사면에 배치된 단위 적층체(G1)는 스웰링 현상 발생 시 배터리 셀(121)의 팽창이 중력방향인 우측 하향의 화살표 방향으로 집중되고, 도 3의 우측 경사면에 배치된 단위 적층체(G2)는 스웰링 현상 발생 시 배터리 셀(121)의 팽창이 중력방향인 좌측 하향의 화살표 방향으로 집중될 수 있다. For example, in the unit stack G1 disposed on the left inclined surface of FIG. 3 , when the swelling phenomenon occurs, the expansion of the battery cell 121 is concentrated in the direction of the downward-right arrow in the direction of gravity, and on the right-side inclined surface of FIG. In the arranged unit stack G2, when the swelling phenomenon occurs, the expansion of the battery cell 121 may be concentrated in the direction of the left downward arrow, which is the direction of gravity.

도 5를 참조하면 스웰링 현상이 발생하는 경우 배터리 셀(121)의 전극조립체 수용공간(122)이 부풀어 오르고 이에 따라 배터리 셀(121)의 상하방향 중앙 위치(CP)에서 최대 팽창되는 변형이 이루어진다(도 5에서 점선은 변형된 상태를 나타내기 위하여 과장된 상태로 도시됨). 도 3 및 도 5의 경우 배터리 셀(121)이 바닥부(112)의 하면(112b)에 대해 경사진 상태로 세워져 있으므로 최대 팽창위치(즉, CP)에서 팽창방향은 도 5에서 화살표로 표시된 바와 같이 배터리 셀(121)의 측면에 수직하게 하향 경사를 이루게 된다. 즉, 도 5에서 가장 오른쪽에 위치하는 배터리 셀(121)의 중앙 위치(CP)에서의 팽창방향(화살표)은 중앙위치(CP)의 높이(CH)보다 낮은 위치를 향하게 된다. 이때, 배터리 셀(121)이 경사진 상태로 세워져 있으므로 수용공간(122) 내부에 수용된 전극 조립체 및 전해액에 중력이 작용하게 되고, 이에 따라 팽창압력의 방향은 중력의 작용에 의해 하향 경사의 경향이 더욱 두드러지게 된다. Referring to FIG. 5 , when a swelling phenomenon occurs, the electrode assembly accommodating space 122 of the battery cell 121 swells, and accordingly, the maximum expansion deformation is made at the vertical center position CP of the battery cell 121 . (In FIG. 5, the dotted line is shown in an exaggerated state to indicate a deformed state). 3 and 5, since the battery cell 121 is erected in an inclined state with respect to the lower surface 112b of the bottom part 112, the expansion direction at the maximum expansion position (ie, CP) is as indicated by the arrow in FIG. Similarly, a downward inclination is formed perpendicularly to the side surface of the battery cell 121 . That is, the expansion direction (arrow) at the central position CP of the battery cell 121 located at the rightmost side in FIG. 5 is directed to a position lower than the height CH of the central position CP. At this time, since the battery cell 121 is erected in an inclined state, gravity acts on the electrode assembly and the electrolyte accommodated in the accommodating space 122, and accordingly, the direction of the expansion pressure tends to be inclined downward due to the action of gravity. becomes more prominent.

이와 같이, 도 3에 도시된 실시예의 경우 스웰링 현상에 의한 배터리 셀(121)의 팽창압력이 모듈 하우징(110)의 중앙부분에 집중될 수 있다. 좌우측 경사면에 각각 배치된 단위 적층체(G1, G2)로부터 집중되는 팽창압력은 모듈 하우징(110)의 폭방향(X) 중앙부분, 즉 단위 적층체(G1, G2) 사이에 위치하는 완충패드(127)의 탄성변형을 통해 흡수할 수 있게 된다. 이에 따라, 스웰링 현상 발생 시 측벽부(113)에 가해지는 변형력을 감소시켜 측벽부(113)의 변형을 줄일 수 있게 된다. As such, in the case of the embodiment shown in FIG. 3 , the expansion pressure of the battery cell 121 due to the swelling phenomenon may be concentrated in the central portion of the module housing 110 . The expansion pressure concentrated from the unit stacks G1 and G2 disposed on the left and right inclined surfaces, respectively, is a buffer pad positioned between the central portion of the module housing 110 in the width direction (X), that is, between the unit stacks G1 and G2 ( 127) through elastic deformation. Accordingly, it is possible to reduce the deformation of the side wall portion 113 by reducing the deformation force applied to the side wall portion 113 when the swelling phenomenon occurs.

마찬가지로, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예의 경우에도 좌측과 우측의 경사면에 각각 배치된 단위 적층체(G2, G2)에서 집중되는 팽창압력은 모듈 하우징(110)의 폭방향(X) 중앙측으로 하향 경사진 방향으로 작용한다. 이와 같이 중앙측으로 집중되는 팽창압력은 좌측 경사면에 배치된 단위 적층체(G2)와 중앙부분에 배치된 단위 적층체(G1) 사이에 구비되는 완충패드(127), 그리고 중앙부분에 배치된 단위 적층체(G1)와 우측 경사면에 배치된 단위 적층체(G2) 사이에 구비되는 완충패드(127)에 집중되고, 완충패드(127)의 탄성변형을 통해 흡수할 수 있게 된다. 이에 따라, 스웰링 현상 발생 시 측벽부(113)에 가해지는 변형력을 감소시켜 측벽부(113)의 변형을 줄일 수 있게 된다. Similarly, in the case of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 as well, the expansion pressure concentrated in the unit stacks G2 and G2 disposed on the left and right inclined surfaces, respectively, is directed toward the center side of the module housing 110 in the width direction (X). It works in a downward sloping direction. The expansion pressure concentrated toward the center as described above is a buffer pad 127 provided between the unit stack G2 disposed on the left inclined surface and the unit stack G1 disposed in the central portion, and the unit stack disposed in the center portion. It is concentrated on the buffer pad 127 provided between the sieve G1 and the unit stack G2 disposed on the right inclined surface, and can be absorbed through elastic deformation of the buffer pad 127 . Accordingly, it is possible to reduce the deformation of the side wall portion 113 by reducing the deformation force applied to the side wall portion 113 when the swelling phenomenon occurs.

그리고, 도 3, 도 7 및 도 8에서 각각의 단위 적층체(G1, G2) 사이의 이격 거리는 하측 부분이 상측 부분보다 크게 형성되므로, 이러한 이격거리에 대응하도록 모듈 하우징(110)의 폭방향(X) 중앙부분에 위치하는 완충패드(127)는 도 3, 도 7 및 도 8의 폭방향(X)의 단면에서 상측 부분보다 하측 부분의 폭이 큰 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.And, in FIGS. 3, 7 and 8, since the lower part is formed to be larger than the upper part, the distance between each of the unit stacks G1 and G2 is formed in the width direction of the module housing 110 ( X) The buffer pad 127 located in the central portion may have a trapezoidal shape in which the width of the lower portion is greater than that of the upper portion in the cross-section in the width direction (X) of FIGS. 3, 7 and 8 .

또한, 셀 적층체(120)는 단위 적층체(G1, G2)와 측벽부(113)의 내측면 사이에 배치되어 탄성 변형되는 완충패드(127)를 추가로 구비할 수 있다. 측벽부(113) 측에 설치되는 완충패드(127)는 단위 적층체(G1, G2)와 측벽부(113) 사이의 이격 거리에 대응하도록 폭방향(X)의 단면에서 하측 부분보다 상측 부분의 폭이 큰 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.In addition, the cell stack 120 may further include a buffer pad 127 that is disposed between the unit stack bodies G1 and G2 and the inner surface of the side wall part 113 and is elastically deformed. The buffer pad 127 installed on the side wall part 113 side is the upper part than the lower part in the cross section in the width direction (X) to correspond to the separation distance between the unit laminates (G1, G2) and the side wall part 113. It may have a trapezoidal shape with a large width.

한편, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예의 경우 3개의 단위 적층체를 가지므로 중앙부분에 위치하는 단위 적층체(G1)를 구성하는 배터리 셀(121)의 중앙부 높이(CH1)는 외측부분에 위치하는 단위 적층체(G2) 중 최외과 배터리 셀(121)의 중앙부 높이(CH2)보다 작은 값을 갖는다.On the other hand, since the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 has three unit stacks, the central height CH1 of the battery cells 121 constituting the unit stack G1 positioned at the central portion is at the outer portion. It has a smaller value than the central height CH2 of the outermost battery cell 121 among the positioned unit stacks G2.

즉, 도 7 및 도 8의 경우에는 스웰링 현상에 의해 배터리 셀(121)에 작용하는 최대 팽창압력이 작용하는 높이(CH1, CH2)가 적어도 일부 구간에서 서로 달라질 수 있다. 이에 따라, 도 6을 통하여 설명한 바와 같이 배터리 셀(121)에 최대 팽창압력이 작용하는 위치(즉, 배터리 셀의 중앙부 높이)가 변화하므로 최대 팽창압력이 집중되는 현상을 방지할 수 있으며, 스웰링 현상에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.That is, in the case of FIGS. 7 and 8 , the heights CH1 and CH2 at which the maximum expansion pressure acting on the battery cell 121 acts due to the swelling phenomenon may be different from each other in at least some sections. Accordingly, as described with reference to FIG. 6 , since the position at which the maximum expansion pressure acts on the battery cell 121 (ie, the height of the central part of the battery cell) changes, it is possible to prevent the concentration of the maximum expansion pressure, and swelling able to respond effectively to the situation.

도 7 및 도 8에 도시된 실시예에서는 셀 적층체(120)가 3개의 단위 적층체(G1, G2, G2)로 이루어지는 구성에 대해 설명했지만, 셀 적층체(120)에 구비되는 단위 적층체의 개수 및 배치 방식은 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변경이 가능하다.In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 , the configuration in which the cell stack 120 is composed of three unit stacks G1 , G2 and G2 has been described, but the unit stack provided in the cell stack 120 has been described. The number and arrangement method are not limited thereto, and various changes are possible.

한편, 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이의 경사각(θ)은 0.5° 내지 10° 사이, 바람직하게 0.7° 내지 7° 사이, 더욱 바람직하게 1° 내지 5° 사이의 범위를 가질 수 있다. 경사각(θ)이 0.5° 미만인 경우 경사가 너무 작아서 폭방향 중앙부분 두께(T1) 감소가 미미하여 냉각효율 개선의 효과가 작을 뿐만 아니라 스웰링 현상에 의한 압력을 중력방향을 따라 중앙부분으로 유도하여 완충패드(127)를 통해 흡수하는 효과를 기대하기 어렵다. 반면에 경사각(θ)이 10°를 초과하는 경우 단위 적층체(G1, G2)의 하측 사이의 간격이 너무 커져서 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)에 적층할 수 있는 배터리 셀(121)의 개수가 감소하여 에너지 밀도가 감소될 수 있다. 이러한 점들을 고려하여, 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이의 경사각(θ)은 0.5° 내지 10° 사이, 바람직하게 0.7° 내지 7° 사이, 더욱 바람직하게 1° 내지 5° 사이의 범위를 가질 수 있다. On the other hand, the inclination angle θ between the lower surface 112b and the upper surface 112a of the bottom part 112 is between 0.5° and 10°, preferably between 0.7° and 7°, more preferably between 1° and 5°. can have a range. When the inclination angle (θ) is less than 0.5°, the inclination is too small and the reduction in the thickness (T1) of the central portion in the width direction is insignificant, and the effect of improving the cooling efficiency is small. It is difficult to expect the effect of absorption through the pad 127 . On the other hand, when the inclination angle θ exceeds 10°, the gap between the lower sides of the unit stacks G1 and G2 becomes too large, so that the battery cells 121 that can be stacked in the inner space 110a of the module housing 110 . As the number of , the energy density may be reduced. In consideration of these points, the inclination angle θ between the lower surface 112b and the upper surface 112a of the bottom portion 112 is between 0.5° and 10°, preferably between 0.7° and 7°, more preferably between 1° and It can have a range between 5°.

마찬가지로, 배터리 셀(121)과 측벽부(113) 사이의 경사각은 배터리 셀(121)이 바닥부(112)의 상면(112a)에 수직하게 배치되는 경우에 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이의 경사각(θ)에 대응하므로 0.5° 내지 10° 사이의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게 0.7° 내지 7° 사이, 더욱 바람직하게 1° 내지 5° 사이의 범위를 가질 수 있다. 즉, 전술한 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이의 경사각(θ)의 범위를 설정한 것과 유사한 이유로 상기한 각도 범위를 가질 수 있다. Similarly, the inclination angle between the battery cell 121 and the side wall portion 113 is the lower surface 112b of the bottom portion 112 when the battery cell 121 is disposed perpendicular to the top surface 112a of the bottom portion 112 . Since it corresponds to the inclination angle θ between and the upper surface 112a, it may have a range between 0.5° and 10°, preferably between 0.7° and 7°, more preferably between 1° and 5°. there is. That is, it may have the above-described angle range for reasons similar to the setting of the range of the inclination angle θ between the lower surface 112b and the upper surface 112a of the bottom part 112 described above.

다만, 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이에 경사가 형성되는 경우에 배터리 셀(121)의 배치는 바닥부(112)의 상면(112a)에 수직한 방향으로 세워지는 것으로 한정되는 것은 아니며, 배터리 셀(121)은 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이의 경사각(θ)과는 다른 값의 경사각으로 세워질 수도 있다.However, when an inclination is formed between the lower surface 112b and the upper surface 112a of the bottom part 112 , the battery cell 121 is disposed in a direction perpendicular to the upper surface 112a of the bottom part 112 . It is not limited thereto, and the battery cell 121 may be erected at an inclination angle different from the inclination angle θ between the lower surface 112b and the upper surface 112a of the bottom part 112 .

예를 들어, 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이의 경사각(예를 들어, 0.5~10°)보다 배터리 셀(121)과 측벽부(113) 사이의 경사각(예를 들어, 0.5~20°)을 크게 하는 경우에는 모듈 하우징(110) 내부에서 배터리 셀(121)이 세워진 높이(수직방향 높이)를 줄일 수 있고, 이에 따라 모듈 하우징(110)의 전체 높이를 낮추는 것이 가능하게 된다.For example, the inclination angle between the battery cell 121 and the sidewall 113 (for example, 0.5 to 10°) between the lower surface 112b and the upper surface 112a of the bottom part 112 is higher than the inclination angle (eg, 0.5 to 10°). For example, 0.5 to 20°), the height at which the battery cell 121 is erected (vertical height) inside the module housing 110 can be reduced, and accordingly, lowering the overall height of the module housing 110 is it becomes possible

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 바닥부(112)의 하면(112b)과 상면(112a) 사이에 경사가 형성되는 경우라 하더라도 배터리 셀(121)은 바닥부(112)의 하면(112b)에 수직하게 세워지는 것도 가능하다. 이때, 배터리 셀(121)의 하면(123)과 바닥부(112)의 상면(112a) 사이에는 후술하는 바와 같이 열전달 부재(161)가 배치 또는 도포될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6 , even when an inclination is formed between the lower surface 112b and the upper surface 112a of the bottom part 112 , the battery cell 121 is the lower surface 112b of the bottom part 112 . It is also possible to stand perpendicular to the In this case, as described below, a heat transfer member 161 may be disposed or applied between the lower surface 123 of the battery cell 121 and the upper surface 112a of the bottom 112 .

스웰링 현상이 발생하는 경우 배터리 셀(121)의 상하방향 중앙 위치(CP)에서 최대 팽창되는 변형이 이루어지므로, 배터리 셀(121)은 바닥부(112)의 하면(112b)에 수직하게 세워지는 경우 각각의 배터리 셀(121)의 상하방향 중앙 위치(CP)는 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 높이(CH)를 갖게 된다.When the swelling phenomenon occurs, since the maximum expansion deformation is made at the vertical center position CP of the battery cell 121 , the battery cell 121 is vertically erected on the lower surface 112b of the bottom part 112 . In this case, the vertical center positions CP of each battery cell 121 have different heights CH as shown in FIG. 6 .

이 경우, 스웰링 현상에 의해 배터리 셀(121)에 작용하는 최대 팽창압력이 작용하는 위치는 각각의 배터리 셀(121)에 대하여 서로 다른 높이(CH)가 된다. 즉, 최대 팽창압력이 작용하는 높이는 도 6에 도시된 바와 같이 좌측에서 우측으로 갈수록 점점 낮아지게 된다. 이에 따라, 배터리 셀(121)에 최대 팽창압력이 작용하는 위치가 서로 중첩되지 않으므로 배터리 셀(121)이 동일한 높이로 설치되는 경우에 비해 최대 팽창압력이 집중되는 현상을 방지할 수 있으므로 스웰링 현상에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.In this case, the position at which the maximum expansion pressure acting on the battery cell 121 is applied due to the swelling phenomenon becomes a different height CH for each battery cell 121 . That is, the height at which the maximum expansion pressure acts is gradually lowered from the left to the right as shown in FIG. 6 . Accordingly, since the positions at which the maximum expansion pressure acts on the battery cells 121 do not overlap each other, it is possible to prevent the concentration of the maximum expansion pressure compared to the case where the battery cells 121 are installed at the same height, thereby preventing the swelling phenomenon. be able to respond effectively to

한편, 배터리 셀(121)이 파우치형 이차전지로 이루어지는 경우 전극조립체와 전해액을 수용하기 위한 수용공간(122)을 형성하기 위하여 수용공간(122)의 둘레에 실링부(126)를 형성할 필요가 있으며, 이러한 실링 과정에서 도 6에 도시된 바와 같이 배터리 셀(121)의 하부 측 길이방향 양단에 돌출부(124)가 형성될 수 있다.On the other hand, when the battery cell 121 is made of a pouch-type secondary battery, it is necessary to form a sealing part 126 around the accommodation space 122 to form the accommodation space 122 for accommodating the electrode assembly and the electrolyte. In this sealing process, as shown in FIG. 6 , protrusions 124 may be formed at both ends in the longitudinal direction of the lower side of the battery cell 121 .

이러한 돌출부(124)를 수용하기 위하여 바닥면(112)의 상면(112a)에는 도 6에 도시된 바와 같이 수용홈(112c)이 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 6 , a receiving groove 112c may be formed in the upper surface 112a of the bottom surface 112 to accommodate the protrusion 124 .

도 3, 도 5 내지 도 8를 참조하면, 열전달 부재(161)는 배터리 셀의 하면(123)과 바닥부(112)의 상면에 사이에 배치될 수 있다. 열전달 부재(161)는 배터리 셀(121)로부터 모듈 하우징(110)으로의 방열을 위하여 배터리 셀(121)과 모듈 하우징(110)의 바닥부(112)를 연결하게 된다. 즉, 열전달 부재(161)는 일측은 배터리 셀(121)의 하면(123)에 접촉하고 타측은 바닥부(112)의 상면(112a)에 접촉하여 배터리 셀(121)에서 발생한 열을 모듈 하우징(110)으로 전달하게 된다.3 and 5 to 8 , the heat transfer member 161 may be disposed between the lower surface 123 of the battery cell and the upper surface of the bottom part 112 . The heat transfer member 161 connects the battery cell 121 and the bottom part 112 of the module housing 110 to dissipate heat from the battery cell 121 to the module housing 110 . That is, the heat transfer member 161 has one side in contact with the lower surface 123 of the battery cell 121 and the other side in contact with the upper surface 112a of the bottom 112 to transfer heat generated in the battery cell 121 to the module housing ( 110) will be transferred.

이러한 열전달 부재(161)의 구성을 통하여 배터리 셀(121)에서 발생한 열은 열전달 부재(161)의 높은 열전도성으로 인해 바닥부(112)에 효과적으로 전달될 수 있고, 이후 냉각부재(170)를 통해 충분한 방열이 이루어질 수 있다.Through the configuration of the heat transfer member 161 , the heat generated in the battery cell 121 can be effectively transferred to the bottom part 112 due to the high thermal conductivity of the heat transfer member 161 , and then through the cooling member 170 . Sufficient heat dissipation can be achieved.

이러한 열전달 부재(161)는 열전달이 잘 이루어지도록 하기 위하여 열전도성 그리스(thermal grease), 열전도성 접착제(thermal adhesive), 열전도성 에폭시, 방열 패드 중 적어도 일부를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 열전달 부재(161)는 배터리 셀(121)의 하면(123)과 바닥부(112)의 상면(112a)의 상면 사이에 패드 형태로 배치되거나, 액상 또는 겔(gel) 상태로 도포하여 형성할 수 있다. The heat transfer member 161 may include at least some of thermal grease, thermal adhesive, thermally conductive epoxy, and a heat dissipation pad in order to facilitate heat transfer, but is limited thereto. it is not In addition, the heat transfer member 161 is formed in the form of a pad between the lower surface 123 of the battery cell 121 and the upper surface of the upper surface 112a of the bottom part 112 . It may be disposed or may be formed by applying in a liquid or gel state.

한편, 본 실시예의 열전달 부재(161)는 높은 절연성을 갖도록 구성되는 것도 가능하며, 예를 들어, 절연 내력(Dielectric strength)이 10 ~ 30 KV/mm 의 범위인 물질이 이용될 수도 있다. 이와 같이 절연성이 높은 물질이 사용되는 경우, 배터리 셀(121)에서 부분적으로 절연이 파괴되더라도 배터리 셀(121) 주변에 배치된 열전달 부재(161)에 의해 배터리 셀(121)과 모듈 하우징(110) 간의 절연이 유지될 수 있다. Meanwhile, the heat transfer member 161 of the present embodiment may be configured to have high insulation, for example, a material having a dielectric strength in a range of 10 to 30 KV/mm may be used. When such a high insulating material is used, the battery cell 121 and the module housing 110 by the heat transfer member 161 disposed around the battery cell 121 even if the insulation is partially broken in the battery cell 121 . Insulation between them can be maintained.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 모듈 하우징(110)의 내부 공간(110a) 중에서 셀 적층체(120)의 상부에는 절연패드(165)가 장착될 수 있다. 이러한 절연패드(165)도 전술한 열전달 부재(161)와 마찬가지로 절연성과 열전도성을 가질 수 있으며 열전달 부재(161)와 동일 또는 유사한 재질로 이루어질 수 있다.And, as shown in FIG. 3 , an insulating pad 165 may be mounted on the cell stack 120 in the inner space 110a of the module housing 110 . The insulating pad 165 may also have insulation and thermal conductivity similarly to the above-described heat transfer member 161 , and may be made of the same or similar material as the heat transfer member 161 .

다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 모듈(100)에 대해 설명한다.Next, a battery module 100 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10 .

도 9 및 도 10에 도시된 배터리 모듈(100)의 경우 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명한 배터리 모듈(100)과 마찬가지로 셀 적층체(120), 모듈 하우징(110) 및 냉각부재를 포함하여 구성될 수 있으며, 추가적으로 센싱모듈(150)과 열전달 부재(161)를 포함할 수 있다. The battery module 100 shown in FIGS. 9 and 10 includes a cell stack 120 , a module housing 110 and a cooling member, similarly to the battery module 100 described with reference to FIGS. 2 to 8 . and may additionally include a sensing module 150 and a heat transfer member 161 .

다만, 도 9 및 도 10에 도시된 배터리 모듈(100)의 실시예의 경우에는 모듈 하우징(110)의 바닥부(112)가 단차를 갖는 복수의 평평한 면으로 이루어져 있고, 배터리 셀(121)이 측벽부(113)에 수직한 방향으로 적층되어 있다는 점에서만 도 2 내지 도 8을 통해 설명한 배터리 모듈(100)과 차이가 있다. 따라서, 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명한 배터리 모듈(100)의 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대한 상세한 설명은 전술한 설명으로 갈음하고 차이가 있는 구성을 중심으로 설명하기로 한다.However, in the case of the embodiment of the battery module 100 shown in FIGS. 9 and 10 , the bottom 112 of the module housing 110 is formed of a plurality of flat surfaces having a step difference, and the battery cell 121 is formed on the sidewall. It is different from the battery module 100 described with reference to FIGS. 2 to 8 only in that it is stacked in a direction perpendicular to the part 113 . Therefore, the detailed description of the same or similar configuration as the embodiment of the battery module 100 described with reference to FIGS. 2 to 8 will be replaced with the above description and will be mainly described with a different configuration.

도 9 및 도 10에 도시된 배터리 모듈(100)의 실시예의 경우에도 모듈 하우징(100)의 바닥부(112)는 폭방향(X)의 중앙부분 두께(T1)가 폭방향(X)의 외측부분 두께(T2)보다 얇게 형성될 수 있다. 도 9 및 도 10에는 냉각부재의 도시가 생략되어 있지만, 도 3과 마찬가지로 냉각부재(170)가 설치되는 구성을 갖는다. 따라서, 도 9 및 도 10에 도시된 배터리 모듈(100)의 경우에도 바닥부(112)의 중앙부분을 통한 열전달 경로가 바닥부(112)의 외측부분을 통한 열전달 경로보다 짧아지므로 배터리 모듈(100) 중앙부분에 위치한 배터리 셀(121)의 방열 및 냉각 효율이 증대될 수 있다. Even in the case of the embodiment of the battery module 100 shown in FIGS. 9 and 10 , the bottom 112 of the module housing 100 has a central portion thickness T1 in the width direction (X) outside the width direction (X). It may be formed to be thinner than the partial thickness T2. Although illustration of the cooling member is omitted in FIGS. 9 and 10 , the cooling member 170 has a configuration similar to that of FIG. 3 . Therefore, even in the case of the battery module 100 shown in FIGS. 9 and 10 , the heat transfer path through the central part of the bottom part 112 is shorter than the heat transfer path through the outer part of the bottom part 112 , so the battery module 100 ) heat dissipation and cooling efficiency of the battery cell 121 located in the central portion may be increased.

또한, 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)은 중앙부분의 높이(H1)가 외측 부분의 높이(H2)에 비해 높은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 센싱모듈(150) 중 적어도 일부, 예를 들어, 몸체부(151)와 온도센서(153)를 셀 적층체(120)의 상부 중에서 폭방향(X) 중앙부분에 배치할 수 있으므로, 모듈 하우징(110)의 내부공간(110a)을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.In addition, the inner space 110a of the module housing 110 may have a height H1 of a central portion higher than a height H2 of an outer portion. Accordingly, at least a portion of the sensing module 150, for example, the body portion 151 and the temperature sensor 153 may be disposed in the central portion in the width direction (X) of the upper portion of the cell stack 120, so that the module It is possible to efficiently use the inner space 110a of the housing 110 .

한편, 도 9 및 도 10에 도시된 실시예의 경우, 바닥부(112)의 하면(112b)은 평평하고, 바닥부(112)의 상면(112a)은 단차를 갖는 복수의 평평한 면으로 이루어진다. 예를 들어, 도 9의 경우 바닥부(112)의 상면(112a)에 단차를 갖는 3개의 평면이 구성되고, 중앙부분과 좌우측 평면에는 각각 단위 적층체(G1, G2, G2)가 배치될 수 있다. 도 10의 경우 바닥부(112)의 상면(112a)에 단차를 갖는 5개의 평면이 구성되고, 각각의 평면에는 단위 적층체(G1, G2, G2, G3, G3)가 배치될 수 있다.Meanwhile, in the case of the embodiment shown in FIGS. 9 and 10 , the lower surface 112b of the bottom part 112 is flat, and the upper surface 112a of the bottom part 112 is made of a plurality of flat surfaces having a step difference. For example, in the case of FIG. 9, three planes having a step difference are configured on the upper surface 112a of the bottom part 112, and unit stacks G1, G2, G2 may be disposed on the central part and the left and right planes, respectively. there is. In the case of FIG. 10 , five planes having a step difference are configured on the upper surface 112a of the bottom part 112 , and unit stacks G1 , G2 , G2 , G3 , and G3 may be disposed on each plane.

이때, 셀 적층체(120)를 구성하는 각각의 단위 적층체(G1, G2, G3)는 배터리 셀(121)이 측벽부(113)에 수직한 방향으로 적층되는 형태를 가질 수 있다. 즉, 배터리 셀(121)은 폭방향(X)으로 적층되며 배터리 셀(121)의 측면이 높이방향(Z)을 갖는 측벽부(113)에 평행하게 세워질 수 있다.In this case, each of the unit stacks G1 , G2 , and G3 constituting the cell stack 120 may have a shape in which the battery cells 121 are stacked in a direction perpendicular to the sidewall part 113 . That is, the battery cells 121 are stacked in the width direction (X), and the side surfaces of the battery cells 121 may be erected in parallel to the sidewall part 113 having the height direction (Z).

도 9에 도시된 셀 적층체(120)는 3개의 단위 적층체(G1, G2, G2)를 가지며 중앙부분의 단위 적층체(G1)가 외측부분의 단위 적층체(G2)보다 얇은 두께(T1)의 바닥부에 배치된다. 또한, 도 9의 경우에 중앙부분에 위치하는 단위 적층체(G1)를 구성하는 배터리 셀(121)의 중앙부 높이(CH1)는 외측부분에 위치하는 단위 적층체(G2)를 구성하는 배터리 셀(121)의 중앙부 높이(CH2)보다 작은 값을 갖는다.The cell stack 120 shown in FIG. 9 has three unit stacks G1, G2, and G2, and the unit stack G1 in the central portion is thinner than the unit stack G2 in the outer portion (T1). ) is placed at the bottom of the In addition, in the case of FIG. 9 , the central height CH1 of the battery cells 121 constituting the unit stack G1 positioned at the central portion is the battery cell constituting the unit stack G2 positioned at the outer part ( 121) has a smaller value than the central height (CH2).

따라서, 도 9의 경우에 스웰링 현상에 의해 배터리 셀(121)에 작용하는 최대 팽창압력이 작용하는 위치(높이)는 단위 적층체(G1, G2)마다 달라진다. 이에 따라, 도 6을 통하여 설명한 바와 같이 배터리 셀(121)에 최대 팽창압력이 작용하는 위치(즉, 배터리 셀의 중앙부 높이)가 변화하여 최대 팽창압력이 집중되는 현상을 방지할 수 있으므로 스웰링 현상에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.Accordingly, in the case of FIG. 9 , the position (height) at which the maximum expansion pressure acting on the battery cell 121 due to the swelling phenomenon acts varies for each of the unit stacks G1 and G2 . Accordingly, as described with reference to FIG. 6 , it is possible to prevent the concentration of the maximum expansion pressure due to the change in the position (ie, the height of the central part of the battery cell) at which the maximum expansion pressure acts on the battery cell 121 , and thus the swelling phenomenon. be able to respond effectively to

도 10에 도시된 셀 적층체(120)는 5개의 단위 적층체(G1, G2, G2, G3, G3)를 가지며 중앙부분으로부터 외측부분으로 갈수록 단위 적층체(G1, G2, G3)가 설치되는 바닥부(112)의 두께가 점점 커지는 구조를 갖는다. The cell stack 120 shown in FIG. 10 has five unit stacks (G1, G2, G2, G3, G3), and the unit stacks (G1, G2, G3) are installed from the central part toward the outer part. It has a structure in which the thickness of the bottom part 112 is gradually increased.

도 10의 경우에도 중앙부분에 위치하는 단위 적층체(G1)를 구성하는 배터리 셀(121)의 중앙부 높이(CH1), 최외측부분에 위치하는 단위 적층체(G3)를 구성하는 배터리 셀(121)의 중앙부 높이(CH2), 그리고 중앙부분과 최외측부분 사이에 위치하는 단위 적층체를 구성하는 배터리 셀(121)의 중앙부 높이(CHM)는 각각 다른 값을 갖는다. 따라서, 도 10에 도시된 배터리 모듈(100)의 경우에도 9와 마찬가지로 배터리 셀(121)에 최대 팽창압력이 작용하는 위치를 복수 개로 구성함으로써 최대 팽창압력이 집중되는 현상을 방지할 수 있으므로 스웰링 현상에 효과적으로 대응할 수 있게 된다. Also in the case of FIG. 10 , the central portion height CH1 of the battery cells 121 constituting the unit stack G1 positioned at the central portion, and the battery cells 121 constituting the unit stack G3 positioned at the outermost portion ) of the central portion (CH2) and the central portion height (CHM) of the battery cells 121 constituting the unit stack positioned between the central portion and the outermost portion have different values, respectively. Therefore, even in the case of the battery module 100 shown in FIG. 10 , as in 9, by configuring a plurality of positions at which the maximum expansion pressure acts on the battery cells 121, a phenomenon in which the maximum expansion pressure is concentrated can be prevented, so swelling able to respond effectively to the situation.

한편, 도 9 및 도 10의 경우에는 배터리 셀(121)이 바닥부(112)에 대해 수직하게 배치되므로 셀 적층체(120)에 구비되는 완충패드(127)는 각각 직사각형 단면 구조를 가질 수 있다. 이러한 완충패드(127)는 각각의 단위 적층체(G1, G2, G3) 사이 또는 측벽부(113)와 단위 적층체(G2, G3) 사이에 배치될 수 있다. Meanwhile, in the case of FIGS. 9 and 10 , since the battery cells 121 are vertically disposed with respect to the bottom part 112 , the buffer pads 127 provided in the cell stack 120 may each have a rectangular cross-sectional structure. . The buffer pad 127 may be disposed between each of the unit stacks G1 , G2 and G3 or between the sidewall 113 and the unit stacks G2 and G3 .

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200, 200')에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Next, the battery packs 200 and 200' according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200)의 폭방향 단면도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩(200')의 폭방향 단면도이다.11 is a cross-sectional view of the battery pack 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the battery pack 200' according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200, 200')은 도 11에 도시된 바와 같이 셀 적층체(120)를 구비하는 복수 개의 배터리 모듈(100)이 팩 하우징(210) 내부에 복수 개 설치되는 구성될 수도 있고, 도 12에 도시된 바와 같이 복수개의 배터리 셀(121)이 적층된 셀 적층체(120)가 팩 하우징(210) 내부에 직접 설치되는 모듈리스(module-less) 또는 CTPP(Cell to Pack) 구성을 가질 수 있다. 이러한 배터리 팩(200, 200')은 온도와 전압을 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 11 , in the battery packs 200 and 200 ′ according to an embodiment of the present invention, a plurality of battery modules 100 including a cell stack 120 are included in the pack housing 210 . It may be configured to be installed, and as shown in FIG. 12 , a module-less or CTPP cell stack 120 in which a plurality of battery cells 121 are stacked is directly installed inside the pack housing 210 . It can have a (Cell to Pack) configuration. The battery packs 200 and 200' may include a battery management system (BMS) (not shown) for managing temperature and voltage.

먼저, 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200)은 팩 하우징(210)과 복수의 배터리 모듈(100)을 포함하여 구성될 수 있다.First, referring to FIG. 11 , a battery pack 200 according to an embodiment of the present invention may include a pack housing 210 and a plurality of battery modules 100 .

팩 하우징(210)은 바닥부(212)와, 바닥부(212)의 둘레에서 상측으로 연장되는 측벽부(213)와, 측벽부(210)의 상단을 덮는 팩 커버(215)를 구비할 수 있다. 이때, 바닥부(212)와 측벽부(213)는 하우징 몸체(211)를 형성할 수 있다. 측벽부(213)는 바닥부(212)의 폭방향(X) 양단뿐만 아니라 길이방향(전후방향) 양단 등 바닥부(212)의 전체 둘레에 걸쳐 상측으로 연장되는 구조를 가질 수 있다. 즉, 하우징 몸체(211)는 바닥부(212)와 측벽부(213)에 의해 상측이 개방된 형태의 내부공간(210a)을 형성하게 되며, 하우징 몸체(211)의 개방된 상측은 팩 커버(215)에 의해 덮이는 구조를 가질 수 있다.The pack housing 210 may include a bottom portion 212 , a sidewall portion 213 extending upwardly from the periphery of the bottom portion 212 , and a pack cover 215 covering the upper end of the sidewall portion 210 . there is. In this case, the bottom part 212 and the side wall part 213 may form the housing body 211 . The side wall part 213 may have a structure extending upwardly over the entire circumference of the bottom part 212 such as both ends in the width direction (X) of the bottom part 212 as well as both ends in the longitudinal direction (front-back direction). That is, the housing body 211 forms an inner space 210a of an open upper side by the bottom part 212 and the side wall part 213, and the open upper side of the housing body 211 is a pack cover ( 215) may have a structure covered by

배터리 모듈(100)은 도 2 내지 4, 7 내지 10에서 설명한 바와 같이, 모듈 하우징(110)의 내부에 복수 개의 배터리 셀(121)이 적층되어 형성된 셀 적층체(120)를 수용하는 구조를 가지며, 팩 하우징(210)의 내부공간(210a)에는 복수 개의 배터리 모듈(100)이 수용될 수 있다.As described with reference to FIGS. 2 to 4 and 7 to 10 , the battery module 100 has a structure for accommodating the cell stack 120 formed by stacking a plurality of battery cells 121 inside the module housing 110 , , a plurality of battery modules 100 may be accommodated in the inner space 210a of the pack housing 210 .

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200)은 팩 하우징(210)을 냉각시키도록 바닥부(212)의 하부에 배치되는 냉각부재(230)를 추가로 포함할 수 있다. 냉각부재(230)에는 냉각유체가 유동하는 냉각유로(231)가 형성될 수 있다. 이러한 냉각부재(230)는 바닥부(212)의 하면에 냉각유로(231)가 형성된 별도의 구조물이 부착되는 형태가 되거나, 바닥부(212)의 하면과의 사이에 냉각유로(231)을 형성하기 위하여 냉각유로(231)에 해당하는 오목부를 구비하는 플레이트를 부착하고 플레이트와 바닥부(212)의 하면 사이에 냉각유로(231)가 형성되는 구조로 이루어질 수도 있다. 다만, 배터리 팩(200)에 냉각부재(230)가 설치되는 경우에는 배터리 모듈(100)에 구비되는 냉각부재(170)가 생략될 수 있다.In addition, the battery pack 200 according to an embodiment of the present invention may further include a cooling member 230 disposed under the bottom portion 212 to cool the pack housing 210 . A cooling passage 231 through which a cooling fluid flows may be formed in the cooling member 230 . The cooling member 230 has a form in which a separate structure having a cooling passage 231 formed thereon is attached to the lower surface of the bottom portion 212 , or a cooling passage 231 is formed between the lower surface of the floor portion 212 and the cooling passage 231 . To this end, a plate having a concave portion corresponding to the cooling passage 231 is attached, and the cooling passage 231 may be formed between the plate and the lower surface of the bottom 212 . However, when the cooling member 230 is installed in the battery pack 200 , the cooling member 170 provided in the battery module 100 may be omitted.

한편, 팩 하우징(210)에는 복수 개의 배터리 모듈(100)이 설치되는 공간을 구획하는 격벽부재(220)가 설치될 수 있다.Meanwhile, in the pack housing 210 , a partition wall member 220 that partitions a space in which a plurality of battery modules 100 is installed may be installed.

그리고, 팩 하우징(210)의 바닥부(212)는 중앙부분 두께(T1)가 외측부분 두께(T2)보다 얇게 형성될 수 있다. 팩 하우징(210)의 바닥부(212)는 냉각유로의 배치 등을 고려하여 중앙부분 두께(T1)가 팩 하우징(210)의 폭방향(X)과 길이방향 외측부분 중에서 적어도 일부 영역에 비해 얇게 형성될 수 있다.In addition, the bottom 212 of the pack housing 210 may be formed so that the thickness T1 of the central portion is thinner than the thickness T2 of the outer portion. The bottom 212 of the pack housing 210 has a central portion thickness T1 in consideration of the arrangement of the cooling flow path, etc., compared to at least a partial region in the width direction X and the lengthwise outer portion of the pack housing 210. can be formed.

이와 같이, 팩 하우징(210)의 바닥부(212) 중에서 중앙부분 두께(T1)를 적어도 일부영역의 외측부분 두께(T2)보다 얇게 형성함으로써 배터리 팩(200)의 중앙부분에 위치하는 배터리 모듈(100)로부터 냉각부재(230)로의 방열이 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 팩 하우징(210)의 중앙부분에 위치하는 배터리 모듈(110)과 외측부분에 위치하는 배터리 모듈(100) 사이의 냉각편차를 감소시키고 폭방향 중앙부분의 냉각성능을 향상시킬 수 있으며, 배터리 팩(200)의 전체적인 수명 저하를 감소시킬 수 있게 된다.As such, by forming the thickness T1 of the central portion of the bottom 212 of the pack housing 210 to be thinner than the thickness T2 of the outer portion of at least a partial region, the battery module located in the central portion of the battery pack 200 ( Heat radiation from the 100 ) to the cooling member 230 may be easily performed. Accordingly, it is possible to reduce the cooling deviation between the battery module 110 located in the central portion of the pack housing 210 and the battery module 100 located in the outer portion and improve the cooling performance of the central portion in the width direction, It is possible to reduce a decrease in the overall lifespan of the battery pack 200 .

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 팩 하우징(210)의 내부공간(210a)은 중앙부분 높이(H1)가 외측부분의 높이(H2)보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 팩 하우징(210)의 내부공간(210a) 중에서 중앙부분에 위치하는 배터리 모듈(100)의 상측 공간을 이용하여 배터리 관리시스템(BMS) 등과 연결되는 각종 전장부품의 설치가 가능하므로 배터리 팩(200)의 공간활용도를 높일 수 있게 된다.In addition, as shown in FIG. 11 , in the inner space 210a of the pack housing 210 , the height H1 of the central portion may be greater than the height H2 of the outer portion. Accordingly, the battery pack ( 200) can increase the space utilization.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200')은 팩 하우징(210)과 복수의 셀 적층체(120)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 12 , a battery pack 200 ′ according to an embodiment of the present invention may include a pack housing 210 and a plurality of cell stacks 120 .

도 12에 도시된 배터리 팩(200')은 도 11에 도시된 배터리 팩(200)과 대비할 때 복수의 셀 적층체(120)가 모듈 하우징을 개재하지 않고 팩 하우징(210)에 직접 장착되는 모듈리스(module-less) 또는 CTP(Cell to Pack) 구조를 갖는다는 점에서만 차이가 있다. 따라서, 도 12에 도시된 배터리 팩(200')에 구비되는 팩 하우징(210), 냉각부재(230) 및 격벽부재(220)의 구성은 도 11에 도시된 배터리 팩(200)과 동일하므로 상세한 설명은 생략하고 도 11에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.In contrast to the battery pack 200 shown in FIG. 11 , the battery pack 200 ′ shown in FIG. 12 is a module in which a plurality of cell stacks 120 are directly mounted on the pack housing 210 without intervening the module housing. It differs only in that it has a module-less or CTP (Cell to Pack) structure. Accordingly, the configuration of the pack housing 210 , the cooling member 230 and the partition member 220 provided in the battery pack 200 ′ shown in FIG. 12 is the same as that of the battery pack 200 shown in FIG. 11 , so detailed The description will be omitted and will be replaced with the description of FIG. 11 .

도 12에 도시된 배터리 팩(200')은 팩 하우징(210)의 내부공간(210a)에 복수의 셀 적층체(120)가 직접 장착된다. 셀 적층체(120)는 도 2 내지 4, 7 내지 10에서 설명한 바와 같이, 복수 개의 배터리 셀(121)이 적층되어 형성될 수 있다.In the battery pack 200 ′ shown in FIG. 12 , the plurality of cell stacks 120 are directly mounted in the inner space 210a of the pack housing 210 . As described with reference to FIGS. 2 to 4 and 7 to 10 , the cell stack 120 may be formed by stacking a plurality of battery cells 121 .

도 11과 마찬가지로 도 12에 도시된 배터리 팩(200')의 경우에도 팩 하우징(210)의 바닥부(212)는 중앙부분 두께(T1)가 외측부분 두께(T2)보다 얇게 형성될 수 있다. 이와 같이, 팩 하우징(210)의 바닥부(212) 중에서 중앙부분 두께(T1)를 적어도 일부영역의 외측부분 두께(T2)보다 얇게 형성함으로써 배터리 팩(200)의 중앙부분에 위치하는 셀 적층체(120)로부터 냉각부재(230)로의 방열이 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 팩 하우징(210)의 중앙부분에 위치하는 셀 적층체(120)와 외측부분에 위치하는 셀 적층체(120) 사이의 냉각편차를 감소시키고 폭방향 중앙부분의 냉각성능을 향상시킬 수 있으며, 배터리 팩(200')의 전체적인 수명 저하를 감소시킬 수 있게 된다.11 , also in the case of the battery pack 200 ′ illustrated in FIG. 12 , the bottom 212 of the pack housing 210 may have a central portion thickness T1 thinner than an outer portion thickness T2 . As described above, by forming the thickness T1 of the central portion of the bottom portion 212 of the pack housing 210 to be thinner than the thickness T2 of the outer portion of at least a partial region, the cell stack positioned at the center of the battery pack 200 . Heat radiation from the 120 to the cooling member 230 can be easily achieved. Accordingly, it is possible to reduce the cooling deviation between the cell stack 120 located in the central portion of the pack housing 210 and the cell stack 120 located in the outer portion and improve the cooling performance of the central portion in the width direction. In this case, it is possible to reduce the overall lifetime deterioration of the battery pack 200 ′.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 팩 하우징(210)의 내부공간(210a)은 중앙부분 높이(H1)가 외측부분의 높이(H2)보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 팩 하우징(210)의 내부공간(210a) 중에서 중앙부분에 위치하는 셀 적층체(120)의 상측 공간을 이용하여 배터리 관리시스템(BMS) 등과 연결되는 각종 전장부품의 설치가 가능하므로 배터리 팩(200')의 공간활용도를 높일 수 있게 된다.In addition, as shown in FIG. 12 , in the inner space 210a of the pack housing 210 , the central portion height H1 may be greater than the outer portion height H2 . Accordingly, various electronic components connected to the battery management system (BMS) and the like can be installed using the space above the cell stack 120 located in the center of the inner space 210a of the pack housing 210, so that the battery pack It is possible to increase the space utilization of (200').

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

예를 들어, 전술한 실시예에서 일부의 구성요소를 삭제하여 실시될 수 있고, 각 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수도 있다.For example, it may be implemented by deleting some components in the above-described embodiment, and each embodiment may be implemented in combination with each other.

100... 배터리 모듈 110... 모듈 하우징
110a... 내부공간 111... 제1 플레이트
112... 바닥부 112a... 상면
112b... 하면 112c... 수용홈
113... 측벽부 115... 커버부(제2 플레이트)
120... 셀 적층체 121... 배터리 셀
122... 수용공간 123... 하면
124... 돌출부 125... 전극리드
126... 실링부 127... 완충패드
130... 엔드 플레이트 131... 몸체
132... 관통구멍 140... 절연 커버
141... 몸체 142... 접속 단자
143... 관통 홀 150... 센싱모듈
151... 몸체부 152... 전압센서
153... 온도센서 161... 열전달부재
165... 열전달부재 170... 냉각부재
171... 냉각유로
200, 200'... 배터리 팩 210... 팩 하우징
210a... 내부공간 211... 하우징 몸체
212... 바닥부 213... 측벽부
215... 팩 커버 220... 격벽부재
230... 냉각부재 231... 냉각유로
CH, CH1, CH2, CHM... 배터리 셀의 중앙부 높이
CP... 배터리 셀의 높이방향 중앙 위치
G1, G2, G3... 단위 적층체
H1... 중앙부분 높이 H2... 외측부분 높이
T1... 중앙부분 두께 T2... 외측부분 두께
T3... 측벽부 두께 X... 폭방향
Y... 길이방향 Z... 높이방향
θ... 경사각100... battery module 110... module housing
110a... Internal space 111... First plate
112... Bottom 112a... Top
112b... 112c... accommodation home
113... side wall part 115... cover part (second plate)
120... cell stack 121... battery cell
If 122... accommodation space 123...
124... protrusion 125... electrode lead
126... sealing part 127... buffer pad
130... end plate 131... body
132... Through hole 140... Insulation cover
141... Body 142... Connection terminal
143... through hole 150... sensing module
151... Body 152... Voltage sensor
153... temperature sensor 161... heat transfer member
165... Heat transfer member 170... Cooling member
171... cooling flow path
200, 200'... battery pack 210... pack housing
210a... interior space 211... housing body
212... Bottom 213... Sidewall
215... Pack cover 220... Bulkhead member
230... Cooling member 231... Cooling flow path
CH, CH1, CH2, CHM... Central height of the battery cell
CP... central position in the height direction of the battery cell
G1, G2, G3... unit stack
H1... Height of center part H2... Height of outer part
T1... Thickness of the center part T2... Thickness of the outer part
T3... side wall thickness X... width direction
Y... longitudinal direction Z... height direction
θ... angle of inclination

Claims (23)

바닥부와, 상기 바닥부의 폭방향 양단에서 상측으로 연장되는 측벽부와, 상기 측벽부의 상단을 덮는 커버부를 구비하는 모듈 하우징;
상기 모듈 하우징의 내부공간에 배치되며, 복수 개의 배터리 셀이 상기 폭방향으로 적층되어 형성된 셀 적층체; 및
상기 모듈 하우징을 냉각시키도록 상기 바닥부의 하부에 배치되는 냉각부재;
를 포함하며,
상기 셀 적층체는 상기 배터리 셀이 상기 바닥부에 세워진 상태로 상기 내부공간에 배치되며,
상기 바닥부는 상기 폭방향의 중앙부분 두께가 상기 폭방향의 외측부분 두께보다 얇게 형성되는 배터리 모듈.a module housing including a bottom, sidewalls extending upwardly from both ends of the bottom in a width direction, and a cover covering an upper end of the sidewall;
a cell stack disposed in the inner space of the module housing and formed by stacking a plurality of battery cells in the width direction; and
a cooling member disposed under the bottom part to cool the module housing;
includes,
The cell stack is disposed in the inner space in a state in which the battery cells are erected on the bottom,
The bottom portion is a battery module in which the thickness of the central portion in the width direction is thinner than the thickness of the outer portion in the width direction. 제1항에 있어서,
상기 내부공간은 상기 폭방향의 중앙부분 높이가 상기 폭방향의 외측부분 높이보다 크게 형성되는 배터리 모듈.According to claim 1,
In the inner space, the height of the central portion in the width direction is greater than the height of the outer portion in the width direction. 제2항에 있어서,
상기 모듈 하우징의 내부공간에서 상기 셀 적층체의 상부에 배치되며 상기 배터리 셀의 온도와 전압 중 적어도 하나를 감지하도록 구성된 센싱모듈;
을 추가로 포함하며,
상기 센싱모듈 중 적어도 일부는 상기 셀 적층체의 상부 중에서 상기 폭방향 중앙부분에 배치되는 배터리 모듈.3. The method of claim 2,
a sensing module disposed on the cell stack in the inner space of the module housing and configured to sense at least one of a temperature and a voltage of the battery cells;
It further includes
At least a portion of the sensing module is a battery module disposed in the central portion of the width direction among the upper portion of the cell stack. 제3항에 있어서,
상기 센싱 모듈은 상기 모듈 하우징의 길이방향으로 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부에 연결되며 상기 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 몸체부에 연결되며 상기 배터리 셀의 전압을 측정하는 전압센서를 구비하는 배터리 모듈.4. The method of claim 3,
The sensing module includes a body portion disposed in the longitudinal direction of the module housing, a temperature sensor connected to the body portion to measure a temperature of the battery cell, and a voltage connected to the body portion to measure a voltage of the battery cell A battery module having a sensor. 제4항에 있어서,
상기 몸체부는 FPCB 또는 PCB를 포함하여 구성되는 배터리 모듈.5. The method of claim 4,
The battery module is configured to include the body portion FPCB or PCB. 제1항에 있어서,
상기 바닥부는 상기 폭방향의 중앙부분의 최소 두께가 상기 폭방향의 외측부분 최대 두께의 1/2 이상의 두께를 갖는 배터리 모듈.According to claim 1,
The bottom portion has a minimum thickness of the central portion in the width direction is a battery module having a thickness of 1/2 or more of the maximum thickness of the outer portion in the width direction. 제1항에 있어서,
상기 바닥부의 최대 두께는 상기 측벽부 두께의 1~2배 사이의 값을 갖는 배터리 모듈.According to claim 1,
The maximum thickness of the bottom part is a battery module having a value between 1 and 2 times the thickness of the side wall part. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥부와 상기 측벽부는 일체형으로 구성되어 상측이 개방된 제1 플레이트를 형성하며,
상기 제1 플레이트는 폭방향 단면이 일정한 형상을 갖는 배터리 모듈.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The bottom part and the side wall part are integrally configured to form a first plate with an open upper side,
The first plate is a battery module having a uniform cross-section in the width direction. 제8항에 있어서,
상기 제1 플레이트는 압출공정에 의해 제조되는 배터리 모듈.9. The method of claim 8,
The first plate is a battery module manufactured by an extrusion process. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥부의 하면은 평평하고,
상기 바닥부의 상면에는 상기 폭방향의 중앙부분에서 외측을 향하여 상향 경사를 갖는 경사면이 적어도 일부 구간에 형성되는 배터리 모듈.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The lower surface of the bottom part is flat,
A battery module in which an inclined surface having an upward inclination toward the outside from the central portion in the width direction is formed in at least some sections on the upper surface of the bottom part. 제10항에 있어서,
상기 경사면은 평면 또는 곡면으로 이루어진 배터리 모듈.11. The method of claim 10,
The inclined surface is a battery module made of a flat surface or a curved surface. 제10항에 있어서,
상기 셀 적층체는 상기 배터리 셀이 상기 측벽부에 대하여 경사를 이루어 적층되는 형태를 갖는 배터리 모듈.11. The method of claim 10,
The cell stack is a battery module in which the battery cells are stacked at an angle with respect to the sidewall. 제12항에 있어서,
상기 셀 적층체는 복수 개의 상기 배터리 셀이 상기 측벽부에 대하여 경사를 이루어 적층되어 형성된 2개 이상의 단위 적층체로 구성되며,
각각의 단위 적층체 사이의 이격 거리는 하측 부분이 상측 부분보다 크게 형성되는 배터리 모듈.13. The method of claim 12,
The cell stack is composed of two or more unit stacks formed by stacking a plurality of the battery cells at an angle with respect to the side wall portion,
A battery module in which a lower portion is formed to be larger than an upper portion in a spaced distance between each of the unit stacks. 제13항에 있어서,
상기 셀 적층체는 상기 단위 적층체 사이에 배치되어 탄성 변형되는 완충패드를 추가로 구비하며,
상기 완충패드는 상기 폭방향의 단면에서 상측 부분보다 하측 부분의 폭이 큰 사다리꼴 형상을 갖는 배터리 모듈.14. The method of claim 13,
The cell stack further includes a buffer pad disposed between the unit stack and elastically deformed,
The buffer pad is a battery module having a trapezoidal shape in which the width of the lower portion is greater than that of the upper portion in the cross-section in the width direction. 제13항에 있어서,
상기 셀 적층체는 상기 단위 적층체와 상기 측벽부 사이에 배치되어 탄성 변형되는 완충패드를 추가로 구비하며,
상기 완충패드는 상기 폭방향의 단면에서 하측 부분보다 상측 부분의 폭이 큰 사다리꼴 형상을 갖는 배터리 모듈.14. The method of claim 13,
The cell stack further includes a buffer pad disposed between the unit stack and the side wall portion and elastically deformed,
The buffer pad has a battery module having a trapezoidal shape in which the width of the upper portion is greater than the lower portion in the cross-section in the width direction. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥부의 하면은 평평하고,
상기 바닥부의 상면은 단차를 갖는 복수의 평평한 면으로 이루어진 배터리 모듈.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The lower surface of the bottom part is flat,
The upper surface of the bottom part is a battery module made of a plurality of flat surfaces having a step difference. 제16항에 있어서,
상기 셀 적층체는 상기 배터리 셀이 상기 측벽부에 수직한 방향으로 적층되는 형태를 갖는 배터리 모듈.17. The method of claim 16,
The cell stack is a battery module having a shape in which the battery cells are stacked in a direction perpendicular to the sidewall portion. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥부의 상면에는 상기 배터리 셀의 하부에 형성된 돌출부를 수용하는 수용홈이 형성되는 배터리 모듈.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
A battery module having an accommodating groove accommodating a protrusion formed in a lower portion of the battery cell on an upper surface of the bottom portion. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리 셀의 하면과 상기 바닥부의 상면에 사이에는 열전달부재가 위치하는 배터리 모듈.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
A battery module in which a heat transfer member is positioned between a lower surface of the battery cell and an upper surface of the bottom part.
 바닥부와, 상기 바닥부의 둘레에서 상측으로 연장되는 측벽부와, 상기 측벽부의 상단을 덮는 팩 커버를 구비하는 팩 하우징; 및
상기 팩 하우징의 내부공간에 수용되며, 모듈 하우징의 내부에 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성된 셀 적층체를 수용하는 복수의 배터리 모듈;
을 포함하며,
상기 바닥부는 중앙부분 두께가 외측부분 두께보다 얇게 형성되는 배터리 팩.a pack housing having a bottom portion, a sidewall portion extending upwardly from the periphery of the bottom portion, and a pack cover covering an upper end of the sidewall portion; and
a plurality of battery modules accommodated in the inner space of the pack housing and accommodating a cell stack formed by stacking a plurality of battery cells inside the module housing;
includes,
The bottom portion of the battery pack is formed to have a thickness of the central portion thinner than the thickness of the outer portion. 바닥부와, 상기 바닥부의 둘레에서 상측으로 연장되는 측벽부와, 상기 측벽부의 상단을 덮는 팩 커버를 구비하는 팩 하우징; 및
상기 팩 하우징의 내부공간에 수용되며, 복수 개의 배터리 셀이 적층된 복수의 셀 적층체;
를 포함하며,
상기 바닥부는 중앙부분 두께가 외측부분 두께보다 얇게 형성되는 배터리 팩.a pack housing having a bottom portion, a sidewall portion extending upwardly from the periphery of the bottom portion, and a pack cover covering an upper end of the sidewall portion; and
a plurality of cell stacks accommodated in the inner space of the pack housing, in which a plurality of battery cells are stacked;
includes,
The bottom portion of the battery pack is formed to have a thickness of the central portion thinner than the thickness of the outer portion. 제20항 또는 제21항에 있어서,
상기 내부공간은 중앙부분 높이가 외측부분의 높이보다 크게 형성되는 배터리 팩.22. The method of claim 20 or 21,
In the inner space, the height of the central portion is greater than the height of the outer portion of the battery pack. 제20항 또는 제21항에 있어서,
상기 팩 하우징을 냉각시키도록 상기 바닥부의 하부에 배치되는 냉각부재;
를 추가로 포함하는 배터리 팩.
22. The method of claim 20 or 21,
a cooling member disposed under the bottom part to cool the pack housing;
A battery pack that additionally includes
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