KR20240054790A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀이 적층된 전지 셀 적층체; 상기 전지 셀 적층체를 수용하는 상부가 개방된 모듈 하우징; 및 상기 전지 셀 적층체의 상부를 덮는 냉각 부재를 포함하고, 상기 냉각 부재는 상기 전지 셀 적층체의 상부에 서로 이격되어 복수개 형성되며, 상기 냉각 부재의 양 단부는 상기 모듈 하우징과 결합되어 상기 전지 셀 적층체를 수용한다.

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 것으로, 보다 구체적으로 조립성 및 냉각 성능이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 주목을 받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지 셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.
중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지 셀로서 주로 사용되고 있다. 이러한 전지 모듈은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 전지 셀을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 전지 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지 모듈 및 상기 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 복수개의 전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지 셀로 이루어지는 전지 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
일반적으로, 이차 전지는, 적정 온도보다 높아지는 경우 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 특히, 다수의 이차 전지, 즉 전지 셀을 구비한 전지 모듈이나 전지 팩은 좁은 공간에서 다수의 전지 셀로부터 나오는 열이 합산되어 온도가 더욱 빠르고 심하게 올라갈 수 있다. 다시 말해서, 다수의 전지 셀이 적층된 전지 모듈과 이러한 전지 모듈이 장착된 전지 팩의 경우, 높은 출력을 얻을 수 있지만, 충전 및 방전 시 전지 셀에서 발생하는 열을 제거하는 것이 용이하지 않으므로, 폭발이나 발화의 가능성이 커지게 된다.
도 1은 종래 전지 모듈(10)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전지 모듈(10)은 복수의 전지 셀(11)이 적층된 전지 셀 적층체(12) 및 전지 셀 적층체(12)를 수용하는 모듈 프레임(20)을 포함한다. 모듈 프레임(20)은 U자형 프레임(30)과 상부 플레이트(40)를 포함할 수 있다. 또한, 전지 셀 적층체(12)의 개방된 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(15)와, 전지 셀 적층체(12)와 엔드 플레이트(15) 사이에 배치되는 버스 바 프레임(13) 및, 버스 바 프레임(13)에 장착되는 버스 바(16)를 포함할 수 있다.
특히, 전지 모듈(10)은 열 전도성 수지층(31)을 포함하여 전지 셀 적층체(12)에서 발생하는 열을 냉각할 수 있으나, 열 전도성 수지층(31)은 전지 셀 적층체(12)의 중앙 부분을 제외하고 형성되어 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 중앙 부분의 냉각이 어렵다. 따라서, 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 온도 편차가 발생하여 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 성능 저하의 발생 가능성이 증가할 뿐만 아니라, 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 폭발이나 발화 가능성이 커지게 된다.
또한, 모듈 프레임(20)은 U자형 프레임(30)과 상부 플레이트(40)가 용접으로 결합되나, 용접으로 결합된 모듈 프레임(20)은 내부 부품의 공차가 있을 경우 조립성이 약화되어 전지 셀 적층체(12) 등의 구성에 대한 적절한 초기 압력이 가해지지 않거나 또는 과도한 압력이 가해져 전지 모듈(10)의 완성도가 저하될 수 있다.
따라서, 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 냉각 성능을 향상시키고, 내부 부품의 조립 공차에 상관없이 적절한 초기 압력 제공이 가능한 신규 구조의 필요성이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 조립성 및 냉각 성능이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 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 상부가 개방된 모듈 하우징; 및 상기 전지 셀 적층체의 상부를 덮는 냉각 부재를 포함하고, 상기 냉각 부재는 상기 전지 셀 적층체의 상부에 서로 이격되어 복수개 형성되며, 상기 냉각 부재의 양 단부는 상기 모듈 하우징과 결합되어 상기 전지 셀 적층체를 수용한다.
상기 냉각 부재의 양 단부는 상기 모듈 하우징의 양 측면부와 각각 결합될 수 있다.
상기 전지 모듈은 상기 냉각 부재의 양 단부에 형성되는 날개부를 더 포함하고, 상기 날개부는 상기 모듈 하우징의 양 측면부와 각각 결합될 수 있다.
상기 냉각 부재는 상기 전지 셀 적층체의 적층 방향과 나란한 방향을 따라 상기 전지 셀 적층체의 상부를 덮도록 형성될 수 있다.
상기 냉각 부재는 상기 전지 셀 적층체 상부의 중심부를 덮도록 형성될 수 있다.
상기 냉각 부재는 관으로 형성될 수 있다.
상기 냉각 부재의 외부 테두리가 각관 형상으로 형성되고, 상기 냉각 부재의 외부 테두리의 단면이 직사각형일 수 있다.
상기 냉각 부재의 내부에는 적어도 하나의 격벽이 형성되고, 상기 격벽은 상기 냉각 부재의 내부를 복수의 영역으로 구획할 수 있다.
상기 복수의 영역을 따라 냉각 유로가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 상기 전지 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 전지 셀 적층체 및 상기 전지 셀 적층체를 수용하는 모듈 하우징을 포함하는 전지 모듈을 복수개 포함하고, 상기 복수개 전지 모듈은 병렬로 배치되며, 상기 복수개 전지 모듈의 상기 전지 셀 적층체의 상부에는 냉각 부재가 형성되며, 상기 복수개 전지 모듈 중 최외곽에 위치하는 전지 모듈의 모듈 하우징의 일 측면부는 다른 일 측면부에 비해 연장되도록 형성되고, 상기 냉각 부재는 상기 복수개 전지 모듈의 상기 전지 셀 적층체의 상부를 덮도록 형성되며, 상기 냉각 부재는 상기 최외곽 전지 모듈의 모듈 하우징의 연장된 일 측면부와 결합되어 상기 복수개 전지 모듈을 일체로 연결한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 전지 셀 적층체의 상부에 형성되는 냉각 부재를 포함함으로써, 전지 셀 적층체의 중앙 부분을 냉각하여 온도 편차가 개선될 뿐만 아니라, 전지 모듈의 냉각 성능이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 전지 모듈은, 전지 셀 적층체의 상부에 형성된 냉각 부재에 의해 내부 부품의 공차에 상관없이 초기 압력 및 일정 하중을 제공함으로써, 전지 셀 적층체의 조립성 및 결합성을 향상시킬 수 있다.
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 종래 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 냉각 부재를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 절단선 a-a’를 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 냉각 부재를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타낸 사시도이다.
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.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 전지 모듈에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(110)이 적층되어 있는 전지 셀 적층체(120) 및 전지 셀 적층체(120)를 수용하는 상부가 개방된 모듈 하우징(200)을 포함한다.
우선, 전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀인 것이 바람직하며, 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다. 그러나, 전지 셀(110)의 종류는 이에 제한되지 않고 각형 전지 셀 또는 원통형 전지 셀일 수도 있다.
이러한 전지 셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지 셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지 셀 적층체(120)를 형성한다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이 y축 방향을 따라 복수의 전지 셀(110)이 적층될 수 있다.
한편, 모듈 하우징(200)은 상부면, 전면 및 후면이 개방되어 전지 셀 적층체(120)의 하부 및 양측부를 덮을 수 있다. 이때, 모듈 하우징(200)은 전지 셀 적층체(120)의 하부를 받치는 바닥부와 상기 바닥부의 양단부에서 각각 상향 연장된 측면부를 포함할 수 있다. 모듈 하우징(200)을 통해 모듈 하우징(200)의 내부에 수용된 전지 셀 적층체(120)를 물리적으로 보호할 수 있다.
엔드 플레이트(150)는 모듈 하우징(200)에서 개방되어 있는 전지 셀 적층체(120)의 전후면을 덮을 수 있다. 엔드 플레이트(150)는 모듈 하우징(200)의 전후단 모서리와 용접을 통해 결합될 수 있다.
또한, 전지 셀 적층체(120)의 하면과 모듈 하우징(200)의 바닥부 사이에는 열전도성 수지층이 형성될 수 있으며, 상기 열전도성 수지층은 전지 셀(110)에서 발생하는 열을, 전지 모듈(100) 바닥으로 전달하고 전지 셀 적층체(120)를 고정하는 역할을 할 수 있다.
도 1에서 설명한 종래의 전지 모듈(10)은 열 전도성 수지층(31)을 포함하여 전지 셀 적층체(12)에서 발생하는 열을 냉각할 수 있으나, 열 전도성 수지층(31)은 전지 셀 적층체(12)의 중앙 부분을 제외하고 형성되어 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 중앙 부분의 냉각이 어렵다. 따라서, 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 온도 편차가 발생하여 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 성능 저하의 발생 가능성이 증가할 뿐만 아니라, 전지 셀(11) 및 전지 셀 적층체(12)의 폭발이나 발화 가능성이 커지게 된다.
또한, 모듈 프레임(20)은 U자형 프레임(30)과 상부 플레이트(40)가 용접으로 결합되나, 용접으로 결합된 모듈 프레임(20)은 내부 부품의 공차가 있을 경우 조립성이 약화되어 전지 셀 적층체(12) 등의 구성에 대한 적절한 초기 압력이 가해지지 않거나 또는 과도한 압력이 가해져 전지 모듈(10)의 완성도가 저하될 수 있다.
그러므로, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지 셀 적층체(120)의 상부에 형성되어 상부를 덮는 냉각 부재(300)를 포함하고, 냉각 부재(300)는 전지 셀 적층체(120)의 중앙 부분을 커버할 뿐만 아니라 모듈 하우징(200)과 결합되어 전지 셀 적층체(120)를 가압할 수 있도록 형성됨으로써 조립성 및 냉각 성능이 향상될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)에 포함되는 냉각 부재(300)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 냉각 부재를 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 3의 절단선 a-a’를 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지 셀 적층체(120)의 상부를 덮는 냉각 부재(300)를 포함하고, 냉각 부재(300)는 전지 셀 적층체(120)의 상부에 서로 이격되어 복수개 형성되며, 냉각 부재(300)의 양 단부는 모듈 하우징(200)과 결합되어 전지 셀 적층체(120)를 수용한다.
냉각 부재(300)의 양 단부는 모듈 하우징(200)의 양 측면부와 각각 결합될 수 있다.
한편, 냉각 부재(300)는 전지 셀 적층체(120)의 적층 방향(도 2의 y 방향)과 나란한 방향을 따라 전지 셀 적층체(120)의 상부를 덮도록 형성될 수 있다.
특히, 냉각 부재(300)는 전지 셀 적층체(120) 상부의 중심부를 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 도 3의 냉각 부재(300) 중 엔드 플레이트(150)와 근접하게 형성되는 냉각 부재(300)를 제외한 전지 셀 적층체(120)의 상부에 형성된 냉각 부재(300)에 의해 전지 셀 적층체(120)의 중앙 부분이 냉각되는 것일 수 있다. 그러므로, 종래 전지 모듈(10)의 냉각 성능에 비해 보다 향상된 냉각 성능의 확보 및 온도 편차의 최소화를 달성할 수 있다.
그러므로, 냉각 부재(300)는 관으로 형성될 수 있으며, 일례로 냉각 부재(300)는 외부 테두리가 각관 형상으로 형성되어 전지 셀 적층체(120)의 상부에 안정적으로 배치되는 것일 수 있다. 각관 형상은, 속이 비어 있고 그 단면이 직사각형인 구조의 관을 의미할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 냉각 부재(300)의 외부 테두리의 단면이 직사각형일 수 있다. 이에 따라, 냉각 부재(300)는 전지 셀 적층체(120)의 중앙 부분을 커버하면서 모듈 하우징(200)과 결합되어 전지 셀 적층체(120)에 면하중을 제공함으로써 모듈의 조립성 및 냉각 성능이 향상될 수 있다.
후술하는 냉각 부재(300)의 내부에 형성되는 유로 모양은 그 단면이 도 3 및 도 4에 도시한 것처럼 직사각형일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 냉각 부재(300)의 내부에 형성되는 유로 모양은 원형 등 다양할 수 있다.
도 4를 참조하면, 냉각 부재(300)는 적어도 하나의 격벽(310, 310’)이 형성되고, 격벽(310, 310’)은 냉각 부재(300)의 내부를 복수의 영역으로 구획하여 복수개의 내부 영역(320, 320’, 320”)이 형성될 수 있다.
이때, 복수개의 내부 영역(320, 320’, 320”)은 내부에 기체 또는 액체가 유동할 수 있는 유로가 형성될 수 있다. 즉, 복수개의 내부 영역(320, 320’, 320”)을 따라 냉각 유로가 형성되는 것일 수 있다.
상기 냉각 유로는 공냉식 또는 수냉식 냉각 유로로 형성되어, 내부에 기체 또는 액체(냉각수)가 유동할 수 있다.
특히, 공냉식 또는 수냉식 냉각 유로의 형성을 위해 모듈 하우징(200)에는 상기 기체 또는 액체(냉각수)의 유입을 위한 유입구(210) 또는 유출구(210)가 형성될 수 있다. 더불어, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 기체의 공급을 위해 별도의 팬 구조를 더 포함할 수 있으며, 액체의 공급을 위해 별도의 호스 구조를 더 포함할 수도 있다.
따라서, 상기 냉각 유로 내부로 기체 또는 액체 상태의 냉각 물질을 유동시킴으로써 냉각 부재(300)의 냉각 성능이 향상될 뿐만 아니라 전지 셀 적층체(120)에 대한 추가적인 초기 가압이 가능하여 전지 모듈(100)의 조립성 또한 확보할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)에 포함되는 냉각 부재(301)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 냉각 부재를 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 냉각 부재(301)는 냉각 부재(301)의 양 단부에 형성되는 날개부(330)를 포함하고, 날개부(330)는 모듈 하우징(200)의 양 측면부와 각각 결합될 수 있다.
이때, 날개부(330)는 용접 또는 볼트 결합을 통해 모듈 하우징(200)의 양 측면부와 각각 결합될 수 있다.
그러므로, 모듈 하우징(200)의 양 측면부와 각각 결합된 냉각 부재(301)는 전지 셀 적층체(120)에 대한 초기 가압을 가능하게 할 수 있음은 물론, 냉각 부재(300) 내부를 유동하는 유로에 의해 전지 셀 적층체(120)의 중앙 부분을 포함한 다수 부분을 냉각하여 온도 편차를 최소화할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩에 대해 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 앞에서 설명한 전지 모듈(101, 102, 103)을 포함한다. 일 예로, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 복수개의 전지 모듈(101, 102, 103)을 포함하고, 복수개의 전지 모듈(101, 102, 103)에 형성된 냉각 부재(300)는 서로 볼트 결합 또는 용접에 의해 결합됨으로써, 복수개의 전지 모듈(101, 102, 103)이 연결될 수 있다. 따라서, 냉각 부재(300)와 모듈 하우징(200) 간의 결합을 통해 전지 모듈(101, 102, 103)을 서로 결합함으로써 모듈 확장이 가능할 뿐만 아니라 냉각 부재(200)를 통한 전지 모듈(101, 102, 103)의 냉각 성능 확보가 가능할 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩(1001)은 전지 셀 적층체(120) 및 전지 셀 적층체(120)를 수용하는 상부가 개방된 모듈 하우징(200)을 포함하는 전지 모듈(101, 102, 103)을 복수개 포함하고, 복수개 전지 모듈(101, 102, 103)은 병렬로 배치되며, 복수개 전지 모듈(101, 102, 103)의 전지 셀 적층체(120)의 상부에는 냉각 부재(302)가 형성되며, 복수개 전지 모듈(101, 102, 103) 중 최외곽에 위치하는 전지 모듈(101, 103)의 모듈 하우징(200)의 일 측면부는 다른 일 측면부에 비해 연장되도록 형성되고, 냉각 부재(300)는 복수개 전지 모듈(101, 102, 103)의 전지 셀 적층체(120)의 상부를 덮도록 형성되며, 냉각 부재(302)는 최외곽 전지 모듈(101, 103)의 모듈 하우징(200)의 연장된 일 측면부와 결합되어 복수개 전지 모듈(101, 102, 103)을 일체로 연결하는 것일 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 전지 팩(1001)은 전지 셀 적층체(120)의 상부에 형성된 냉각 부재(302)에 의해 복수개의 전지 모듈(101, 102, 103)이 일체로 연결되는 것일 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 전지 팩(1001)의 전지 모듈(101, 102, 103)중 일부의 모듈 하우징(200)은 전지 셀 적층체(120)의 높이와 동일한 높이의 측면부를 가지도록 형성되어 냉각 부재(302)의 하부와 용접으로 결합하는 등으로 형성이 가능할 수 있으며, 일부의 모듈 하우징(200)의 일 측면부는 전지 셀 적층체(120)의 높이보다 높게 형성되어 냉각 부재(302)의 양 단부와 결합됨으로써 냉각 부재(300)를 고정할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 전지 팩(1001) 또한 냉각 부재(300)와 모듈 하우징(200) 간의 결합을 통해 전지 모듈(101, 102, 103)을 서로 결합함으로써 모듈 확장이 가능할 뿐만 아니라 냉각 부재(300)를 통한 전지 모듈(101, 102, 103)의 냉각 성능 확보가 가능할 수 있다.
더불어, 본 발명의 전지 팩(1000, 1001)은 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.
100, 101, 102, 103: 전지 모듈
110: 전지 셀
120: 전지 셀 적층체
150: 엔드 플레이트
200: 모듈 하우징
210: 유입구(유출구)
300, 301, 302: 냉각 부재
310, 310’: 격벽
320, 320’,320”: 내부 영역
330: 날개부

Claims (11)

  1. 복수의 전지 셀이 적층된 전지 셀 적층체;
    상기 전지 셀 적층체를 수용하는 상부가 개방된 모듈 하우징; 및
    상기 전지 셀 적층체의 상부를 덮는 냉각 부재를 포함하고,
    상기 냉각 부재는 상기 전지 셀 적층체의 상부에 서로 이격되어 복수개 형성되며,
    상기 냉각 부재의 양 단부는 상기 모듈 하우징과 결합되어 상기 전지 셀 적층체를 수용하는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 냉각 부재의 양 단부는 상기 모듈 하우징의 양 측면부와 각각 결합되는 전지 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 냉각 부재의 양 단부에 형성되는 날개부를 더 포함하고,
    상기 날개부는 상기 모듈 하우징의 양 측면부와 각각 결합되는 전지 모듈.
  4. 제1항에서,
    상기 냉각 부재는 상기 전지 셀 적층체의 적층 방향과 나란한 방향을 따라 상기 전지 셀 적층체의 상부를 덮도록 형성되는 전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 냉각 부재는 상기 전지 셀 적층체 상부의 중심부를 덮도록 형성되는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 냉각 부재는 관으로 형성되는 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 냉각 부재의 외부 테두리가 각관 형상으로 형성되고, 상기 냉각 부재의 외부 테두리의 단면이 직사각형인 전지 모듈.
  8. 제1항에서,
    상기 냉각 부재의 내부에는 적어도 하나의 격벽이 형성되고,
    상기 격벽은 상기 냉각 부재의 내부를 복수의 영역으로 구획하는 전지 모듈.
  9. 제8항에서,
    상기 복수의 영역을 따라 냉각 유로가 형성되는 전지 모듈.
  10. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지 팩.
  11. 전지 셀 적층체 및 상기 전지 셀 적층체를 수용하는 모듈 하우징을 포함하는 전지 모듈을 복수개 포함하고,
    상기 복수개 전지 모듈은 병렬로 배치되며,
    상기 복수개 전지 모듈의 상기 전지 셀 적층체의 상부에는 냉각 부재가 형성되며,
    상기 복수개 전지 모듈 중 최외곽에 위치하는 전지 모듈의 모듈 하우징의 일 측면부는 다른 일 측면부에 비해 연장되도록 형성되고,
    상기 냉각 부재는 상기 복수개 전지 모듈의 상기 전지 셀 적층체의 상부를 덮도록 형성되며,
    상기 냉각 부재는 상기 최외곽 전지 모듈의 모듈 하우징의 연장된 일 측면부와 결합되어 상기 복수개 전지 모듈을 일체로 연결하는 것인, 전지 팩.
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