KR20240102834A - Battery module and Battery pack including the same - Google Patents

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KR20240102834A
KR20240102834A KR1020230177036A KR20230177036A KR20240102834A KR 20240102834 A KR20240102834 A KR 20240102834A KR 1020230177036 A KR1020230177036 A KR 1020230177036A KR 20230177036 A KR20230177036 A KR 20230177036A KR 20240102834 A KR20240102834 A KR 20240102834A
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cooling
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battery
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KR1020230177036A
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윤인세
양진오
박래서
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀들; 및 복수의 배터리 셀들을 상호 간 전기적으로 연결하는 통전부;와 통전부와 일체로 형성되고 배터리 셀들 사이에 배치되어 배터리 셀들의 열을 흡수하는 냉각부를 구비하는 냉각 겸용 버스바 유닛을 포함할 수 있다.A battery module according to the present invention includes a plurality of battery cells; and a conductive unit that electrically connects a plurality of battery cells to each other; and a cooling bus bar unit formed integrally with the conductive unit and having a cooling unit disposed between the battery cells to absorb heat from the battery cells. .

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩{Battery module and Battery pack including the same}Battery module and battery pack including the same}

본 발명은 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 배터리 셀들에 대한 전기적 연결 및 냉각 수단으로 사용될 수 있는 냉각 겸용 버스바 유닛을 구비한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack containing the same, and more specifically, to a battery module having a cooling busbar unit that can be used as an electrical connection and cooling means for battery cells, and a battery pack containing the same. It's about.

최근 많이 사용하고 있는 리튬 이차전지는 하나당 작동 전압이 약 2.5V ~ 4.5V 내외이다. 따라서 대용량 및 고출력이 요구되는 전기자동차나 전력저장장치의 경우, 다수의 리튬 이차전지들을 직렬 및/또는 병렬 연결한 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성하고 이를 에너지원으로 사용한다. 특히, 전기자동차에 요구되는 출력이나 용량을 만족시키기 위해, 배터리 모듈이나 배터리 팩에는 매우 많은 개수의 리튬 이차전지들이 포함된다. Lithium secondary batteries, which have been widely used recently, have an operating voltage of approximately 2.5V to 4.5V. Therefore, in the case of electric vehicles or power storage devices that require large capacity and high output, a battery module or battery pack is constructed by connecting multiple lithium secondary batteries in series and/or parallel and used as an energy source. In particular, in order to satisfy the output or capacity required for electric vehicles, a large number of lithium secondary batteries are included in battery modules or battery packs.

종래 기술에 따른 배터리 모듈의 일 예로써, 원통형 배터리 셀들을 포함한 배터리 모듈의 경우, 상기 원통형 배터리 셀들이 상부에 배치된 버스바 플레이트에 의해 상호 간 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다. 상기 버스바 플레이트는, 용접 플레이트부를 구비하고 각 원통형 배터리 셀의 양극 단자(또는 음극 단자)와 상기 용접 플레이트는 저항(또는 레이저)용접 또는 솔더링 접합에 의해 연결된다.As an example of a battery module according to the prior art, in the case of a battery module including cylindrical battery cells, the cylindrical battery cells may be connected to each other in series and/or parallel by a bus bar plate disposed on the top. The bus bar plate has a welding plate portion, and the positive terminal (or negative terminal) of each cylindrical battery cell and the welding plate are connected by resistance (or laser) welding or soldering.

한편, 배터리 셀의 발열에 의한 폭발 및 화재가 사회적 이슈로 대두되면서, 배터리 셀의 발열을 방지하기 위해, 근래에는 배터리 셀들 사이에 냉각 플레이트(냉각 튜브)를 삽입하여 배터리 셀들의 열을 방열하는 기술이 배터리 모듈에 적용된 예가 있다.Meanwhile, as explosions and fires caused by heat generation from battery cells have emerged as social issues, in order to prevent heat generation from battery cells, recent technology has been developed to dissipate heat from battery cells by inserting cooling plates (cooling tubes) between battery cells. There is an example applied to this battery module.

그러나, 전기적 연결 구조의 버스바 플레이트와 냉각을 위한 냉각 튜브가 별도로 제작되고 모듈 조립 단계에서 이들을 개별적으로 공급받아 조립함에 따라 조립 공수가 증가하고 조립 공정이 복잡하여 택 타임(Tact time)이 증가하는 문제점이 있다. 택 타임 증가로 인해 생산성의 저하 및 배터리 팩의 제조 단가가 증가될 수 있다. However, as the busbar plate for the electrical connection structure and the cooling tube for cooling are manufactured separately and are individually supplied and assembled at the module assembly stage, the assembly process increases and the tact time increases due to the complexity of the assembly process. There is a problem. Increased tact time may reduce productivity and increase the manufacturing cost of the battery pack.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 통전부와 일체화된 냉각부로 구성되는 냉각 겸용 버스바 유닛을 통해, 조립 공수가 줄어 들고 조립이 단순화되어 택 타임이 감소하며 이로 인해 생산성이 향상되고 배터리 팩의 제조 단가가 절감될 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.The present invention was created in consideration of the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to reduce the number of assembly man-hours and simplify assembly through a cooling busbar unit composed of an electric current carrying part and an integrated cooling part. The aim is to provide a battery module and a battery pack containing the same, which reduce the productivity and thereby reduce the manufacturing cost of the battery pack.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀들; 및 상기 복수의 배터리 셀들을 상호 간 전기적으로 연결하는 통전부;와 상기 통전부와 일체로 형성되고 상기 배터리 셀들 사이에 배치되어 상기 배터리 셀들의 열을 흡수하는 냉각부를 구비하는 냉각 겸용 버스바 유닛을 포함할 수 있다.A battery module according to the present invention includes a plurality of battery cells; and a conductive unit that electrically connects the plurality of battery cells to each other; and a cooling bus bar unit formed integrally with the conductive unit and having a cooling unit disposed between the battery cells to absorb heat from the battery cells. It can be included.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛은 전기 전도성 소재로 마련되되, 상기 배터리 셀들과 접촉하는 영역은 절연 처리되고, 상기 배터리 셀의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 상기 통전부의 적어도 일영역은 절연 처리되지 않을 수 있다.The cooling busbar unit is made of an electrically conductive material, and the area in contact with the battery cells is insulated, and at least one area of the current conducting part electrically connected to the electrode terminal of the battery cell may not be insulated. there is.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛에서 상기 절연 처리된 영역에는 절연 필름, 분체 도장면 및 에폭시 코팅층 중 어느 하나가 적용될 수 있다.In the cooling busbar unit, any one of an insulating film, a powder coating surface, and an epoxy coating layer may be applied to the insulated area.

상기 배터리 셀들은 기립 배치되는 원통형 배터리 셀들이며, 상기 통전부는 상기 원통형 배터리 셀들의 상부에 배치되고, 상기 냉각부는 상기 통전부로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 원통형 배터리 셀들 사이에 배치될 수 있다.The battery cells are cylindrical battery cells that are arranged standing upright, the current conductive portion may be disposed on top of the cylindrical battery cells, and the cooling portion may extend downward from the conductive portion and be disposed between the cylindrical battery cells.

상기 원통형 배터리 셀들은, N(N≥2 인 자연수)열로 배열되고, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛은 상기 원통형 배터리 셀들의 열과 열 사이에 배치될 수 있다.The cylindrical battery cells are arranged in N (a natural number where N ≥ 2) rows, and the cooling bus bar unit may be arranged between rows of the cylindrical battery cells.

상기 통전부를 기준으로, 좌측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 제1 전극 단자들과 우측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 제2 전극 단자들이 각각 상기 통전부에 와이어 본딩될 수 있다.With respect to the conductive portion, first electrode terminals of the cylindrical battery cells in the left column and second electrode terminals of the cylindrical battery cells in the right column may each be wire-bonded to the conductive portion.

상기 통전부는, 상기 좌측 열의 원통형 배터리 셀들의 상단과, 상기 우측 열의 원통형 배터리 셀들의 상단에 동시에 안착 가능한 너비를 가질 수 있다.The current conduction portion may have a width that allows it to be simultaneously seated on the top of the cylindrical battery cells in the left row and the top of the cylindrical battery cells in the right row.

상기 냉각부를 기준으로, 상기 냉각부는 일면이 좌측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 외주면과 접촉하고 타면은 우측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 외주면과 접촉하도록 마련될 수 있다.Based on the cooling unit, one surface of the cooling unit may be in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells in the left row and the other surface may be in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells in the right row.

상기 원통형 배터리 셀들은 정사각 또는 직사각 구도로 배열되고, 상기 냉각부는, N열의 상기 원통형 배터리 셀들과 N+1열의 상기 원통형 배터리 셀들 사이에서 직선 형태로 연장될 수 있다.The cylindrical battery cells are arranged in a square or rectangular configuration, and the cooling unit may extend in a straight line between the cylindrical battery cells in the N row and the cylindrical battery cells in the N+1 row.

상기 원통형 배터리 셀들은 삼각 구도로 배열되고, 상기 냉각부는, N열의 상기 원통형 배터리 셀들과 N+1열의 상기 원통형 배터리 셀들 사이에서 산과 골이 반복되는 곡면 형태로 연장될 수 있다.The cylindrical battery cells are arranged in a triangular configuration, and the cooling unit may extend in a curved shape with repeated peaks and valleys between the cylindrical battery cells in the N row and the cylindrical battery cells in the N+1 row.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛은, 내부에 냉각수가 유동할 수 있는 냉각 채널을 구비할 수 있다.The cooling busbar unit may be provided with a cooling channel through which coolant can flow.

상기 냉각 채널은, 상기 통전부 및 상기 냉각부에 마련될 수 있다.The cooling channel may be provided in the energizing part and the cooling part.

상기 배터리 모듈은, 상기 냉각 채널과 연통하는 냉매 인입포트와 냉매 배출포트를 구비하고 상기 냉각 겸용 버스바 유닛의 일단부에 연결되는 냉매 공급/배출유닛을 더 포함할 수 있다.The battery module may further include a refrigerant supply/discharge unit having a refrigerant inlet port and a refrigerant discharge port in communication with the cooling channel and connected to one end of the cooling bus bar unit.

상기 배터리 셀들은 각형 배터리 셀들이며, 상기 통전부는 상기 각형 배터리 셀들의 상부에 배치되고, 상기 냉각부는 상기 통전부로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 각형 배터리 셀들 사이에 배치되도록 구성될 수 있다.The battery cells may be rectangular battery cells, the current conductive portion may be disposed on top of the rectangular battery cells, and the cooling portion may be configured to extend downward from the conductive portion and be disposed between the rectangular battery cells.

상기 각형 배터리 셀들은, N(N≥2 인 자연수)열로 배열되고, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛은 상기 각형 배터리 셀들의 열과 열 사이에 배치될 수 있다.The prismatic battery cells are arranged in N (a natural number where N ≥ 2) rows, and the cooling bus bar unit may be disposed between rows of the prismatic battery cells.

상기 냉각부를 기준으로, 상기 냉각부의 일면은 좌측 열의 상기 각형 배터리 셀들의 외면과 접촉하고, 상기 냉각부의 타면은 우측 열의 상기 각형 배터리 셀들의 외면과 접촉하도록 마련될 수 있다.With respect to the cooling unit, one surface of the cooling unit may be in contact with the outer surface of the prismatic battery cells in the left row, and the other surface of the cooling unit may be arranged to contact the external surface of the prismatic battery cells in the right row.

또한, 본 발명에 의하면, 상술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.Additionally, according to the present invention, a battery pack including the above-described battery module can be provided.

또한, 본 발명에 의하면, 상술한 배터리 팩을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.Additionally, according to the present invention, a vehicle including the above-described battery pack can be provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 통전부와 일체화된 냉각부로 구성되는 냉각 겸용 버스바 유닛을 통해, 조립 공수가 줄어 들고 조립이 단순화되어 택 타임이 감소하며 이로 인해 생산성이 향상되고 배터리 팩의 제조 단가가 절감될 수 있다.According to one aspect of the present invention, through a cooling busbar unit consisting of a current-conducting part and an integrated cooling part, the number of assembly man-hours is reduced and assembly is simplified, thereby reducing tack time, thereby improving productivity and manufacturing cost of the battery pack. can be reduced.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 셀의 열 누적이 진행되기 전에 냉각수로 냉각되고 냉각부 및 냉매 공급/배출유닛을 거쳐 순환되는 효율적인 냉각 구조로 인해 배터리 모듈의 발화 위험이 억제되고 열 전이가 지연되거나 차단될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the risk of ignition of the battery module is suppressed and heat transfer is delayed due to an efficient cooling structure in which the battery cell is cooled with coolant and circulated through the cooling unit and the refrigerant supply/discharge unit before heat accumulation proceeds. It can be blocked or blocked.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 주요 구성들에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 케이스 커버를 제거한 상태의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 냉각 겸용 버스바 유닛 및 냉매 공급/배출 유닛의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부분을 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 한쌍의 배터리 셀들 사이에 냉각 겸용 버스바 유닛이 결합된 상태의 종 방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈에서 냉각 겸용 버스바 유닛 및 냉매 공급/배출 유닛의 사시도이다.
도 8은 도 5에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부분을 도시한 도면이다.
도 9는 도 5에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부분을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈에서 각형 배터리 셀 들에 냉각 겸용 버스바를 적용한 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the main components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view with the case cover removed from the battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of a cooling busbar unit and a refrigerant supply/discharge unit in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a portion of a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a longitudinal cross-sectional view of a state in which a cooling bus bar unit is coupled between a pair of battery cells in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a perspective view of a cooling busbar unit and a refrigerant supply/discharge unit in a battery module according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 5 and is a diagram illustrating a portion of a battery module according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 5 and is a diagram illustrating a portion of a battery module according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram schematically showing an example of applying a cooling bus bar to square battery cells in a battery module according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various options that can replace them are available. It should be understood that equivalents and variations may exist.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or specific part constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. If it is determined that specific descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such descriptions will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 주요 구성들에 대한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 케이스 커버를 제거한 상태의 사시도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view of the main components of a battery pack according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing the side of FIG. 1, and FIG. 3 is a battery according to an embodiment of the present invention. This is a perspective view with the case cover removed from the module.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 복수의 배터리 셀(100)과, 냉각 겸용 버스바 유닛(200)과 모듈 케이스(400)를 포함할 수 있다.1 to 3, the battery module 10 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of battery cells 100, a cooling busbar unit 200, and a module case 400. You can.

상기 복수의 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 원통형 이차 전지, 파우치형 이차 전지 또는 각형 이차 전지가 채용될 수 있다. 본 실시예에서 상기 복수의 배터리 셀(100)들은 원통형 배터리 셀(100)들이다.The plurality of battery cells 100 may be secondary batteries, and may be a cylindrical secondary battery, a pouch-shaped secondary battery, or a prismatic secondary battery. In this embodiment, the plurality of battery cells 100 are cylindrical battery cells 100.

상기 원통형 배터리 셀(100)은, 전극 조립체, 전지 캔, 캡을 포함한다. The cylindrical battery cell 100 includes an electrode assembly, a battery can, and a cap.

상기 전극 조립체는, 상기 전극 조립체는 제1 전극(음극), 분리막, 제2 전극(양극), 분리막을 순차적으로 적어도 1회 적층하여 형성된 적층체를 권취시킴으로써 제조될 수 있다. 즉, 본 발명에 적용되는 전극 조립체는, 권취 타입의 전극 조립체일 수 있다. 이 경우, 상기 전극 조립체의 외주면 상에는 전지 캔과의 절연을 위해 추가적인 분리막이 구비될 수도 있다. 상기 전극 조립체는 관련 기술 분야에서 잘 알려진 권취 구조를 제한 없이 가질 수 있다.The electrode assembly may be manufactured by winding a laminate formed by sequentially stacking a first electrode (cathode), a separator, a second electrode (anode), and a separator at least once. That is, the electrode assembly applied to the present invention may be a wound-type electrode assembly. In this case, an additional separator may be provided on the outer peripheral surface of the electrode assembly to insulate it from the battery can. The electrode assembly may have a winding structure well known in the related art without limitation.

상기 전지 캔은, 일 측에 개방부가 형성된 대략 원통형의 수용체로서, 도전성을 갖는 금속 재질이다. 상기 전지 캔은, 그 높이 방향 상단(또는 하단)은 개방되어 있고, 나머지 영역은 폐쇄된 형태를 갖는다. 상기 전지 캔은, 그 높이 방향 일 측에 형성된 개방부를 통해 전극 조립체와 전해질을 수용한다. 그리고 상기 전지 캔의 개방부는 캡(Cap)으로 밀봉된다. The battery can is a substantially cylindrical container with an opening formed on one side, and is made of a conductive metal material. The battery can has an open top (or bottom) in the height direction, and the remaining area is closed. The battery can receives the electrode assembly and the electrolyte through an opening formed on one side in the height direction. And the opening part of the battery can is sealed with a cap.

한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전지 캔의 표면 전체는 음극 단자로 기능할 수 있다. 예를 들어, 원통형 배터리 셀(100)은, 전극 조립체의 음극과 연결되는 음극 집전체가 전지 캔의 내부에 수용되고, 상기 음극 집전체는 전지 캔의 내측에 접촉해 있어, 전지 캔 표면 전체가 음극 단자로 기능할 수 있다. Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the entire surface of the battery can may function as a negative terminal. For example, in the cylindrical battery cell 100, a negative electrode current collector connected to the negative electrode of the electrode assembly is accommodated inside a battery can, and the negative electrode current collector is in contact with the inside of the battery can, so that the entire surface of the battery can is It can function as a negative terminal.

전지 캔의 개방부 반대 편에서 전지 캔을 관통하여 전극 조립체의 양극과 전기적으로 연결되는 양극 단자가 마련될 수 있다. 상기 양극 단자는 예컨대 리벳팅된 구조로 이루질 수 있다. 상기 양극 단자는 절연 가스켓에 의해 전지 캔과 절연되어 양극 극성을 갖는다. 한편, 본 실시예와 달리, 개방부를 밀봉하는 캡과 전극조립체의 양극을 전기적으로 연결하여 상기 캡을 양극 단자로 사용할 수도 있다.On the opposite side of the opening of the battery can, a positive terminal may be provided that penetrates the battery can and is electrically connected to the positive electrode of the electrode assembly. The positive terminal may have a riveted structure, for example. The positive terminal is insulated from the battery can by an insulating gasket and has positive polarity. Meanwhile, unlike the present embodiment, the cap sealing the opening portion and the anode of the electrode assembly may be electrically connected to use the cap as an anode terminal.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 복수의 원통형 배터리 셀(100)들을 전기적으로 연결함에 있어서, 일 방향에서 양극/음극을 모두 연결할 수 있어 전기적 연결 구조를 간소화 할 수 있다. Therefore, the battery module 10 according to an embodiment of the present invention can simplify the electrical connection structure by connecting both the anode and cathode in one direction when electrically connecting a plurality of cylindrical battery cells 100. there is.

이러한 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 도 2에서처럼 기립 배치되며 수평 방향으로 또는 수평면(X-Y 평면) 상에 배열될 수 있다. 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 정사각 또는 직사각 구도로 배열될 수 있다. 이처럼 정사각 또는 직사각 구도로 배열시, 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 바둑판 식으로 배열되게 되고 상기 원통형 배터리 셀(100)들 사이의 소정의 간극이 형성될 수 있다. These cylindrical battery cells 100 are arranged standing up as shown in FIG. 2 and may be arranged in the horizontal direction or on a horizontal plane (X-Y plane). The cylindrical battery cells 100 may be arranged in a square or rectangular configuration. When arranged in a square or rectangular configuration, the cylindrical battery cells 100 are arranged in a checkerboard pattern, and a predetermined gap may be formed between the cylindrical battery cells 100.

구체적으로, 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 N(N≥2 인 자연수)열로 배열될 수 있으며, 1개의 열 마다 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 다수 개가 배열될 수 있다. 즉, Y축 방향을 따라 N열이 차례대로 배열되고, 각 열은 X축 방향으로 복수 개의 원통형 배터리 셀(100)들이 배열될 수 있다. 본 실시예에서 원통형 배터리 셀(100)들은 상기 N=6 인 6개의 열로 구성되며, 1개의 열에는 7개의 원통형 배터리 셀(100)들이 배열될 수 있다. 한편, 상기 열의 개수 및 열마다 배열된 원통형 배터리 셀(100)들의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.Specifically, the cylindrical battery cells 100 may be arranged in N (a natural number where N ≥ 2) columns, and a plurality of the cylindrical battery cells 100 may be arranged in each column. That is, N columns are sequentially arranged along the Y-axis direction, and each row may have a plurality of cylindrical battery cells 100 arranged in the X-axis direction. In this embodiment, the cylindrical battery cells 100 are composed of 6 columns where N = 6, and 7 cylindrical battery cells 100 may be arranged in one column. Meanwhile, the number of rows and the number of cylindrical battery cells 100 arranged in each row may be changed in various ways.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은, 상기 원통형 배터리 셀(100)들에 대한 전기적 연결 및 냉각을 동시에 수행하는 구성품으로서, 상기 원통형 배터리 셀(100)의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 통전부(210)와, 상기 통전부(210)와 일체로 형성되고 상기 원통형 배터리 셀들의 외주면과 접촉하여 열을 흡수하는 냉각부(220)를 포함할 수 있다. The cooling busbar unit 200 is a component that simultaneously performs electrical connection and cooling for the cylindrical battery cells 100, and has a current conducting part ( 210) and a cooling part 220 that is formed integrally with the energizing part 210 and absorbs heat by contacting the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells.

상기 통전부(210)는, 상기 복수의 배터리 셀(100)들을 상호 간 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 통전부(210)는 상기 복수의 배터리 셀(100)들의 전극 단자에 와이어(W) 본딩을 위한 접합 부위(일례로, 상기 통전부(210)의 상면)를 제공할 수 있다. 상기 통전부(210)는 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 배터리 셀(100)의 전극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 배터리 셀(100)의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 상기 통전부(210)의 적어도 일영역은 절연 처리되지 않을 수 있다.The energizing unit 210 may electrically connect the plurality of battery cells 100 to each other. The electrical conductive unit 210 may provide a joining area (for example, the upper surface of the electrical conductive unit 210) for wire (W) bonding to the electrode terminals of the plurality of battery cells 100. The conductive portion 210 may be disposed on top of the cylindrical battery cells 100 and may be electrically connected to an electrode terminal of the battery cell 100. At least one area of the energizing part 210 electrically connected to the electrode terminal of the battery cell 100 may not be insulated.

상기 냉각부(220)는 상기 배터리 셀(100)들 사이에 배치되어 상기 배터리 셀(100)들의 열을 흡수할 수 있다. 이를 위해 상기 냉각부(220)는, 상기 통전부(210)로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 원통형 배터리 셀(100)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 냉각부(220)는, 전지 캔의 외주면과 접촉하여 열을 흡수할 수 있다. 상기 냉각부(220)는 표면이 절연 처리될 수 있다.The cooling unit 220 may be disposed between the battery cells 100 to absorb heat from the battery cells 100. To this end, the cooling unit 220 may extend downward from the energizing unit 210 and be disposed between the cylindrical battery cells 100. The cooling unit 220 may absorb heat by contacting the outer peripheral surface of the battery can. The surface of the cooling unit 220 may be insulated.

상기 통전부(210)와 냉각부(220)는 일체형이고 전기 전도성 및 열 전도성이 우수한 금속 소재로 마련될 수 있다. 이러한 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 압출 가공 또는 사출 성형 방식으로 제작될 수 있으며, 바람직하게는 압출 가공 방식으로 제작될 수 있다. 예컨대, 상기 금속 소재는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 또는 이들을 합금 또는 이종의 금속을 접합한 클래드 메탈(clad metal)일 수 있다.The current conducting part 210 and the cooling part 220 are integrated and may be made of a metal material with excellent electrical conductivity and thermal conductivity. The cooling busbar unit 200 may be manufactured by extrusion or injection molding, and is preferably manufactured by extrusion. For example, the metal material may be copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), an alloy thereof, or a clad metal made by joining different metals.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 N열(N≥2 인 자연수)과 N+1열 사이에 배치될 수 있다. 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은, Y축 방향으로 배열된 한 쌍의 열들 사이에 개재되는 형태로 배치될 수 있다. 이를테면, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 원통형 배터리 셀(100)들이 6열로 배열되고, 서로 이웃한 열과 열 사이의 공간에 냉각 겸용 버스바 유닛이 개재될 수 있다. The cooling busbar unit 200 is a unit of the cylindrical battery cells 100. It can be placed between column N (natural numbers with N≥2) and column N+1. The cooling busbar unit 200 may be disposed between a pair of rows arranged in the Y-axis direction. For example, as shown in FIG. 3, a plurality of cylindrical battery cells 100 are arranged in six rows, and a cooling bus bar unit may be interposed in the space between adjacent rows.

구체적으로, 상기 통전부(210)는 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 상부에 배치되고, 상기 냉각부(220)는 상기 통전부(210)로부터 하부 방향으로 연장되어 서로 이웃한 열들의 상기 원통형 배터리 셀(100)들 사이에 배치될 수 있다.Specifically, the conductive portion 210 is disposed on top of the cylindrical battery cells 100, and the cooling portion 220 extends downward from the conductive portion 210 to form adjacent rows of the cylindrical batteries. It may be placed between cells 100.

또한, 상기 냉각부(220)를 기준으로, 상기 냉각부(220)의 일면은 좌측 열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 외주면과 접촉하고 상기 냉각부(220)의 타면은 우측 열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 외주면과 접촉하도록 마련될 수 있다.In addition, with respect to the cooling unit 220, one surface of the cooling unit 220 is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells 100 in the left row, and the other surface of the cooling unit 220 is in contact with the cylindrical battery cells 100 in the right row. (100) It can be arranged to contact the outer peripheral surface of the.

한편, 추가적으로 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)의 일측에는 냉매 공급/배출유닛(300)이 연결될 수 있다. 그리고 상기 냉매 공급/배출유닛(300)은 상기 냉각부(220)에 냉매를 공급 및 배출하는 부분일 수 있다. 상기 냉매 공급/배출유닛(300)은, 상기 냉각부(220)에 연통되게 마련되며, 이러한 냉매 공급/배출유닛(300)에는 냉매 인입포트(310)와 냉매 배출포트(320)를 구비할 수 있다.Meanwhile, a refrigerant supply/discharge unit 300 may be additionally connected to one side of the cooling bus bar unit 200. And the refrigerant supply/discharge unit 300 may be a part that supplies and discharges refrigerant to the cooling unit 220. The refrigerant supply/discharge unit 300 is provided to communicate with the cooling unit 220, and this refrigerant supply/discharge unit 300 may be provided with a refrigerant inlet port 310 and a refrigerant discharge port 320. there is.

상기 모듈 케이스(400)는 상기 원통형 배터리 셀(100)들을 수용할 수 있다. 상기 모듈 케이스(400)는 상부가 개방된 케이스 본체(410)와, 개방면을 커버하는 케이스 커버(420)를 포함할 수 있다. The module case 400 can accommodate the cylindrical battery cells 100. The module case 400 may include a case body 410 with an open top and a case cover 420 that covers the open surface.

상기 케이스 본체(410)에는 상기 원통형 배터리 셀(100)들과 상기 냉매 공급/배출유닛(300)을 상호 분리하는 격벽(430)이 마련될 수 있다. 상기 격벽(430)은 상기 복수의 냉각 겸용 버스바 유닛(200)과 상기 냉매 공급/배출유닛(300) 사이에 배치되어 이들을 상호 이격시키고 분리 배치할 수 있다. 상기 복수의 냉각 겸용 버스바 유닛(200)들에 연결된 복수의 상기 냉매 공급/배출유닛(300)은 와 연결 배관으로 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 연결 배관은 인입배관 및 배출배관(311, 321)을 포함할 수 있다. 상기 케이스 본체(410)의 일측에는, 인입배관 및 배출배관(311, 321)과 각각 연결되는 케이스 인입구(411) 및 케이스 배출구(412)가 구비될 수 있다.The case body 410 may be provided with a partition wall 430 that separates the cylindrical battery cells 100 and the refrigerant supply/discharge unit 300 from each other. The partition wall 430 is disposed between the plurality of cooling bus bar units 200 and the refrigerant supply/discharge unit 300 to space them apart from each other and separate them. The plurality of refrigerant supply/discharge units 300 connected to the plurality of cooling bus bar units 200 may be configured to be connected to and connection pipes. The connection pipe may include an inlet pipe and an discharge pipe (311, 321). One side of the case body 410 may be provided with a case inlet 411 and a case outlet 412 connected to the inlet and outlet pipes 311 and 321, respectively.

이하, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the cooling busbar unit 200 will be described in more detail.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 냉각 겸용 버스바 유닛 및 냉매 공급/배출 유닛의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상부 일부분을 도시한 도면이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 한쌍의 배터리 셀들 사이에 냉각 겸용 버스바 유닛이 결합된 상태의 종 방향 단면도이다.Figure 4 is a perspective view of a cooling busbar unit and a refrigerant supply/discharge unit in a battery module according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 is a diagram showing a portion of the upper part of the battery module according to an embodiment of the present invention. , FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of a cooling bus bar unit coupled between a pair of battery cells in a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 상기 복수의 배터리 셀(100)들을 상호 간 전기적으로 연결하는 통전부(210)와 상기 통전부(210)와 일체로 형성되고 상기 배터리 셀(100)들 사이에 배치되어 상기 배터리 셀(100)들의 열을 흡수하는 냉각부(220)를 구비할 수 있다.Referring to FIGS. 4 to 6 , the cooling bus bar unit 200 is formed integrally with an energizing part 210 that electrically connects the plurality of battery cells 100 to each other and the energizing part 210. and may be provided with a cooling unit 220 disposed between the battery cells 100 to absorb heat from the battery cells 100.

상기 통전부(210)는 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 상부에 배치될 수 있다. 상기 통전부(210)는 상기 원통형 배터리 셀(100)의 각 열과 나란한 방향(Y축 방향)으로 배치되며, 수평 방향(각 열의 배치 방향, X축 방향)으로 소정의 너비를 가지도록 마련될 수 있다. 상기 통전부(210)는, 좌측 열의 원통형 배터리 셀(100)들의 상단과, 상기 우측 열의 원통형 배터리 셀(100)들의 상단에 동시에 안착 가능한 너비를 가질 수 있다. The electrically conductive portion 210 may be disposed on top of the cylindrical battery cells 100. The current conducting portion 210 is arranged in a direction (Y-axis direction) parallel to each row of the cylindrical battery cells 100, and may be provided to have a predetermined width in the horizontal direction (disposition direction of each column, X-axis direction). there is. The energizing part 210 may have a width that allows it to be simultaneously seated on the top of the cylindrical battery cells 100 in the left row and the top of the cylindrical battery cells 100 in the right row.

또한, 상기 통전부(210)를 기준으로, 좌측 열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 제1 전극 단자들과 우측 열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 제2 전극 단자들이 각각 상기 통전부(210)에 와이어(W) 본딩될 수 있다.In addition, with respect to the conductive portion 210, the first electrode terminals of the cylindrical battery cells 100 in the left column and the second electrode terminals of the cylindrical battery cells 100 in the right column are respectively connected to the conductive portion 210. It can be bonded to a wire (W).

이를테면, 도 3의 실시 구성에서, 제1 열에 배열되는 원통형 배터리 셀(100)들은 양극 단자들이 각각 통전부(210)와 와이어(W) 본딩에 의해 전기적으로 연결되고, 제1 열과 이웃한 제2 열에 배열된 배터리 셀(100)들은 음극 단자들이 각각 상기 통전부(210)와 와이어(W) 본딩에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 패턴으로 2열과 3열의 원통형 배터리 셀(100)들은 이들 사이의 통전부(210)에 전기적으로 연결되고, 3열과 4열의 원통형 배터리 셀(100)들은 이들 사이의 통전부(210)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 같은 열에 배열된 배터리 셀(100)들은 서로 병렬 연결된 상태가 되고, 이웃한 열과 열에 배열된 배터리 셀(100)들은 서로 직렬 연결된 상태가 된다.For example, in the exemplary configuration of FIG. 3, the positive terminals of the cylindrical battery cells 100 arranged in the first row are electrically connected to the conductive portion 210 and wire (W) bonding, respectively, and the second battery cells adjacent to the first row are electrically connected to each other by wire (W) bonding. The negative terminals of the battery cells 100 arranged in a row may be electrically connected to the conductive portion 210 by wire (W) bonding, respectively. In this pattern, the 2nd and 3rd rows of cylindrical battery cells 100 are electrically connected to the conductive portion 210 between them, and the 3rd and 4th rows of cylindrical battery cells 100 are electrically connected to the conductive portion 210 between them. can be connected In this case, the battery cells 100 arranged in the same row are connected in parallel with each other, and the battery cells 100 arranged in neighboring rows are connected in series with each other.

상기 통전부(210)는 원통형 배터리 셀(100)들 사이에 개재되어 있는 냉각부와 일체형으로 이루어져 있어, 좌우 방향(±Y방향)으로 유동이 억제될 수 있다. 따라서 별도의 지지부품 없이도, 상기 통전부(210)가 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 상부에 배치될 수 있고, 배치된 후 좌우 방향으로 움직이지 않고 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따르면, 각 열의 원통형 배터리 셀(100)들과 각 냉각 겸용 버스바 유닛(200)의 통전부(210) 간의 간격이 일정하므로 와이어(W) 본딩 작업이 수월하고, 상기 작업 후 와이어 본딩 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.The energizing part 210 is integrated with the cooling part interposed between the cylindrical battery cells 100, so that flow in the left and right directions (±Y direction) can be suppressed. Therefore, without separate support parts, the energizing part 210 can be placed on top of the cylindrical battery cells 100, and after being placed, it can be stably maintained without moving in the left or right direction. Therefore, according to this embodiment, the distance between the cylindrical battery cells 100 in each row and the current conducting portion 210 of each cooling bus bar unit 200 is constant, so the wire (W) bonding work is easy, and after the work, The wire bonding state can be maintained stably.

상기 냉각부(220)는 상기 통전부(210)의 중앙에서 하부 방향(수직 방향)으로 연장되고 서로 마주하는 2개의 배터리 셀(100) 사이 공간에 배치된다. 상기 냉각부(220)는 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 열과 열 사이에 개재될 수 있다. 상기 냉각부(220)를 기준으로, 상기 냉각부(220)는 일면이 좌측 열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 외주면과 접촉하고 타면은 우측 열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 외주면과 접촉하도록 마련될 수 있다. 상기 냉각부(220)는 원통형 배터리 셀(100)들의 외주면에 부분적으로 접촉됨에 따라, 상기 원통형 배터리 셀(100)들을 효율적으로 냉각할 수 있다.The cooling unit 220 extends downward (vertically) from the center of the energizing unit 210 and is disposed in a space between two battery cells 100 facing each other. The cooling unit 220 may be interposed between rows of the cylindrical battery cells 100. Based on the cooling unit 220, one surface of the cooling unit 220 is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells 100 in the left row, and the other surface is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells 100 in the right row. It can be. As the cooling unit 220 partially contacts the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells 100, it can efficiently cool the cylindrical battery cells 100.

상기 냉각부(220)는, N열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들과 N+1열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들 사이에서 직선 형태로 연장될 수 있다. 즉, 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 정사각 또는 직사각 구도로 배열되고, 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 열 사이에 배치된 상기 냉각부(220)는 직선 형태로 마련될 수 있다.The cooling unit 220 may extend in a straight line between the cylindrical battery cells 100 in the N row and the cylindrical battery cells 100 in the N+1 row. That is, the cylindrical battery cells 100 are arranged in a square or rectangular configuration, The cooling unit 220 disposed between the rows of the cylindrical battery cells 100 may be provided in a straight shape.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 내부에 냉매가 유동할 수 있는 냉각 채널(230)을 구비할 수 있다. 상기 냉매는 냉각수일 수 있다. The cooling busbar unit 200 may be provided with a cooling channel 230 through which refrigerant can flow. The refrigerant may be coolant.

상기와 같은 구성에 의하면, 냉각수를 상기 냉각 채널(230)에 공급하면 냉각 겸용 버스바 유닛(200)이 저온을 유지할 수 있다. 이 경우, 배터리 셀(100)들과 냉각 겸용 버스바 유닛(200) 간의 열 구배(thermal gradient)가 극대화됨으로써 배터리 셀들의 열이 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)으로 보다 빠르고 효과적으로 흡수될 수 있다.According to the above configuration, when cooling water is supplied to the cooling channel 230, the cooling bus bar unit 200 can maintain a low temperature. In this case, the thermal gradient between the battery cells 100 and the cooling bus bar unit 200 is maximized, so that the heat of the battery cells can be more quickly and effectively absorbed into the cooling bus bar unit 200. .

본 실시예에 따른 냉각 채널(230)이, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 냉각부(220)의 내부에 마련될 수 있다. 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)의 일측에 냉매 공급/배출유닛(300)이 연결될 수 있다. 상기 냉매 공급/배출유닛(300)은 상기 냉각 채널(230)의 입구와 연통하는 냉매 인입포트(310)와 상기 냉각 채널(230)의 출구와 연통하는 냉매 배출포트(320)를 구비할 수 있다. 그리고 도 3 및 도 5를 참조하면, 냉각 겸용 버스바 유닛(200)들에 일대일로 연결된 냉매 공급/배출유닛(300)들은 연결 배관(311,321)으로 서로 연통하도록 연결될 수 있다. 상기 연결 배관은, 각 냉매 공급/배출유닛(300)의 냉매 인입포트(310)와 연결되는 인입배관(311)과 각 냉매 공급/배출유닛(300)의 냉매 배출포트(320)와 연결되는 배출배관(321)을 포함한다. 상기 인입배관(311) 및 배출배관(321)은 상기 케이스 본체(410)의 일측에 구비되는 케이스 인입구(411) 및 케이스 배출구(412)와 연결될 수 있다. 이러한 실시 구성에 의하면, 냉매는 외부 수원으로부터 상기 케이스 인입구(411)를 통해 배터리 모듈(10) 내부로 공급될 수 있고, 상기 인입배관(311)을 거처 냉각 겸용 버스바 유닛들과 일대일로 연결되어 있는 냉매 공급/배출유닛(300)들로 분배될 수 있다. The cooling channel 230 according to this embodiment may be provided inside the cooling unit 220, as shown in FIG. 4. A refrigerant supply/discharge unit 300 may be connected to one side of the cooling busbar unit 200. The refrigerant supply/discharge unit 300 may be provided with a refrigerant inlet port 310 communicating with the inlet of the cooling channel 230 and a refrigerant discharge port 320 communicating with the outlet of the cooling channel 230. . And referring to Figures 3 and 5, the refrigerant supply/discharge units 300 connected one-to-one to the cooling bus bar units 200 may be connected to communicate with each other through connection pipes 311 and 321. The connection pipes include an inlet pipe 311 connected to the refrigerant inlet port 310 of each refrigerant supply/discharge unit 300, and an outlet pipe connected to the refrigerant discharge port 320 of each refrigerant supply/discharge unit 300. Includes piping 321. The inlet pipe 311 and the outlet pipe 321 may be connected to the case inlet 411 and the case outlet 412 provided on one side of the case body 410. According to this implementation configuration, the refrigerant can be supplied from an external water source into the battery module 10 through the case inlet 411, and is connected one-to-one with the cooling bus bar units through the inlet pipe 311. It can be distributed to the refrigerant supply/discharge units 300.

그리고 각 상기 냉매 공급/배출유닛(300)의 상부 측에 위치한 냉매 인입포트(310)를 통해 냉매가 인입되고 상기 냉각부(220)의 냉각 채널(230)을 통해 상기 냉각부(220)의 길이 방향으로 순환하여 냉매 공급/배출유닛(300)의 하부 측에 위치한 냉매 배출포트(320)를 통해 배출될 수 있다. 상기 냉각 채널(230)에서 열을 흡수한 냉매는 각 상기 냉매 공급/배출유닛(300)의 냉매 배출포트(320)와 연결된 상기 배출배관(321)을 따라 이동하여 상기 케이스 배출구(412)를 통해 배터리 모듈(10)의 외부로 배출될 수 있다. 이 과정에서, 상기 냉각부(220)와 상기 원통형 배터리 셀(100)들 간의 열 교환이 이루어져 상기 원통형 배터리 셀(100)들이 냉각될 수 있다. In addition, the refrigerant is introduced through the refrigerant inlet port 310 located on the upper side of each refrigerant supply/discharge unit 300, and the length of the cooling unit 220 is extended through the cooling channel 230 of the cooling unit 220. It can be circulated in this direction and discharged through the refrigerant discharge port 320 located on the lower side of the refrigerant supply/discharge unit 300. The refrigerant that absorbs heat in the cooling channel 230 moves along the discharge pipe 321 connected to the refrigerant discharge port 320 of each refrigerant supply/discharge unit 300 and passes through the case discharge port 412. It may be discharged to the outside of the battery module 10. In this process, heat exchange occurs between the cooling unit 220 and the cylindrical battery cells 100 so that the cylindrical battery cells 100 can be cooled.

상기 냉각 채널(230)은, 상기 통전부(210) 및 상기 냉각부(220) 중 적어도 한 곳에 마련될 수 있다. 예컨대, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 냉각 채널(230)은, 상기 냉각부(220) 뿐만 아니라 상기 통전부(210)에도 마련될 수 있다. 이 경우, 상기 냉각 채널(230)이 형성되는 상기 통전부(210)의 내측에는 미도시되었지만, 절연 수단이 마련될 수 있다.The cooling channel 230 may be provided in at least one of the energizing part 210 and the cooling part 220. For example, as shown in FIG. 6, the cooling channel 230 may be provided not only in the cooling unit 220 but also in the energizing unit 210. In this case, although not shown, an insulating means may be provided inside the energizing part 210 where the cooling channel 230 is formed.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 전기 전도성 소재로 마련되어 상기 원통형 배터리 셀(100)과 절연될 필요가 있다. 이에 본 실시예에서는, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 상기 배터리 셀(100)들과 접촉하는 영역은 절연 처리되고, 상기 배터리 셀(100)의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 상기 통전부(210)의 적어도 일영역은 절연 처리되지 않을 수 있다.The cooling busbar unit 200 needs to be made of an electrically conductive material and insulated from the cylindrical battery cell 100. Accordingly, in this embodiment, the cooling bus bar unit 200 has an area in contact with the battery cells 100 insulated, and the conductive portion electrically connected to the electrode terminal of the battery cell 100 ( At least one region of 210) may not be insulated.

상기 냉각부(220)는 전기 절연 처리된 영역(240)을 갖는다. 이때 절연 처리된 영역에는 절연 필름, 분체 도장면 및 에폭시 코팅층 중 어느 하나가 적용될 수 있다. The cooling unit 220 has an electrically insulated area 240. At this time, any one of an insulating film, a powder coating surface, and an epoxy coating layer may be applied to the insulated area.

상기 통전부(210) 또한 절연 처리된 영역(241)을 가질 수 있다. 특히 상기 통전부(210)에서 절연 처리가 요구되는 영역은, 상기 냉각부(220)와 교차하고 상기 배터리 셀의 상단에 배치되는 상기 통전부(210)의 하부면일 수 있다. The current conducting part 210 may also have an insulated area 241. In particular, the area requiring insulation treatment in the current-carrying portion 210 may be the lower surface of the current-carrying portion 210 that intersects the cooling portion 220 and is disposed on the top of the battery cell.

상기 통전부(210)의 하부면에 마련되는 절연 처리된 영역(241)을 통해, 상기 통전부(210)와 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 절연 처리된 영역(241)에는 전술한 냉각부(220)와 마찬가지로 절연 필름, 분체 도장면 및 에폭시 코팅층 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 다른 대안으로서, 상기 통전부(210)의 하부면과 배터리 셀의 상단 사이에 절연성을 갖는 가스켓이나 고무재질의 오링(O-ring)이 적용될 수도 있다. The energizing part 210 and the cylindrical battery cells 100 may be electrically insulated through the insulated area 241 provided on the lower surface of the energizing part 210. Like the cooling unit 220 described above, any one of an insulating film, a powder coating surface, and an epoxy coating layer may be applied to the insulated area 241. As another alternative, an insulating gasket or an O-ring made of rubber may be applied between the lower surface of the conductive portion 210 and the top of the battery cell.

이하, 본 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 조립 과정을 간략히 설명한다.Hereinafter, the assembly process of the battery module 10 according to this embodiment will be briefly described.

먼저, 냉각 겸용 버스바 유닛(200)이 마련될 수 있다. 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 압출 성형 방식으로 제작될 수 있으며, 내부의 냉각 채널(230)을 형성하기 위한 별도의 추가 공수가 요구될 수 있다.First, a cooling busbar unit 200 may be provided. The cooling busbar unit 200 may be manufactured by extrusion molding, and additional man-hours may be required to form the internal cooling channel 230.

다음, 케이스 본체(410)에 원통형 배터리 셀(100)들을 직사각 구도로 수용하고, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)을 배치한다. 이 과정에서, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 각 열 사이에 공간에 개재하는 형태로 배치될 수 있다. 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)이 일체형으로 마련되어 있기 때문에, 기존의 버스바 플레이트와 냉각 튜브가 따로 마련되고 개별 조립되어 조립 공수가 증가되는 문제점이 해소될 수 있다. 상기 냉각부(220)를 상기 원통형 배터리 셀(100)들의 열과 열 사이에 수직으로 삽입하여 배치함으로써, 상기 통전부(210)의 배치 및 상기 원통형 배터리 셀(100)들에 대한 정렬이 완료될 수 있어 조립 공수가 줄어들 수 있다.Next, the cylindrical battery cells 100 are accommodated in the case body 410 in a rectangular configuration, and the cooling bus bar unit 200 is disposed. In this process, the cooling busbar unit 200 may be disposed in a space between each row of the cylindrical battery cells 100. Since the cooling busbar unit 200 is provided as an integrated unit, the problem of the existing busbar plate and cooling tube being separately prepared and individually assembled, thereby increasing the assembly man-hour, can be solved. By inserting and arranging the cooling unit 220 vertically between rows of the cylindrical battery cells 100, arrangement of the energizing unit 210 and alignment of the cylindrical battery cells 100 can be completed. This can reduce assembly time.

다음, 복수의 냉매 공급/배출유닛(300)을 냉각 겸용 버스바 유닛(200)들에 각각 연결한다. 그리고 행열 배열된 복수 개의 배터리 셀들과 상기 냉매 공급/배출유닛 사이에 격벽(430)을 조립한다. 상기 격벽(430)은 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)과 상기 냉매 공급/배출유닛(300)의 접속부에 끼워질 수 있는 슬릿들을 구비하도록 구성될 수 있다. 상기 격벽(430)을 조립하게 되면, 도 3과 같이, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)들은 상기 격벽(430)에 의해 간격이 일정하게 유지되고 배터리 셀들은 상기 격벽(430)과 케이스 본체(410)의 외벽으로 둘러싸인 공간에 밀집된 형태로 수용될 수 있다.Next, a plurality of refrigerant supply/discharge units 300 are respectively connected to the cooling bus bar units 200. Then, a partition wall 430 is assembled between the plurality of battery cells arranged in rows and columns and the refrigerant supply/discharge unit. The partition wall 430 may be configured to have slits that can be inserted into the connection portion of the cooling bus bar unit 200 and the refrigerant supply/discharge unit 300. When the partition 430 is assembled, as shown in FIG. 3, the cooling bus bar units 200 are kept at constant intervals by the partition 430, and the battery cells are connected to the partition 430 and the case body ( 410) can be accommodated in a dense form in a space surrounded by the outer wall.

다음, 복수 개의 냉각 겸용 버스바 유닛(200)들과 원통형 배터리 셀들 간에 와이어(W) 본딩 작업이 수용되고 냉매 공급/배출유닛(300)들과 케이스 인입구(411)와 케이스 배출구(412)를 연결 배관(311,321)으로 연결하는 작업이 수행될 수 있다.Next, a wire (W) bonding operation is accepted between the plurality of cooling busbar units 200 and the cylindrical battery cells, and the refrigerant supply/discharge units 300, the case inlet 411, and the case outlet 412 are connected. Connection to the pipes 311 and 321 may be performed.

그리고 케이스 커버(420)가 케이스 본체(410)에 조립될 수 있다.And the case cover 420 can be assembled to the case body 410.

이상과 같이 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성에 의하면, 배터리 모듈의 조립 공수가 줄어들 수 있다. 특히, 상기 배터리 모듈(10)은 배터리 셀(100)들에 대한 전기적 연결과 냉각이 냉각 겸용 버스바 유닛(200)을 통해 달성될 수 있어 조립 구조와 조립 공정이 단순화될 수 있다.According to the configuration of the battery module according to an embodiment of the present invention described above, the number of hours of assembly of the battery module can be reduced. In particular, in the battery module 10, electrical connection and cooling of the battery cells 100 can be achieved through the cooling busbar unit 200, so the assembly structure and assembly process can be simplified.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈에서 냉각 겸용 버스바 유닛 및 냉매 공급/배출 유닛의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 상부 일부분을 도시한 도면이다.Figure 7 is a perspective view of a cooling busbar unit and a refrigerant supply/discharge unit in a battery module according to another embodiment of the present invention, and Figure 8 is a diagram showing a portion of the upper part of a battery module according to another embodiment of the present invention. .

이어서 도 7과 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 간략히 설명하기로 한다.Next, another embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 7 and 8.

이전 도면들과 동일한 부재번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.The same reference numbers as in the previous drawings indicate the same members, and redundant descriptions of the same members will be omitted and the description will focus on the differences from the above-described embodiment.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈에서, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200a)의 상기 냉각부(220a)는, 배터리 모듈(10) 내에서 원통형 배터리 셀(100)들의 배치 형태에 따라 형태가 상이하게 마련될 수 있다.In a battery module according to another embodiment of the present invention, the cooling unit 220a of the cooling busbar unit 200a has a shape depending on the arrangement of the cylindrical battery cells 100 within the battery module 10. It may be arranged differently.

즉, 본 실시예에 따른 상기 원통형 배터리 셀(100)들은 모듈 케이스(400) 내에서 삼각 배열 또는 지그재그 배열 구조로 배치될 수 있다. 이와 같은 삼각 배열 구조의 경우, 같은 체적 내 최대의 에너지 밀도를 구현할 수 있다.That is, the cylindrical battery cells 100 according to this embodiment may be arranged in a triangular or zigzag arrangement within the module case 400. In the case of such a triangular array structure, the maximum energy density can be achieved within the same volume.

이러한 원통형 배터리 셀(100)들의 배열에 대응되어, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200a)도 차이가 있다. 특히 상기 냉각부(220a)의 형상이 달라질 수 있다. 즉 상기 냉각부(220a)는, N열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들과 N+1열의 상기 원통형 배터리 셀(100)들 사이에서 산(221)과 골(222)이 반복되는 곡면 형태로 연장될 수 있다. 즉, 상기 냉각부(220a)의 외면이 물결 형태를 가질 수 있다.Corresponding to the arrangement of these cylindrical battery cells 100, the cooling bus bar unit 200a also has differences. In particular, the shape of the cooling unit 220a may vary. That is, the cooling unit 220a extends in a curved shape where peaks 221 and valleys 222 are repeated between the cylindrical battery cells 100 in the N row and the cylindrical battery cells 100 in the N+1 row. It can be. That is, the outer surface of the cooling unit 220a may have a wave shape.

예컨대, 도 8과 같이 1열의 원통형 배터리 셀(100)들과 2열의 원통형 배터리 셀(100)들은 횡방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 이 경우, 도 7과 같은 형태로 냉각부(220a)를 제작하여 원통형 배터리 셀(100)들의 열과 열 사이에 삽입함으로써, 냉각부(220a)와 원통형 배터리 셀(100)들의 간의 접촉성을 높일 수 있고, 뿐만 아니라 배터리 모듈(10) 내부에 데드 스페이스(dead space)를 줄일 수 있다.For example, as shown in FIG. 8 , the first row of cylindrical battery cells 100 and the second row of cylindrical battery cells 100 may be arranged to alternate with each other in the horizontal direction. In this case, by manufacturing the cooling unit 220a in the form shown in FIG. 7 and inserting it between rows of the cylindrical battery cells 100, contact between the cooling unit 220a and the cylindrical battery cells 100 can be increased. In addition, dead space inside the battery module 10 can be reduced.

이에 따라 본 실시예와 같은 냉각부(220a)는, 앞선 실시예 대비, 보다 높은 냉각 효율이 가능할 수 있다. 상기 원통형 배터리 셀(100)들과 상기 냉각부(220)의 외면 사이의 접촉 면적이 보다 증가함에 따라, 열 교환이 보다 증가될 수 있고 이로 인해 냉각 효율이 우수할 수 있다. Accordingly, the cooling unit 220a, such as this embodiment, may be capable of higher cooling efficiency compared to the previous embodiment. As the contact area between the cylindrical battery cells 100 and the outer surface of the cooling unit 220 increases, heat exchange can be further increased, thereby improving cooling efficiency.

이어서 도 9와 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 간략히 설명하기로 한다.Next, another embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 9 and 10.

도 9는 도 5에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부분을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈에서 각형 배터리 셀 들에 냉각 겸용 버스바를 적용한 예를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 5, showing a portion of a battery module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing a portion of a battery module according to another embodiment of the present invention, showing the shape of the prismatic battery cells. This is a diagram schematically showing an example of applying a cooling busbar.

이전 도면들과 동일한 부재번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다. The same reference numbers as in the previous drawings indicate the same members, and redundant descriptions of the same members will be omitted and the description will focus on the differences from the above-described embodiment.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈은, 도 1의 실시 구성에 따른 배터리 모듈과 비교할 때, 원통형 배터리 셀(100)을 각형 배터리 셀(100A)로 대체한 것에 차이가 있다.The battery module according to another embodiment of the present invention differs from the battery module according to the embodiment of FIG. 1 in that the cylindrical battery cell 100 is replaced with a prismatic battery cell 100A.

여기서 각형 배터리 셀(100A)은 대략 직육면체 형태로 이루어진 배터리 셀을 의미한다. 상기 각형 배터리 셀(100A)은 알루미늄 소재이고 상부가 개방된 전지 캔에 전극 조립체를 수납하고 상기 전지 캔의 상부 개구에 캡 플레이트가 결합된 형태로 마련될 수 있다. 상기 각형 배터리 셀(100A)은 상기 전극 조립체를 형성하는 양극판과 연결되고 상기 캡 플레이트를 관통하여 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출되는 양극 단자(111)와 상기 전극 조립체를 형성하는 음극판과 연결되고 상기 캡 플레이트를 관통하여 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출되는 음극 단자(112)를 구비할 수 있다.Here, the prismatic battery cell 100A refers to a battery cell formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. The square battery cell 100A may be made of aluminum and may be provided in a form in which an electrode assembly is stored in a battery can with an open top and a cap plate is coupled to the upper opening of the battery can. The prismatic battery cell 100A is connected to a positive electrode plate forming the electrode assembly, has a positive terminal 111 that penetrates the cap plate and protrudes to the outside of the cap plate, and is connected to a negative electrode plate forming the electrode assembly, and the cap A negative terminal 112 may be provided that penetrates the plate and protrudes to the outside of the cap plate.

도 9 및 도 10을 참조하면, 각형 배터리 셀(100A)들은 N(N≥2 인 자연수)열로 배열되고, 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 상기 각형 배터리 셀(100A)들의 열과 열 사이에 배치될 수 있다.Referring to FIGS. 9 and 10, the square battery cells 100A are arranged in N (a natural number of N ≥ 2) rows, and the cooling bus bar unit 200 is arranged between rows of the square battery cells 100A. It can be.

상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)의 통전부(210)는 상기 각형 배터리 셀(100A)들의 상부에 배치되고, 상기 냉각 겸용 버스바 유닛(200)의 냉각부(220)는 상기 통전부(210)로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 각형 배터리 셀(100A)들 사이에 배치될 수 있다. The current-carrying unit 210 of the cooling busbar unit 200 is disposed on top of the square battery cells 100A, and the cooling unit 220 of the cooling busbar unit 200 is connected to the current-carrying unit 210. ) may extend downward and be disposed between the prismatic battery cells 100A.

상기 통전부(210)는, 상기 통전부(210)를 기준으로 좌측 열의 각형 배터리 셀(100A)들의 양극 단자(111)들과 전기적으로 연결되고 상기 통전부(210)를 기준으로 우측 열의 각형 배터리 셀(100A)들의 음극 단자(112)들과 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 이러한 패턴으로 N개의 열의 각형 배터리 셀(100A)들을 대응되는 냉각 겸용 버스바 유닛(200)들의 통전부(210)에 전기전으로 연결하면, 같은 열에 배열된 각형 배터리 셀(100A)들은 서로 병렬 연결되고 이웃한 열과 열에 배열된 각형 배터리 셀(100A)들은 서로 직렬 연결될 수 있다. 상기 각형 배터리 셀(100A)들의 전극 단자들과 상기 통전부(210)들 간의 전기적 연결은 예컨대, 와이어(W) 본딩, 솔더링(soldering), 볼트 체결 등 중 하나의 방식으로 이루어질 수 있다. The energizing part 210 is electrically connected to the positive terminals 111 of the square battery cells 100A in the left row with respect to the energizing part 210, and the prismatic battery in the right row with respect to the energizing part 210. It may be configured to be electrically connected to the negative terminals 112 of the cells 100A. When the N rows of square battery cells 100A are electrically connected to the current conductors 210 of the corresponding cooling bus bar units 200 in this pattern, the square battery cells 100A arranged in the same row are connected in parallel to each other. And the rectangular battery cells 100A arranged in adjacent columns may be connected in series to each other. Electrical connection between the electrode terminals of the square battery cells 100A and the energizing portions 210 may be made, for example, by one of the following methods: wire (W) bonding, soldering, bolt fastening, etc.

또한, 상기 냉각부(220)의 좌측면은 상기 냉각부(220)를 기준으로 좌측 열의 상기 각형 배터리 셀(100A)들의 우측면과 접촉하고, 상기 냉각부(220)의 우측면은 상기 냉각부(220)를 기준으로 우측 열의 상기 각형 배터리 셀(100A)들의 좌측면과 접촉하도록 구성될 수 있다.In addition, the left side of the cooling unit 220 is in contact with the right side of the square battery cells 100A in the left row with respect to the cooling unit 220, and the right side of the cooling unit 220 is in contact with the cooling unit 220. ) may be configured to contact the left side of the square battery cells 100A in the right row.

이와 같이, 본 발명에 따른 냉각 겸용 버스바 유닛(200)은 각형 배터리 셀(100A)들의 전기적 연결 및 냉각에도 적용될 수 있다. In this way, the cooling busbar unit 200 according to the present invention can also be applied to electrical connection and cooling of the square battery cells 100A.

한편, 본 발명에 따른 배터리 팩(미도시)은 상술한 배터리 모듈(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 팩은, 하나 이상의 배터리 모듈(10)의 충방전을 통합 제어하기 위한 마스터 BMS (Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등과 상술한 구성품을 수용하기 위한 팩 케이스를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, a battery pack (not shown) according to the present invention may include one or more of the battery modules 10 described above. The battery pack according to the present invention may further include a master BMS (Battery Management System) for integrated control of charging and discharging of one or more battery modules 10, a current sensor, a fuse, etc., and a pack case for accommodating the above-described components. there is.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 에너지 저장 디바이스에 적용되거나, 전기 스쿠터, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다. 상기 배터리 팩은 차량 좌석 하부의 차체 프레임 또는 트렁크 공간에 설치될 수 있으며, 차량에 설치시 필요에 따라 배터리 팩의 배치 순서를 뒤집은 상태로 배치할 수도 있다.The battery pack according to the present invention may be applied to an energy storage device or to a vehicle such as an electric scooter, electric vehicle, or hybrid vehicle. That is, the vehicle according to the present invention may include the battery pack according to the present invention. The battery pack may be installed in the car body frame or trunk space under the vehicle seat, and the arrangement order of the battery pack may be reversed as needed when installed in the vehicle.

본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다. In this specification, terms indicating directions such as up, down, left, right, front, and back are used, but these terms are only for convenience of explanation and may vary depending on the location of the target object or the location of the observer. is obvious to those skilled in the art of the present invention.

이상과 같이, 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 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims to be described.

100 : 원통형 배터리 셀
200, 200a : 냉각 겸용 버스바 유닛
210 : 통전부
220, 220a : 냉각부
221, 222 : 산, 골
230 : 냉각 채널
240, 241 : 절연 처리 표면
300 : 냉매 공급/배출유닛
310 : 냉매 인입포트
311 : 인입배관
320 : 냉매 배출포트
321 : 배출배관
400 : 모듈 케이스
410 : 케이스 본체
420 : 케이스 커버
430 : 격벽
100: Cylindrical battery cell
200, 200a: Cooling busbar unit
210: Electricity unit
220, 220a: cooling unit
221, 222: mountain, valley
230: cooling channel
240, 241: Insulated surface
300: Refrigerant supply/discharge unit
310: Refrigerant inlet port
311: Inlet pipe
320: Refrigerant discharge port
321: discharge pipe
400: module case
410: Case body
420: Case cover
430: bulkhead

Claims (18)

복수의 배터리 셀들; 및
상기 복수의 배터리 셀들을 상호 간 전기적으로 연결하는 통전부;와 상기 통전부와 일체로 형성되고 상기 배터리 셀들 사이에 배치되어 상기 배터리 셀들의 열을 흡수하는 냉각부를 구비하는 냉각 겸용 버스바 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
a plurality of battery cells; and
It includes a current conducting part that electrically connects the plurality of battery cells to each other; and a cooling bus bar unit formed integrally with the conducting part and having a cooling part disposed between the battery cells to absorb heat from the battery cells. A battery module characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 냉각 겸용 버스바 유닛은 전기 전도성 소재로 마련되되,
상기 배터리 셀들과 접촉하는 영역은 절연 처리되고, 상기 배터리 셀의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 상기 통전부의 적어도 일영역은 절연 처리되지 않은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to paragraph 1,
The cooling busbar unit is made of electrically conductive material,
A battery module, wherein an area in contact with the battery cells is insulated, and at least one area of the current conducting part electrically connected to an electrode terminal of the battery cell is not insulated.
제2항에 있어서,
상기 냉각 겸용 버스바 유닛에서 상기 절연 처리된 영역에는 절연 필름, 분체 도장면 및 에폭시 코팅층 중 어느 하나가 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to paragraph 2,
A battery module, characterized in that any one of an insulating film, a powder coating surface, and an epoxy coating layer is applied to the insulated area in the cooling busbar unit.
제1항에 있어서,
상기 배터리 셀들은 기립 배치되는 원통형 배터리 셀들이며,
상기 통전부는 상기 원통형 배터리 셀들의 상부에 배치되고, 상기 냉각부는 상기 통전부로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 원통형 배터리 셀들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to paragraph 1,
The battery cells are cylindrical battery cells arranged standing up,
The battery module, wherein the current conductive portion is disposed on top of the cylindrical battery cells, and the cooling portion extends downward from the conductive portion and is disposed between the cylindrical battery cells.
제4항에 있어서,
상기 원통형 배터리 셀들은, N(N≥2 인 자연수)열로 배열되고,
상기 냉각 겸용 버스바 유닛은 상기 원통형 배터리 셀들의 열과 열 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 4,
The cylindrical battery cells are arranged in N (a natural number where N ≥ 2) rows,
The battery module, characterized in that the cooling busbar unit is disposed between rows of the cylindrical battery cells.
제5항에 있어서,
상기 통전부를 기준으로, 좌측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 제1 전극단자들과 우측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 제2 전극단자들이 각각 상기 통전부에 와이어 본딩된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 5,
A battery module, wherein the first electrode terminals of the cylindrical battery cells in the left column and the second electrode terminals of the cylindrical battery cells in the right column are each wire-bonded to the current conduction portion, with respect to the conductive portion.
제6항에 있어서,
상기 통전부는, 상기 좌측 열의 원통형 배터리 셀들의 상단과, 상기 우측 열의 원통형 배터리 셀들의 상단에 동시에 안착 가능한 너비를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 6,
The battery module, characterized in that the current conduction part has a width that can be simultaneously seated on the top of the cylindrical battery cells in the left row and the top of the cylindrical battery cells in the right row.
제5항에 있어서,
상기 냉각부를 기준으로, 상기 냉각부는 일면이 좌측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 외주면과 접촉하고 타면은 우측 열의 상기 원통형 배터리 셀들의 외주면과 접촉하도록 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 5,
A battery module, characterized in that, with respect to the cooling unit, one surface of the cooling unit is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells in the left row and the other surface is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical battery cells in the right row.
제5항에 있어서,
상기 원통형 배터리 셀들은 정사각 또는 직사각 구도로 배열되고,
상기 냉각부는, N열의 상기 원통형 배터리 셀들과 N+1열의 상기 원통형 배터리 셀들 사이에서 직선 형태로 연장된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 5,
The cylindrical battery cells are arranged in a square or rectangular configuration,
The cooling unit is a battery module characterized in that it extends in a straight line between the cylindrical battery cells in the N row and the cylindrical battery cells in the N+1 row.
제5항에 있어서,
상기 원통형 배터리 셀들은 삼각 구도로 배열되고,
상기 냉각부는, N열의 상기 원통형 배터리 셀들과 N+1열의 상기 원통형 배터리 셀들 사이에서 산과 골이 반복되는 곡면 형태로 연장된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 5,
The cylindrical battery cells are arranged in a triangular configuration,
The cooling unit is a battery module characterized in that it extends in the form of a curved surface with repeated peaks and valleys between the cylindrical battery cells in the N row and the cylindrical battery cells in the N+1 row.
제1항에 있어서,
상기 냉각 겸용 버스바 유닛은, 내부에 냉각수가 유동할 수 있는 냉각 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to paragraph 1,
The cooling busbar unit is a battery module characterized in that it is provided with a cooling channel inside which coolant can flow.
제11항에 있어서,
상기 냉각 채널은, 상기 통전부 및 상기 냉각부의 내부에 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 11,
The cooling channel is a battery module, characterized in that provided inside the energizing part and the cooling part.
제11항에 있어서,
상기 배터리 모듈은,
상기 냉각 채널과 연통하는 냉매 인입포트와 냉매 배출포트를 구비하고 상기 냉각 겸용 버스바 유닛의 일단부에 연결되는 냉매 공급/배출유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 11,
The battery module is,
The battery module further includes a refrigerant supply/discharge unit having a refrigerant inlet port and a refrigerant discharge port in communication with the cooling channel and connected to one end of the cooling bus bar unit.
제1항에 있어서,
상기 배터리 셀들은 각형 배터리 셀들이며,
상기 통전부는 상기 각형 배터리 셀들의 상부에 배치되고, 상기 냉각부는 상기 통전부로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 각형 배터리 셀들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to paragraph 1,
The battery cells are square battery cells,
The battery module, wherein the current conductive portion is disposed on top of the square battery cells, and the cooling portion extends downward from the current conductor and is disposed between the square battery cells.
제14항에 있어서,
상기 각형 배터리 셀들은, N(N≥2 인 자연수)열로 배열되고,
상기 냉각 겸용 버스바 유닛은 상기 각형 배터리 셀들의 열과 열 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 14,
The prismatic battery cells are arranged in N (a natural number where N ≥ 2) rows,
The battery module, characterized in that the cooling busbar unit is disposed between rows of the square battery cells.
제15항에 있어서,
상기 냉각부를 기준으로, 상기 냉각부의 일면은 좌측 열의 상기 각형 배터리 셀들의 외면과 접촉하고, 상기 냉각부의 타면은 우측 열의 상기 각형 배터리 셀들의 외면과 접촉하도록 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to clause 15,
With respect to the cooling unit, one surface of the cooling unit is in contact with the outer surface of the prismatic battery cells in the left row, and the other surface of the cooling unit is provided to contact the external surface of the prismatic battery cells in the right row.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.A battery pack comprising the battery module according to any one of claims 1 to 16. 제17항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.






A motor vehicle comprising a battery pack according to claim 17.






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