KR20220075946A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20220075946A
KR20220075946A KR1020200164593A KR20200164593A KR20220075946A KR 20220075946 A KR20220075946 A KR 20220075946A KR 1020200164593 A KR1020200164593 A KR 1020200164593A KR 20200164593 A KR20200164593 A KR 20200164593A KR 20220075946 A KR20220075946 A KR 20220075946A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bus bar
insulating cover
battery
frame
coupled
Prior art date
Application number
KR1020200164593A
Other languages
English (en)
Inventor
정세윤
이종영
오종렬
이백산
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200164593A priority Critical patent/KR20220075946A/ko
Priority to JP2022558535A priority patent/JP7475480B2/ja
Priority to PCT/KR2021/014613 priority patent/WO2022114529A1/ko
Priority to CN202180026808.5A priority patent/CN115398726A/zh
Priority to US17/908,499 priority patent/US20230124214A1/en
Priority to EP21898355.9A priority patent/EP4109649A1/en
Publication of KR20220075946A publication Critical patent/KR20220075946A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/591—Covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/593—Spacers; Insulating plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체의 적어도 일 단부에 위치하는 버스바 프레임, 상기 전지셀 적층체와 상기 버스바 프레임을 포함하는 셀 블록을 수용하는 모듈 프레임, 상기 셀 블록의 전후면을 덮고 상기 모듈 프레임과 결합되는 엔드 플레이트, 및 상기 엔드 플레이트와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 절연 커버를 포함하고, 상기 절연 커버는 제1 절연 커버와 제2 절연 커버를 포함하며, 상기 제1 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합된 제1 버스바를 덮고, 상기 제2 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합된 제2 버스바를 덮는다.

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 버스바간 쇼트 방지 구조가 마련된 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, 상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임 및 상기 전지셀 적층체의 전후면을 커버하는 버스바 프레임을 포함한다.
도 1은 종래 전지 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전지 모듈은, 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임(20), 전지셀 적층체의 전후면을 커버하는 버스바 프레임(30), 버스바 프레임의 외측면에 장착된 복수의 버스바(40) 및 버스바 프레임(30)에서 돌출 형성되어 복수의 버스바(40)들을 구획하는 격벽(50)을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 버스바 중 인접한 버스바들(40) 사이에는 하나의 격벽(50)만이 형성되어 있으며, 버스바들(40) 사이 간격도 굉장히 협소하게 형성될 수 있다. 또한 모듈 프레임 바닥부(21)와 버스바들(40) 사이 간격도 굉장히 좁게 형성될 수 있다.
전지 모듈 내부에서는 수분 발생 및 전지셀들로부터의 전해액 누액 현상이 일어날 수 있고, 이러한 액체들이 버스바들을 부식시켜 버스바 사이의 침전물들이 연결되어 버스바들 간의 쇼트(short) 현상이 발생할 수 있다. 쇼트 현상이 발생할 경우, 전지 모듈의 발화 가능성이 높아져 안전성에 문제가 생길 수 있으며, 결과적으로 버스바들 간의 쇼트 현상을 사전에 방지할 수 있는 버스바 및 버스바 프레임 구조가 필수적으로 요구된다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 버스바들 간의 쇼트 현상을 방지할 수 있는 구조를 가진 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 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체의 적어도 일 단부에 위치하는 버스바 프레임, 상기 전지셀 적층체와 상기 버스바 프레임을 포함하는 셀 블록을 수용하는 모듈 프레임, 상기 셀 블록의 전후면을 덮고 상기 모듈 프레임과 결합되는 엔드 플레이트, 및 상기 엔드 플레이트와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 절연 커버를 포함하고, 상기 절연 커버는 제1 절연 커버와 제2 절연 커버를 포함하며, 상기 제1 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합된 제1 버스바를 덮고, 상기 제2 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합된 제2 버스바를 덮는다.
상기 제1 버스바는 상기 제2 버스바보다 큰 면적을 가질 수 있다.
상기 제2 버스바는, 단자 버스바(terminal busbar)일 수 있다.
상기 절연 커버는 제3 절연 커버를 더 포함하고, 상기 제3 절연 커버는 상기 단자 버스바 일측 단부에서 형성된 돌출부 하단에 위치할 수 있다.
상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버가 각각 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바가 서로 이격된 공간과 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 차폐함으로써, 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바의 단락을 차단할 수 있다.
상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합될 수 있다.
상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 각각 접착제를 이용하여 상기 버스바 프레임에 결합될 수 있다.
상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 각각 체결 부재에 의해 상기 버스바 프레임에 결합될 수 있다.
상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 접착제에 의해 상기 엔드 플레이트에 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩은 상기 전지 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은, 버스바 사이의 간격 확보 구조, 버스바 사이의 이중 격벽 구조 및 버스바와 모듈 프레임 바닥부 사이의 공간 확보 구조를 통해 버스바 간의 쇼트 현상을 방지하여 전지 모듈의 안정성을 확보할 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 종래 전지 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 전지 모듈의 구성 요소들을 결합한 전지 모듈의 부분 사시도이다.
도 4는 도 3의 전지 모듈에 절연 커버를 부착한 모습을 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 4의 전지 모듈에서 절연 커버가 버스바를 덮고 있는 모습을 투영하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 부분 사시도이다.
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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 전지 모듈의 구성 요소들을 결합한 전지 모듈의 부분 사시도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀(110)이 적층 형성된 전지셀 적층체(120), 전지셀 적층체(120)의 양 단부에 장착된 버스바 프레임(130), 전지셀 적층체(120)를 수용하는 프레임 부재(300), 및 전지셀 적층체(120)와 버스바 프레임(130)이 결합된 셀 블록을 양 단부에서 감싸는 엔드 플레이트(600)를 포함한다.
전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 본 실시예에서 전지셀 적층체(120)는 도 2의 y축 방향을 따라 적층되고, z축 방향으로 프레임 부재(300) 내부에 배치되어 프레임 부재(300) 바닥부와 전지셀 적층체(120) 사이에 형성되는 열전도성 수지층(400)에 의해 냉각이 진행될 수 있다.
전지셀 적층체(120)를 수납하는 프레임 부재(300)는 상부 플레이트(310)와 모듈 프레임(320)을 포함할 수 있다. 모듈 프레임(320)은 복수개의 단위 수납부를 포함하고, 상부 플레이트(310)는 모듈 프레임(320)에 장착된 전지셀 적층체(120)의 상부를 덮는 판상형 구조로 형성될 수 있다. 모듈 프레임(320)은 전지셀 적층체(120)의 하면 및 양 측면을 감싸고, 상부 플레이트(310)는 나머지 상면(z축 방향)을 감쌀 수 있다. 상부 플레이트(310)와 모듈 프레임(320)은 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등에 의해 결합됨으로써, 전지셀 적층체(120)를 상하좌우로 커버하는 구조를 형성할 수 있다. 상부 플레이트(310)와 모듈 프레임(320)을 통해 전지셀 적층체(120)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이를 위해 상부 플레이트(310)와 모듈 프레임(320)은 소정의 강도를 갖는 금속 재질을 포함할 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 변형예에 따른 프레임 부재(300)는 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 금속 판재 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, 모듈 프레임(320)과 상부 플레이트(310)가 상호 결합되는 구조가 아니라, 압출 성형으로 제조되어 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 구조일 수 있다.
전지셀 적층체(120)의 개방된 제1 측(x축 방향)과 제2 측(x축 반대 방향)에 버스바 프레임(130)이 위치할 수 있다. 버스바 프레임(130)은 전지셀 적층체(120)의 제1 측(x축 방향)과 제2 측(x축 반대 방향)에 위치하여 전지셀 적층체(120)를 커버함과 동시에 전지셀 적층체(120)와 외부 기기와의 연결을 안내하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 버스바 프레임(130)에는 버스바(280)가 장착될 수 있으며, 전지셀(110)의 전극 리드(111, 112)가 버스바 프레임(130)에 형성된 슬롯을 통과한 후 구부러져 버스바(280)와 접합될 수 있다. 이를 통해 전지셀 적층체(120)를 구성하는 전지셀(110)들이 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 버스바(280)는 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b)를 포함할 수 있고, 제1 버스바(280a)의 면적은 제2 버스바(280b)의 면적 대비 클 수 있다. 이때, 제2 버스바(280b)는 단자 버스바일 수 있고, 제2 버스바(280b)의 일측 단부는 z축 방향에서 x축 방향으로 꺾인 돌출부(280p) 형상을 가질 수 있다.
제2 버스바(280b)의 돌출부(280p)는 전지 모듈(10) 외부로 노출될 수 있다. 제2 버스바(280b)는 다른 전지 모듈이나 BDU(Battery Disconnect Unit) 등과 연결되어 HV(High Voltage) 연결을 구현할 수 있다. 여기서, HV 연결은 전력을 공급하기 위한 전원 역할의 연결로써, 전지셀 간의 연결이나 전지 모듈 간의 연결을 의미한다.
엔드 플레이트(600)는 프레임 부재(300)의 개방된 제1 측(x축 방향)과 제2 측(x축 반대 방향)에 위치하여 전지셀 적층체(120)를 커버하도록 형성될 수 있다. 이러한 엔드 플레이트(600)는 외부의 충격으로부터 전지셀 적층체(120) 및 기타 전장품을 물리적으로 보호할 수 있다. 전지셀 적층체(120)와 엔드 플레이트(600) 사이에 버스바 프레임(130)이 위치할 수 있다.
한편, 버스바 프레임(130)과 엔드 플레이트(600) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연 커버가 형성될 수 있다. 이하에서는 본 실시예에 따른 절연 커버에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 3의 전지 모듈에 절연 커버를 부착한 모습을 나타내는 정면도이다. 도 5는 도 4의 전지 모듈에서 절연 커버가 버스바를 덮고 있는 모습을 투영하여 나타낸 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈은, 엔드 플레이트(600)와 전지셀 적층체(120) 사이에 위치하는 절연 커버(500)를 포함한다. 본 실시예에 따른 절연 커버(500)는 제1 절연 커버(500a)와 제2 절연 커버(500b)를 포함하며, 제1 절연 커버(500a)는 버스바 프레임(130)에 결합된 제1 버스바(280a)를 덮고, 제2 절연 커버(500b)는 버스바 프레임(130)에 결합된 제2 버스바(280b)를 덮을 수 있다.
비교예에 따른 절연 커버의 경우, 서로 이웃하는 2개의 버스바를 물리적으로 가로막는 구조물이 없다. 따라서, 전해액이 유출 및/또는 수분 유입 등에 의해 버스바가 부식되거나 이물에 의해 서로 이웃하는 버스바간 단락이 형성되기 쉽다. 이처럼 버스바간 단락이 발생하면 모듈 발화의 원인이 될 수 있다. 이에 반해, 본 실시예에 따르면, 서로 이웃하는 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b)를 각각 제1 절연 커버(500a)와 제2 절연 커버(500b)가 덮고 있는 구조로 인해, 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b) 사이의 이격 공간(500P)과, 제1 버스바(280a) 및 제2 버스바(280b)를 차폐할 수 있다. 구체적으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 절연 커버(500a)는 제1 버스바(280a)의 x축 방향으로의 정면과, 제1 버스바(280a)를 둘러싸는 4개의 측면을 모두 감싸도록 덮고, 제2 절연 커버(500b) 역시 제2 버스바(280b)의 x축 방향으로의 정면과, 제2 버스바(280b)를 둘러싸는 4개의 측면을 모두 감싸도록 덮을 수 있다. 이러한 구조에 의해, 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b)가 서로 마주보는 양측면 사이의 이격 공간(500P)으로 전해액이 유출되어도 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b)로 흘러 들어가는 것을 물리적으로 차단할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 전해액뿐만 아니라 이물 및 수분으로부터 버스바(280)를 보호할 수 있다.
다시 말해, 제1 절연 커버(500a)와 제2 절연 커버(500b)가 각각 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b)가 서로 이격된 공간(500P)과, 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b)를 차폐함으로써, 제1 버스바(280a)와 제2 버스바(280b)의 단락을 차단할 수 있다.
제1 절연 커버(500a)와 제2 절연 커버(500b)는 버스바 프레임(130)에 결합될 수 있다. 제1 절연 커버(500a)와 제2 절연 커버(500b)는 각각 접착제를 이용하여 버스바 프레임(130)에 결합되거나, 체결 부재에 의해 버스바 프레임(130)에 결합될 수 있다. 체결 부재는 홀, 갈고리 등을 사용하여 결합될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 알려진 다양한 방식에 의해 체결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 부분 사시도이다. 도 6의 실시예는 도 4 및 도 5에서 설명한 실시예와 대부분 동일하고 이하에서는 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 3 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 절연 커버(510)는, 제1 버스바(280a)를 덮는 제1 절연 커버(510a)와 제2 버스바(280b)를 덮는 제2 절연 커버(510b)를 포함하며, 단자 버스바(280b) 일측 단부의 돌출부(280p) 하단에 위치하는 제3 절연 커버(510c)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 제3 절연 커버(510c)는 단자 버스바(280b)에 대한 절연 역할을 할 수 있다. 단자 버스바(280b)는 다른 전지 모듈이나 BDU(Battery Disconnect Unit)와 연결되어 HV(High voltage) 연결을 형성할 수 있다.
제3 절연 커버(510c)는 제2 절연 커버(510b)와 일체로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 차이점 외에 도 4 및 도 5의 실시예에서 설명한 내용은 본 실시예에 모두 적용 가능하다.
앞에서 설명한 전지 모듈은 전지팩에 포함될 수 있다. 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.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 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 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 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.
130: 버스바 프레임
280: 버스바
280a: 제1 버스바
280b: 제2 버스바
500, 510: 절연 커버
500a, 510a: 제1 절연 커버
500b, 510b: 제2 절연 커버
600: 엔드 플레이트

Claims (10)

  1. 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체,
    상기 전지셀 적층체의 적어도 일 단부에 위치하는 버스바 프레임,
    상기 전지셀 적층체와 상기 버스바 프레임을 포함하는 셀 블록을 수용하는 모듈 프레임,
    상기 셀 블록의 전후면을 덮고 상기 모듈 프레임과 결합되는 엔드 플레이트, 및
    상기 엔드 플레이트와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 절연 커버를 포함하고,
    상기 절연 커버는 제1 절연 커버와 제2 절연 커버를 포함하며,
    상기 제1 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합된 제1 버스바를 덮고, 상기 제2 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합된 제2 버스바를 덮는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 버스바는 상기 제2 버스바보다 큰 면적을 갖는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 버스바는, 단자 버스바(terminal busbar)인 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 절연 커버는 제3 절연 커버를 더 포함하고, 상기 제3 절연 커버는 상기 단자 버스바 일측 단부에서 형성된 돌출부 하단에 위치하는 전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버가 각각 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바가 서로 이격된 공간과 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 차폐함으로써, 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바의 단락을 차단하는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 상기 버스바 프레임에 결합되는 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 각각 접착제를 이용하여 상기 버스바 프레임에 결합되는 전지 모듈.
  8. 제6항에서,
    상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 각각 체결 부재에 의해 상기 버스바 프레임에 결합되는 전지 모듈.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 절연 커버와 상기 제2 절연 커버는 접착제에 의해 상기 엔드 플레이트에 결합되는 전지 모듈.
  10. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지팩.
KR1020200164593A 2020-11-30 2020-11-30 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 KR20220075946A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200164593A KR20220075946A (ko) 2020-11-30 2020-11-30 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP2022558535A JP7475480B2 (ja) 2020-11-30 2021-10-19 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
PCT/KR2021/014613 WO2022114529A1 (ko) 2020-11-30 2021-10-19 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN202180026808.5A CN115398726A (zh) 2020-11-30 2021-10-19 电池模块和包括该电池模块的电池组
US17/908,499 US20230124214A1 (en) 2020-11-30 2021-10-19 Battery module and battery pack including the same
EP21898355.9A EP4109649A1 (en) 2020-11-30 2021-10-19 Battery module and battery pack including same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200164593A KR20220075946A (ko) 2020-11-30 2020-11-30 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220075946A true KR20220075946A (ko) 2022-06-08

Family

ID=81754777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200164593A KR20220075946A (ko) 2020-11-30 2020-11-30 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230124214A1 (ko)
EP (1) EP4109649A1 (ko)
JP (1) JP7475480B2 (ko)
KR (1) KR20220075946A (ko)
CN (1) CN115398726A (ko)
WO (1) WO2022114529A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117916147A (zh) * 2021-09-13 2024-04-19 印度摩托车国际有限公司 电池箱组件

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2011105095A1 (ja) * 2010-02-24 2013-06-20 三洋電機株式会社 バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
JP5881207B2 (ja) * 2012-02-09 2016-03-09 矢崎総業株式会社 電池接続体
JP6264720B2 (ja) * 2012-12-04 2018-01-24 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
JP6627682B2 (ja) * 2016-07-29 2020-01-08 株式会社デンソー 電池パック
US11376969B2 (en) * 2016-12-27 2022-07-05 Yura Corporation Co., Ltd. Bus bar assembly and frame assembly
KR102106344B1 (ko) * 2017-02-28 2020-05-04 주식회사 유라코퍼레이션 복수의 배터리 셀들의 과충전을 방지하기 위한 배터리 보호 모듈 및 배터리 모듈
CN206758616U (zh) * 2017-04-26 2017-12-15 北京新能源汽车股份有限公司 电池组件以及车辆
CN207852747U (zh) * 2017-12-29 2018-09-11 余姚市惠美电器有限公司 一种电动汽车用动力电池
KR102647282B1 (ko) * 2018-09-12 2024-03-12 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR102250193B1 (ko) * 2018-10-10 2021-05-07 주식회사 엘지화학 공간 절약형 icb 조립체를 적용한 배터리 모듈
KR20200084450A (ko) * 2018-12-26 2020-07-13 주식회사 엘지화학 효율적인 조립 구조를 갖는 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102387356B1 (ko) * 2019-02-21 2022-04-14 주식회사 엘지에너지솔루션 유동 너트를 구비한 단자 연결구조를 갖는 전지 모듈과 이를 포함한 전지 팩

Also Published As

Publication number Publication date
CN115398726A (zh) 2022-11-25
US20230124214A1 (en) 2023-04-20
JP7475480B2 (ja) 2024-04-26
EP4109649A1 (en) 2022-12-28
WO2022114529A1 (ko) 2022-06-02
JP2023519376A (ja) 2023-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102270234B1 (ko) 크로스 빔을 내장한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102416919B1 (ko) 전지 모듈
JP7292654B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20200067587A (ko) 전지팩
KR20210017172A (ko) 자동차용 언더 바디
KR20220041428A (ko) 전지 모듈, 전지팩 및 이를 포함하는 자동차
JP2023526640A (ja) 大型バッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック
KR102074322B1 (ko) 통합형 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20210127316A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP7475480B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20220102950A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20210041284A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20210060243A (ko) 전지 모듈 및 그 제조 방법
JP7463016B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
KR102464825B1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20220120917A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP2022525331A (ja) 電池パックおよび該電池パックを含むデバイス
JP2022545245A (ja) 電池モジュール
KR20210010239A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR102216115B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP7427315B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
JP7451023B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
JP7466978B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
JP6999238B2 (ja) 電池モジュール及び組電池
KR20210113754A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스