KR20220041426A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임, 및 상기 전지 셀 적층체의 일 단부에 위치하며, 상기 전지 셀들로부터 각각 돌출된 전극 리드를 포함하고, 상기 모듈 프레임의 바닥부 반대편에 위치하는 상기 모듈 프레임의 상측부는, 상기 전극 리드들과 인접한 제1 부분과, 상기 제1 부분과 대비하여 상기 전극 리드들로부터 이격된 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 표면적은, 단위 면적 기준으로 상기 제2 부분의 표면적보다 넓다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 열전달 효율이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.

현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체 및 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 전지 케이스를 구비한다.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.

소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 전지 셀들이 배치되나, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 이용되는 이차 전지의 경우는, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈(Battery module)이 이용된다. 이러한 전지 모듈은 다수의 전지 셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지 셀 적층체를 형성함으로써 용량 및 출력이 향상된다. 또한, 하나 이상의 전지 모듈은 BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.

이차 전지는, 적정 온도보다 높아지는 경우 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 특히, 다수의 이차 전지, 즉 전지 셀을 구비한 전지 모듈이나 전지 팩은 좁은 공간에서 다수의 전지 셀로부터 나오는 열이 합산되어 온도가 더욱 빠르고 심하게 올라갈 수 있다. 다시 말해서, 다수의 전지 셀이 적층된 전지 모듈과 이러한 전지 모듈이 장착된 전지 팩의 경우, 높은 출력을 얻을 수 있지만, 충전 및 방전 시 전지 셀에서 발생하는 열을 제거하는 것이 용이하지 않다. 전지 셀의 방열이 제대로 이루어지지 않을 경우 전지 셀의 열화가 빨라지면서 수명이 짧아지게 되고, 폭발이나 발화의 가능성이 커지게 된다.

더욱이, 차량용 전지 팩에 포함되는 전지 모듈의 경우, 직사광선에 자주 노출되고, 여름철이나 사막 지역과 같은 고온 조건에 놓여질 수 있다.

한편, 다수개의 전지 셀들이 콤팩트하게 적층되어 전지 모듈을 구성하기 때문에 가장 바깥쪽에 위치한 전지 셀이 외부 환경에 영향을 더 많이 받는다. 이로 인해 전지 셀들 간에 온도 편차가 심화될 수 있다. 이러한 전지 셀들 간의 온도 불균일은 전지 모듈 자체의 수명을 낮추는 원인이 될 수 있다. 따라서, 전지 모듈이나 전지 팩을 구성하는 경우, 효과적인 냉각 성능을 확보하고 전지 셀들 간의 온도 편차를 줄이는 것은 중요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 열전달 효율이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것이다.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임, 및 상기 전지 셀 적층체의 일 단부에 위치하며, 상기 전지 셀들로부터 각각 돌출된 전극 리드를 포함하고, 상기 모듈 프레임의 바닥부 반대편에 위치하는 상기 모듈 프레임의 상측부는, 상기 전극 리드들과 인접한 제1 부분과, 상기 제1 부분과 대비하여 상기 전극 리드들로부터 이격된 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 표면적은, 단위 면적 기준으로 상기 제2 부분의 표면적보다 넓다.

상기 제1 부분에 패턴부가 형성될 수 있다.

상기 패턴부는 적어도 하나의 함몰부를 포함할 수 있다.

상기 모듈 프레임은, 상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 프레임 부재와, 상기 프레임 부재 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고, 상기 모듈 프레임의 상측부는 상기 상부 플레이트에 대응할 수 있다.

상기 패턴부는 상기 상부 플레이트의 상부면에 형성될 수 있다.

상기 패턴부는 상기 상부 플레이트의 하부면에 형성될 수 있다.

상기 패턴부는 상기 상부 플레이트의 상부면과 하부면 사이에서 웨이브 모양을 형성할 수 있다.

상기 전지 모듈은 상기 전지 셀 적층체와 상기 모듈 프레임의 바닥부 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 더 포함할 수 있다.

상기 모듈 프레임의 개방된 양측에 각각 결합된 엔드 플레이트를 더 포함하고, 상기 모듈 프레임의 개방된 양측은 상기 전지 셀 적층체의 전극 리드가 돌출된 방향을 기준으로 서로 대향할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 다른 전지 팩은 상기에서 설명한 전지 모듈을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전지 셀의 전극 리드 상단부와 인접하는 모듈 프레임의 상단부 영역의 표면적을 늘림으로써, 전지 셀의 하단은 온도가 상대적으로 낮고, 전지 셀의 상단은 온도가 상대적으로 높은 경향을 보완하여 열 전달 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈의 구성들이 결합한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 상부 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 상부 플레이트를 측면에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 6의 변형예에 따른 상부 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6의 또 다른 변형예에 따른 상부 플레이트를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈의 구성들이 결합한 모습을 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀을 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀(110)을 포함하는 전지 셀 적층체(100), 상부면, 전면 및 후면이 개방된 프레임 부재(200), 전지 셀 적층체(110)의 상부를 덮는 상부 플레이트(300), 전지 셀 적층체(110)의 전면과 후면에 각각 위치하는 엔드 플레이트(400) 및 전지 셀 적층체(100)와 엔드 플레이트(400) 사이에 위치하는 버스 바 프레임(410)을 포함한다.

본 실시예에 따른 전지 모듈은, 전지 셀 적층체(100)를 수용하는 프레임 부재(200) 및 프레임 부재(200)의 바닥부와 전지 셀 적층체(100) 사이에서 서로 이격 형성되는 제1 및 제2 열전도성 수지층(510, 520)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 프레임 부재(200)는 바닥부 및 상기 바닥부와 연결된 적어도 2개의 측면부를 포함할 수 있다. 특히, 적어도 2개의 측면부는 상기 바닥부의 양 단부에서 구부러질 수 있다. 이때 프레임 부재(200)는 U자형일 수 있다. 제1 열전도성 수지층(510)과 제2 열전도성 수지층(520) 사이에는 제1 절연 코팅층(610)이 형성될 수 있다.

또한, 제1 열전도성 수지층(510)과 프레임 부재(200)의 바닥부의 일단 모서리 사이에 제2 절연 코팅층(620)이 형성될 수 있다. 제2 열전도성 수지층(520)과 프레임 부재(200)의 바닥부의 타단 모서리 사이에 제3 절연 코팅층(630)이 형성될 수 있다.

한편, 전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 전지 셀(110)은, 전지 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(110)은 총 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)를 갖고, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b) 사이가 전지 셀(110)의 길이 방향으로 정의하고, 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)를 연결하는 일측부(114c)와 연결부(115) 사이를 전지 셀(110)의 폭 방향으로 정의할 수 있다.

연결부(115)는 전지 셀(110)의 일 테두리를 따라 길게 뻗어 있는 영역이며, 연결부(115)의 단부에는 배트 이어(bat-ear)라 불리우는 전지 셀(110)의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 돌출부(110p)는 연결부(115)의 양 단부 중 적어도 하나에 형성될 수 있고, 연결부(115)가 뻗는 방향에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(110p)는 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)의 실링부(114sa, 114sb) 중 하나와 연결부(115) 사이에 위치할 수 있다.

전지 케이스(114)는 일반적으로 수지층/금속 박막층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있다. 예를 들어, 전지 케이스 표면이 O(oriented)-나일론 층으로 이루어져 있는 경우에는, 중대형 전지 모듈을 형성하기 위하여 다수의 전지 셀들을 적층할 때, 외부 충격에 의해 쉽게 미끄러지는 경향이 있다. 따라서, 이를 방지하고 전지 셀들의 안정적인 적층 구조를 유지하기 위해, 전지 케이스의 표면에 양면 테이프 등의 점착식 접착제 또는 화학 반응에 의해 접합되는 화학 접착제 등의 접착 부재를 부착하여 전지 셀 적층체(100)를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 전지 셀(110)이 y축 방향으로 적층되어 전지 셀 적층체(100)를 형성하고, 전지 셀 적층체(100)가 z축 반대 방향으로 프레임 부재(200) 내부에 수용되어 열전도성 수지층(500)에 의해 냉각이 진행될 수 있다. 여기서 열전도성 수지층(500)은 상술한 제1 열전도성 수지층(510) 및 제2 열전도성 수지층(520)을 포함하는 구성을 지칭한다. 이에 대한 비교예로서 전지 셀이 카트리지 형태의 부품으로 형성되어 전지 셀 간의 고정이 전지 모듈 프레임으로 조립으로 이루어지는 경우가 있다. 이러한 비교예에서는 카트리지 형태의 부품의 존재로 인해 냉각 작용이 거의 없거나 전지 셀의 면 방향으로 진행될 수 있고, 전지 모듈의 높이 방향으로는 냉각이 잘 되지 않는다.

프레임 부재(200)는 전지 셀 적층체(100)를 수용한다. 프레임 부재(200)의 개방된 양측을 각각 제1 측(x축 방향)과 제2 측(x축 반대 방향)이라고 할 때, 프레임 부재(200)는 상기 제1 측과 상기 제2 측에 대응하는 전지 셀 적층체(100)의 외면을 제외한 나머지 외면들 중에서, 하면 및 상기 하면과 인접한 양측면을 연속적으로 커버하도록 구부러진 판상형 구조로 형성될 수 있다. 이때 프레임 부재(200)의 바닥부는 전지 셀 적층체(100)의 상기 하면을 커버하도록 형성되고, 프레임 부재(200)의 2개의 측면부는 전지 셀 적층체(100)의 상기 양측면을 커버하도록 형성될 수 있다.

상부 플레이트(300)는 프레임 부재(200)에 의해 감싸지는 상기 하면과 상기 양측면을 제외한 나머지 상면을 감싸는 하나의 판상형 구조로 형성될 수 있다. 프레임 부재(200)와 상부 플레이트(300)는 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등에 의해 결합됨으로써 전지 셀 적층체(100)를 상하좌우로 커버하는 구조를 형성할 수 있다. 프레임 부재(200) 및 상부 플레이트(300)를 통해 전지 셀 적층체(100)를 물리적으로 보호할 수 있다.

본 실시예에 따른 상부 플레이트(300)는, 전극 리드들(111, 112)과 인접한 제1 부분(300a)과 제1 부분 대비하여 전극 리드들(111, 112)로부터 이격된 제2 부분(300b)을 포함한다. 제2 부분(300b)은 상부 플레이트(300)의 중심부를 포함할 수 있다. 이때, 제1 부분(300a)의 표면적은, 단위 면적 기준으로 제2 부분의 표면적보다 넓다. 본 실시예에서는 프레임 부재(200)와 상부 플레이트(300)로 이루어진 모듈 프레임 구조로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 모듈 프레임 구조가 프레임 부재(200)와 상부 플레이트(300)가 일체형으로 형성된 모노 프레임 구조일 수 있다. 이때, 모듈 프레임의 바닥부 반대편에 위치하는 상기 모듈 프레임의 상측부는, 전극 리드들(111, 112)과 인접한 제1 부분과, 상기 제1 부분과 대비하여 전극 리드들(111, 112)로부터 이격된 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 표면적은, 단위 면적 기준으로 상기 제2 부분의 표면적보다 넓다. 다시 말해, 모노 프레임 구조에서 모듈 프레임의 상측부는 앞에서 설명한 상부 플레이트에 대응할 수 있다.

본 실시예에 따른 상부 플레이트(300)의 제1 부분(300a)에는 패턴부가 형성되어 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 제1 측과 상기 제2 측에 대응하는 전지 셀 적층체(100)의 외면에 버스바 프레임(410)이 장착될 수 있다. 버스바 프레임(410)에는 전지 셀(110)의 전극 리드(111, 112)와 연결되는 버스바 등이 배치되어, 전지 셀 적층체(100)를 커버함과 동시에 전지 셀 적층체(100)와 외부 전원과의 연결을 안내할 수 있다.

엔드 플레이트(400)는 전지 셀 적층체(100) 기준으로 버스바 프레임(410)의 외곽에 형성되어 전지 셀 적층체(100) 및 버스바 프레임(410)을 커버하도록 형성될 수 있다. 엔드 플레이트(400)는 외부의 충격으로부터 전지 셀 적층체(100) 및 버스바 프레임(410)과 연결된 여러 전장품을 물리적으로 보호할 수 있다. 또한, 프레임의 구성 요소로서 전지 모듈 마운팅 구조가 형성되어 전지 모듈을 팩 프레임에 장착 및 고정시킬 수 있다.

열전도성 수지층(500)은 프레임 부재(200)의 바닥부에 형성된다. 열전도성 수지층(500)은, 전지 셀 적층체(100)가 프레임 부재(200)에 수용되기 전에 열전도성 수지(Thermal resin)를 프레임 부재(200)의 바닥부에 도포하고, 도포된 열전도성 수지가 경화되어 형성될 수 있다.

전지 셀 적층체(100)는 열전도성 수지가 도포된 후 경화되기 전에 프레임 부재(200)의 바닥부에 수직한 방향(z축 반대 방향)을 따라 이동하면서 프레임 부재(200)의 바닥부에 장착될 수 있다. 이후 열전도성 수지가 경화되어 형성된 열전도성 수지층(500)은 프레임 부재(200)의 바닥부와 전지 셀 적층체(100) 사이에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 열전도성 수지는 열전도성 접착 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로 실리콘(Silicone) 소재, 우레탄(Urethan) 소재 및 아크릴(Acrylic) 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 열전도성 수지는, 도포 시에는 액상이나 도포 후에 경화되어 전지 셀 적층체(100)를 구성하는 하나 이상의 전지 셀(110)을 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 열전도 특성이 뛰어나 전지 셀(110)에서 발생한 열을 신속히 전지 모듈의 하측으로 전달하여 전지 모듈의 과열을 방지할 수 있다.

절연 코팅층(600)은, 프레임 부재(200)의 바닥부 상에서 열전도성 수지가 미도포되어 열전도성 수지층(500)이 형성되지 않은 부분에 형성될 수 있다. 이를 통해 미도포된 부분에서 전지 셀 적층체(100)와 프레임 부재(200) 사이를 절연시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 비교예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.

도 4를 참고하면, 앞에서 설명한 본 실시예에 따른 상부 플레이트(300)와 달리, 비교예에 따른 상부 플레이트(300')는 평평한 민무늬 판상형으로 형성될 수 있다. 프레임 부재(200) 바닥부에 형성된 열전도성 수지층(500)에 의한 열 전달 때문에 전지 셀(110)의 하단은 온도가 상대적으로 낮고, 전지 셀(110)의 상단은 온도가 상대적으로 높다. 특히, 전극 리드(111, 112)로 가까이 가면서 단면적이 급격히 줄어들어 전류가 몰리는 현상이 일어나 다른 부위에 비해 온도가 상승할 수 있다. 이에 반해, 본 실시예에 따르면 상부 플레이트(300)에서 전극 리드(111, 112)와 인접한 영역의 표면적이 늘어나기 때문에 열 전달 효율이 향상될 수 있다. 이하에서는 본 실시예에 따른 상부 플레이트(300)에 형성된 패턴부에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 도 1의 상부 플레이트를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5의 상부 플레이트를 측면에서 바라본 도면이다.

도 1, 도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 상부 플레이트(300)는 제1 전극 리드들(111, 112)과 인접한 제1 부분(300a)과, 제1 부분(300a)과 대비하여 전극 리드들(111, 112)로부터 이격된 제2 부분(300b)을 포함한다. 여기서, 제1 부분(300a)에서 상부 플레이트(300)의 상부면에 패턴부(300p)가 형성되고, 패턴부(300p)에는 적어도 하나의 함몰부가 형성되어 있다. 이와 같이 패턴부(300p)가 형성됨으로써 표면적이 늘어나며, 전극 리드(111, 112)에서 발생하는 열을 상부 플레이트(300)를 통해 쉽게 절달되도록 하여 전체적인 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

도 7은 도 6의 변형예에 따른 상부 플레이트를 나타내는 도면이다.

도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 상부 플레이트(300)의 패턴부(400p)는 상부 플레이트(300) 하부면에 형성된다. 이상에서 설명한 차이점을 제외하고는, 도 6에서 설명한 내용이 모두 적용될 수 있다.

도 8은 도 6의 또 다른 변형예에 따른 상부 플레이트를 나타내는 도면이다.

도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 상부 플레이트(300)의 패턴부(500p)는 상부 플레이트(300)의 상부면과 하부면 사이에서 웨이브 모양을 형성할 수 있다.

앞에서 설명한 전지 모듈은 전지 팩에 포함될 수 있다. 전지 팩은, 본 실시예에 따른 전지 모듈을 하나 이상 모아서 전지의 온도나 전압 등을 관리해 주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS)과 냉각 장치 등을 추가하여 패킹한 구조일 수 있다.

상기 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

200: 프레임 부재
300: 상부 플레이트
300p, 400p, 500p: 패턴부
500: 열전도성 수지층

Claims (10)

1. 복수의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 셀 적층체,
   상기 전지 셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임, 및
   상기 전지 셀 적층체의 일 단부에 위치하며, 상기 전지 셀들로부터 각각 돌출된 전극 리드를 포함하고,
   상기 모듈 프레임의 바닥부 반대편에 위치하는 상기 모듈 프레임의 상측부는, 상기 전극 리드들과 인접한 제1 부분과, 상기 제1 부분과 대비하여 상기 전극 리드들로부터 이격된 제2 부분을 포함하고,
   상기 제1 부분의 표면적은, 단위 면적 기준으로 상기 제2 부분의 표면적보다 넓은 전지 모듈.
2. 제1항에서,
   상기 제1 부분에 패턴부가 형성되어 있는 전지 모듈.
3. 제2항에서,
   상기 패턴부는 적어도 하나의 함몰부를 포함하는 전지 모듈.
4. 제3항에서,
   상기 모듈 프레임은, 상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 프레임 부재와, 상기 프레임 부재 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고,
   상기 모듈 프레임의 상측부는 상기 상부 플레이트에 대응하는 전지 모듈.
5. 제4항에서,
   상기 패턴부는 상기 상부 플레이트의 상부면에 형성되는 전지 모듈.
6. 제4항에서,
   상기 패턴부는 상기 상부 플레이트의 하부면에 형성되는 전지 모듈.
7. 제4항에서,
   상기 패턴부는 상기 상부 플레이트의 상부면과 하부면 사이에서 웨이브 모양을 형성하는 전지 모듈.
8. 제1항에서,
   상기 전지 셀 적층체와 상기 모듈 프레임의 바닥부 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 더 포함하는 전지 모듈.
9. 제1항에서,
   상기 모듈 프레임의 개방된 양측에 각각 결합된 엔드 플레이트를 더 포함하고, 상기 모듈 프레임의 개방된 양측은 상기 전지 셀 적층체의 전극 리드가 돌출된 방향을 기준으로 서로 대향하는 전지 모듈.
10. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지 팩.

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