KR20230008531A - Battery module, battery pack including the same and manufacturing method of secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지 모듈, 이를 포함하는 전지 팩 및 이차 전지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 모듈 프레임과 히트 싱크가 일체화된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a battery pack including the same, and a method for manufacturing a secondary battery, and more particularly, to a battery module in which a module frame and a heat sink are integrated, 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 있는 바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.As the use of portable devices such as mobile phones, laptop computers, camcorders, and digital cameras has become commonplace in modern society, development of technologies in fields related to the above mobile devices has become active. In addition, secondary batteries capable of charging and discharging are a solution to air pollution, such as existing gasoline vehicles using fossil fuels, electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles ( P-HEV), etc., the need for 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. , it is in the limelight due to its very low self-discharge rate and high energy density.
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.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator therebetween, and a battery case in which the electrode assembly is sealed and housed together with an electrolyte solution.
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, lithium secondary batteries can be classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of an 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 전지 팩을 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 medium-large devices such as automobiles, a battery module electrically connecting multiple battery cells this is used In this battery module, capacity and output are improved by forming a battery cell stack in which a plurality of battery cells are connected in series or parallel to each other. 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 전지 팩은 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 전지 팩의 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.When the temperature of the secondary battery is higher than an appropriate temperature, the performance of the secondary battery may deteriorate, and in severe cases, there is a risk of explosion or ignition. In particular, in a battery module or battery pack having a plurality of secondary batteries, that is, battery cells, the temperature of a battery module or battery pack having a plurality of battery cells may increase rapidly and severely due to the sum of heat emitted from the plurality of battery cells in a narrow space. 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, shortens its lifespan, and increases the possibility of explosion or ignition.
더욱이, 차량용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈의 경우, 직사광선에 자주 노출되고, 여름철이나 사막 지역과 같은 고온 조건에 놓일 수 있다. 따라서, 전지 모듈이나 전지 팩을 구성하는 경우, 안정적이면서도 효과적인 냉각 성능을 확보하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.Moreover, battery modules included in vehicle battery packs are frequently exposed to direct sunlight and may be placed in high temperature conditions such as summer or desert areas. Therefore, when constructing a battery module or battery pack, it can be said that it is very important to secure stable and effective cooling performance.
다만, 종래의 전지 모듈은 모듈 프레임의 하부에 히트 싱크가 부착되어 있는 형태로, 전지셀로부터 발생한 열이 히트 싱크를 향하는 방향을 따라, 모듈 프레임의 바닥부, 열전달 부재 및 히트 싱크를 차례로 거쳐 전지 모듈의 외부로 전달된다. 종래의 전지 모듈은 상술한 바와 같이 열 전달 경로가 복잡하여, 전지셀로부터 발생한 열이 효과적으로 외부에 전달되기 어렵다. However, in the conventional battery module, a heat sink is attached to the lower part of the module frame, and heat generated from the battery cell passes through the bottom of the module frame, the heat transfer member, and the heat sink in order along the direction toward the heat sink. passed outside of the module. As described above, the conventional battery module has a complicated heat transfer path, making it difficult for heat generated from the battery cell to be effectively transferred to the outside.
따라서, 전지 모듈에 대한 용량 증대와 같은 요구가 계속되고 있는 추세에서, 냉각 성능을 높이면서도 이러한 다양한 요구 사항을 함께 만족할 수 있는 전지 모듈을 개발하는 것이 실질적으로 필요하다.Accordingly, in a trend where demands such as capacity increase for battery modules continue, it is practically necessary to develop a battery module capable of satisfying these various requirements while improving cooling performance.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 냉각 구조를 단순화하여 냉각 성능이 개선되고, 공간 활용도가 증대되는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하기 위한 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a battery module and a battery pack including the battery module in which cooling performance is improved and space utilization is increased by simplifying the cooling structure.
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 problems and can be variously extended within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임; 및 상기 모듈 프레임 내부에 형성되는 유로를 포함하고, 상기 유로는, 상기 모듈 프레임 내부에 가공된 복수의 홀이 서로 연결될 수 있다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell laminate formed by stacking a plurality of battery cells; A module frame accommodating the battery cell stack; and a flow path formed inside the module frame, and a plurality of holes processed inside the module frame may be connected to each other in the flow path.
상기 홀은 상기 모듈 프레임의 일단과 타단을 관통할 수 있다.The hole may pass through one end and the other end of the module frame.
상기 유로는 상기 모듈 프레임의 바닥부에 형성될 수 있다.The passage may be formed at the bottom of the module frame.
상기 모듈 프레임은, 상기 모듈 프레임의 내부에 물결 패턴부를 포함할 수 있다.The module frame may include a wave pattern part inside the module frame.
상기 물결 패턴부는, 상기 유로의 형상과 대응될 수 있다. The wave pattern part may correspond to a shape of the flow path.
상기 모듈 프레임은 Al60계열 소재로 형성될 수 있다.The module frame may be formed of an Al60-based material.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기 전지셀 적층체와 상기 모듈 프레임 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 더 포함할 수 있다.The battery module according to another embodiment of the present invention may further include a thermally conductive resin layer positioned between the battery cell stack and the module frame.
상기 모듈 프레임은, 상기 전지셀 적층체와 인접한 표면에 형성된 물결 패턴부를 포함하고, 상기 열전도성 수지층은, 상기 모듈 프레임에 형성된 상기 물결 패턴부와 동일한 물결 패턴부를 포함할 수 있다.The module frame may include a wave pattern portion formed on a surface adjacent to the battery cell stack, and the thermally conductive resin layer may include the same wave pattern portion as the wave pattern portion formed on the module frame.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기 유로가 형성된 상기 모듈 프레임의 일단 및 타단에 위치하는 측면 플레이트를 더 포함할 수 있다.The battery module according to another embodiment of the present invention may further include side plates positioned at one end and the other end of the module frame in which the passage is formed.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은, 상기한 적어도 하나의 전지 모듈; 및 상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스를 포함할 수 있다. A battery pack according to another embodiment of the present invention includes at least one of the above battery modules; and a pack case packaging the at least one battery module.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법은 복수의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임 및 상기 모듈 프레임 내부에 형성되는 유로를 포함하고, 상기 유로를 포함하는 히트 싱크와 상기 모듈 프레임이 일체로 형성되는 이차 전지의 제조 방법에 있어서, 상기 모듈 프레임에 상기 전지셀 적층체를 수납하는 단계; 및 상기 모듈 프레임의 내부에 상기 유로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. A method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack formed by stacking a plurality of battery cells, a module frame accommodating the battery cell stack, and a flow path formed inside the module frame, , A method of manufacturing a secondary battery in which a heat sink including the flow path and the module frame are integrally formed, comprising: accommodating the battery cell stack in the module frame; and forming the flow path inside the module frame.
상기 유로를 형성하는 단계는, 상기 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계; 및 상기 모듈 프레임의 내부에 형성된 홀을 서로 연결하는 단계를 포함할 수 있다.Forming the passage may include forming a hole inside the module frame; and connecting holes formed inside the module frame to each other.
상기 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계에서, 상기 모듈 프레임의 일단과 타단을 관통하며 복수의 홀이 형성되고, 상기 홀을 서로 연결하는 단계에서, 상기 모듈 프레임의 내부에 형성된 복수의 홀이 서로 연결되어 형성될 수 있다. In the step of forming a hole inside the module frame, a plurality of holes are formed penetrating one end and the other end of the module frame, and in the step of connecting the holes to each other, a plurality of holes formed inside the module frame They may be formed by being connected to each other.
상기 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계에서, 상기 유로는 상기 모듈 프레임의 바닥부에 형성될 수 있다.In the step of forming the hole inside the module frame, the channel may be formed at the bottom of the module frame.
상기 유로를 형성하는 단계에서, 상기 모듈 프레임은 상기 전지셀 적층체와 인접한 표면에 형성된 물결 무늬를 포함하고, 상기 물결 패턴부는, 상기 유로가 상기 모듈 프레임 내부에 형성되면서 함께 형성될 수 있다.In the step of forming the flow path, the module frame may include a wave pattern formed on a surface adjacent to the battery cell stack, and the wave pattern part may be formed together while the flow path is formed inside the module frame.
상기 유로를 형성하는 단계에서, 상기 유로는 상기 모듈 프레임에 압출 성형되어 형성될 수 있다.In the step of forming the flow path, the flow path may be formed by extrusion molding on the module frame.
실시예들에 따르면, 히트 싱크가 모듈 프레임과 일체화되어 형성되는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩의 냉각 성능이 향상되고, 공간활용도가 증대될 수 있으며, 제작 가격이 절감될 수 있다.According to embodiments, the cooling performance of a battery module having a heat sink integrally formed with a module frame and a battery pack including the same may be improved, space utilization may be increased, and manufacturing cost may be reduced.
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 effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 비교예에 따른 전지 모듈에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 절단선 A-A’를 따라 자른 전지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 바닥부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 4의 전지 모듈의 바닥부를 z축 방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 4의 전지 모듈의 프레임을 y축 방향에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 3의 절단선 B-B’를 따라 자른 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 3의 절단선 B-B’를 따라 자른 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예의 전지 모듈을 포함하는 이차 전지의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계에서의 모듈 프레임의 바닥부를 나타낸 도면이다.
도 13은 모듈 프레임의 내부에 형성된 홀을 서로 연결하는 단계에서의 모듈 프레임의 바닥부를 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view of a battery module according to a comparative example.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery module taken along the line AA′ of FIG. 1 .
3 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 3;
5 is a perspective view showing a bottom portion of a battery module according to an embodiment of the present invention.
6 is a view of the bottom of the battery module of FIG. 4 viewed from the z-axis direction.
7 is a view of the frame of the battery module of FIG. 4 viewed from the y-axis direction.
8 is a cross-sectional view showing the battery module according to an embodiment of the present invention taken along the line BB′ of FIG. 3 .
9 is a cross-sectional view showing a battery module according to another embodiment of the present invention taken along the cut line BB′ of FIG. 3 .
10 and 11 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a secondary battery including a battery module according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing the bottom of the module frame in the step of forming a hole inside the module frame.
13 is a view showing the bottom of the module frame in the step of connecting the holes formed inside the module frame to each other.
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, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth 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 components 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 shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are 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.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where another part is in the middle. . Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between. In addition, to be "on" or "on" a reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily be located "above" or "on" in the opposite direction of gravity does not mean 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 certain component is said to "include", it means that it may further include other components without 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 image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
도 1은 비교예에 따른 전지 모듈에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1의 절단선 A-A’를 따라 자른 전지 모듈을 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view of a battery module according to a comparative example. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the battery module cut along the cutting line A-A′ of FIG. 1 .
도 1 및 2를 참조하면, 비교예에 따른 전지 모듈(10)은 복수의 전지셀(11)이 적층되어 전지셀 적층체를 형성하고, 전지셀 적층체는 모듈 프레임(20)에 수납된다. 모듈 프레임(20)의 바닥부(21a)는 히트 싱크(30)의 상부 플레이트를 구성하며, 히트 싱크(30)의 하부 플레이트(31)와 모듈 프레임(20)의 바닥부(21a)가 냉매의 유로(230)를 형성할 수 있다. 전지셀 적층체와 모듈 프레임(20) 사이에는 열전도성 수지층(60)이 위치할 수 있고, 열전도성 수지층(60)을 통해 전지셀 적층체에서 발생한 열이 히트 싱크(30)로 이동하여 냉각될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , in the
모듈 프레임(20)은 금속 소재일 수 있고, 바람직하게는 Al30계열 소재일 수 있다. 이 경우, 모듈 프레임(20)은 열처리가 불가하여, 강도가 낮을 수 있다. The
모듈 프레임(20)의 바닥부(21a)는 히트 싱크(30)의 하부 플레이트(31)와 용접의 방법으로 접합될 수 있다. 구체적으로, 클래드 금속(Clad metal)을 이용한 브레이징(brazing) 용접이 이용될 수 있다. 브레이징 용접이란, 금속 소재간 접합에서 금속 소재 사이에 저융점 금속을 마련하여, 금속 소재를 용융하지 않고 접합시키는 방법이다. 브레이징 용접에 의해, 바닥부(21a)와 하부 플레이트(31) 사이에 클래드층(70)이 형성될 수 있다. The
모듈 프레임(20)의 바닥부(21a)와 히트 싱크(30)의 하부 플레이트(31)가 브레이징 용접 결합으로 밀봉됨으로써, 전지 모듈(10)은 모듈 프레임(20)과 히트 싱크(30)가 일체화된 형태일 수 있다. The
모듈 프레임(20)의 바닥부(21a)와 히트 싱크(30)의 하부 플레이트(31)가 브레이징 용접으로 결합되는 경우, 치수가 불안정할 수 있다. 또한, 히트 싱크(30)를 제조하기 위해 히트 싱크 프레스를 따로 제작해야 하므로 공정 비용이 증가할 수 있다. When the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 3의 전지 모듈의 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 바닥부를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 4의 전지 모듈의 바닥부를 z축 방향에서 바라본 도면이다. 도 7은 도 4의 전지 모듈의 프레임을 y축 방향에서 바라본 도면이다. 도 8은 도 3의 절단선 B-B’를 따라 자른 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 단면도이다. 3 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 3; 5 is a perspective view showing a bottom portion of a battery module according to an embodiment of the present invention. 6 is a view of the bottom of the battery module of FIG. 4 viewed from the z-axis direction. 7 is a view of the frame of the battery module of FIG. 4 viewed from the y-axis direction. 8 is a cross-sectional view showing a battery module according to an embodiment of the present invention taken along the cutting line BB′ of FIG. 3 .
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(120), 전지셀 적층체(120)를 수납하는 모듈 프레임(200), 모듈 프레임(200)의 일단 및 타단에 위치하는 측면 플레이트(300)를 포함한다. 3 to 8, the
우선, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀일 수 있다. 이러한 파우치형 전지셀은, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납한 뒤, 상기 파우치 케이스의 실링부를 열융착하여 형성될 수 있다. 이때, 전지셀(110)은 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다.First, the
이러한 전지셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지셀 적층체(120)를 형성한다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이 x축과 평행한 방향을 따라 복수의 전지셀(110)이 적층될 수 있다.These
이하에서는 도 5 및 도 8을 참조하여, 모듈 프레임(200)의 구체적인 구조에 대해 자세히 기술하도록 한다. 전지셀 적층체(120)를 수납하는 모듈 프레임(200)은 상부 커버(220) 및 U자형 프레임(210)을 포함할 수 있다.Hereinafter, a specific structure of the
U자형 프레임(210)은 바닥부(210a) 및 바닥부(210a)의 양 단부에서 상향 연장된 2개의 측면부(211)를 포함할 수 있다. 바닥부(210a)는 전지셀 적층체(120)의 하면(-z축 방향)을 커버할 수 있고, 측면부(211)는 전지셀 적층체(120)의 양 측면(x축 방향 및 -x축 방향)을 커버할 수 있다.The
상부 커버(220)는 U자형 프레임(210)에 의해 감싸지는 하면 및 양 측면을 제외한 나머지 상면(z축 방향)을 감싸는 하나의 판상형 구조로 형성될 수 있다. 상부 커버(220)와 U자형 프레임(210)은 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등에 의해 결합됨으로써, 전지셀 적층체(120)를 상하좌우로 커버하는 구조를 형성할 수 있다. 상부 커버(220)와 U자형 프레임(210)을 통해 전지셀 적층체(120)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이를 위해 상부 커버(220)와 U자형 프레임(210)는 소정의 강도를 갖는 금속 재질을 포함할 수 있다. 모듈 프레임(200)은 Al60계열 소재일 수 있어, 열처리가 가능하여 높은 강도를 가질 수 있다. The
한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 변형예에 따른 모듈 프레임(200)은 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 금속 판재 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, U자형 프레임(210)과 상부 커버(220)가 상호 결합되는 구조가 아니라, 압출 성형으로 제조되어 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 구조일 수 있다.On the other hand, although not specifically shown, the
모듈 프레임(200)의 내부에는 유로(230)가 형성될 수 있다. 유로(230)는 모듈 프레임(200)의 일단과 타단을 관통하며 복수의 홀이 형성되고, 모듈 프레임(200)의 내부에 형성된 복수의 홀이 서로 연결되어 형성될 수 있다. 본 도면에서 유로(230)는 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)에 위치하는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니고 모듈 프레임(200)의 내부라면 어디든 위치할 수 있다. 유로(230)는 모듈 프레임(200)을 압출 성형함으로써 형성될 수 있다. A
유로(230)가 모듈 프레임(200)의 내부에 형성될 때, 전지셀 적층체(120)와 인접한 모듈 프레임(200)의 표면에는 물결 패턴부(240)가 형성될 수 있다. 물결 패턴부(240)는 유로(230)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 물결 패턴부(240)는 모듈 프레임(200)의 제1 면(210f) 상에 위치할 수 있다. 제1 면(210f)은 전지셀 적층체(120)와 인접한 모듈 프레임(200)의 일면일 수 있다. 도 5에서, 물결 무늬(240)는 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)의 제1 면(210f)에 위치하지만, 본 도면에 한정되는 것은 아니고, 유로(230)가 형성되는 모듈 프레임(200)의 제1 면(210f) 상에 위치할 수 있다.When the
물결 패턴부(240)는, 전지셀(110)들이 적층되었을 때, 전지셀(110)들이 적층되면서 형성되는 전지셀(110)들 사이의 틈에 대응되게 위치할 수 있다. 이 경우, 물결 패턴부(240)와 전지셀(110)들의 틈이 대응되게 위치하면서 전지셀 적층체(120)가 모듈 프레임(200)에 장착됨으로써, 전지셀(110)들이 보다 잘 고정되어, 전지 모듈(100)의 내구성 및 안정성이 향상될 수 있다. When the
모듈 프레임(200)에 형성된 쿨링 포트(250)는 유로(230)에 냉매를 공급할 수 있다. 냉매는 냉각수일 수 있다. 도 4를 참조하면, 쿨링 포트(250)는 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)에 위치하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 유로(230)가 위치하는 면이면 모듈 프레임(200)의 어느 면에도 위치할 수 있다. The cooling
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 측면 플레이트(300)의 구체적인 구조에 대해 자세히 기술하도록 한다. 측면 플레이트(300)는 직사각형 형상으로, 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)의 제1 측(y축 방향)과 제2 측(-y축 방향)에 위치할 수 있다. 측면 플레이트(300)는 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)의 길이(x축 방향)와 대응되는 길이를 가질 수 있고, 모듈 프레임(200)의 하부 프레임(210a)의 두께(z축 방향)와 대응되는 두께(z축 방향)를 가질 수 있다. 다만, 측면 플레이트(300)의 형상 및 위치는 본 도면에 한정되는 것은 아니고, 유로(230)가 형성되는 모듈 프레임(200)의 형상 및 위치와 대응될 수 있다. 또한, 측면 플레이트(300)는 모듈 프레임(200)의 제1 측(y축 방향)과 제2 측(-y축 방향)에 대해, 모듈 프레임(200) 전체와 대응되는 형상일 수 있다. Hereinafter, a specific structure of the
측면 플레이트(300)는 모듈 프레임(200)에 위치하는 유로(230)를 외부 환경으로부터 차단할 수 있다. 따라서, 냉매가 유로(230)를 지날 때 외부 환경으로부터 오염되는 것을 방지할 수 있고, 냉매가 유로(230) 외로 새는 것을 방지하여 전지의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. The
도 4를 참조하면, 엔드 플레이트(400)는 모듈 프레임(200)의 개방된 제1 측(y축 방향)과 제2 측(-y측 방향)에 위치하여 전지셀 적층체(120)를 커버하도록 형성될 수 있다. 이러한 엔드 플레이트(400)는 외부의 충격으로부터 전지셀 적층체(120) 및 기타 전장품을 물리적으로 보호할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 전지셀 적층체(120)와 엔드 플레이트(400) 사이에는 버스바가 장착되는 버스바 프레임 및 전기적 절연을 위한 절연 커버 등이 위치할 수 있다.Meanwhile, although not specifically shown, a bus bar frame to which bus bars are mounted and an insulating cover for electrical insulation may be positioned between the
도 9는 도 3의 절단선 B-B’를 따라 자른 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing a battery module according to another embodiment of the present invention taken along the cutting line BB′ of FIG. 3 .
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)와 전지셀 적층체(120) 사이에 열전도성 수지(Thermal resin)를 포함하는 열전도성 수지층(600)이 위치할 수 있다. 열전도성 수지층(600)은 열전도성 수지를 바닥부(210a)에 도포하고, 도포된 열전도성 수지가 경화되어 형성될 수 있다.In the battery module according to another embodiment of the present invention, a thermally
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. 열전도성 수지는, 도포 시에는 액상이나 도포 후에 경화되어 전지셀 적층체(120)를 구성하는 하나 이상의 전지셀(110)을 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 열전도 특성이 뛰어나 전지셀(110)에서 발생한 열을 신속히 전지 모듈(100)의 하측으로 전달할 수 있다.The thermally conductive resin may include a thermally conductive adhesive material, and specifically may include at least one of a silicone material, a urethane material, and an acrylic material. The thermally conductive resin may serve to fix one or
전지셀(110)에서 발생한 열이 전지셀 적층체(120)와 바닥부(210a) 사이에 위치하는 열전도성 수지층(600), 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a), 냉매를 거쳐 전지 모듈(100)의 외부로 전달될 수 있어, 종래의 불필요한 냉각 구조를 제거함으로써 열전달 경로가 단순화되고, 각 층 사이의 에어 갭을 줄일 수 있기 때문에 냉각 효율이나 성능이 증대될 수 있다.Heat generated from the
또한, 불필요한 냉각 구조의 제거를 통해 전지 모듈(100)의 높이가 감소하여, 원가 절감이 가능하고, 공간 활용도를 높일 수 있다. 나아가, 전지 모듈(100)이 콤팩트하게 배치될 수 있으므로, 전지 모듈(100)을 다수 포함하는 전지 팩의 용량이나 출력을 증대시킬 수 있다.In addition, the height of the
물결 패턴부(240)를 포함하는 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)와 전지셀 적층체(120) 사이에 열전도성 수지층(600)이 위치하는 경우, 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)와 접하는 열전도성 수지층(600)의 일면은 바닥부(210a)의 물결 패턴부(240)와 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 모듈 프레임(200)의 바닥부(210a)에 물결 패턴부(240)가 존재하지 않는 경우에 비해 열전도성 수지층(600) 형성 시 사용되는 열전도성 수지의 양이 감소하여, 적은 양의 열전도성 수지로도 전지셀 적층체를 고정할 수 있으므로, 제조 비용을 절감할 수 있다. When the thermally
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예의 전지 모듈을 포함하는 이차 전지의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 12는 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계에서의 모듈 프레임의 바닥부를 나타낸 도면이다. 도 13은 모듈 프레임의 내부에 형성된 홀을 서로 연결하는 단계에서의 모듈 프레임의 바닥부를 나타낸 도면이다. 10 and 11 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a secondary battery including a battery module according to an embodiment of the present invention. 12 is a view showing the bottom of the module frame in the step of forming a hole inside the module frame. 13 is a view showing the bottom of the module frame in the step of connecting the holes formed inside the module frame to each other.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 전지 모듈을 포함하는 이차 전지는, 모듈 프레임에 전지셀 적층체를 수납하는 단계(S1) 및 모듈 프레임의 내부에 유로를 형성하는 단계(S2)를 포함할 수 있다. 10 to 13, the secondary battery including the battery module of the present invention includes a step of accommodating a battery cell stack in a module frame (S1) and a step of forming a flow path inside the module frame (S2). can include
모듈 프레임에 전지셀 적층체를 수납하는 단계(S1)에서, 전지셀은 파우치형 전지셀일 수 있다. 이러한 파우치형 전지셀은, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납한 뒤, 상기 파우치 케이스의 실링부를 열융착하여 형성될 수 있다. 이때, 전지셀은 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다.In the step of accommodating the battery cell stack in the module frame (S1), the battery cell may be a pouch-type battery cell. Such a pouch-type battery cell may be formed by housing an electrode assembly in a pouch case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and then heat-sealing a sealing portion of the pouch case. At this time, the battery cell may be formed in a rectangular sheet-like structure.
이러한 전지셀은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지셀 적층체를 형성한다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이 x축과 평행한 방향을 따라 복수의 전지셀이 적층될 수 있다.These battery cells may be composed of a plurality, and the plurality of battery cells are stacked so as to be electrically connected to each other to form a battery cell laminate. In particular, as shown in FIG. 4 , a plurality of battery cells may be stacked along a direction parallel to the x-axis.
전지셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임은 상부 커버 및 U자형 프레임을 포함할 수 있다.The module frame for accommodating the battery cell stack may include an upper cover and a U-shaped frame.
U자형 프레임은 바닥부(210a) 및 바닥부(210a)의 양 단부에서 상향 연장된 2개의 측면부를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 바닥부(210a)는 전지셀 적층체의 하면(-z축 방향)을 커버할 수 있고, 측면부는 전지셀 적층체의 양 측면(x축 방향 및 -x축 방향)을 커버할 수 있다.The U-shaped frame may include a
상부 커버는 U자형 프레임에 의해 감싸지는 하면 및 양 측면을 제외한 나머지 상면(z축 방향)을 감싸는 하나의 판상형 구조로 형성될 수 있다. 상부 커버와 U자형 프레임은 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등에 의해 결합됨으로써, 전지셀 적층체를 상하좌우로 커버하는 구조를 형성할 수 있다. 상부 커버와 U자형 프레임을 통해 전지셀 적층체를 물리적으로 보호할 수 있다. 이를 위해 상부 커버와 U자형 프레임는 소정의 강도를 갖는 금속 재질을 포함할 수 있다. 모듈 프레임(200)은 Al60계열 소재일 수 있어, 열처리가 가능하여 높은 강도를 가질 수 있다. The upper cover may be formed of a single plate-like structure surrounding the remaining upper surface (z-axis direction) except for the lower surface and both side surfaces surrounded by the U-shaped frame. The upper cover and the U-shaped frame may form a structure that covers the battery cell stack up, down, left, and right by being coupled by welding or the like in a state in which corresponding corner portions are in contact with each other. The battery cell stack may be physically protected through the upper cover and the U-shaped frame. To this end, the upper cover and the U-shaped frame may include a metal material having a predetermined strength. The
한편, 모듈 프레임(200)은 위의 형태에 한정되는 것은 아니고, 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 금속 판재 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, U자형 프레임과 상부 커버가 상호 결합되는 구조가 아니라, 압출 성형으로 제조되어 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 구조일 수 있다.On the other hand, the
모듈 프레임의 내부에 유로를 형성하는 단계(S2)에서, 모듈 프레임(200)의 내부에 유로(230)가 형성될 수 있다. 유로(230)는 모듈 프레임(200)의 일단과 타단을 관통하며 복수의 홀(231)이 형성되고, 모듈 프레임(200)의 내부에 형성된 복수의 홀(231)이 서로 연결되어 형성될 수 있다. 유로(230)는 모듈 프레임(200)에 압출 성형되어 형성될 수 있다. 이에 대해서는 도 12 및 13을 참조하여 자세히 설명한다. 도 12 및 13은, 도 5의 C-C’를 따라 자른 모듈 프레임의 단면을 예시적으로 나타낸 것으로, 모듈 프레임의 바닥부에 형성된 홀 및 유로에 한정되는 것은 아니다. In the step of forming the flow path inside the module frame (S2), the
모듈 프레임의 내부에 유로를 형성하는 단계(S2)는, 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계(S21) 및 모듈 프레임의 내부에 형성된 홀을 서로 연결하는 단계(S22)를 포함할 수 있다. Forming the flow path inside the module frame (S2) may include forming a hole inside the module frame (S21) and connecting the holes formed inside the module frame to each other (S22).
도 12를 참조하면, 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계(S21)에서, 모듈 프레임(200)의 일단과 타단을 관통하며 복수의 홀(231)이 형성될 수 있다. 복수의 홀(231)은 모듈 프레임(200)에 압출 성형되어 형성될 수 있다.Referring to FIG. 12 , in step S21 of forming a hole inside the module frame, a plurality of
도 13을 참조하면, 모듈 프레임의 내부에 형성된 홀을 서로 연결하는 단계(S22)에서, 인접한 홀(231)들은 서로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 홀(231a)이 인접한 제2 홀(231b)과 모듈 프레임(200)의 타단과 인접한 영역에서 연결되는 경우, 제2 홀(231b)은 다른 인접한 제3 홀(231c)과 모듈 프레임(200)의 일단과 인접한 영역에서 연결될 수 있다. 즉, 제1 홀(231a)과 제2 홀(231b)이 모듈 프레임(200)의 타단과 인접한 영역(점선으로 도시된 영역)에서 연결되고, 제2 홀(231b)이 제3 홀(231c)이 모듈 프레임(200)의 일단과 인접한 영역(점선으로 도시된 영역)에서 연결되어, 전체적으로 하나의 유로를 형성할 수 있다. 즉, 각각의 홀(231)의 일단 및 타단은 인접한 홀(231)과 교대로 연결될 수 있다. 복수개의 홀(231)들이 서로 연결됨으로써, 하나의 유로(230)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 13 , in step S22 of connecting holes formed inside the module frame to each other,
유로(230)가 모듈 프레임의 내부에 형성될 때, 전지셀 적층체와 인접한 모듈 프레임(200)의 표면에는 물결 패턴부가 형성될 수 있다. 물결 패턴부는 유로(230)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 물결 패턴부는 모듈 프레임(200)의 제1 면 상에 위치할 수 있다. 제1 면은 전지셀 적층체와 인접한 모듈 프레임(200)의 일면일 수 있다. 도 5를 참고하면, 물결 패턴부는 모듈 프레임(200)의 바닥부의 제1 면에 위치하지만, 본 도면에 한정되는 것은 아니고, 유로(230)가 형성되는 모듈 프레임(200)의 제1 면 상에 위치할 수 있다.When the
물결 패턴부는, 전지셀들이 적층되었을 때, 전지셀들이 적층되면서 형성되는 전지셀들 사이의 틈에 대응되게 위치할 수 있다. 이 경우, 물결 패턴부와 전지셀들의 틈이 대응되게 위치하면서 전지셀 적층체가 모듈 프레임(200)에 장착됨으로써, 전지셀들이 보다 잘 고정되어, 전지 모듈의 내구성 및 안정성이 향상될 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.When the battery cells are stacked, the wavy pattern unit may be positioned to correspond to a gap between the battery cells formed as the battery cells are stacked. In this case, since the battery cell laminate is mounted on the
도 14는 유로가 형성된 모듈 프레임을 도시한 도면이다. 도 14는, 도 5의 C-C’를 따라 자른 모듈 프레임의 단면을 예시적으로 나타낸 것으로, 모듈 프레임의 바닥부에 형성된 유로에 한정되는 것은 아니다. 14 is a view showing a module frame in which a flow path is formed. FIG. 14 exemplarily shows a cross section of the module frame cut along line C-C′ of FIG. 5, and is not limited to a flow path formed at the bottom of the module frame.
도 14를 참조하면, 모듈 프레임(200)을 가공하여 인접한 홀들을 서로 연결시켜 하나의 유로(230)를 형성한 후, 모듈 프레임(200)의 일단 및 타단에 각각 측면 플레이트(300) 및 쿨링 포트(250)가 위치할 수 있다. Referring to FIG. 14, after processing the
측면 플레이트(300)는 직사각형 형상으로, 모듈 프레임(200)의 제1 측(y축 방향)과 제2 측(-y축 방향)에 위치할 수 있다. 측면 플레이트(300)는 모듈 프레임(200)의 길이(x축 방향)와 대응되는 길이를 가질 수 있고, 모듈 프레임(200)의 두께와 대응되는 두께를 가질 수 있다. 다만, 측면 플레이트(300)의 형상 및 위치는 이에 한정되는 것은 아니고, 유로(230)가 형성되는 모듈 프레임(200)의 형상 및 위치와 대응될 수 있다. 또한, 측면 플레이트(300)는 모듈 프레임(200)의 제1 측(y축 방향)과 제2 측(-y축 방향)에 대해, 모듈 프레임(200) 전체와 대응되는 형상일 수 있다. The
측면 플레이트(300)는 모듈 프레임(200)에 위치하는 유로(230)를 외부 환경으로부터 차단할 수 있다. 따라서, 냉매가 유로(230)를 지날 때 외부 환경으로부터 오염되는 것을 방지할 수 있고, 냉매가 유로(230) 외로 새는 것을 방지하여 전지의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. The
모듈 프레임(200)에 형성된 쿨링 포트(250)는 유로(230)에 냉매를 공급할 수 있다. 냉매는 냉각수일 수 있다. 도면을 참조하면, 모듈 프레임(200)의 일단에 형성된 쿨링 포트(250)로 냉매가 공급되면, 화살표 방향을 따라 냉매가 이동하면서 전지 모듈에서 발생한 열을 흡수할 수 있다. 다만, 냉매의 이동 방향은 본 도면에 한정되는 것은 아니고, 모듈 프레임(200)의 타단에 형성된 쿨링 포트(250)로 냉매가 공급되면, 본 도면에 도시된 화살표 방향의 반대 방향으로 냉매가 이동하면서 전지 모듈에서 발생한 열을 흡수할 수 있다. The cooling
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 embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of
100: 전지 모듈
110: 전지셀
120: 전지셀 적층체
200: 모듈 프레임
210: U자형 프레임
210a: 바닥부
211: 측면부
220: 상부 커버
250: 쿨링 포트
300: 측면 플레이트
400: 엔드 플레이트
230: 유로
231: 홀
240: 물결 패턴부100: battery module
110: battery cell
120: battery cell stack
200: module frame
210: U-shaped frame
210a: bottom part
211: side part
220: upper cover
250: cooling port
300: side plate
400: end plate
230: Euro
231: hall
240: wave pattern unit
Claims (17)
상기 전지셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임; 및
상기 모듈 프레임 내부에 형성되는 유로를 포함하고,
상기 유로는, 상기 모듈 프레임 내부에 가공된 복수의 홀이 서로 연결되어 형성되는 전지 모듈. A battery cell laminate formed by stacking a plurality of battery cells;
A module frame accommodating the battery cell stack; and
Including a flow path formed inside the module frame,
The flow path is a battery module formed by connecting a plurality of holes processed inside the module frame to each other.
상기 홀은, 상기 모듈 프레임의 일단과 타단을 관통하는 전지 모듈.In paragraph 1,
The hole is a battery module passing through one end and the other end of the module frame.
상기 유로는 상기 모듈 프레임의 바닥부에 형성되는 전지 모듈.In paragraph 1,
The flow path is a battery module formed at the bottom of the module frame.
상기 모듈 프레임은, 상기 전지셀 적층체와 인접한 표면에 형성된 물결 패턴부를 포함하는 전지 모듈.In paragraph 1,
The module frame includes a wave pattern portion formed on a surface adjacent to the battery cell stack.
상기 물결 패턴부는, 상기 유로의 형상과 대응되는 전지 모듈.In paragraph 4,
The wave pattern portion is a battery module corresponding to the shape of the flow path.
상기 모듈 프레임은 Al60계열 소재로 형성되는 전지 모듈.In paragraph 1,
The module frame is a battery module formed of an Al60-based material.
상기 전지셀 적층체와 상기 모듈 프레임 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 더 포함하는 전지 모듈.In paragraph 1,
A battery module further comprising a thermally conductive resin layer positioned between the battery cell laminate and the module frame.
상기 모듈 프레임은, 상기 전지셀 적층체와 인접한 표면에 형성된 물결 패턴부를 포함하고,
상기 열전도성 수지층은, 상기 모듈 프레임에 형성된 상기 물결 패턴부와 동일한 물결 패턴부를 포함하는 전지 모듈.In paragraph 7,
The module frame includes a wave pattern portion formed on a surface adjacent to the battery cell stack,
The thermally conductive resin layer includes a wave pattern portion identical to the wave pattern portion formed on the module frame.
상기 유로가 형성된 상기 모듈 프레임의 일단 및 타단에 위치하는 측면 플레이트를 더 포함하는 전지 모듈.In paragraph 1,
The battery module further comprises side plates positioned at one end and the other end of the module frame in which the flow path is formed.
상기 측면 플레이트는 상기 모듈 프레임의 일단 및 타단을 관통하는 상기 홀과 대응되는 영역에 위치하는 전지 모듈.In paragraph 9,
The side plate is located in a region corresponding to the hole penetrating one end and the other end of the module frame.
상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스를 포함하는 전지 팩.The battery module according to claim 1; and
A battery pack comprising a pack case for packaging the at least one battery module.
상기 모듈 프레임에 상기 전지셀 적층체를 수납하는 단계; 및
상기 모듈 프레임의 내부에 상기 유로를 형성하는 단계를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.A battery cell stack formed by stacking a plurality of battery cells, a module frame accommodating the battery cell stack, and a flow path formed inside the module frame, wherein the heat sink including the flow path and the module frame are integrated. In the manufacturing method of a secondary battery formed of,
accommodating the battery cell stack in the module frame; and
A method of manufacturing a secondary battery comprising forming the flow path inside the module frame.
상기 유로를 형성하는 단계는,
상기 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계; 및
상기 모듈 프레임의 내부에 형성된 홀을 서로 연결하는 단계를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.In paragraph 12,
Forming the flow path,
forming a hole inside the module frame; and
A method of manufacturing a secondary battery comprising connecting holes formed inside the module frame to each other.
상기 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계에서, 상기 모듈 프레임의 일단과 타단을 관통하며 복수의 홀이 형성되고,
상기 홀을 서로 연결하는 단계에서, 상기 모듈 프레임의 내부에 형성된 복수의 홀이 서로 연결되어 형성되는 이차 전지의 제조 방법.In paragraph 13,
In the step of forming a hole inside the module frame, a plurality of holes are formed penetrating one end and the other end of the module frame,
In the step of connecting the holes to each other, a plurality of holes formed inside the module frame are connected to each other to form a secondary battery manufacturing method.
상기 모듈 프레임의 내부에 홀을 형성하는 단계에서, 상기 유로는 상기 모듈 프레임의 바닥부에 형성되는 이차 전지의 제조 방법.In paragraph 14,
In the step of forming the hole inside the module frame, the flow path is formed at the bottom of the module frame.
상기 유로를 형성하는 단계에서, 상기 모듈 프레임은 상기 전지셀 적층체와 인접한 표면에 형성된 물결 무늬를 포함하고,
상기 물결 패턴부는, 상기 유로가 상기 모듈 프레임 내부에 형성되면서 함께 형성되는 이차 전지의 제조 방법.In paragraph 12,
In the step of forming the flow path, the module frame includes a wave pattern formed on a surface adjacent to the battery cell stack,
The wavy pattern part is formed together with the flow path being formed inside the module frame.
상기 유로를 형성하는 단계에서,
상기 유로는 상기 모듈 프레임에 압출 성형되어 형성되는 이차 전지의 제조 방법.
In clause 16,
In the step of forming the flow path,
The method of manufacturing a secondary battery in which the passage is formed by extrusion molding on the module frame.
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