KR20220129324A - Battery module and battery pack including the same - Google Patents

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KR20220129324A KR1020210034065A KR20210034065A KR20220129324A KR 20220129324 A KR20220129324 A KR 20220129324A KR 1020210034065 A KR1020210034065 A KR 1020210034065A KR 20210034065 A KR20210034065 A KR 20210034065A KR 20220129324 A KR20220129324 A KR 20220129324A
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Abstract

A battery module according to an embodiment of the present invention includes: a battery cell laminate in which a plurality of battery cells are stacked; a module frame in which the battery cell laminate is accommodated; and a cooling frame located at the lower or upper portion of the module frame and having a cooling passage through which a refrigerant flows. The cooling frame includes an inlet and an outlet connected to the cooling passage. The inlet is located at one side of the cooling frame, and the outlet is located at the other side opposite to the one side of the cooling frame. A first direction change switch is disposed at the inlet, and a second direction change switch is disposed at the outlet. The battery module of the present invention is effective in resolving a cooling difference between battery cells.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}A battery module and a battery pack including the same

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 냉각 성능이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, and more particularly, to a battery module with improved cooling performance and a battery pack including the same.

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.In modern society, as portable devices such as mobile phones, laptops, camcorders, and digital cameras are used in daily life, the development of technologies related to the mobile devices as described above is being actively developed. In addition, a rechargeable battery capable of charging and discharging is a measure to solve air pollution such as conventional gasoline vehicles using fossil fuels, and electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles ( P-HEV) is being used as a power source, and the need for the development of secondary batteries is increasing.

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.Currently commercialized secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries do not have much memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are possible freely. , the self-discharge rate is very low and the energy density is high.

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.Such a lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are respectively applied with a separator interposed therebetween, and a battery case for sealingly accommodating the electrode assembly together with an electrolyte.

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.In general, a lithium secondary battery may be classified into a can-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet according to the shape of the exterior material.

소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 전지셀들이 배치되나, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 이용되는 이차 전지의 경우는, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈(Battery module)이 이용된다. 이러한 전지 모듈은 다수의 전지셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지셀 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 전지팩을 형성할 수 있다.In the case of secondary batteries used in small devices, 2-3 battery cells are disposed, but in the case of secondary batteries used in mid- to large-sized devices such as automobiles, a battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected this is used In such a battery module, a plurality of battery cells are connected in series or parallel to each other to form a battery cell stack, thereby improving capacity and output. In addition, one or more battery modules may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system to form a battery pack.

이차 전지는, 적정 온도보다 높아지는 경우 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 특히, 다수의 이차 전지, 즉 전지셀을 구비한 전지 모듈이나 전지팩은 좁은 공간에서 다수의 전지셀로부터 나오는 열이 합산되어 온도가 더욱 빠르고 심하게 올라갈 수 있다. 다시 말해서, 다수의 전지셀이 적층된 전지 모듈과 이러한 전지 모듈이 장착된 전지팩의 경우, 높은 출력을 얻을 수 있지만, 충전 및 방전 시 전지셀에서 발생하는 열을 제거하는 것이 용이하지 않다. 전지셀의 방열이 제대로 이루어지지 않을 경우 전지셀의 열화가 빨라지면서 수명이 짧아지게 되고, 폭발이나 발화의 가능성이 커지게 된다. 더욱이, 차량용 전지팩에 포함되는 전지 모듈의 경우, 직사광선에 자주 노출되고, 여름철이나 사막 지역과 같은 고온 조건에 놓일 수 있다.In the case of a secondary battery, when the temperature is higher than an appropriate temperature, the performance of the secondary battery may be deteriorated, and in severe cases, there is a risk of explosion or ignition. In particular, in a plurality of secondary batteries, that is, a battery module or battery pack having battery cells, heat emitted from the plurality of battery cells is added up in a narrow space, so that the temperature may rise more rapidly and severely. In other words, in the case of a battery module in which a plurality of battery cells are stacked and a battery pack equipped with such a battery module, high output can be obtained, but it is not easy to remove heat generated from the battery cells during charging and discharging. If the heat dissipation of the battery cell is not performed properly, the battery cell deteriorates rapidly and the lifespan is shortened, and the possibility of explosion or ignition increases. Moreover, in the case of a battery module included in a battery pack for a vehicle, it is frequently exposed to direct sunlight and may be subjected to high temperature conditions such as summer or desert areas.

한편, 전지 모듈이나 전지팩은, 전지셀들이 밀집되어 있는 구조 상, 외곽 부분의 온도보다는 중앙 부분의 온도가 높다. 전지 모듈 내부에서의 온도 편차는, 출력 저하, 수명 단축 등 전지 모듈의 성능 저하로 이어지기 때문에 전지 모듈 내부의 전지셀 간의 온도 편차를 줄이는 것이 중요하다. 즉, 전지 모듈이나 전지팩을 구성하는 경우, 안정적이면서도 효과적인 냉각 성능을 확보함과 동시에 내부의 전지셀들 간의 온도 편차를 해소하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.On the other hand, in the battery module or battery pack, the temperature of the central portion is higher than the temperature of the outer portion due to the structure in which the battery cells are dense. Since the temperature deviation inside the battery module leads to deterioration of the performance of the battery module, such as reduced output and shortened life, it is important to reduce the temperature deviation between the battery cells inside the battery module. That is, when configuring a battery module or battery pack, it can be said that it is very important to secure stable and effective cooling performance and at the same time to resolve the temperature deviation between the internal battery cells.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전지셀 간의 냉각 편차를 해소하는 것에 효과적인 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery module effective for resolving a cooling deviation between battery cells and a battery pack including the same.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above-described problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체가 수납되는 모듈 프레임; 및 상기 모듈 프레임의 하부 또는 상부에 위치하고, 냉매가 흐르는 냉각 유로를 갖는 냉각 프레임을 포함한다. 상기 냉각 프레임은, 상기 냉각 유로와 연결된 유입부 및 배출부를 포함한다. 상기 유입부는 상기 냉각 프레임의 일측에 위치하고, 상기 배출부는 상기 냉각 프레임의 상기 일측의 반대편에 위치한 다른 일측에 위치한다. 상기 유입부에는, 제1 방향전환 스위치가 배치되고, 상기 배출부에는 제2 방향전환 스위치가 배치된다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a module frame in which the battery cell stack is accommodated; and a cooling frame positioned below or above the module frame and having a cooling passage through which a refrigerant flows. The cooling frame includes an inlet and an outlet connected to the cooling passage. The inlet portion is located on one side of the cooling frame, and the discharge portion is located on the other side opposite to the one side of the cooling frame. A first direction change switch is disposed on the inlet, and a second direction change switch is disposed on the outlet.

상기 냉각 유로는, 상기 냉각 프레임의 가장 바깥쪽에 각각 위치하는 좌측 냉각 유로와 우측 냉각 유로 및 상기 좌측 냉각 유로와 상기 우측 냉각 유로 사이에 위치하는 중앙 냉각 유로를 포함할 수 있다.The cooling passage may include a left cooling passage and a right cooling passage respectively positioned at the outermost sides of the cooling frame, and a central cooling passage positioned between the left cooling passage and the right cooling passage.

상기 유입부를 통해 유입된 상기 냉매는, 상기 제1 방향전환 스위치에 의해 상기 좌측 냉각 유로 또는 상기 우측 냉각 유로를 따라 흐르고, 상기 제2 방향전환 스위치에 의해 상기 중앙 냉각 유로를 따라 흐를 수 있다.The refrigerant introduced through the inlet may flow along the left cooling passage or the right cooling passage by the first direction change switch, and may flow along the central cooling passage by the second direction change switch.

상기 냉각 유로는, 상기 좌측 냉각 유로와 상기 중앙 냉각 유로 사이에 위치하는 좌심 냉각 유로 및 상기 우측 냉각 유로와 상기 중앙 냉각 유로 사이에 위치하는 우심 냉각 유로를 포함할 수 있다. 상기 제2 방향전환 스위치에 의해 상기 중앙 냉각 유로를 통과한 상기 냉매는, 상기 좌심 냉각 유로 및 상기 우심 냉각 유로 중 적어도 하나를 따라 흐를 수 있다.The cooling passage may include a left cooling passage positioned between the left cooling passage and the central cooling passage and a right cooling passage positioned between the right cooling passage and the central cooling passage. The refrigerant having passed through the central cooling passage by the second direction change switch may flow along at least one of the left-center cooling passage and the right-center cooling passage.

상기 좌심 냉각 유로 및 상기 우심 냉각 유로 중 적어도 하나를 따라 흐른 상기 냉매는, 상기 제1 방향전환 스위치에 의해 상기 우측 냉각 유로 또는 상기 좌측 냉각 유로를 따라 흐르고, 상기 제2 방향전환 스위치에 의해 상기 배출부를 통해 배출될 수 있다.The refrigerant flowing along at least one of the left-center cooling passage and the right-center cooling passage flows along the right cooling passage or the left cooling passage by the first direction change switch, and is discharged by the second direction change switch It can be released through wealth.

상기 제1 방향전환 전환 스위치는, 상기 유입부가 상기 좌측 냉각 유로와 상기 우측 냉각 유로 중 하나와 연결되도록 전환될 수 있다.The first direction change changeover switch may be switched such that the inlet portion is connected to one of the left cooling passage and the right cooling passage.

상기 제2 방향전환 전환 스위치는, 상기 배출부가 상기 좌측 냉각 유로와 상기 우측 냉각 유로 중 하나와 연결되도록 전환될 수 있다.The second direction change changeover switch may be switched such that the discharge unit is connected to one of the left cooling passage and the right cooling passage.

상기 좌측 냉각 유로, 상기 우측 냉각 유로 및 상기 중앙 냉각 유로는, 상기 전지셀의 길이 방향을 따라 뻗을 수 있다.The left cooling passage, the right cooling passage, and the central cooling passage may extend along a longitudinal direction of the battery cell.

상기 제1 방향전환 스위치 및 상기 제2 방향전환 스위치는, 주기적으로 방향이 변함으로써, 상기 냉각 프레임의 좌측 또는 우측에서 먼저 상기 냉매가 흐를 수 있다.The first direction change switch and the second direction change switch, by periodically changing directions, the refrigerant may flow first from the left or right side of the cooling frame.

상기 전지 모듈은, 상기 전지 모듈의 좌측 부분과 우측 부분 각각의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 토대로, 상기 제1 방향전환 스위치가 상기 전지 모듈의 좌측 부분과 우측 부분 중 온도가 더 높은 부분에 대응하는 냉각 유로에 상기 냉매를 우선 공급할 수 있다.The battery module may further include a temperature sensor for measuring a temperature of each of the left and right portions of the battery module. Based on the temperature information measured by the temperature sensor, the first direction change switch may first supply the refrigerant to a cooling passage corresponding to a portion having a higher temperature among the left and right portions of the battery module.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전지셀들의 온도 현황에 따라 냉각 유로의 흐름을 변경할 수 있는 냉각 장치를 마련함으로써, 전지 모듈 내의 냉각 편차를 줄일 수 있다.According to embodiments of the present invention, by providing a cooling device capable of changing the flow of the cooling passage according to the temperature status of the battery cells, it is possible to reduce the cooling deviation in the battery module.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈에 포함된 전지셀을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 전지 모듈에 포함된 냉각 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5는, 도 3의 냉각 프레임을, xy 평면 상에서 -z축 방향을 따라 바라본 평면도들이다.
1 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a battery cell included in the battery module of FIG. 1 .
3 is a perspective view illustrating a cooling frame included in the battery module of FIG. 1 .
4 and 5 are plan views of the cooling frame of FIG. 3 viewed along the -z axis on the xy plane.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.

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.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of explanation, the thickness of some layers and regions is exaggerated.

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.Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference part means to be located above or below the reference part, and it means to be located "on" or "on" in the direction opposite to the gravity. not.

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.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

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.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar view", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-section", it means when the cross-section obtained by cutting the target part vertically is viewed from the side.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈에 포함된 전지셀을 나타낸 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating a battery cell included in the battery module of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(120); 전지셀 적층체(120)가 수납되는 모듈 프레임(200); 및 모듈 프레임(200)의 하부 또는 상부에 위치하고, 냉각 유로를 갖는 냉각 프레임(300)을 포함한다.1 and 2 , the battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack 120 in which a plurality of battery cells 110 are stacked; a module frame 200 in which the battery cell stack 120 is accommodated; and a cooling frame 300 positioned below or above the module frame 200 and having a cooling passage.

우선, 도 2를 참고하면, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 2개의 전극리드(111, 112)가 서로 대향하여 셀 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 보다 상세하게는 전극리드(111, 112)는 전극 조립체(미도시)와 연결되고, 전극 조립체(미도시)로부터 전지셀(110)의 외부로 돌출된다. 한편, 이와 달리, 2개의 전극 리드가 서로 같은 방향으로 돌출되는 단방향 파우치형 전지셀들이 사용될 수 있음은 물론이다.First, referring to FIG. 2 , the battery cell 110 is preferably a pouch-type battery cell. For example, in the battery cell 110 according to the present embodiment, the two electrode leads 111 and 112 are opposite to each other and protrude from one end 114a and the other end 114b of the cell body 113, respectively. has a structure in In more detail, the electrode leads 111 and 112 are connected to an electrode assembly (not shown) and protrude from the electrode assembly (not shown) to the outside of the battery cell 110 . Meanwhile, as a matter of course, unidirectional pouch-type battery cells in which two electrode leads protrude in the same direction may be used.

한편, 전지셀(110)은, 셀 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 셀 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지셀(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. 셀 케이스(114)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the battery cell 110 , both ends 114a and 114b of the cell case 114 and one side 114c connecting them are adhered in a state in which an electrode assembly (not shown) is accommodated in the cell case 114 . It can be manufactured by In other words, the battery cell 110 according to the present embodiment has a total of three sealing portions 114sa, 114sb, 114sc, and the sealing portions 114sa, 114sb, 114sc are sealed by a method such as thermal fusion. , the other one side may be formed of a connection part 115 . The cell case 114 may be formed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.

또한, 연결부(115)는 전지셀(110)의 일 테두리를 따라 길게 뻗을 수 있고, 연결부(115)의 단부에는 배트 이어(bat-ear)라 불리우는 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 또한, 돌출된 전극리드(111, 112)를 사이에 두고 셀 케이스(114)가 밀봉되면서, 전극리드(111, 112)와 셀 본체(113) 사이에 테라스(Terrace)부(116)가 형성될 수 있다. 즉, 전지셀(110)은, 전극리드(111, 112)가 돌출된 방향으로 셀 케이스(114)로부터 연장 형성된 테라스부(116)를 포함한다.In addition, the connection part 115 may extend along one edge of the battery cell 110 , and a protrusion 110p of the battery cell 110 called a bat-ear is formed at an end of the connection part 115 . can be In addition, as the cell case 114 is sealed with the protruding electrode leads 111 and 112 interposed therebetween, a terrace portion 116 is formed between the electrode leads 111 and 112 and the cell body 113 . can That is, the battery cell 110 includes a terrace portion 116 formed to extend from the cell case 114 in a direction in which the electrode leads 111 and 112 protrude.

전지셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지셀 적층체(120)를 형성할 수 있다. 도 1을 참고하면, 전지셀(110)들이 y축 방향을 따라 적층되어 전지셀 적층체(120)를 형성할 수 있다. 이에 따라 전극리드(111, 112)들은 x축 방향과 -x축 방향을 향해 돌출될 수 있다.The battery cells 110 may be configured in plurality, and the plurality of battery cells 110 may be stacked to be electrically connected to each other to form the battery cell stack 120 . Referring to FIG. 1 , the battery cells 110 may be stacked along the y-axis direction to form the battery cell stack 120 . Accordingly, the electrode leads 111 and 112 may protrude toward the x-axis direction and the -x-axis direction.

한편, 전극리드(111, 112)들이 돌출된 방향(x축 방향, -x축 방향)으로, 모듈 프레임(200)이 개방될 수 있으며, 구체적으로 도시하지 않았으나 모듈 프레임(200)의 개방된 양 측에 각각 엔드 플레이트(미도시)가 위치할 수 있다. 모듈 프레임(200)과 엔드 플레이트(미도시)는 외부의 충격으로부터 전지셀 적층체(120)를 비롯한 여러 전장품을 보호할 수 있다. 이를 위해 모듈 프레임(200) 및 엔드 플레이트는 소정의 강도를 가져야 하며 알루미늄과 같은 금속을 포함할 수 있다.On the other hand, in the direction in which the electrode leads 111 and 112 protrude (x-axis direction, -x-axis direction), the module frame 200 may be opened, and although not specifically shown, the open amount of the module frame 200 . Each end plate (not shown) may be located on the side. The module frame 200 and the end plate (not shown) may protect various electrical components including the battery cell stack 120 from external impact. To this end, the module frame 200 and the end plate must have a predetermined strength and may include a metal such as aluminum.

구체적으로 도시하지 않았으나, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀은 각형 전지셀 또는 원통형 전지셀일 수 있다.Although not specifically shown, the battery cell according to another embodiment of the present invention may be a prismatic battery cell or a cylindrical battery cell.

이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참고하여, 본 실시예에 따른 냉각 프레임에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the cooling frame according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5 .

도 3은 도 1의 전지 모듈에 포함된 냉각 프레임을 나타낸 사시도이다. 도 4 및 도 5는, 도 3의 냉각 프레임을, xy 평면 상에서 -z축 방향을 따라 바라본 평면도들이다. 3 is a perspective view illustrating a cooling frame included in the battery module of FIG. 1 . 4 and 5 are plan views of the cooling frame of FIG. 3 viewed along the -z axis on the xy plane.

도 1 및 도 3 내지 도 5를 참고하면, 상술한 바 대로, 본 실시예에 따른 냉각 프레임(300)은, 모듈 프레임(200)의 하부 또는 상부에 위치하고, 그 내부에 냉각 유로(300F)를 갖는다. 도 1에는, 본 발명의 일 실시예로써, 모듈 프레임(200)의 하부에 위치한 냉각 프레임(300)을 도시하였으나, 모듈 프레임(200)의 상부에 위치한 냉각 프레임도 가능함은 물론이다.1 and 3 to 5 , as described above, the cooling frame 300 according to the present embodiment is located at the lower or upper portion of the module frame 200 , and a cooling passage 300F is formed therein. have 1 shows the cooling frame 300 located below the module frame 200 as an embodiment of the present invention, of course, a cooling frame located above the module frame 200 is also possible.

본 실시예에 따른 냉각 프레임(300)은 냉각 유로(300F)와 연결된 유입부(310) 및 배출부(320)를 포함한다. 유입부(310)를 통해 냉매가 냉각 유로(300F)에 유입되고, 유입된 냉매는 냉각 유로(300F)를 따라 흐른 뒤 배출부(320)를 통해 외부로 배출된다. 상기 냉매는 냉각을 위한 매개물로써, 특별한 제한은 없으나, 냉각수일 수 있다. The cooling frame 300 according to the present embodiment includes an inlet 310 and an outlet 320 connected to the cooling passage 300F. The refrigerant flows into the cooling passage 300F through the inlet 310 , and the introduced refrigerant flows along the cooling passage 300F and then is discharged to the outside through the outlet 320 . The refrigerant is a medium for cooling, and there is no particular limitation, but may be cooling water.

유입부(310)에는, 제1 방향전환 스위치(300S1)가 배치되고, 배출부(320)에는 제2 방향전환 스위치(300S2)가 배치된다. 후술하겠으나, 제1 방향전환 스위치(300S1)와 제2 방향전환 스위치(300S2)는, 냉매의 이동 경로를 전환하는 기능을 담당한다 .The inlet 310, the first direction change switch (300S1) is disposed, the outlet 320, the second direction change switch (300S2) is disposed. As will be described later, the first direction change switch 300S1 and the second direction change switch 300S2 are responsible for switching the movement path of the refrigerant .

유입부(310)는 냉각 프레임(300)의 일측에 위치하고, 배출부(320)는 상기 일측의 반대편에 위치한 다른 일측에 위치한다. 즉, 냉각 프레임(300)으로부터 유입부(310)와 배출부(320)가 서로 대향하여 돌출된다. 유입부(310)와 배출부(320)는 파이프 형태로 도시되었으나, 냉매를 공급하고 배출한다면 그 형태에 특별한 제한은 없다. The inlet 310 is located at one side of the cooling frame 300 , and the discharge unit 320 is located at the other side opposite to the one side. That is, the inlet 310 and the outlet 320 protrude from the cooling frame 300 to face each other. Although the inlet 310 and the outlet 320 are shown in the form of a pipe, if the refrigerant is supplied and discharged, the form is not particularly limited.

한편, 냉각 프레임(300)에는 냉매의 흐름을 가이드하기 위한 격벽(300W)들이 형성되어 있고, 이러한 격벽(300W)들 사이에 냉각 유로(300F)가 형성된다. 본 실시예에 따른 냉각 프레임(300)은, 상부가 개방된 형태일 수 있다. 냉각 프레임(300)의 개방된 상부에 모듈 프레임(200)의 바닥부(210)가 접합되어, 냉각 유로(300F)가 밀폐될 수 있다. Meanwhile, partition walls 300W for guiding the flow of refrigerant are formed in the cooling frame 300 , and a cooling passage 300F is formed between the partition walls 300W. The cooling frame 300 according to the present embodiment may have an open top. The bottom portion 210 of the module frame 200 is bonded to the open upper portion of the cooling frame 300 , so that the cooling passage 300F may be sealed.

한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 냉각 프레임이 모듈 프레임(200)의 상부에 위치할 경우, 냉각 프레임은 하부가 개방된 형태일 수 있다. 냉각 프레임의 개방된 하부에 모듈 프레임(200)의 천장부(220)가 접합되어, 냉각 유로가 밀폐될 수 있다. Meanwhile, although not specifically illustrated, when the cooling frame is located above the module frame 200 , the cooling frame may have an open lower portion. The ceiling portion 220 of the module frame 200 is bonded to the open lower portion of the cooling frame, so that the cooling passage may be sealed.

다만, 위의 냉각 프레임들의 형태는 일종이 예시들이며, 또 다른 실시예로써, 개방된 부분 없이 내부에 냉각 유로(300F)가 형성된 구조도 가능함은 물론이다.However, the types of the above cooling frames are examples, and as another embodiment, a structure in which the cooling passage 300F is formed without an open part is also possible.

본 실시예예 따른 냉각 유로(300F)는, 냉각 프레임(300)의 가장 바깥쪽에 각각 위치하는 좌측 냉각 유로(300L)와 우측 냉각 유로(300R) 및 좌측 냉각 유로(300L)와 우측 냉각 유로(300R) 사이에 위치하는 중앙 냉각 유로(300C)를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 본 명세서에서 좌측은 -y축 방향을 지칭하고, 우측은 y축 방향을 지칭한다. 도 1 및 도 3을 다시 참고하면, 좌측 냉각 유로(300L), 우측 냉각 유로(300R) 및 중앙 냉각 유로(300C)는, 전지셀(110)의 길이 방향을 따라 뻗는 형태일 수 있다. 전지셀(110)의 길이 방향이라 함은, 전극리드(111, 112)가 돌출되는 방향과 평행한 방향으로써, x축 방향 또는 -x축 방향일 수 있다. 또한, 좌측 냉각 유로(300L), 우측 냉각 유로(300R) 및 중앙 냉각 유로(300C)는 각각 1개인 것으로 도시되어 있으나, 유로의 개수에 대한 특별한 제한은 없으므로, 각각이 복수로 구성될 수 있다.The cooling passage 300F according to the present embodiment includes a left cooling passage 300L and a right cooling passage 300R, and a left cooling passage 300L and a right cooling passage 300R respectively located at the outermost sides of the cooling frame 300 . It may include a central cooling passage 300C located therebetween. For convenience of description, in this specification, the left side refers to the -y-axis direction, and the right side refers to the y-axis direction. Referring back to FIGS. 1 and 3 , the left cooling passage 300L, the right cooling passage 300R, and the central cooling passage 300C may have a shape extending in the longitudinal direction of the battery cell 110 . The longitudinal direction of the battery cell 110 is a direction parallel to the direction in which the electrode leads 111 and 112 protrude, and may be an x-axis direction or a -x-axis direction. In addition, although the left cooling passage 300L, the right cooling passage 300R, and the central cooling passage 300C are each illustrated as being one, there is no particular limitation on the number of passages, so that each may be configured in plurality.

유입부(310)를 통해 유입된 냉매는, 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 좌측 냉각 유로(300L) 또는 우측 냉각 유로(300R)를 따라 흐르고, 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 중앙 냉각 유로(300C)를 따라 흐를 수 있다. 도 4는, 상기 냉매가 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 먼저 좌측 냉각 유로(300L)를 따라 흐르는 상태를 도시한 것이고, 도 5는, 상기 냉매가 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 먼저 우측 냉각 유로(300R)를 따라 흐르는 상태를 도시한 것이다.The refrigerant introduced through the inlet 310 flows along the left cooling flow path 300L or the right cooling flow path 300R by the first direction change switch 300S1, and at the center by the second direction change switch 300S2. It may flow along the cooling passage 300C. 4 shows a state in which the refrigerant first flows along the left cooling flow path 300L by the first direction change switch 300S1, and FIG. 5 shows that the refrigerant flows through the first direction change switch 300S1. First, the flow along the right cooling passage 300R is shown.

제1 방향전환 스위치(300S1)는, 유입부(310)가 좌측 냉각 유로(300L)와 우측 냉각 유로(300R) 중 하나와 연결되도록 전환될 수 있다. 일례로, 중심부는 고정된 채, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도 회전할 수 있도록 구성되어, 냉매의 흐름을 전환할 수 있다.The first direction change switch 300S1 may be switched such that the inlet 310 is connected to one of the left cooling passage 300L and the right cooling passage 300R. As an example, the central part is fixed and configured to rotate 90 degrees in a clockwise or counterclockwise direction, so that the flow of the refrigerant can be switched.

마찬가지로, 제2 방향전환 스위치(300S2)는, 배출부(320)가 좌측 냉각 유로(300L)와 우측 냉각 유로(300R) 중 하나와 연결되도록 전환될 수 있다. 일례로, 중심부는 고정된 채, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도 회전할 수 있도록 구성되어, 냉매의 흐름을 전환할 수 있다.Similarly, the second direction change switch 300S2 may be switched such that the discharge unit 320 is connected to one of the left cooling passage 300L and the right cooling passage 300R. As an example, the central part is fixed and configured to rotate 90 degrees in a clockwise or counterclockwise direction, so that the flow of the refrigerant can be switched.

유입부(310)가 좌측 냉각 유로(300L)와 연결될 경우, 배출부(320)는 우측 냉각 유로(300R)와 연결되는 것이 바람직하다. 반대로, 유입부(310)가 우측 냉각 유로(300R)와 연결될 경우, 배출부(320)는 좌측 냉각 유로(300L)와 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 연결 형태를 형성하도록, 제1 방향전환 스위치(300S1)와 제2 방향전환 스위치(300S2)가 조절될 수 있다.When the inlet 310 is connected to the left cooling passage 300L, the outlet 320 is preferably connected to the right cooling passage 300R. Conversely, when the inlet 310 is connected to the right cooling passage 300R, the outlet 320 is preferably connected to the left cooling passage 300L. To form such a connection form, the first direction change switch (300S1) and the second direction change switch (300S2) may be adjusted.

한편, 냉각 유로(300F)는, 좌측 냉각 유로(300L)와 중앙 냉각 유로(300C) 사이에 위치하는 좌심 냉각 유로(300LC) 및 우측 냉각 유로(300R)와 중앙 냉각 유로(300C) 사이에 위치하는 우심 냉각 유로(300RC)를 포함할 수 있다. On the other hand, the cooling passage 300F is located between the left cooling passage 300LC and the right cooling passage 300R and the central cooling passage 300C located between the left cooling passage 300L and the central cooling passage 300C. It may include a right-core cooling passage 300RC.

제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 중앙 냉각 유로(300C)를 따라 흐른 상기 냉매는, 좌심 냉각 유로(300LC) 및 우심 냉각 유로(300RC) 중 적어도 하나를 따라 흐를 수 있다. The refrigerant flowing along the central cooling passage 300C by the second direction changeover switch 300S2 may flow along at least one of the left-center cooling passage 300LC and the right-center cooling passage 300RC.

좌심 냉각 유로(300LC) 및 우심 냉각 유로(300RC) 중 적어도 하나를 따라 흐른 상기 냉매는, 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 우측 냉각 유로(300R) 또는 좌측 냉각 유로(300L)를 따라 흐르고, 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 배출부(320)를 통해 배출될 수 있다. The refrigerant flowing along at least one of the left-center cooling passage 300LC and the right-center cooling passage 300RC flows along the right cooling passage 300R or the left cooling passage 300L by the first direction changeover switch 300S1, It may be discharged through the discharge unit 320 by the second direction change switch (300S2).

이하에서는, 도 4 및 도 5 각각의 경우에 따른, 냉매의 흐름에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the flow of the refrigerant according to each case of FIGS. 4 and 5 will be described in detail.

먼저, 도 4를 참고하면, 유입부(310)는 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 좌측 냉각 유로(300L)와 연결될 수 있고, 배출부(320)는 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 우측 냉각 유로(300R)와 연결될 수 있다. First, referring to FIG. 4 , the inlet 310 may be connected to the left cooling flow path 300L by the first direction change switch 300S1 , and the discharge unit 320 is connected to the second direction change switch 300S2 . may be connected to the right cooling passage 300R by the

유입부(310)를 통해 유입된 냉매는, 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 좌측 냉각 유로(300L)를 따라 흐른 뒤, 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 중앙 냉각 유로(300C)를 따라 흐른다. 중앙 냉각 유로(300C)를 통과한 냉매는 좌심 냉각 유로(300LC) 및 우심 냉각 유로(300RC)를 따라 흐른 뒤 다시 모이고, 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 우측 냉각 유로(300R)를 따라 흐른다. 최종적으로 상기 냉매는, 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 배출부(320)를 통해 배출된다.The refrigerant introduced through the inlet 310 flows along the left cooling flow path 300L by the first direction change switch 300S1, and then flows through the central cooling passage 300C by the second direction change switch 300S2. flows along The refrigerant that has passed through the central cooling passage 300C flows along the left-center cooling passage 300LC and the right-center cooling passage 300RC and then gathers again, and flows along the right-side cooling passage 300R by the first direction changeover switch 300S1. . Finally, the refrigerant is discharged through the discharge unit 320 by the second direction change switch (300S2).

즉, 도 4의 경우는, 유입부(310)를 통해 유입된 냉매가 먼저 좌측 냉각 유로(300L)를 따라 흐른다. 좌측 냉각 유로(300L)의 냉매는, 이미 열교환이 상당 부분 이루어진 우측 냉각 유로(300R)의 냉매보다 온도가 낮다. 즉, 전지셀 적층체(120) 중 좌측 영역에 대해 냉각 성능을 높이고자 할 때, 본 실시예에 따른 냉각 프레임(300)은 도 4와 같은 형태를 갖는다.That is, in the case of FIG. 4 , the refrigerant introduced through the inlet 310 first flows along the left cooling passage 300L. The refrigerant in the left cooling passage 300L has a lower temperature than the refrigerant in the right cooling passage 300R, which has already undergone a significant portion of heat exchange. That is, when the cooling performance of the left region of the battery cell stack 120 is to be increased, the cooling frame 300 according to the present embodiment has a shape as shown in FIG. 4 .

다음, 도 5를 참고하면, 유입부(310)는 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 우측 냉각 유로(300R)와 연결될 수 있고, 배출부(320)는 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 좌측 냉각 유로(300L)와 연결될 수 있다. 즉, 도 5의 제1 방향전환 스위치(300S1)와 제2 방향전환 스위치(300S2)는, 도 4의 경우와 비교하여, 시계방향으로 90도 회전된 상태이다.Next, referring to FIG. 5 , the inlet 310 may be connected to the right cooling flow path 300R by the first direction change switch 300S1 , and the discharge unit 320 may be connected to the second direction change switch 300S2 . may be connected to the left cooling passage 300L by the That is, the first direction change switch 300S1 and the second direction change switch 300S2 of FIG. 5 are in a state rotated 90 degrees clockwise as compared to the case of FIG. 4 .

유입부를(310) 통해 유입된 냉매는, 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 우측 냉각 유로(300R)를 따라 흐른 뒤, 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 중앙 냉각 유로(300C)를 따라 흐른다. 중앙 냉각 유로(300C)를 통과한 냉매는 좌심 냉각 유로(300LC) 및 우심 냉각 유로(300RC)를 따라 흐른 뒤 다시 모이고, 제1 방향전환 스위치(300S1)에 의해 좌측 냉각 유로(300L)를 따라 흐른다. 최종적으로 상기 냉매는, 제2 방향전환 스위치(300S2)에 의해 배출부(320)를 통해 배출된다.The refrigerant introduced through the inlet 310 flows along the right cooling passage 300R by the first direction change switch 300S1, and then along the central cooling passage 300C by the second direction change switch 300S2. flows The refrigerant that has passed through the central cooling passage 300C flows along the left-center cooling passage 300LC and the right-center cooling passage 300RC and then gathers again, and flows along the left cooling passage 300L by the first direction changeover switch 300S1. . Finally, the refrigerant is discharged through the discharge unit 320 by the second direction change switch (300S2).

즉, 도 5의 경우는, 유입부(310)를 통해 유입된 냉매가 먼저 우측 냉각 유로(300R)를 따라 흐른다. 우측 냉각 유로(300R)의 냉매는, 이미 열교환이 상당 부분 이루어진 좌측 냉각 유로(300L)의 냉매보다 온도가 낮다. 즉, 전지셀 적층체(120) 중 우측 영역에 대해 냉각 성능을 높이고자 할 때, 본 실시예에 따른 냉각 프레임(300)은 도 5와 같은 형태를 갖는다.That is, in the case of FIG. 5 , the refrigerant introduced through the inlet 310 first flows along the right cooling passage 300R. The refrigerant in the right cooling passage 300R has a lower temperature than the refrigerant in the left cooling passage 300L, which has already undergone a significant portion of heat exchange. That is, when the cooling performance of the right region of the battery cell stack 120 is to be increased, the cooling frame 300 according to the present embodiment has a shape as shown in FIG. 5 .

상기와 같이, 본 실시예에 따른 냉각 프레임(300)에서, 먼저 좌측 냉각 유로(300L) 또는 우측 냉각 유로(300R)를 통과한 냉매가 중앙 냉각 유로(300C)를 따라 흐르도록 구성된다. 제1 방향전환 스위치(300S1) 및 상기 제2 방향전환 스위치(300S2)가 전환됨에 따라, 유입된 냉매가 좌측 냉각 유로(300L)와 우측 냉각 유로(300R) 중 어느 하나를 먼저 흐를 수 있다. As described above, in the cooling frame 300 according to the present embodiment, the refrigerant passing through the left cooling passage 300L or the right cooling passage 300R is configured to flow along the central cooling passage 300C. As the first direction change switch 300S1 and the second direction change switch 300S2 are switched, the introduced refrigerant may first flow through any one of the left cooling passage 300L and the right cooling passage 300R.

즉, 본 실시예에 따른 제1 방향전환 스위치(300S1) 및 제2 방향전환 스위치(300S2)는, 주기적으로 방향이 변함으로써, 냉각 프레임(300)의 좌측 또는 우측에서 먼저 냉매가 흐를 수 있다. 전지셀 적층체(120)의 좌측 부분과 우측 부분에 대해 주기적으로 번갈아 가며 우선적으로 냉각되도록 구성되어, 전지셀(110)들 간의 온도 편차를 크게 줄일 수 있다. 전지셀(110)들 간의 온도 편차 해소는, 전지 모듈의 출력 향상 및 수명 증대 등과 같이, 성능 향상으로 이어질 수 있다. That is, the first direction change switch 300S1 and the second direction change switch 300S2 according to the present embodiment change directions periodically, so that the refrigerant may flow first from the left or right side of the cooling frame 300 . The left part and the right part of the battery cell stack 120 are configured to be preferentially cooled alternately periodically, so that the temperature deviation between the battery cells 110 can be greatly reduced. Resolving the temperature difference between the battery cells 110 may lead to performance improvement, such as an increase in output and lifespan of a battery module.

또한, 전지셀 적층체(120)의 경우, 다수의 전지셀(110)이 적층되기 때문에 가장 안쪽에 위치한 전지셀(110)은 열 발산이 어렵다. 즉, 일반적으로, 전지셀 적층체(120)의 외곽부보다 중심부가 온도가 더 높다. 이 때, 본 실시예에 따른 냉각 프레임(300)에서, 유입된 냉매는, 좌측 냉각 유로(300L) 또는 우측 냉각 유로(300R)를 통과한 후 바로 중앙 냉각 유로(300C)를 따라 흐른다. 비교적 열교환이 적게 이루어진, 즉 온도가 낮은 냉매가 중앙 냉각 유로(300C)를 따라 흐르도록 설계되어, 온도가 높은 전지셀 적층체(120)의 중심부에 대한 효과적인 열교환이 이루어지도록 하였다. 종국적으로, 냉각 성능이 향상되고, 전지셀들간의 온도 편차가 해소될 수 있다.In addition, in the case of the battery cell stack 120 , since a plurality of battery cells 110 are stacked, the innermost battery cell 110 is difficult to dissipate heat. That is, in general, the temperature of the central portion of the battery cell stack 120 is higher than that of the outer portion. At this time, in the cooling frame 300 according to the present embodiment, the introduced refrigerant flows along the central cooling passage 300C immediately after passing through the left cooling passage 300L or the right cooling passage 300R. Relatively low heat exchange is made, that is, a refrigerant having a low temperature is designed to flow along the central cooling passage 300C, so that effective heat exchange is made with respect to the center of the battery cell stack 120 having a high temperature. Ultimately, cooling performance may be improved, and temperature variations between battery cells may be resolved.

한편, 도 4 및 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 전지 모듈(100)의 좌측 부분과 우측 부분 각각의 온도를 측정하는 온도 센서(400)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 4 and 5 , the battery module 100 according to the present embodiment may further include a temperature sensor 400 for measuring the temperatures of each of the left and right portions of the battery module 100 . have.

온도 센서에서 측정된 온도 정보를 토대로, 제1 방향전환 스위치(300S1)가 전지 모듈(100)의 좌측 부분과 우측 부분 중 온도가 더 높은 부분에 대응하는 냉각 유로에 상기 냉매를 우선 공급할 수 있다. Based on the temperature information measured by the temperature sensor, the first direction change switch 300S1 may preferentially supply the refrigerant to a cooling passage corresponding to a portion having a higher temperature among the left and right portions of the battery module 100 .

즉, 제1 방향전환 스위치(300S1) 및 제2 방향전환 스위치(300S2)가 일정한 간격으로 변환되는 것이 아니라, 온도 센서(400)를 통해 측정된 좌, 우 부분의 온도 데이터를 토대로 온도가 더 높은 부분에 냉매가 우선 전달될 수 있도록 그 변환이 제어될 수 있다.That is, the first direction change switch 300S1 and the second direction change switch 300S2 are not converted at regular intervals, but based on the temperature data of the left and right portions measured through the temperature sensor 400, the temperature is higher The conversion can be controlled so that the refrigerant is first delivered to the part.

본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.In this embodiment, terms indicating directions such as front, back, left, right, up, and down are used, but these terms are only for convenience of explanation, and may vary depending on the location of the object or the position of the observer. .

앞에서 설명한 본 실시예에 따른 하나 또는 그 이상의 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), BDU(Battery Disconnect Unit), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지팩을 형성할 수 있다.One or more battery modules according to the present embodiment described above may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS), a battery disconnect unit (BDU), and a cooling system to form a battery pack.

상기 전지 모듈이나 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.The battery module or battery pack may be applied to various devices. Specifically, it may be applied to transportation means such as electric bicycles, electric vehicles, hybrids, etc., but is not limited thereto and may be applied to various devices that can use secondary batteries.

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.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

100: 전지 모듈
300: 냉각 프레임
310: 유입부
320: 배출부
300S1: 제1 방향전환 스위치
300S2: 제2 방향전환 스위치
100: battery module
300: cooling frame
310: inlet
320: discharge unit
300S1: first direction change switch
300S2: second direction change switch

Claims (11)

복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체;
상기 전지셀 적층체가 수납되는 모듈 프레임; 및
상기 모듈 프레임의 하부 또는 상부에 위치하고, 냉매가 흐르는 냉각 유로를 갖는 냉각 프레임을 포함하고,
상기 냉각 프레임은, 상기 냉각 유로와 연결된 유입부 및 배출부를 포함하며,
상기 유입부는 상기 냉각 프레임의 일측에 위치하고, 상기 배출부는 상기 냉각 프레임의 상기 일측의 반대편에 위치한 다른 일측에 위치하며,
상기 유입부에는, 제1 방향전환 스위치가 배치되고,
상기 배출부에는 제2 방향전환 스위치가 배치되는 전지 모듈.
a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked;
a module frame in which the battery cell stack is accommodated; and
It is located at the lower or upper part of the module frame and includes a cooling frame having a cooling passage through which a refrigerant flows,
The cooling frame includes an inlet and an outlet connected to the cooling passage,
The inlet portion is located on one side of the cooling frame, and the discharge portion is located on the other side opposite to the one side of the cooling frame,
A first direction change switch is disposed in the inlet,
A battery module in which a second direction change switch is disposed in the discharge part.
제1항에서,
상기 냉각 유로는, 상기 냉각 프레임의 가장 바깥쪽에 각각 위치하는 좌측 냉각 유로와 우측 냉각 유로 및 상기 좌측 냉각 유로와 상기 우측 냉각 유로 사이에 위치하는 중앙 냉각 유로를 포함하는 전지 모듈.
In claim 1,
The cooling passage includes a left cooling passage and a right cooling passage respectively positioned at the outermost side of the cooling frame, and a central cooling passage positioned between the left cooling passage and the right cooling passage.
제2항에서,
상기 유입부를 통해 유입된 상기 냉매는, 상기 제1 방향전환 스위치에 의해 상기 좌측 냉각 유로 또는 상기 우측 냉각 유로를 따라 흐르고, 상기 제2 방향전환 스위치에 의해 상기 중앙 냉각 유로를 따라 흐르는 전지 모듈.
In claim 2,
The refrigerant introduced through the inlet, flows along the left cooling passage or the right cooling passage by the first direction change switch, and flows along the central cooling passage by the second direction change switch.
제3항에서,
상기 냉각 유로는, 상기 좌측 냉각 유로와 상기 중앙 냉각 유로 사이에 위치하는 좌심 냉각 유로 및 상기 우측 냉각 유로와 상기 중앙 냉각 유로 사이에 위치하는 우심 냉각 유로를 포함하고,
상기 제2 방향전환 스위치에 의해 상기 중앙 냉각 유로를 통과한 상기 냉매는, 상기 좌심 냉각 유로 및 상기 우심 냉각 유로 중 적어도 하나를 따라 흐르는 전지 모듈.
In claim 3,
The cooling passage includes a left cooling passage located between the left cooling passage and the central cooling passage and a right cooling passage located between the right cooling passage and the central cooling passage,
The refrigerant, which has passed through the central cooling passage by the second direction change switch, flows along at least one of the left-center cooling passage and the right-center cooling passage.
제4항에서,
상기 좌심 냉각 유로 및 상기 우심 냉각 유로 중 적어도 하나를 따라 흐른 상기 냉매는, 상기 제1 방향전환 스위치에 의해 상기 우측 냉각 유로 또는 상기 좌측 냉각 유로를 따라 흐르고, 상기 제2 방향전환 스위치에 의해 상기 배출부를 통해 배출되는 전지 모듈.
In claim 4,
The refrigerant flowing along at least one of the left-center cooling passage and the right-center cooling passage flows along the right cooling passage or the left cooling passage by the first direction change switch, and is discharged by the second direction change switch A battery module that is discharged through wealth.
제2항에서,
상기 제1 방향전환 전환 스위치는, 상기 유입부가 상기 좌측 냉각 유로와 상기 우측 냉각 유로 중 하나와 연결되도록 전환되는 전지 모듈.
In claim 2,
The first direction change changeover switch is a battery module in which the inlet is switched to be connected to one of the left cooling passage and the right cooling passage.
제2항에서,
상기 제2 방향전환 전환 스위치는, 상기 배출부가 상기 좌측 냉각 유로와 상기 우측 냉각 유로 중 하나와 연결되도록 전환되는 전지 모듈.
In claim 2,
The second direction change changeover switch is a battery module in which the discharge unit is switched to be connected to one of the left cooling passage and the right cooling passage.
제2항에서,
상기 좌측 냉각 유로, 상기 우측 냉각 유로 및 상기 중앙 냉각 유로는, 상기 전지셀의 길이 방향을 따라 뻗는 전지 모듈.
In claim 2,
The left cooling passage, the right cooling passage, and the central cooling passage extend along a longitudinal direction of the battery cell module.
제1항에서,
상기 제1 방향전환 스위치 및 상기 제2 방향전환 스위치는, 주기적으로 방향이 변함으로써, 상기 냉각 프레임의 좌측 또는 우측에서 먼저 상기 냉매가 흐르도록 하는 전지 모듈.
In claim 1,
The first direction change switch and the second direction change switch, by periodically changing the direction, the battery module to first flow the refrigerant from the left or right side of the cooling frame.
제1항에서,
상기 전지 모듈의 좌측 부분과 우측 부분 각각의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하고,
상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 토대로, 상기 제1 방향전환 스위치가 상기 전지 모듈의 좌측 부분과 우측 부분 중 온도가 더 높은 부분에 대응하는 냉각 유로에 상기 냉매를 우선 공급하는 전지 모듈.
In claim 1,
Further comprising a temperature sensor for measuring the temperature of each of the left part and the right part of the battery module,
Based on the temperature information measured by the temperature sensor, the first direction change switch is a battery module to preferentially supply the refrigerant to a cooling passage corresponding to a portion having a higher temperature among the left portion and the right portion of the battery module.
제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지팩.
A battery pack comprising the battery module according to claim 1 .
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