KR20220060715A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체 및 상기 전지셀 적층체의 전면 및 후면 중 적어도 일면에 장착된 버스바 프레임을 포함하는 셀 블록 어셈블리, 상기 셀 블록 어셈블리를 수용하고, 전후면이 개방된 모듈 프레임, 상기 셀 블록 어셈블리의 상면 및 전후면을 커버하는 상부 플레이트, 및 상기 셀 블록 어셈블리의 전후면을 커버하는 상부 플레이트의 측면부에 인접 배치되고, 직선으로 형성된 크로스 빔을 포함하고, 상기 셀 블록 어셈블리는 상기 전지셀의 길이 방향으로 나란하게 배치된 제1 셀 블록 어셈블리와 제2 셀 블록 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 셀 블록 어셈블리와 상기 제2 셀 블록 어셈블리는, 상기 제1,2 셀 블록 어셈블리에 각각 장착된 상기 버스바 프레임이 서로 마주보도록 이격 배치된다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 확장형 구조를 가지는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
이차 전지는 모바일 기기 및 전기 자동차 등의 다양한 제품군에서 에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존 제품의 사용을 대체할 수 있는 유력한 에너지 자원으로서, 에너지 사용에 따른 부산물이 발생하지 않아 친환경 에너지원으로서 각광받고 있다.
최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임 및 전지셀 적층체의 양측면을 커버하는 절연 커버 및 엔드 플레이트를 포함한다.
종래에는 전지 모듈을 구성하는 전지셀 적층체의 적층 방향과 수직인 방향에 위치한 상기 전지셀 적층체의 전후면에 버스바 프레임을 장착하였다. 또한 버스바 프레임의 외측면에는 절연 커버를 부착하여 전지셀 적층체 및 버스바 프레임과 외부와의 전기적 연결을 차단시켰다. 또한 절연 커버의 외측면에는 엔드 플레이트를 장착하여 전지셀 적층체 및 이와 연결된 전장품들을 물리적으로 보호하였다. 다만 이와 같이 절연 커버 및 엔드 플레이트를 별도로 구비하여 전지 모듈을 제조함에 있어서 전지 모듈의 구조가 복잡해 질 수 있다.
한편, 최근 전기 자동차에 장착되는 전지 모듈의 경우 자동차 내부에서의 공간을 효율적으로 활용하기 위해 다양한 형태의 전지 모듈 구조가 출시되고 있으며, 셀 블록의 갯수가 증가됨으로써 자동차 내부의 공간 활용이 가능한 확장형 전지 모듈 구조에 대한 수요가 발생하고 있다.
이때 적어도 2개 이상의 셀 블록을 포함하는 확장형 전지 모듈 구조의 경우 종래 엔드 플레이트와 절연 커버의 구조를 적용할 경우 각각의 전지셀 적층체마다 절연 커버 및 엔드 플레이트를 별도로 구비해야 할 수 있어 전지 모듈의 중량이 증가하고 제조 공정이 길어지며 전지 모듈 구조 자체가 복잡해질 수 있다. 또한, 확장형 전지 모듈 구조를 위한 냉각 시스템의 배치 역시 복잡해질 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 확장형 전지 모듈의 구조가 단순화되는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체 및 상기 전지셀 적층체의 전면 및 후면 중 적어도 일면에 장착된 버스바 프레임을 포함하는 셀 블록 어셈블리, 상기 셀 블록 어셈블리를 수용하고, 전후면이 개방된 모듈 프레임, 상기 셀 블록 어셈블리의 상면 및 전후면을 커버하는 상부 플레이트, 및 상기 셀 블록 어셈블리의 전후면을 커버하는 상부 플레이트의 측면부에 인접 배치되고, 직선으로 형성된 크로스 빔을 포함하고, 상기 셀 블록 어셈블리는 상기 전지셀의 길이 방향으로 나란하게 배치된 제1 셀 블록 어셈블리와 제2 셀 블록 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 셀 블록 어셈블리와 상기 제2 셀 블록 어셈블리는, 상기 제1,2 셀 블록 어셈블리에 각각 장착된 상기 버스바 프레임이 서로 마주보도록 이격 배치된다.
상기 상부 플레이트는 상기 측면부로부터 돌출되는 돌출 바닥부를 더 포함할 수 있다.
상기 크로스 빔은 상기 돌출 바닥부 상에 배치될 수 있다.
상기 전지 모듈은 상기 돌출 바닥부와 상기 크로스 빔 사이에 형성된 실링 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 크로스 빔 내부에 냉매 유로가 형성되고, 상기 냉매 유로를 통해 냉매가 유동할 수 있다.
상기 제1,2 셀 블록 어셈블리는 상기 전지셀 적층체의 적층 방향과 수직인 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 모듈 프레임 바닥부의 하측에는 냉각 플레이트가 위치할 수 있다.
상기 제1,2 셀 블록 어셈블리와 상기 모듈 프레임 바닥부 사이에는 열전도성 수지층이 형성되고, 상기 열전도성 수지층은 제1 셀 블록 어셈블리의 전후측 하단 및 제2 셀 블록 어셈블리의 전후측 하단에 각각 형성될 수 있다.
상기 전지 모듈은 상기 제1 셀 블록 어셈블리와 상기 제2 셀 블록 어셈블리의 사이에 위치하는 마운팅 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 플레이트는 상기 제1 셀 블록 어셈블리와 상기 제2 셀 블록 어셈블리의 이격 부분을 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 마운팅 부재는 상기 연결부와 상기 모듈 프레임의 바닥부를 결합시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩은 상기 전지 모듈, 및 상기 전지 모듈이 장착되는 하부 팩 하우징을 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 측면부로부터 돌출되는 돌출 바닥부를 더 포함하며, 상기 돌출 바닥부는 상기 하부 팩 하우징의 측벽부와 인접한다.
상기 전지팩은 상기 하부 팩 하우징의 일 측벽부와 상기 제1 셀 블록 어셈블리 사이에 위치하는 제1 결합 부재, 및 상기 하부 팩 하우징의 다른 일 측벽부와 상기 제2 셀 블록 어셈블리 사이에 위치하는 제2 결합 부재를 더 포함하고, 상기 제1 결합 부재 및 상기 제2 결합 부재는 상기 상부 플레이트와 상기 모듈 프레임 바닥부 또는 상기 하부 팩 하우징을 결합시킬 수 있다.
실시예들에 따르면, 확장형 전지 모듈 구조에서 종래 사용되었던 엔드 플레이트 및 절연 커버 구조를 제거함으로써 전지 모듈을 경량화시키고, 조립성이 향상되며, 전지 모듈의 제조 단가를 줄일 수 있고, 부품 수량 축소를 통한 부품 관리 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 냉각 파이프의 직선화 및 접속부 삭제를 통해 구조를 단순화하고 경량화할 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 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈이 조립된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2를 상측에서 바라본 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 2의 A-A 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 P영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩을 나타내는 사시도이다.
도 8은 비교예로, 종래 전지 모듈에서 엔드 플레이트가 포함된 구조를 나타낸 도면이다.
이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다", "이루어진다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 구조에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈이 조립된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 2를 상측에서 바라본 상면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 플레이트를 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 2의 A-A 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 5의 P영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 전지셀 적층체(110) 및 전지셀 적층체(110)의 전후면에 장착된 버스바 프레임(120)을 포함하는 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200), 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)를 수용하고 전후방이 개방된 모듈 프레임(300) 및 제1 셀 블록 어셈블리(100)의 상면 및 전후면, 제2 셀 블록 어셈블리(200)의 상면 및 전후면을 커버하는 상부 플레이트(400)를 포함한다. 셀 블록 어셈블리에 포함되는 제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200)는 전지셀의 길이 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다. 전지셀의 길이 방향이란, 버스바 프레임(120)이 배치되어 있는 제1 셀 블록 어셈블리(200)의 전후면 사이의 전지셀 간격을 정의하는 방향일 수 있다.
모듈 프레임(300)은 바닥부 및 상기 바닥부와 연결된 적어도 2개의 측면부를 포함할 수 있다. 특히, 적어도 2개의 측면부는 상기 바닥부의 양 단부에서 구부러질 수 있다. 모듈 프레임(300)은 U자형일 수 있다.
이때, 제1 셀 블록 어셈블리(100)의 전후면에 각각 버스바 프레임(120)이 장착될 수 있고, 제2 셀 블록 어셈블리(200)의 전후면에 각각 버스바 프레임(120)이 장착될 수 있으며, 제1 셀 블록 어셈블리(100)의 일면에 장착된 버스바 프레임(120)과 제2 셀 블록 어셈블리(200)의 일면에 장착된 버스바 프레임이 인접하면서서로 마주보도록 한 상태에서, 제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200)가 이격 배치될 수 있다. 상부 플레이트(400)는 제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200) 사이 및 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200) 전체의 전후면에서 모듈 프레임(300)의 바닥부와 결합될 수 있다.
본 실시예들에 따른 전지셀은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구성될 수 있다. 이러한 전지셀은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수개의 전지셀은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 상호 적층되어 전지셀 적층체(110)를 형성할 수 있다. 복수개의 전지셀은 각각 전극 조립체, 셀 케이스 및 전극 조립체로부터 돌출된 전극 리드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 적층되는 전지셀의 개수가 종래 대비 많이 늘어나는 대면적 셀 블록으로 형성될 수 있다. 대면적 셀 블록은, 기존에 하나의 셀 블록 내에 대략 12개 내지 24개의 전지셀이 적층된 경우에 대비하여, 대략 32개 내지 48개의 전지셀이 하나의 셀 블록 내에 적층되어 전지셀 적층체(110)를 구성하는 경우를 포함할 수 있다.
모듈 프레임(300)은 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)를 수용할 수 있다. 모듈 프레임(300)은 바닥부(310) 및 양측면부(320)로 형성되고, 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200) 전체의 하부면 및 양측면을 커버할 수 있다. 보다 상세하게는, 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)는 버스바 프레임들이 서로 마주보는 방향으로 서로 이격되게 배치되고, 모듈 프레임(300)은 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200) 및 제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200) 사이의 이격 공간까지 수용하는 크기로 형성되어 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)를 수용할 수 있다. 이때, 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)는 전지셀 적층체(110)의 적층 방향과 수직인 방향을 따라 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상부 플레이트(400)는 제1 셀 블록 어셈블리(100)의 상부면 및 전후면, 제2 셀 블록 어셈블리(200)의 상부면 및 전후면을 일체로 커버하도록 복수의 요철부가 형성된 형상을 가질 수 있다. 상부 플레이트(400)는 버스바 프레임(120)들이 위치한 부분을 모두 커버하도록 형성되며, 동시에 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)의 상부면을 커버하도록 형성될 수 있다. 버스바 프레임(120)은 제1 셀 블록 어셈블리(100)의 전후면 각각에 형성되고, 제2 셀 블록 어셈블리(200)의 전후면 각각에 형성될 수 있다.
도 8은 비교예로, 종래 전지 모듈에서 엔드 플레이트가 포함된 구조를 나타낸 도면이다.
종래 전지 모듈은, 대면적으로 형성된 전지셀 적층체(10), 전지셀 적층체(10)를 수용하는 모듈 프레임(20), 전지셀 적층체(10)의 상부면을 커버하는 상부 플레이트(30), 전지셀 적층체(10)의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(40) 및 모듈 프레임(20)의 바닥면 하측에 형성된 히트 싱크(50)를 포함한다.
이때, 전지셀 적층체(10)를 수용하는 모듈 프레임(20) 이외에도 상부면을 커버하는 상부 플레이트(30) 및 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(40)가 별도로 구비되어 전지셀 적층체(10)의 프레임 구조를 형성하였다. 다만 엔드 플레이트(40) 구조의 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 대면적으로 형성된 전지셀 적층체(10)의 일측면 모두를 커버하는 크기로 형성되고, 일측에 전지팩에 마운팅 하기 위한 모듈 마운팅부(41)가 형성되어 있는 등 일정 수준 이상의 강도가 필요한 부속 구조를 포함하고 있다. 따라서, 엔드 플레이트(40)의 중량이 전지 모듈의 총 중량 중 상당 부분을 차지할 수 있다. 또한 모듈 프레임(20) 이외에도 상부 플레이트(30) 및 엔드 플레이트(40)를 별도로 설치해야 하므로 조립 과정이 복잡한 문제가 있었다.
또한 본 발명의 실시예와 같이 두 개의 셀 블록이 배치된 확장형 전지 모듈 구조의 경우 도 8에 도시된 단일 셀 블록 어셈블리를 포함하는 전지 모듈에 비해 전지 모듈의 중량이 상당해 지고 전지 모듈의 구조가 상대적으로 복잡해질 수 있다. 따라서, 전지 모듈의 중량 감소 및 구조 단순화를 위한 컴팩트화된 구조가 필수적으로 요구된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 따르면 일체로 형성된 상부 플레이트(400)를 이용하여 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)에서 버스바 프레임(120)이 구비된 부분들을 커버할 수 있다. 이를 통해 종래 전지 모듈에 구비되었던 엔드 플레이트를 제거할 수 있으며, 두 개의 셀 블록 어셈블리의 상부면 및 전후면 모두를 상부 플레이트(400) 하나로 커버할 수 있게 되어 종래 엔드 플레이트가 차지하였던 중량을 감소시키고 확장형 대면적 전지 모듈의 구조를 단순화시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 상부 플레이트(400)의 내측면에는 절연 필름(500)이 형성될 수 있다. 종래에는 엔드 플레이트와 버스바 프레임 사이에 절연 커버를 추가 배치하는 구조를 형성할 필요가 있어, 절연 커버를 버스바 프레임과 엔드 플레이트 사이에 조립하는 공정이 별도로 필요하였다. 이에 반해, 본 실시예에 따르면 상부 플레이트(400)의 내측면에 절연 필름(500)을 부착시킴으로써 상부 플레이트(400)의 조립시 절연 필름(500)도 동시에 전지 모듈에 장착될 수 있어 간단한 조립 과정 만으로도 전지 모듈의 절연성을 확보할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)를 포함하는 셀 블록 어셈블리와 모듈 프레임(300)의 바닥부(310) 사이에는 열전도성 수지층(700)이 형성될 수 있다. 열전도성 수지층(700)은 제1 셀 블록 어셈블리(100)의 전후측 하단 및 제2 셀 블록 어셈블리(200)의 전후측 하단에 각각 형성될 수 있다. 열전도성 수지층(700)은 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200) 로부터 발생하는 열을 외부로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 열전도성 수지층은 써말레진(Thermal Resin)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 모듈 프레임(300)의 바닥부(310)의 하측에는 냉각 플레이트(600)가 위치할 수 있다. 냉각 플레이트(600) 내부에는 냉매가 유동함으로써 전지 모듈을 냉각시킬 수 있다. 냉매의 유로는 냉각 플레이트(600)와 바닥부(310)의 사이에 형성될 수 있다. 이를 통해 종래 별도의 히트 싱크가 마련된 냉각 구조와 달리 바닥부(310)가 냉매 유동 통로의 일부가 되도록 냉매가 유동하는 구조를 채용함으로써 전지 모듈의 냉각 성능이 개선되고 전지 모듈의 경량화가 도모될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 셀 블록 어셈블리(100, 200)의 전후면을 커버하는 상부 플레이트(400)의 측면부에 인접 배치되고, 직선으로 형성된 크로스 빔(800)을 더 포함한다. 상부 플레이트(400)는 측면부로부터 돌출되는 돌출 바닥부(400P)를 더 포함한다. 이때, 크로스 빔(800)은 돌출 바닥부(400P) 상에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 크로스 빔(800) 내부에 냉매 유로(800P)가 형성되고, 상기 냉매 유로를 통해 냉매가 유동할 수 있다. 돌출 바닥부(400P)와 크로스 빔(800) 사이에는 실링 부재(450)가 형성될 수 있다. 실링 부재(450)는 개스킷 구조일 수 있다. 실링 부재(450)는, 크로스 빔(800)이 냉매가 유동하는 냉각 파이프로서 기능을 할 때, 크로스 빔(800)과 상부 플레이트(400)의 돌출 바닥부(400P) 사이의 냉매 누설을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 모듈은, 제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200) 사이에 위치하는 마운팅 부재(410)을 더 포함할 수 있다. 마운팅 부재(410)는 상부 플레이트(400)와 모듈 프레임(300)의 바닥부(310)를 결합시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 상부 플레이트(400)는, 제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200)의 이격 부분을 연결하는 연결부(401)를 포함하고, 마운팅 부재(410)는 연결부(401)와 모듈 프레임(300)의 바닥부(310)를 결합시킬 수 있다.
제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200) 사이에는 마운팅 부재(410)가 위치하고, 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)의 전체의 전후방에는 제1,2 결합 부재(420, 430)가 위치하며, 제1, 2 결합 부재(420, 430)와 마운팅 부재(410)는 상부 플레이트(400)와 모듈 프레임(300)을 결합시킬 수 있다.
상부 플레이트(400)와 모듈 프레임(300)의 결합 구조에 대해 자세히 들여다보면, 상부 플레이트(400)는 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)의 사이에 형성된 사이 연결부(401) 및 제1,2 셀 블록 어셈블리(100, 200)의 전체의 전후방에 형성된 전후단 바닥부(402, 403)를 포함할 수 있다. 이때, 도 5를 참조하면, 연결부(401)는 모듈 프레임(300)의 바닥부(310)와 이격되고, 마운팅 부재(410)는 연결부(401)와 모듈 프레임(300)의 바닥부(310)를 연결하며 결합시킬 수 있다.
절연 필름(500)은 제1 셀 블록 어셈블리(100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200) 사이에서 연결부(401)와 이격되고 모듈 프레임(300)의 바닥부(310)와 접하도록 형성될 수 있다. 전후단 바닥부(402, 403)는 모듈 프레임(300)의 바닥부(310)와 접하고, 제1,2 결합 부재(420, 430)에 의해 서로 결합될 수 있다.
상부 플레이트(400)의 양단 및 가운데 부분에는 모듈 프레임(300)과 결합될 수 있는 연결부 및 바닥부들이 형성되고, 연결부, 바닥부들과 모듈 프레임(300)의 바닥부가 만나는 부분은 결합 부재들을 통해 결합됨으로써 상부 플레이트(400)와 모듈 프레임(300)이 단단하게 체결될 수 있다. 동시에 상부 플레이트(400) 및 모듈 프레임(300) 사이에 위치한 두 셀 블록 어셈블리를 물리적으로 보호할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩을 나타내는 사시도이다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지팩은 앞에서 설명한 전지 모듈, 상기 전지 모듈이 장착되는 하부 팩 하우징(1000)을 포함한다. 앞에서 설명한 것처럼, 상부 플레이트(400)는 측면부로부터 돌출되는 돌출 바닥부(400P)를 더 포함하며, 돌출 바닥부(400P)는 하부 팩 하우징(1000)의 측벽부(1100)와 인접할 수 있다. 상부 플레이트(400)의 측면부에 인접 배치되고, 직선으로 형성된 크로스 빔(800)은, 상부 플레이트(400)의 측면부와 하부 팩 하우징(1000)의 측벽부(1100) 사이에 배치되어 강성을 보완하고, 모듈 공간 활용도를 증대시키며 크로스 빔(800)이 냉각 유로 역할까지 함으로써 유로 직선화를 통한 구조 단순화 및 경량화를 구현할 수 있다.
도 5 및 도 6에서 설명한 제1 결합 부재(420)는 하부 팩 하우징(1000)의 일 측벽부(1100)와 제1 셀 블록 어셈블리(100) 사이에 위치하고, 제2 결합 부재(430)는 하부 팩 하우징(1000)의 다른 측벽부(1100)와 제2 셀 블록 어셈블리(200) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 제1 결합 부재(420)와 제2 결합 부재(430)는 상부 플레이트(400)와 모듈 프레임(300)의 바닥부(310) 및/또는 하부 팩 하우징(1000)을 결합시킬 수 있다.
이러한 전지팩은, 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 전지팩은 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.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 제1 셀 블록 어셈블리
110: 전지셀 적층체
120: 버스바 프레임
200: 제2 셀 블록 어셈블리
210: 전지셀 적층체
300: 모듈 프레임
400: 상부 플레이트
401: 연결부
410: 마운팅 부재
420: 제1 결합 부재
430: 제2 결합 부재

Claims (12)

  1. 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체 및 상기 전지셀 적층체의 전면 및 후면 중 적어도 일면에 장착된 버스바 프레임을 포함하는 셀 블록 어셈블리,
    상기 셀 블록 어셈블리를 수용하고, 전후면이 개방된 모듈 프레임,
    상기 셀 블록 어셈블리의 상면 및 전후면을 커버하는 상부 플레이트, 및
    상기 셀 블록 어셈블리의 전후면을 커버하는 상부 플레이트의 측면부에 인접 배치되고, 직선으로 형성된 크로스 빔을 포함하고,
    상기 셀 블록 어셈블리는 상기 전지셀의 길이 방향으로 나란하게 배치된 제1 셀 블록 어셈블리와 제2 셀 블록 어셈블리를 포함하고,
    상기 제1 셀 블록 어셈블리와 상기 제2 셀 블록 어셈블리는, 상기 제1,2 셀 블록 어셈블리에 각각 장착된 상기 버스바 프레임이 서로 마주보도록 이격 배치되는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 상부 플레이트는 상기 측면부로부터 돌출되는 돌출 바닥부를 더 포함하는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 크로스 빔은 상기 돌출 바닥부 상에 배치되는 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 돌출 바닥부와 상기 크로스 빔 사이에 형성된 실링 부재를 더 포함하는 전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 크로스 빔 내부에 냉매 유로가 형성되고, 상기 냉매 유로를 통해 냉매가 유동하는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 제1,2 셀 블록 어셈블리는 상기 전지셀 적층체의 적층 방향과 수직인 방향을 따라 배치되는 전지 모듈.
  7. 제1항에서,
    상기 모듈 프레임 바닥부의 하측에는 냉각 플레이트가 위치하는 전지 모듈.
  8. 제1항에서,
    상기 제1,2 셀 블록 어셈블리와 상기 모듈 프레임 바닥부 사이에는 열전도성 수지층이 형성되고, 상기 열전도성 수지층은 제1 셀 블록 어셈블리의 전후측 하단 및 제2 셀 블록 어셈블리의 전후측 하단에 각각 형성되는 전지 모듈.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 셀 블록 어셈블리와 상기 제2 셀 블록 어셈블리의 사이에 위치하는 마운팅 부재를 더 포함하는 전지 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 상부 플레이트는 상기 제1 셀 블록 어셈블리와 상기 제2 셀 블록 어셈블리의 이격 부분을 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 마운팅 부재는 상기 연결부와 상기 모듈 프레임의 바닥부를 결합시키는 전지 모듈.
  11. 제1항에 따른 전지 모듈, 및
    상기 전지 모듈이 장착되는 하부 팩 하우징을 포함하고,
    상기 상부 플레이트는 상기 측면부로부터 돌출되는 돌출 바닥부를 더 포함하며,
    상기 돌출 바닥부는 상기 하부 팩 하우징의 측벽부와 인접하는 전지팩.
  12. 제11항에서,
    상기 하부 팩 하우징의 일 측벽부와 상기 제1 셀 블록 어셈블리 사이에 위치하는 제1 결합 부재, 및
    상기 하부 팩 하우징의 다른 일 측벽부와 상기 제2 셀 블록 어셈블리 사이에 위치하는 제2 결합 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 결합 부재 및 상기 제2 결합 부재는 상기 상부 플레이트와 상기 모듈 프레임 바닥부 또는 상기 하부 팩 하우징을 결합시키는 전지팩.
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