KR20230051884A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩 - Google Patents

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이 적층된 전지 셀 적층체; 상기 전지 셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임; 및 상기 전지 셀 적층체의 전후면을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 엔드 플레이트의 하단 코너부에는 커팅부가 형성된다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안전성이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는 바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체 및 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 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.
다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈은, 내부에서 수분이 발생하거나 전해액이 누액되는 경우 전지 모듈 외부로 배출되지 않고 내부에 남아있게 되어 절연 성능에 취약할 수 있다. 특히, 모듈 외부로 배출되지 못한 수분 및 전해액에 의한 전류 통로에 의해 절연 성능 저하의 가능성이 있다. 따라서, 결로에 의해 발생하는 수분 또는 이차 전지의 손상에 의한 전해액 누출 시, 전지 모듈 내부에 수분 또는 전해액이 고이지 않고 배출되도록 하여 절연 성능 및 안전성 확보가 가능한 구조의 필요성이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 안전성이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이 적층된 전지 셀 적층체; 상기 전지 셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임; 및 상기 전지 셀 적층체의 전후면을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 엔드 플레이트의 하단 코너부에는 커팅부가 형성된다.
상기 전지 셀 적층체의 전후면과 상기 엔드 플레이트 사이에 형성되는 절연 커버를 더 포함하고, 상기 커팅부와 대응되는 상기 절연 커버의 하단부에는 덮개부가 형성될 수 있다.
상기 커팅부는 상기 엔드 플레이트의 양측 하단 코너부에 형성되고, 상기 덮개부는 상기 절연 커버의 양측 하단부에 형성될 수 있다.
상기 덮개부는, 상기 절연 커버의 양측 하단부로부터 돌출된 형상일 수 있다.
상기 덮개부는, 상기 커팅부의 크기보다 크거나 같은 크기로 형성될 수 있다.
상기 덮개부는, 상기 모듈 프레임과 이격되도록 형성될 수 있다.
상기 덮개부는, 상기 모듈 프레임의 바닥부로부터 이격되도록 형성될 수 있다.
상기 모듈 프레임의 바닥부 상에는 액체층이 형성되고, 상기 액체층은 상기 덮개부와 상기 모듈 프레임이 이격된 공간을 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 액체층은 상기 전지 셀 적층체의 하부와 이격되도록 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 상기 전지 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 엔드 플레이트 상에 형성되는 커팅부 및 절연 커버 상에 형성되는 덮개부를 통해, 전지 모듈 내부의 수분 및 전해액의 배출이 가능하여 전지 모듈의 절연 성능 및 안전성 확보가 가능하다.
또한, 절연 커버 상에 형성되는 덮개부를 통해, 엔드 플레이트의 커팅부에 의해 전지 모듈 내부가 노출되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈이 조립된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 엔드 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 절연 커버를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 엔드 플레이트(도 3) 및 절연 커버(도 4)가 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 전지 셀 적층체에 포함되는 전지 셀을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 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.
본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 도 1, 도 2 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈이 조립된 모습을 나타낸 도면이다. 도 8은 도 1의 전지 셀 적층체에 포함되는 전지 셀을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(110)이 적층된 전지 셀 적층체(120), 전지 셀 적층체(120)를 수용하는 모듈 프레임(200), 및 모듈 프레임(200)에서 개방되어 있는 전지 셀 적층체(120)의 전후면을 덮는 엔드 플레이트(150)를 포함한다. 또한, 엔드 플레이트(150)는 전지 셀 적층체(120)의 전면을 덮는 전면 엔드 플레이트와 후면을 덮는 후면 엔드 플레이트를 포함할 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 전지 셀 적층체(120)의 전후면과 엔드 플레이트(150) 사이, 특히, 버스 바 프레임(130)과 엔드 플레이트(150) 사이에 형성되는 절연 커버(190)를 더 포함할 수 있다. 절연 커버(190)는 전지 셀 적층체(120)와 상기 전면 엔드 플레이트 사이 및 전지 셀 적층체(120)와 상기 후면 엔드 플레이트 사이에 모두 형성될 수 있다. 또한, 절연 커버(190)는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.
전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 전지 셀(110)은, 전지 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 양 측면(114c)을 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 총 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)를 갖고, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b) 사이가 전지 셀(110)의 길이 방향으로 정의하고, 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)를 연결하는 일측부(114c)와 연결부(115) 사이를 전지 셀(110)의 폭 방향으로 정의할 수 있다.
연결부(115)는 전지 셀(110)의 일 테두리를 따라 길게 뻗어 있는 영역이며, 연결부(115)의 단부에 전지 셀(110)의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 돌출부(110p)는 연결부(115)의 양 단부 중 적어도 하나에 형성될 수 있고, 연결부(115)가 뻗는 방향에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(110p)는 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)의 실링부(114sa, 114sb) 중 하나와 연결부(115) 사이에 위치할 수 있다.
전지 케이스(114)는 일반적으로 수지층/금속 박막층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있다. 예를 들어, 전지 케이스 표면이 O(oriented)-나일론 층으로 이루어져 있는 경우에는, 중대형 전지 모듈을 형성하기 위하여 다수의 전지 셀들을 적층할 때, 외부 충격에 의해 쉽게 미끄러지는 경향이 있다. 따라서, 이를 방지하고 전지 셀들의 안정적인 적층 구조를 유지하기 위해, 전지 케이스의 표면에 양면 테이프 등의 점착식 접착제 또는 접착시 화학 반응에 의해 결합되는 화학 접착제 등의 접착 부재를 부착하여 전지 셀 적층체(120)를 형성할 수 있다. 본 실시예에서 전지 셀 적층체(120)는 y축 방향으로 적층되고, z축 방향으로 모듈 프레임(200) 내부에 수용될 수 있다.
모듈 프레임(200)은 상부면, 전면 및 후면이 개방되어 전지 셀 적층체(120)의 하부 및 양측부를 덮는 프레임 부재(300), 및 전지 셀 적층체(120)의 상부를 덮는 상부 플레이트(400)를 포함한다. 다만, 모듈 프레임(200)은 이에 한정된 것이 아니며, L자형 프레임 또는 전후면을 제외하고 전지 셀 적층체(120)를 둘러싸는 모노 프레임과 같은 다른 형상의 프레임으로 대체될 수 있다. 모듈 프레임(200)을 통해 모듈 프레임(200)의 내부에 수용된 전지 셀 적층체(120)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이때, 프레임 부재(300)는 전지 셀 적층체(120)의 하부를 받치는 프레임 바닥부(300a)와 프레임 바닥부(300a)의 양단부에서 각각 상향 연장된 프레임 측면부(300b)를 포함할 수 있다. 프레임 바닥부(300a)는 전지셀 적층체(120)의 하면을 커버할 수 있고, 프레임 측면부(300b)는 전지셀 적층체(120)의 양 측면을 커버할 수 있다. 여기서, 전지셀 적층체(120)의 하면은 -z축 방향의 면을 지칭하고, 전지셀 적층체(120)의 양 측면은 y축 및 -y축 방향의 면을 지칭한다. 다만 이는 설명의 편의를 위해 지칭한 면들이며, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.
상부 플레이트(400)는 프레임 부재(300)에 의해 감싸지는 상기 하면 및 상기 양 측면을 제외한 나머지 상면(z축 방향의 면)을 감싸는 하나의 판상형 구조로 형성될 수 있다. 상부 플레이트(400)와 프레임 부재(300)는 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접에 의해 접합됨으로써, 전지셀 적층체(120)를 상하좌우로 커버하는 구조를 형성할 수 있다. 상부 플레이트(400)와 프레임 부재(300)를 통해 전지셀 적층체(120)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이를 위해 상부 플레이트(400)와 프레임 부재(300)는 소정의 강도를 갖는 금속 재질을 포함할 수 있다.
이때, 전지 모듈(100)은, 전지 셀 적층체(120)와 엔드 플레이트(150) 사이, 구체적으로 전지 셀 적층체(120)와 절연 커버(190) 사이에 위치하는 버스 바 프레임(130)을 더 포함한다. 따라서, 전지 셀 적층체(120)와 버스 바 프레임(130)이 결합되어 셀 어셈블리를 형성할 수 있다. 버스 바 프레임(130)에 장착된 복수의 버스 바는 전지 셀(110)들로부터 돌출 형성되어 버스 바 프레임(130) 상에 장착된 전극 리드(111)들과 접촉될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지셀 적층체(120)의 하면과 프레임 부재(300)의 바닥부(300a) 사이에 위치하는 열전도성 수지층(310)을 더 포함하고, 열전도성 수지층(310)은 전지셀(110)에서 발생하는 열을 전지 모듈(100) 바닥으로 전달하고 전지셀 적층체(120)를 고정하는 역할을 할 수 있다.
더불어, 본 발명의 실시예에 따라, 모듈 프레임(200) 내에 삽입된 셀 어셈블리를 상부 플레이트(400)로 덮고 나면 도 2에 도시한 전지 모듈이 형성될 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 전지 모듈의 엔드 플레이트 및 절연 커버에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 엔드 플레이트를 나타낸 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 절연 커버를 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 엔드 플레이트 및 절연 커버가 결합된 모습을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 2의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다. 도 7은 도 2의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
종래에는 전지 모듈 내부에 결로로 인한 수분 형성 또는 전지 셀 손상으로 인한 전해액 누액이 발생할 경우 전지 모듈 내부에 상기 수분 또는 전해액이 모이게 되고 이를 배출할 수 있는 구조가 부재하였다. 특히, 모듈 프레임 바닥부 상에는 상기 수분 또는 전해액을 포함하는 액체층이 형성될 수 있으므로, 전지 모듈의 내부가 노출되는 것을 최소화함과 동시에, 원활한 액체층 배출이 가능한 구조의 필요성이 있었다.
이에, 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 엔드 플레이트(150)의 하단 코너부에는 커팅부(155)가 형성된다. 이때, 커팅부(155)는 엔드 플레이트(150)의 양측 하단 코너부에 형성될 수 있다. 커팅부(155)는 엔드 플레이트(150)의 양측 하단 코너부에 형성됨으로써, 액체층(500)이 모듈 프레임(200) 바닥부 상의 특정 부분에 집중 형성되더라도 원활한 배출이 가능할 수 있다.
커팅부(155)는 엔드 플레이트(150)의 양측 하단부의 일부를 절단한 형상일 수 있다. 곡선 및/또는 직선을 갖는 형상으로 형성될 수 있으며, 커팅부(155)의 단면은 원형 및/또는 복수개의 모서리를 갖는 다각형일 수 있다. 보다 구체적으로, 커팅부(155)는 엔드 플레이트(150)의 하단 및 측면 모서리와 평행하도록 형성되는 복수개의 절단선을 갖는 형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
커팅부(155)가 형성됨으로써, 전지 모듈(100) 내부의 액체층(500)의 배출이 가능하나, 전지 모듈(100) 내부가 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 커팅부(155)에 의해 노출되는 부분을 최소화하는 구조를 추가적으로 형성할 수 있다.
이에, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 절연 커버(190)는 덮개부(195)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 커팅부(155)와 대응되는 절연 커버(190)의 하단부에는 덮개부(195)가 형성되는 것 일 수 있다. 또한, 엔드 플레이트(150)의 양측 하단 코너부에 형성되는 커팅부(155)와 대응하도록, 덮개부(195)는 절연 커버(190)의 양측 하단부에 형성될 수 있다.
이때, 덮개부(195)는 절연 커버(190)의 양측 하단부로부터 돌출된 형상일 수 있다. 구체적으로, 덮개부(195)는 절연 커버(190)로부터 돌출되어, 커팅부(155)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 더불어, 덮개부(195)는 커팅부(155)가 형성됨으로써, 엔드 플레이트(150)로부터 잘려 나간 단면의 형상이 덮개부(195)의 형상과 일치할 수 있다. 따라서, 곡선 및/또는 직선을 갖는 형상으로 형성될 수 있으며, 꼭짓점이 곡면으로 형성되는 사각형상을 가질 수 있다. 그러나, 덮개부(195)의 형상은 커팅부(155)에 의해 노출되는 전지 모듈(100)의 내부를 최소화하는 범위 내에서 다양하게 선택될 수 있다.
덮개부(195)는 커팅부(155)의 크기보다 크거나 같은 크기로 형성될 수 있다. 이때, 커팅부(155)의 크기는 엔드 플레이트(150)의 본래 형상으로부터 커팅된 부분의 크기를 나타낼 수 있다. 도 5를 참조하면, 덮개부(195)의 크기가 커팅부(155)의 크기보다 작게 형성되는 경우, 커팅부(155)에 의해 노출되는 전지 모듈(100)의 내부가 덮개부(195)에 의해 모두 가려지지 않을 수 있다. 따라서, 전지 모듈(100)의 내부가 노출되지 않도록 하여 전지 모듈(100)의 안전성을 확보하기 위하여, 덮개부(195)의 크기는 커팅부(155)의 크기보다 크거나 같은 크기로 형성될 수 있다.
이때, 덮개부(195)는 모듈 프레임(200)과 이격되도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 덮개부(195)는 모듈 프레임(200)의 바닥부 및 측면부로부터 이격되도록 형성될 수 있다. 이때, 덮개부(195)와 인접하는 구성은 프레임 부재(300)인 바, 덮개부(195)는 프레임 부재(300), 프레임 부재(300)의 바닥부(300a) 및 프레임 부재(300)의 측면부(300b)와 이격되도록 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 덮개부(195)는 모듈 프레임(200), 특히 프레임 부재(300)와 이격되도록 형성됨으로써, 모듈 프레임(200) 바닥부에 형성되는 수분 및/또는 전해액을 포함하는 액체층(500)이 외부로 배출될 수 있도록 형성될 수 있다. 덮개부(195)가 모듈 프레임(200), 특히 프레임 부재(300)와 이격된 공간 없이 접촉하는 경우 덮개부(195)에 의해 배출 경로가 막혀 원활한 액체층(500) 배출이 어려울 수 있다.
따라서, 덮개부(195)는 모듈 프레임, 특히 프레임 부재(300)와 적어도 1mm 이상의 이격 거리를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 덮개부(195)와 프레임 부재(300) 사이의 이격 거리는 1mm 이상 10mm 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 이격 거리는 1mm 이상 5mm 이하일 수 있다. 상기와 같은 이격 거리로 형성될 때, 전지 모듈(100)의 액체층(500) 배출 성능 및 안전성이 최대로 확보될 수 있다.
상기와 같이, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 덮개부(195)와 모듈 프레임(200) 사이의 이격 거리, 특히 덮개부(195)와 프레임 부재(300) 사이에 형성되는 상기 이격 거리를 통해 이격된 공간(600)이 형성될 수 있다.
이때, 도 6을 참조하면, 전지 모듈(100) 내부에는 결로에 의한 수분 또는 전지 셀(110)의 파손 및 손상으로 인한 전해액 누액이 발생할 수 있으며, 상기 수분 및/또는 전해액을 포함하는 액체층(500)은 모듈 프레임(200)의 바닥부 상에 형성될 수 있다. 그러므로, 액체층(500)은 모듈 프레임(200)의 바닥부에 형성됨에 따라, 모듈 프레임(200)의 바닥부와 인접하게 형성된 커팅부(155) 및 덮개부(195) 쪽으로 이동할 수 있다. 이에, 액체층(500)은 덮개부(195)와 모듈 프레임(200)이 이격된 공간(600)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
모듈 프레임(200) 바닥부에 형성되는 액체층(500)은 모듈 프레임(200) 바닥부를 전체적으로 덮게 되면 이격된 공간(600)과 자연스럽게 접하게 될 수 있다. 즉, 모듈 프레임(200) 바닥부에 액체층(500)이 형성됨에 따라 즉각적으로 이격된 공간(600)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
이에, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)에 형성되는 액체층(500)은 전지 셀 적층체(120)의 하단부와 이격되도록 유지될 수 있다. 액체층(500)과 전지 셀 적층체(120)의 하부가 이격되도록 유지됨으로써, 전지 셀 적층체(120)의 하부와 액체층(500)이 접촉함에 따라 발생하는 전류 통로의 형성이 방지되고, 전지 모듈(100)의 안전성을 확보할 수 있다.
앞서 설명한 전지 모듈은 전지 팩에 포함될 수 있다. 전지 팩은, 본 실시예에 따른 전지 모듈을 하나 이상 모아서 전지의 온도나 전압 등을 관리해주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS)과 냉각 장치 등을 추가하여 패킹한 구조일 수 있다.
상기 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
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.
110: 전지 셀
120: 전지 셀 적층체
130: 버스 바 프레임
150: 엔드 플레이트
155: 커팅부
190: 절연 커버
195: 덮개부
200: 모듈 프레임
300: 프레임 부재
300a: 프레임 바닥부
300b: 프레임 측면부
400: 상부 플레이트
500: 액체층

Claims (10)

  1. 복수의 전지 셀이 적층된 전지 셀 적층체;
    상기 전지 셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임; 및
    상기 전지 셀 적층체의 전후면을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고,
    상기 엔드 플레이트의 하단 코너부에는 커팅부가 형성되는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 전지 셀 적층체의 전후면과 상기 엔드 플레이트 사이에 형성되는 절연 커버를 더 포함하고,
    상기 커팅부와 대응되는 상기 절연 커버의 하단부에는 덮개부가 형성되는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 커팅부는 상기 엔드 플레이트의 양측 하단 코너부에 형성되고,
    상기 덮개부는 상기 절연 커버의 양측 하단부에 형성되는 전지 모듈.
  4. 제2항에서,
    상기 덮개부는, 상기 절연 커버의 하단부로부터 돌출된 형상인 전지 모듈.
  5. 제2항에서,
    상기 덮개부는, 상기 커팅부의 크기보다 크거나 같은 크기로 형성되는 전지 모듈.
  6. 제2항에서,
    상기 덮개부는, 상기 모듈 프레임과 이격되도록 형성되는 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 덮개부는, 상기 모듈 프레임의 바닥부로부터 이격되도록 형성되는 전지 모듈.
  8. 제6항에서,
    상기 모듈 프레임의 바닥부 상에는 액체층이 형성되고,
    상기 액체층은 상기 덮개부와 상기 모듈 프레임이 이격된 공간을 통해 외부로 배출되는 전지 모듈.
  9. 제8항에서,
    상기 액체층은 상기 전지 셀 적층체의 하부와 이격되도록 유지되는 전지 모듈.
  10. 제1항의 전지 모듈을 포함하는 전지 팩.

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