KR20240021689A - 배터리 모듈 및 그 제조 방법, 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부품의 수를 감소시키고, 조립 공정을 단순화하여 생산의 효율성을 향상시키며, 셀 사이의 열 전이를 효율적으로 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 것이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 셀 유닛을 포함하는 셀 유닛 집합체 및 셀 유닛의 길이 방향을 기준으로, 셀 유닛 집합체의 양단을 커버하는 엔드 프레임을 포함하고, 셀 유닛은, 적어도 하나 이상의 셀이 적층된 셀 적층체 및 셀 적층체의 폭 방향 양측부와 상부를 감싸는 셀 커버를 포함할 수 있다.

Description

배터리 모듈 및 그 제조 방법, 배터리 팩{BATTERY MOUDLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 모듈 및 그 제조 방법과 배터리 팩에 관한 것으로서, 좀 더 자세히는 복수의 셀을 포함하는 이차 전지 배터리 모듈, 그 제조 방법 및 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지 또는 배터리 모듈을 집합시킨 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있고, 이에 따라 배터리 모듈의 수요 역시 증가하고 있다. 예를 들면, 차량, ESS(Energy Storage System) 등에 탑재되는 이차 전지는 출력 및 전기 저장량을 늘리기 위해 복수 개가 결합되어 배터리 모듈을 구성하고 복수 개의 배터리 모듈들이 결합되어 배터리 팩을 구성한다.
종래의 배터리 모듈은 프레임 내부에 복수의 셀을 배치시키고, 스택 플레이트 및 엔드 플레이트로 프레임의 개구를 막으면서 조립하는 형태 등으로 제조될 수 있었다.
종래 구조의 배터리 모듈의 모습 및 분해된 모습이 도시된 도 1을 참조하면, 각각의 이차 전지들은 적층되어 직육면체 모양을 갖는 셀 적층체로써 제공되고, 직육면체가 형성하는 여섯 개의 면들 중 양극 리드와 음극 리드가 돌출되지 않는 면들에는(필요에 따라 선택적으로) 스택 플레이트(2)가 덮이고, 양극 리드와 음극 리드가 돌출되는 두면에는 버스바 프레임(3)이 덮인다. 상기 양극 리드와 음극 리드는 버스바 프레임(3)에 부설된 단자들(음극 단자, 양극 단자) 각각에 전기적으로 연결된다.
그리고, 양측이 개구된 통모양으로 형성된 모노 프레임(4)이 스택 플레이트(2)의 외부를 덮도록 결합된다. 그리고, 버스바 프레임(3)이 노출되도록 모노 프레임(4)이 끼워진 후, 상기 버스바 프레임(3)을 덮도록 엔드 플레이트(5)가 결합된다.
상기 엔드 플레이트(5)와 모노 프레임(4)은 금속재로 제조되어 엔드 플레이트(5)와 모노 프레임(4)은 용접으로 조립이 이뤄졌다.
한편, 이와 같이 제조된 종래의 배터리 모듈(1)은 셀들의 모든 면이 막혀있는 구조라 어느 하나라도 가스가 배출되거나 화염이 발생하면 폭발로 이어질 수 있는 문제가 있었다. 즉, 종래의 배터리 모듈은 내부에 배치된 셀 사이의 열 전이(Thermal Propagation)를 효율적으로 방지할 수 없는 문제점이 존재하였다.
또한, 버스바 프레임(3)의 결합 후, 엔드 플레이트(5)가 결합되는 구조이므로, 조립 공정이 늘어나는 문제가 있었다. 즉, 종래의 배터리 모듈은 부품 수가 많고, 조립이 복잡하여 제조 공정의 효율성이 떨어지는 문제점이 존재하였다.
따라서, 이러한 문제의 해결을 위하여 부품의 수를 줄이고, 조립 공정을 단순화하면서, 셀 사이의 열 전이를 효율적으로 방지할 수 있는 형태의 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩이 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 부품의 수를 감소시키고, 조립 공정을 단순화하여 생산의 효율성을 향상시키며, 셀 사이의 열 전이를 효율적으로 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 셀 유닛을 포함하는 셀 유닛 집합체 및 셀 유닛의 길이 방향을 기준으로, 셀 유닛 집합체의 양단을 커버하는 엔드 프레임을 포함하고, 셀 유닛은, 적어도 하나 이상의 셀이 적층된 셀 적층체 및 셀 적층체의 폭 방향 양측부와 상부를 감싸는 셀 커버를 포함할 수 있다.
셀 커버는, 셀 적층체의 상부에 배치되어 셀 적층체의 상면을 커버하는 상부판 및 상부판과 절곡되게 연결되며, 셀 적층체의 측면을 커버하는 측면판을 포함할 수 있다.
측면판은, 셀 적층체의 측면과 접촉하도록 배치될 수 있다.
상부판은, 길이 방향을 기준으로, 양단에 가스 배출공이 형성될 수 있다.
셀 적층체는, 세 개 이하의 셀이 적층될 수 있다.
셀 커버는, 금속 재질로 이루어질 수 있다.
셀 커버는, 엔드 프레임과 접촉하도록 배치될 수 있다.
셀 커버는, 엔드 프레임과 접촉하는 부분이 용접될 수 있다.
셀 유닛 집합체는, 인접한 셀 유닛의 사이에 배치되며, 단열 재료를 포함하는 단열판을 더 포함할 수 있다.
단열판은, 길이 방향을 기준으로, 양단이 엔드 프레임과 접촉하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈 및 복수의 배터리 모듈의 하부에 배치되는 냉각 플레이트를 포함하고, 냉각 플레이트가 배터리 모듈의 개방된 하부를 커버할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 길이 방향을 따라 양단 각각으로 전극 리드가 돌출된 복수개의 셀들이 적층된 셀 적층체, 및 셀 적층체의 양단에 결합되는 엔드 플레이트와 엔드 플레이트에 결합되고 각 셀들의 전극 리드가 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리가 결합된 엔드 프레임을 포함할 수 있다.
엔드 프레임은, 엔드 플레이트가 버스바 어셈블리보다 셀 적층체에 더 가깝게 위치하도록 결합될 수 있다.
엔드 플레이트는, 전극 리드가 관통하는 개통홀이 형성되어 전극 리드는 개통홀을 지나 버스바 어셈블리로 연결될 수 있다.
버스바 어셈블리는, 복수 개의 제1 홀이 타공되고, 전극 리드는 제1 홀을 관통하여 버스바 어셈블리에 마련된 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
버스바 어셈블리에는, 제1 홀과 이격되어 전극 리드가 관통하지 않는 제2 홀이 추가로 형성될 수 있다.
제1 홀은, 전극 리드가 통과한 후, 빈 공간이 마련되는 크기로 형성될 수 있다.
버스바 어셈블리는, 상대적으로 더 낮은 강성을 갖는 합성수지재로 제조되고, 엔드 플레이트는 상대적으로 더 높은 강성을 갖는 금속재로 제조될 수 있다.
버스바 어셈블리는, 일측변이 절곡되어 절곡부를 형성하고, 엔드 플레이트는 절곡부의 반대쪽 변에서 절곡되어 꺽임부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈의 제조방법은, 길이 방향을 따라 양단 각각으로 전극 리드가 돌출된 셀들과 금속재인 셀 커버를 적층하여 셀 적층체를 제조하는 셀 적층체 제조 단계, 금속재로 제조된 엔드 플레이트와 엔드 플레이트에 결합되고 각 셀들의 전극 리드가 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리가 결합된 엔드 프레임을 제조하는 엔드 프레임 제조 단계, 및 엔드 플레이트와 셀 커버를 용접하여 셀 적층체에 엔드 프레임을 결합시키는 결합 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 셀 유닛을 포함하는 셀 유닛 집합체 및 셀 유닛의 길이 방향을 기준으로, 셀 유닛 집합체의 양단을 커버하는 엔드 프레임을 포함하고, 셀 유닛은, 적어도 하나 이상의 셀이 적층된 셀 적층체 및 셀 적층체의 폭 방향 양측부와 상부를 감싸는 셀 커버를 포함할 수 있다.
그에 따라, 배터리 모듈 제조에 필요한 부품의 수를 감소시켜 제조 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다.
또한, 배터리 모듈의 조립 공정을 단순화하여 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 셀 유닛 사이의 열 전이를 효율적으로 방지할 수 있어 배터리 모듈의 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 가스 누출 또는 화염이 열 폭주(thermal propagation)로 이어지는 2차 피해가 방지될 수 있다.
또한, 낭비되는 공간의 감소로 배터리 모듈의 부피 당 에너지 밀도를 높일 수 있다.
또한, 종래의 구조에서는 버스바 어셈블리와 전극 리드의 용접이 이뤄질 때 및 전극 리드의 용접이 완료된 다음 모노 프레임과 엔드 플레이트의 용접이 이뤄질 때 각각에서 용접 지그의 설치가 개별적으로 요구되었으나(용접 지그의 설치가 최소한 2회 요구되었으나), 본 발명에서는 셀 커버와 엔드 플레이트의 용접이 이뤄질 때 버스바 어셈블리와 전극 리드의 용접도 동시에 이뤄질 수 있으므로 용접 지그의 설치 및 분해 횟수가 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시한 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함될 수 있다.
도 1은 종래의 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 사시도 및 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈의 셀 커버를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈의 엔드 프레임을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 셀 커버를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 엔드 프레임을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
실시예 1
본 발명은 배터리 모듈(10)을 실시예 1로 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 셀 유닛 집합체(100) 및 엔드 프레임(200)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 셀 유닛 집합체(100)는 복수의 셀 유닛(110)을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 배터리 모듈(10)은 복수의 셀 유닛(110)을 포함하는 대략 직육면체 형상의 셀 유닛 집합체(100) 및 셀 유닛 집합체(100)의 전면과 후면에 조립되는 엔드 프레임(200)를 포함할 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 셀 유닛 집합체(100)는 네 개의 셀 유닛(110)을 포함할 수 있다. 따라서, 네 개의 셀 유닛(110)이 서로 나란하게 적층되어 셀 유닛 집합체(100)를 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 셀 커버(120)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
셀 사이의 열 전이를 효율적으로 방지하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 셀 유닛 집합체(100)가 포함하는 셀 유닛(110)은 셀 적층체(111) 및 셀 커버(120)을 포함할 수 있다.
셀 유닛(110)의 셀 적층체(111)는 적어도 하나 이상의 셀이 적층되어 형성될 수 있다.
바람직하게는, 배터리 모듈(10) 내부의 셀 사이에 발생하는 열 전이를 방지하려는 본 발명의 목적을 위해 셀 유닛(110)을 구성하는 셀 적층체(111)는 세 개 이하의 셀을 포함할 수 있다. 즉, 셀 적층체(111)를 이루는 셀의 개수는 한 개 이상 세 개 이하가 될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 셀 적층체(111)는 세 개의 셀이 나란하게 적층되어 형성될 수 있다. 여기서, 셀은 파우치 셀이 될 수 있다.
도 4를 참조하면, 셀 유닛(110)의 셀 커버(120)는 셀 적층체(111)를 감싸도록 배치될 수 있다. 구체적으로는, 셀 적층체(111)의 폭 방향 양측부와 상부를 감싸도록 배치될 수 있다. 따라서, 셀 유닛(110)의 셀 적층체(111)는 길이 방향 양단과 하부가 개방된 상태로 셀 커버(120)의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 셀 유닛(110)의 셀 커버(120)는 대략 세 면이 개방된 직육면체 형상을 가질 수 있다. 따라서, 대략 직육면체 형상의 셀 유닛(110)이 나란하게 적층되어 형성되는 셀 유닛 집합체(100) 역시 대략 직육면체 형상을 가질 수 있다.
셀 적층체(111)를 감싸는 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 유닛(110)의 셀 커버(120)는 상부판(121) 및 측면판(122)을 포함할 수 있다.
셀 커버(120)의 상부판(121)은 셀 적층체(111)의 상면을 커버할 수 있다. 구체적으로는, 상부판(121)은 셀 적층체(111)의 상부에 배치되어 셀 적층체(111)의 상면을 커버할 수 있다. 또한, 상부판(121)은 대략 직사각형 단면의 판 형상을 가질 수 있다.
셀 커버(120)의 측면판(122)은 셀 적층체(111)의 측면을 커버할 수 있다. 구체적으로는, 상부판(121)의 폭 방향 양단에 절곡되게 연결되어 셀 적층체(111)의 양 측부에 각각 배치될 수 있다. 이 때, 상부판(121)과 측면판(122)은 대략 수직으로 연결될 수 있다.
상부판(121)과 측면판(122)을 포함하는 셀 커버(120)는 공용화하여 다양한 형태의 배터리 모듈에 사용될 수 있다.
셀 적층체(111)를 고정하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 커버(120)의 측면판(122)은 셀 적층체(111)의 측면과 접촉할 수 있다. 구체적으로는, 측면판(122)은 셀 적층체(111)의 외측면과 측면판(122)의 내측면이 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.
셀 커버(120)는 한 쌍의 측면판(122)을 포함할 수 있고, 한 쌍의 측면판(122)의 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 이 공간에 세 개의 셀로 이루어진 셀 적층체(111)가 측면판(122)과 접촉하면서 배치되면 셀 적층체(111)는 한 쌍의 측면판(122) 사이에 끼워질 수 있다. 따라서, 셀 적층체(111)가 한 쌍의 측면판(122) 사이에 쉽게 고정될 수 있다.
셀 적층체(111) 사이의 열 전이를 방지하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 유닛(110)의 셀 커버(120)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 구체적으로는, 셀 커버(120)는 고내열성 금속 재질로 이루어질 수 있다.
셀 커버(120)가 금속 재질로 이루어져 있어 하나의 셀 유닛(110)의 셀 적층체(111)에서 발생하는 화염 및 고온 가스가 인접한 다른 셀 유닛(110)으로 확산되는 것이 방지될 수 있고, 셀 유닛(110)이 내부 발화에 견딜 수 있다. 이 때, 셀 커버(120)의 개방된 양단은 엔드 프레임(200)에 의해 확산이 차단되고, 셀 커버(120)의 개방된 하부는 배터리 팩(1)의 냉각 플레이트(20)에 의해 확산이 차단될 수 있다. 이에 대한 설명은 이후에 자세히 하도록 한다.
셀 유닛(110) 사이의 열 전도를 지연시키기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 셀 유닛 집합체(100)는 단열판(130)을 더 포함할 수 있다. 즉, 이웃하는 셀 유닛(110) 사이에서는 온도 저하, 절연 성능 향상, 및 적층 시 충격 완화를 위해 단열판(130)이 선택적으로 배치될 수 있다.
단열판(130)은 인접한 셀 유닛(110)의 사이에 배치되며, 단열 재료를 포함할 수 있다. 또한, 단열판(130)은 대략 직사각형 단면의 판 형상을 가질 수 있으며, 셀 커버(120)의 측면판(122)과 동일한 단면적을 가질 수 있다.
단열판(130)은 단열 효과가 뛰어난 재료를 포함할 수 있으며, 예시로는 실리콘, 에어로겔 등을 포함할 수 있다.
셀 유닛(110) 사이의 열 전도를 효율적으로 지연하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 단열판(130)은 길이 방향을 기준으로, 양단이 엔드 프레임(200)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 따라서, 단열판(130)에 의해 인접한 셀 유닛(110)은 서로 접촉하는 부분이 없게 되고, 이를 통해 효율적으로 단열 효과가 유지될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 셀 유닛 집합체(100)는 단열판(130)을 포함하여 셀 유닛(110) 사이에 열이 전도되는 것을 효율적으로 지연시킬 수 있다.
한편, 셀 유닛(110)은 하나 이상의 셀을 포함하는 셀 적층체(111)와 셀 커버(120)가 결합된 상태로써 전체적으로 육면체 형상을 갖도록 제공되며, 양측에는 각각의 셀 적층체(111)에서 돌출된 양극 리드(11)와 음극 리드(12)가 돌출될 수 있다.
그리고, 엔드 프레임(200)은 각 셀 적층체(111)의 전극 리드(양극 리드와 음극 리드)가 단자(213, 214)에 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리(210)와 외부의 물리적 충격으로부터 셀 적층체(111)를(특히, 전극 리드 부분을) 보호하고 마감하기 위한 엔드 플레이트(220)가 일체로 결합된 상태로 제공될 수 있다.도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 엔드 프레임(200)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 도 2에 도시된 배터리 모듈(10)을 개략적으로 도시한 정면도이다.
셀 유닛 집합체(100)의 고정을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 엔드 프레임(200)를 포함할 수 있다.
배터리 모듈(10)의 엔드 프레임(200)는 셀 유닛 집합체(100)의 양단을 커버할 수 있다. 구체적으로는, 셀 유닛(110)의 길이 방향을 기준으로, 셀 유닛 집합체(100)의 양단을 커버할 수 있다. 따라서, 셀 유닛 집합체(100)의 개방된 양단을 통한 화염의 확산은 엔드 프레임(200)에 의해 방지될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 엔드 프레임(200)은 엔드 플레이트(220)가 내측에 위치하도록 배치되어 버스바 어셈블리(210)보다 셀 적층체(111)에 더 가깝게 위치하도록 결합될 수 있다.
이에 따라, 개별 셀 적층체(111)에서 돌출되는 양극 리드(11)와 음극 리드(12)가 엔드 플레이트(220)를 우회하지 않고 관통하여 버스바 어셈블리(210)로 연장될 수 있도록 엔드 플레이트(220)는 전극 리드(11, 12)가 관통하는 복수 개의 개통홀(221)이 형성될 수 있다. 개통홀(221)의 갯수와 크기 및 배치 구조는 전극 리드(11, 12)의 위치 및 갯수에 맞춰 정해질 수 있다. 따라서 전극 리드(11, 12)는 개통홀(221)을 지나 버스바 어셈블리(210)로 연결될 수 있다.
버스바 어셈블리(210)에도 전극 리드(11, 12)가 관통하는 복수 개의 제1 홀(211)이 타공되어 전극 리드들(11, 12)은 제1 홀(211)을 관통하여 버스바 어셈블리(210)에 마련된 단자(213, 214)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 전극 리드(11, 12)의 끝단은 단자(213, 214)에 용접 또는 납땜으로 연결될 수 있다.
한편, 제1 홀(211)과 이격되어 제1 홀(211)과는 별개로 전극 리드(11, 12)가 관통하지 않는 제2 홀(212)이 추가로 형성될 수 있다. 제2 홀(212)은 셀에서 가스가 누출되거나 화염이 발생할 때, 폭발로 이어지지 않도록 가스 및 화염을 외부로 누출시키되 누출되는 방향을 조절할 수 있도록 제공될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 엔드 프레임(200)의 버스바 어셈블리(210)에는 네 개의 제1 홀(211)이 형성될 수 있다. 이 때, 가스 또는 화염이 발생할 때, 제1 홀(211)로도 분출될 수 있도록 제1 홀(211)은 전극 리드(11, 12)가 통과한 후, 빈 공간이 마련되는 크기로 형성될 수 있다. 아울러, 제1 홀(211) 은 버스바 어셈블리(210)에서 셀 유닛(110)이 배치되는 부분과 대응되는 부분에 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바 어셈블리(210)에는 셀 유닛(110)의 폭발을 방지하기 위해 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)이 형성될 수 있다.
제1 홀 (211) 및 제2 홀(212)은 가스가 배출되기 용이하도록 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바 어셈블리(210)의 제1 홀 (211) 및 제2 홀(212)은 대략 직사각형 단면을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 홀 (211) 및 제2 홀(212)은 버스바 어셈블리(210)의 일면에서부터 반대쪽의 타면까지 관통되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 엔드 프레임(200)의 버스바 어셈블리(210)에는 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)이 형성되므로, 셀 유닛(110) 내부의 압력 상승에 의한 폭발이 방지될 수 있다. 또한, 가스 누출 또는 화염이 열 폭주로 이어지는 2차 피해가 방지될 수 있다.
한편, 버스바 어셈블리(210)는 단자(213, 214)를 제외한 나머지 부분이 전기 절연성을 갖고, 상대적으로 가벼운 무게를 갖도록 상대적으로 더 낮은 강성을 갖는 합성 수지재로 제조될 수 있다. 반면, 엔드 플레이트(220)는 외부 하중 및 충격으로부터 셀 적층체를 보호할 수 있도록 상대적으로 더 높은 강성을 갖는 금속재로 제조될 수 있다.
엔드 프레임(200)은 두 개가 셀 적층체(111)에서 전극 리드들(11, 12)이 돌출된 양측을 각각 덮도록 결합되되, 엔드 플레이트(220)가 전극 리드들(11, 12)과 마주하도록 결합될 수 있다.
엔드 플레이트(220) 또는 버스바 어셈블리(210) 중 어느 한 부분이 다른 결합수단 등을 통해 셀 적층체에 결합될 수도 있으나, 이 실시예에는 셀 적층체와 엔드 프레임이가 강건히 결합될 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
즉, 이 실시예에서 제공되는 셀 커버(120)는 용접이 가능한 금속제로 제조되며, 엔드 플레이트(220)는 셀 커버(120)와 맞닿은 상태에서 또는 가고정 상태에서 접촉하는 부분이 용접됨으로써 결합이 이뤄질 수 있다.
이때, 용접이 이뤄지기 전 엔드 프레임에 셀 적층체가 끼워져 가고정될 수 있도록 도 5에 나타난 바와 같이, 버스바 어셈블리(210)는 일측변이 절곡되어 절곡부(215)를 형성하고, 엔드 플레이트(220)는 절곡부(215)의 반대쪽 변에서 절곡되어 꺾임부(222)가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 엔드 프레임(200)는 셀 유닛(110) 사이의 전기적인 연결을 위한 버스바 등의 부품을 더 포함할 수 있다.
셀 유닛 집합체(100)와 엔드 프레임(200)이 연결되는 방식의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 용접이 사용될 수 있다.
셀 유닛 집합체(100)가 포함하는 셀 유닛(110)의 셀 커버(120)는 엔드 프레임(200)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 구제적으로는, 셀 커버(120)의 길이 방향 양단이 엔드 프레임(200)와 접촉할 수 있다. 이 때, 셀 커버(120)와 엔드 프레임(200)의 접촉하는 부분은 용접을 통해 서로 결합될 수 있다.
따라서, 셀 커버(120)의 양단이 엔드 프레임(200)와 접촉하도록 배치되고, 서로 접촉하는 부분이 용접되므로, 셀 유닛 집합체(100)가 엔드 프레임(200)에 고정 및 결합될 수 있다.
용접을 통해 셀 유닛 집합체(100)가 엔드 프레임(200)와 결합되면, 셀 유닛(110)의 개방된 길이 방향 양면이 엔드 프레임(200)에 의해 커버될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 배터리 모듈(10)은 셀 유닛 집합체(100)와 엔드 프레임(200)를 포함할 수 있고, 셀 유닛 집합체(100)는 복수의 셀 유닛(110) 및 단열판(130)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 셀 유닛(110)은 셀 적층체(111)와 이를 감싸는 셀 커버(120)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 비교적 적은 부품으로 이루어져 있어 제조 공정의 경제성이 향상될 수 있고, 조립 과정이 단순하여 제조 공정의 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 배터리 모듈(10)은 압력 상승에 의한 셀 유닛(110)의 폭발을 방지하는 동시에, 셀 유닛(110) 사이의 화염 확산과 열 전이를 방지 또는 지연시킬 수 있어 배터리 모듈(10)의 안정성이 향상될 수 있다. 추가적으로, 일정한 형상의 셀 유닛(110)을 통해 다양한 용량과 크기의 배터리 모듈 구조가 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 제조 방법을 자세히 설명한다.
배터리 모듈(10)의 제조 방법은, 셀 적층체 제조 단계, 엔드 프레임 제조 단계, 및 결합 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
셀 적층체 제조 단계는 길이방향을 따라 양단 각각으로 전극 리드(11, 12)가 돌출된 셀 적층체(111)와 금속재인 셀 커버(120)를 적층하여 셀 유닛(110)을 제조할 수 있다.
더 상세하게는 양극, 분리막, 음극이 반복 적층된 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치에 내장하고, 공지의 셀의 제조방법에 따라 충방전 공정, 에이징 공정, 테스트 공정 등을 거쳐 개별 셀을 제조하고, 하나 이상의 셀에 셀 커버(120)를 결합시킨 후 적층하여 셀 유닛(110)을 제조할 수 있다.
이때, 셀은 파우치의 일단에서 양극 리드(11)가 돌출되고 타단에는 음극 리드(12)가 돌출되며, 하나 이상의 셀과 셀 커버(120)가 적층된 셀 유닛(110)은 전체적으로 육면체 모양을 갖도록 제조될 수 있다.
그리고, 엔드 프레임 제조 단계는 금속재로 제조된 엔드 플레이트(220)와 합성 수지재로 제조된 버스바 어셈블리(210)가 일체로 형성되도록 제조될 수 있다.
금속재로 제조된 엔드 플레이트(220)는 주조, 단조, 절삭, 압연, 밀링 등과 같은 금속 가공 방법을 통해 제조가 이뤄질 수 있다. 그리고, 먼저 제조된 엔드 플레이트(220)는 사출 금형 내에 삽입된 후, 엔드 플레이트(220)의 외부에 고분자 수지를 사출하는 인서트 사출(Insert Molding) 방식을 통해 버스바 어셈블리(210)와 일체로 제조될 수 있다.
엔드 플레이트(220)에 외부에 사출된 고분자 수지는 냉각되어 버스바 어셈블리(210)의 외관을 형성하고, 냉각된 후 단자(213, 214) 등이 추가적으로 장착되어 버스바 어셈블리(210)로 제조될 수 있다.
또는 위와 같은 인서트 사출 외에도 금속재와 합성 수지재를 일체로 성형하는 다른 제조 방식을 통해 엔드 프레임(200)이 제조될 수 있으며, 엔드 플레이트(220)가 금속재가 아닌 합성 수지재로 제조된다면, 서로 다른 종류의 합성 수지재를 일체로 제조하는 이중 사출(Two Shot Molding) 등과 같은 방식으로 제조될 수도 있다. 물론 금속재로 엔드 플레이트(220)를 제조하고 합성 수지재로 버스바 어셈블리(210)를 각각 별개로 제조한 후, 접착제를 통해 두 개를 결합시키는 방식을 통해서도 엔드 프레임(200)을 제조할 수 있다.
그리고, 엔드 플레이트(220)와 셀 커버(120)를 용접하여 셀 유닛 집합체(100)에 엔드 프레임(200)을 결합시키는 결합 단계가 이뤄질 수 있다.
이 실시예에서 제공되는 엔드 플레이트(220)와 셀 커버(120)는 서로 용접이 가능한 금속제로 제조된다. 따라서, 엔드 플레이트(220)가 셀 커버(120)에 맞닿은 상태에서 용접이 이뤄짐으로써 결합이 이뤄질 수 있다.
이때, 셀 커버(120)는 적어도 하나만 있더라도 엔드 플레이트(220)와의 용접이 가능하나, 엔드 플레이트(220)의 테두리를 따라 최대한 연속적으로 용접될 수 있도록 셀 커버(120)는 각각의 셀 적층체(111)에 결합되어 제공되는 것이 바람직하다.
따라서, 종래에는 엔드 플레이트가 최외각에 배치되어 버스바 어셈블리와 엔드 플레이트가 개별적으로 각각 결합되는 구조였으나, 본 발명에서는 엔드 플레이트(220)와 버스바 어셈블리(210)가 일체로 제조된 후, 엔드 플레이트(220)가 셀 적층체에 고정되어, 조립공정을 단축시킬 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 본 발명은 엔드 플레이트(220)와 버스바 어셈블리(210)가 결합되어 하나의 엔드 프레임(200)으로 제공되므로, 버스바 어셈블리(210)와 엔드 플레이트(220)를 각각 별도로 장착했던 종래 구조 대비 조립 공정을 단순화하여 생산 효율을 더 증대시킬 수 있다.
또한, 종래의 구조에서 모노 프레임과 스택 플레이트가 삭제되므로 조립 공정이 더 단순화되고 무게 또한 감소시킬 수 있다.
엔드 프레임(200)은 엔드 플레이트(220)가 버스바 어셈블리(210)보다 셀 적층체에 더 가깝게 위치하도록 결합되어 엔드 플레이트(220)와 셀 적층체의 고정 지점이 상대적으로 내측에 위치하고 낭비되는 공간을 없앨 수 있으므로, 배터리 모듈의 부피당 에너지 밀도를 더 높일 수 있다.
엔드 플레이트(220)에는 개통홀(221)이 형성되고, 버스바 어셈블리(210)에는 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)이 형성되어, 셀 유닛 집합체(100)에서 가스 누출 또는 화염이 발생하더라도 개통홀(221), 제1 홀(211), 제2 홀(212)을 통해 외부로 배출되어 열 폭주로 이어지는 문제를 방지할 수 있다.
셀 유닛(110)에는 셀 적층체(111)와 함께 하나 이상의 셀 커버(120)가 적층되어 셀 유닛(110) 자체의 강성을 증대시킬 수 있다. 아울러, 셀 커버(120)와 엔드 플레이트(220) 각각은 금속재로 제조되고, 용접으로 결합되어 조립 공정이 단순화될 수 있다.
가령, 종래의 구조에서는 버스바 어셈블리와 전극 리드의 용접이 이뤄질 때, 및 전극 리드의 용접이 완료된 다음 모노 프레임과 엔드 플레이트의 용접이 이뤄질 때 각각에서 용접 지그의 설치가 개별적으로 요구되었으나(용접지그의 설치가 최소한 2회 요구되었으나), 본 발명에서는 셀 커버(120)와 엔드 플레이트(220)의 용접이 이뤄질 때 버스바 어셈블리(210)와 전극 리드(11, 12)의 용접도 동시에 이뤄질 수 있으므로 용접 지그의 설치 및 분해 횟수가 감소될 수 있다.
실시예 2
본 발명은 다른 형태의 배터리 모듈(10')을 실시예 2로 제공한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈(10')은 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)과 셀 적층체를 이루는 셀의 개수, 셀 유닛 집합체(100')를 이루는 셀 유닛(110')의 개수, 엔드 프레임(200')의 형태, 셀 커버(120')와 엔드 프레임(200')의 조립 방식 등이 다를 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 구성과 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈(10')을 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈(10')은 셀 유닛 집합체(100') 및 엔드 프레임(200')을 포함할 수 있다. 여기서, 셀 유닛 집합체(100')는 열두 개의 셀 유닛(110')을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈(10')의 셀 커버(120')를 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명의 실시예 2에 따른 셀 유닛(110')은 셀 및 셀 커버(120')를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 셀 유닛(110')은 하나의 셀과 그 셀을 감싸는 셀 커버(120')를 포함할 수 있다. 여기서, 셀은 셀의 외면과 셀 커버(120')의 내면 사이에 여유 공간이 형성되도록 배치될 수 있다.
셀 커버(120')는 상부판(121') 및 상부판(121')과 절곡되게 연결되는 측면판(122')을 포함할 수 있다. 이 때, 상부판(121')이 셀의 상부를 커버하고, 측면판(122')이 셀의 양측부를 커버할 수 있다. 셀 커버(120')가 세 개의 면이 개방된 대략 직육면체 형상을 가지는 것은 실시예 1과 동일하다.
셀 유닛(110')의 폭발을 방지하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 셀 커버(120')의 상부판(121')에는 가스 배출공(123)이 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 가스 배출공(123)은 상부판(121')의 길이 방향을 기준으로, 양단에 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 2에 따른 셀 커버(120')의 상부판(121')에는 두 개의 가스 배출공(123)이 형성될 수 있다.
가스 배출공(123)은 가스가 배출되기 용이하도록 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 본 발명의 실시예 2에 따른 상부판(121')의 가스 배출공(123)은 대략 원형 단면을 가지도록 형성될 수 있다.
가스 배출공(123)은 셀과 마주보는 상부판(121')의 일면에서부터 반대쪽의 타면까지 관통되도록 형성될 수 있다. 따라서, 셀 유닛(110')에서 셀의 발화로 인해 발생하는 고온 가스가 셀 유닛(110') 내에서부터 셀 유닛(110')의 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 셀 커버(120')의 상부판(121')에는 가스 배출공(123)이 형성되므로, 셀 유닛(110') 내부의 압력 상승에 의한 폭발이 방지될 수 있다. 또한, 가스 누출 또는 화염이 열 폭주로 이어지는 2차 피해가 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈(10')의 엔드 프레임(200')을 개략적으로 도시한 사시도이다.
셀 유닛 집합체(100')의 고정을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈(10')은 엔드 프레임(200')을 포함할 수 있다. 또한, 실시예 1에 비하여 실시예 2의 셀 유닛 집합체(100')는 많은 개수의 셀 유닛(110')을 포함하므로, 실시예 2에 따른 엔드 프레임(200')의 가로 길이는 실시예 1에 따른 엔드 프레임(200)의 가로 길이보다 길게 형성될 수 있다.
셀 유닛 집합체(100')와 엔드 프레임(200')이 연결되는 방식의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 셀 유닛 집합체(100')는 엔드 플레이트(220')의 꺾임부(222')와 버스바 어셈블리(210')의 절곡부(215') 사이에 끼워질 수 있다.
서로 평행하게 연장되는 꺾임부(222')와 절곡부(215') 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 이 때, 셀 유닛 집합체(100')는 이 공간의 높이와 동일한 높이를 가질 수 있다. 따라서, 양단이 엔드 프레임(200')의 엔드 플레이트(220')와 접촉하도록 배치되면 꺾임부(222')과 절곡부(215') 사이의 공간에 셀 유닛 집합체(100')가 끼워지면서 셀 유닛 집합체(100')가 엔드 프레임(200')에 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈(10')은 압력 상승에 의한 셀 유닛(110')의 폭발을 방지하는 동시에, 셀 유닛(110') 사이의 화염 확산을 방지 또는 지연시킬 수 있어 배터리 모듈(10')의 안정성을 향상시킬 수 있고, 셀 유닛 집합체(100')와 엔드 프레임(200')의 결합을 단순화하여 배터리 모듈(10') 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, 일정한 형상의 셀 유닛(110')을 통해 다양한 용량과 크기의 배터리 모듈 구조가 제조될 수 있다.
실시예 3
본 발명은 배터리 팩(1)을 실시예 3으로 제공한다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
본 발명의 실시예 3에 따른 배터리 팩(1)은 배터리 모듈(10) 및 냉각 플레이트(20)를 포함할 수 있다.
많은 양의 전기 에너지가 제공되기 위해서는 복수의 배터리 모듈(10)을 집합시킨 배터리 팩(1)이 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리 팩(1)은 복수의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 배터리 팩(1)은 여섯 개의 배터리 모듈(10)을 포함할 수 있다.
배터리 팩(1)의 냉각 플레이트(20)는 복수의 배터리 모듈(10)의 하부에 배치될 수 있다. 이 때, 냉각 플레이트(20)는 대략 직사각형 단면의 판 형상을 가질 수 있고, 냉각 플레이트(20)가 배터리 모듈(10)의 개방된 하부를 커버할 수 있다.
냉각 플레이트(20)는 냉각을 위한 냉각수가 지나가는 냉각 유로 등을 더 포함할 수 있다. 따라서, 냉각 플레이트(20)는 배터리 모듈(10)의 개방된 하부를 통해 내부에 배치된 셀의 온도를 효율적으로 낮출 수 있다.
본 발명의 실시예 3에 따른 배터리 팩(1)은 배터리 모듈(10)들의 상부를 커버하기 위한 케이스 및 배터리 모듈(10)을 서로 전기적으로 연결하기 위한 추가 부품 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예 3에 나타난 배터리 팩(1)은 하나의 예시에 불과하다. 따라서, 다른 형태의 배터리 모듈을 포함하거나, 다른 개수의 배터리 모듈을 포함하는 다양한 구조의 배터리 팩을 통해 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
1: 배터리 팩
10, 10': 배터리 모듈
11: 양극 리드
12: 음극 리드
20: 냉각 플레이트
100, 100': 셀 유닛 집합체
110, 110': 셀 유닛
111: 셀 적층체
120, 120': 셀 커버
121, 121': 상부판
122, 122': 측면판
123: 가스 배출공
130: 단열판
200, 200': 엔드 프레임
210, 210': 버스바 어셈블리
211: 제1 홀
212: 제2 홀
213, 214: 단자
215, 215': 절곡부
220, 220': 엔드 플레이트
221: 개통홀
222, 222': 꺾임부

Claims (20)

  1. 복수의 셀 유닛을 포함하는 셀 유닛 집합체; 및
    상기 셀 유닛의 길이 방향을 기준으로, 상기 셀 유닛 집합체의 양단을 커버하는 엔드 프레임을 포함하고,
    상기 셀 유닛은,
    적어도 하나 이상의 셀이 적층된 셀 적층체; 및
    상기 셀 적층체의 폭 방향 양측부와 상부를 감싸는 셀 커버를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 커버는,
    상기 셀 적층체의 상부에 배치되어 상기 셀 적층체의 상면을 커버하는 상부판; 및
    상기 상부판과 절곡되게 연결되며, 상기 셀 적층체의 측면을 커버하는 측면판을 포함하는 배터리 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 측면판은,
    상기 셀 적층체의 측면과 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부판은,
    길이 방향을 기준으로, 양단에 가스 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 적층체는,
    한 개 이상 세 개 이하의 상기 셀을 포함하는 배터리 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 커버는,
    금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 커버는,
    상기 엔드 프레임과와 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 셀 커버는,
    상기 엔드 프레임과 접촉하는 부분이 용접되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 유닛 집합체는,
    인접한 상기 셀 유닛의 사이에 배치되며, 단열 재료를 포함하는 단열판을 더 포함하는 배터리 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단열판은,
    길이 방향을 기준으로, 양단이 상기 엔드 프레임과 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항의 배터리 모듈; 및
    복수의 상기 배터리 모듈의 하부에 배치되는 냉각 플레이트를 포함하고,
    상기 냉각 플레이트가 상기 배터리 모듈의 개방된 하부를 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 배터리 모듈에 있어서,
    길이 방향을 따라 양단 각각으로 전극 리드가 돌출된 복수개의 셀들이 적층된 셀 적층체; 및
    상기 셀 적층체의 양단에 결합되는 엔드 플레이트와 상기 엔드 플레이트에 결합되고 각 셀들의 전극 리드가 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리가 결합된 엔드 프레임을 포함하는 배터리 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 엔드 프레임은 엔드 플레이트가 버스바 어셈블리보다 셀 적층체에 더 가깝게 위치하도록 결합된 배터리 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 엔드 플레이트는 전극 리드가 관통하는 개통홀이 형성되어 상기 전극 리드는 개통홀을 지나 버스바 어셈블리로 연결되는 배터리 모듈.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 버스바 어셈블리는 복수 개의 제1 홀이 타공되고, 상기 전극 리드는 제1 홀을 관통하여 버스바 어셈블리에 마련된 단자와 전기적으로 연결된 배터리 모듈.
  16. 청구항 15에 있어서,
    버스바 어셈블리에는 상기 제1 홀과 이격되어 전극 리드가 관통하지 않는 제2 홀이 추가로 형성된 배터리 모듈.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 홀은 전극 리드가 통과한 후, 빈 공간이 마련되는 크기로 형성된 배터리 모듈.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 버스바 어셈블리는 상대적으로 더 낮은 강성을 갖는 합성수지재로 제조되고, 상기 엔드 플레이트는 상대적으로 더 높은 강성을 갖는 금속재로 제조된 배터리 모듈.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 버스바 어셈블리는 일측변이 절곡되어 절곡부를 형성하고, 상기 엔드 플레이트는 절곡부의 반대쪽 변에서 절곡되어 꺽임부가 형성된 배터리 모듈.
  20. 배터리 모듈의 제조방법에 있어서,
    길이 방향을 따라 양단 각각으로 전극 리드가 돌출된 셀들과 금속재인 셀 커버를 적층하여 셀 적층체를 제조하는 셀 적층체 제조 단계;
    금속재로 제조된 엔드 플레이트와 상기 엔드 플레이트에 결합되고 각 셀들의 전극 리드가 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리가 결합된 엔드 프레임을 제조하는 엔드 프레임 제조 단계; 및
    상기 엔드 플레이트와 셀 커버를 용접하여 셀 적층체에 엔드 프레임을 결합시키는 결합 단계를 포함하는 배터리 모듈의 제조 방법.
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