KR20240166667A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20240166667A
KR20240166667A KR1020230064195A KR20230064195A KR20240166667A KR 20240166667 A KR20240166667 A KR 20240166667A KR 1020230064195 A KR1020230064195 A KR 1020230064195A KR 20230064195 A KR20230064195 A KR 20230064195A KR 20240166667 A KR20240166667 A KR 20240166667A
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cooling plate
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유탁경
이정주
이승훈
최양규
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에스케이온 주식회사
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Abstract

복수의 배터리 셀이 적층된 셀 적층체를 각각 포함하는 복수의 배터리 어셈블리; 상기 복수의 배터리 어셈블리를 수용하는 수용공간을 형성하며, 상부 냉각플레이트, 하부 냉각플레이트 및 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트의 사이에서 연장된 측벽을 포함하는 팩 하우징; 상기 복수의 배터리 어셈블리와 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제1 열전도 부재; 및 상기 복수의 배터리 어셈블리와 상기 하부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제2 열전도 부재;를 포함하며, 상기 제1 열전도 부재 및 상기 제2 열전도 부재는 각각 상기 셀 적층체와 접촉하는 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{Battery Pack}
본 발명은 배터리 셀이 복수 개 적층된 복수의 배터리 조립체를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
이차전지는 일차전지와 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드 자동차, 전기자동차와 같은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 등을 들 수 있다.
이차전지는 파우치형(pouched type) 배터리 셀이나 캔형(can type) 배터리 셀로 제조될 수 있다. 파우치형 배터리 셀은 유연성이 있는 파우치의 내부에 전극 조립체를 수용한 구조를 갖는다. 캔형 배터리 셀은 강성이 있는 케이싱의 내부에 전극조립체를 수용한 구조로서 원통형 배터리 셀이나 각형 배터리 셀로 구성될 수 있다.
복수의 배터리 셀은 전기적으로 연결되어 사용된다. 이때, 복수의 배터리 셀은 적층된 형태의 셀 적층체를 형성하여 모듈 하우징 내부에 배치되어 배터리 모듈을 이루게 된다. 복수의 배터리 모듈은 팩 하우징 내부에 배치되어 배터리 팩을 구성할 수 있다.
배터리 팩은 팩 하우징의 내부에 복수의 배터리 모듈을 수용한다. 각각의 배터리 모듈의 내부에서 발생한 열은 팩 하우징을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 종래기술의 경우 셀 적층체에서 발생한 열은 모듈 하우징과 팩 하우징을 거쳐 외부로 방출된다. 따라서, 종래기술은 열 전달 경로에 다수의 부품이 배치되므로 열저항이 크고 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 팩 하우징의 내부에 셀 적층체를 전체적으로 둘러싸는 모듈 하우징이 배치되므로 공간효율이 저하되고 에너지 밀도가 낮다는 문제점이 있다.
그리고, 종래의 배터리 팩은 팩 하우징의 하부를 통하여 열을 방출하므로 냉각성능이 충분하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명(disclosure)은 일 측면(aspect)으로서, 냉각효율 및 냉각성능을 높일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서 팩 하우징의 상부 및 하부에서 열 저항을 개선할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 복수의 셀 적층체 사이에서 가스나 분진 등 각종 물질의 유동을 제한할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서 공간효율 및 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은, 복수의 배터리 셀이 적층된 셀 적층체를 각각 포함하는 복수의 배터리 어셈블리; 상기 복수의 배터리 어셈블리를 수용하는 수용공간을 형성하며, 상부 냉각플레이트, 하부 냉각플레이트 및 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트의 사이에서 연장된 측벽을 포함하는 팩 하우징; 상기 복수의 배터리 어셈블리와 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제1 열전도 부재; 및 상기 복수의 배터리 어셈블리와 상기 하부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제2 열전도 부재;를 포함하며, 상기 제1 열전도 부재 및 상기 제2 열전도 부재는 각각 상기 셀 적층체와 접촉하는 배터리 팩을 제공한다.
실시예에 의한 배터리 팩은, 상기 상부 냉각플레이트의 하부에서 상기 제1 열전도 부재의 둘레 중 적어도 일부에 배치되는 실링부재;를 추가로 포함할 수 있다.
실시예들에서, 상기 실링부재는 상기 제1 열전도 부재가 배치된 영역의 둘레를 감싸는 형상을 가질 수 있다.
실시예들에서, 상기 실링부재 중 적어도 일부는 상기 배터리 어셈블리의 상면에 배치될 수 있다.
실시예들에서, 상기 측벽은 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트의 테두리를 따라 배치되는 외부 측벽(outer side wall)과, 상기 외부 측벽의 내부에 배치되며 상기 수용공간을 복수의 공간으로 구획하는 격벽을 포함하며, 상기 실링부재는 상기 복수의 공간 사이의 물질의 유동을 방해할 수 있다.
실시예들에서, 각각의 상기 복수의 배터리 어셈블리는, 상기 셀 적층체에 전기적으로 연결되는 버스바와, 상기 버스바를 지지하는 지지 플레이트를 포함하는 버스바 조립체; 및 상기 셀 적층체의 일부를 덮으며, 상기 셀 적층체의 측면을 향하도록 배치된 사이드 플레이트를 포함하는 어셈블리 하우징;을 추가로 포함할 수 있다.
실시예들에서, 상기 사이드 플레이트는 상기 지지 플레이트의 외측에 배치되며, 상기 사이드 플레이트는 상기 측벽에 결합되는 적어도 하나의 체결판을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 상기 실링부재는, 상기 배터리 어셈블리의 상면에 배치되며 상기 체결판과 상기 셀 적층체 사이의 공간을 밀봉하는 제1 부분을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 상기 실링부재는, 상기 버스바 조립체와 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제1 부분을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 상기 버스바 조립체는 상기 버스바와 상기 사이드 플레이트 사이를 절연하는 절연커버를 추가로 포함하며, 상기 제1 부분은 상기 지지 플레이트와 상기 절연커버의 적어도 하나와 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치될 수 있다.
실시예들에서, 상기 실링부재는 상기 측벽과 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제2 부분을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 상기 실링부재는 상기 상부 냉각플레이트의 하면에 부착될 수 있다.
실시예들에서, 상기 어셈블리 하우징은 상기 셀 적층체의 상면과 하면이 상기 어셈블리 하우징의 외부로 노출된 상태가 되도록 구성될 수 있다.
실시예들에서, 상기 사이드 플레이트는 상기 셀 적층체를 사이에 두고 제1 방향으로 이격 배치되는 제1 사이드 플레이트와, 상기 셀 적층체를 사이에 두고 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 이격 배치되는 제2 사이드 플레이트를 포함하며, 상기 제1 사이드 플레이트와 상기 제2 사이드 플레이트는 서로 결합될 수 있다.
실시예들에서, 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트는 각각 상기 복수의 배터리 어셈블리를 덮을 수 있다.
실시예들에서, 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트는 각각 상기 복수의 배터리 어셈블리의 전체 면적보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
실시예들에서, 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트 중 적어도 하나는 냉각매체가 유동하는 냉각유로를 포함할 수 있다.
실시예들에서, 각각의 상기 복수의 배터리 셀은 전극조립체가 수용된 셀 바디부와, 상기 셀 바디부의 둘레 중 적어도 일부를 밀봉하는 실링부를 포함하며, 상기 실링부는 상기 전극조립체에 연결된 전극리드가 배치된 제1 실링부와, 상기 전극리드가 배치되지 않은 제2 실링부를 포함하며, 상기 제1 열전도 부재와 상기 제2 열전도 부재 중 적어도 하나는 상기 제2 실링부를 수용하는 형상으로 배치될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예들에 의하면, 복수의 셀 적층체에서 발생한 열이 팩 하우징의 상부 및 하부를 통하여 방출되므로 냉각효율 및 냉각성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 셀 적층체의 상면과 하면이 어셈블리 하우징의 외부로 노출된 상태로 팩 하우징에 설치되므로 팩 하우징의 상부 및 하부에서 열 전달 경로가 짧아지고 열 저항을 감소시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 셀 적층체와 팩 하우징이 열전도 부재를 통하여 연결되므로 열 저항을 감소시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예들에 의하면, 실링부재를 통하여 복수의 셀 적층체 사이에서 가스나 분진 등 각종 물질의 유동을 제한할 수 있고 셀 적층체를 인접한 배터리 조립체 또는 인접한 구성요소로부터 보호할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 셀 적층체의 상면과 하면이 어셈블리 하우징의 외부로 노출된 상태로 팩 하우징에 설치되므로 배터리 팩의 에너지 밀도를 높일 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예들에 의하면, 상부 냉각플레이트를 조립할 때 제1 열전도부재의 위치가 변하거나 외부로 이탈되는 것을 제한할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩의 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 어셈블리의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 어셈블리의 부분 분해 사시도.
도 4는 배터리 셀의 일 예를 도시한 사시도.
도 5는 도 2의 I-I'선에 따른 배터리 팩의 단면도.
도 6은 도 2의 II-II'선에 따른 배터리 팩의 단면도.
도 7은 도 2에 도시된 배터리 어셈블리의 평면도.
도 8은 실시예에 의한 상부 냉각플레이트의 하면도.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200)은 복수의 배터리 어셈블리(100) 및 복수의 배터리 어셈블리(100)를 수용하는 팩 하우징(210)을 포함할 수 있다.
복수의 배터리 어셈블리(100)는 각각 복수의 배터리 셀(120)이 적층된 셀 적층체(도 2의 110)를 포함할 수 있다.
팩 하우징(210)은 복수의 배터리 셀(120)을 수용하는 수용공간(215)을 형성한다. 팩 하우징(210)은 상부 냉각플레이트(220), 하부 냉각플레이트(230) 및 측벽(240)을 포함할 수 있다. 상부 냉각플레이트(220)와 하부 냉각플레이트(230)는 제3 방향(Z)으로 이격되어 배치될 수 있다. 측벽(240)은 상부 냉각플레이트(220)와 하부 냉각플레이트(230) 사이에서 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다.
측벽(240)은 상부 냉각플레이트(220)와 하부 냉각플레이트(230)의 테두리를 따라 배치되는 외부 측벽(outer side wall)(241)과, 외부 측벽(241)의 내부에 배치되며 수용공간(215)을 복수의 공간으로 구획하는 격벽(245)을 포함할 수 있다. 외부 측벽(241)은 팩 하우징(210)의 외관을 형성하며, 격벽(245)은 외부 측벽(241)을 가로지르도록 배치될 수 있다.
하부 냉각플레이트(230)는 배터리 어셈블리(100)의 하부에 배치되어 배터리 어셈블리(100)에서 발생한 열을 외부로 방출할 수 있다. 상부 냉각플레이트(220)는 배터리 어셈블리(100)의 상부에 배치되어 배터리 어셈블리(100)에서 발생한 열을 외부로 방출할 수 있다.
상부 냉각플레이트(220)는 복수의 배터리 어셈블리(100)를 덮을 수 있는 크기를 가질 수 있다. 상부 냉각플레이트(220)는 하나의 넓은 플레이트로 이루어져 복수의 배터리 어셈블리(100)를 덮을 수 있다. 상부 냉각플레이트(220)는 복수의 배터리 어셈블리(100)의 전체 면적보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
하부 냉각플레이트(230)는 복수의 배터리 어셈블리(100)를 덮을 수 있는 크기를 가질 수 있다. 하부 냉각플레이트(230)는 하나의 넓은 플레이트로 이루어져 복수의 배터리 어셈블리(100)를 덮을 수 있다. 하부 냉각플레이트(230)는 복수의 배터리 어셈블리(100)의 전체 면적보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 하부 냉각플레이트(230)는 측벽(240) 중 적어도 일부와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 냉각플레이트(230)는 외부 측벽(241) 중 적어도 일부와 일체로 형성될 수 있다.
상부 냉각플레이트(220) 및/또는 하부 냉각플레이트(230)를 통한 원활한 열 방출을 위하여, 상부 냉각플레이트(220)와 하부 냉각플레이트(230) 중 적어도 하나는 냉매가 유동하는 냉각유로(도 5의 225, 235)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩(200)은 적어도 하나의 실링부재(270)를 추가로 포함할 수 있다. 실링부재(270)는 상부 냉각플레이트(220)의 하부에 배치되며, 제1 열전도 부재(250)의 둘레 중 적어도 일부에 배치될 수 있다. 실링부재(270)는 제1 열전도 부재(250)가 배치된 영역의 둘레를 감싸는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 실링부재(270)는 사각형 등 폐곡선 형상을 가질 수 있다. 실링부재(270) 중 적어도 일부분은 배터리 어셈블리(100)와 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치될 수 있다. 실링부재(270)는 배터리 어셈블리(100)가 배치되는 복수의 공간 사이에서 물질의 유동을 방해할 수 있다. 실링부재(270)는 어느 하나의 배터리 어셈블리(100) 및 이와 인접한 배터리 어셈블리(100) 사이에서 가스나 분진 등 각종 물질의 유동을 제한할 수 있다. 실링부재(270)는 각각의 배터리 어셈블리(100)에 배치될 수 있다. 실링부재(270)의 개수는 배터리 어셈블리(100)의 개수와 동일할 수 있다.
실링부재(270)는 밀봉성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실링부재(270)는 고무, 실리콘 등 탄성변형이 가능하면서 밀봉 성능을 갖는 물질을 포함할 수 있다.실링부재(270)의 재질은 전술한 종류로 제한되는 것은 아니며, 공지된 다양한 재질로 변경 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 어셈블리(100)의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 어셈블리(100)의 부분 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 배터리 어셈블리(100)는 복수의 배터리 셀(120)이 적층된 셀 적층체(110), 버스바 조립체(140) 및 어셈블리 하우징(130)을 포함할 수 있다.
셀 적층체(110)는 복수의 배터리 셀(120)이 제2 방향(Y)으로 적층된 형상을 가질 수 있다. 복수의 배터리 셀(120) 중 적어도 일부는 양면 테이프에 의해 고정된 상태를 가질 수 있다. 실시예에서, 배터리 셀(120)은 파우치형 이차전지를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리 셀(120)은 원통형 또는 각형의 캔형 이차전지를 포함하는 것도 가능하다.
버스바 조립체(140)는 셀 적층체(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 버스바 조립체(140)는 셀 적층체(110)의 제1 방향(X) 양단에서 각각 셀 적층체(110)에 결합될 수 있다.
버스바 조립체(140)는 셀 적층체(110)에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 버스바(도 6의 141)를 포함할 수 있으며, 버스바(141)에는 배터리 어셈블리(100)의 외부와 전기적 접속을 위한 접속단자(141a)가 연결될 수 있다.
버스바 조립체(140)는 버스바(141)와 어셈블리 하우징(130) 사이를 전기적으로 절연하는 절연커버(150)를 포함할 수 있다. 절연커버(150)는 셀 적층체(110)에서 발생한 가스를 외부로 배출하기 위한 가스배출홀이 형성될 수 있다. 절연커버(150)의 외측면에는 가스배출홀을 덮는 안전커버(170)가 배치될 수 있다.
어셈블리 하우징(130)은 셀 적층체(110)의 일부를 덮을 수 있다. 어셈블리 하우징(130)은 셀 적층체(110)의 측면을 향하도록 배치된 사이드 플레이트(131)를 포함할 수 있다.
어셈블리 하우징(130)은 셀 적층체(110)의 상면과 하면이 어셈블리 하우징(130)의 외부로 노출된 상태가 되도록 구성될 수 있다. 즉, 어셈블리 하우징(130)은 셀 적층체(110)의 상면의 대부분과 셀 적층체(110)의 하면 중 대부분을 덮지 않을 수 있다.
종래기술에 의한 배터리 모듈은 모듈 하우징이 셀 적층체(110)의 상면과 하면을 모두 덮거나 상면과 하면 중 어느 하나만을 덮도록 구성되지만, 실시예에 의한 어셈블리 하우징(130)은 셀 적층체(110)의 상면 중 대부분과 하면 중 대부분을 덮지 않는 구성을 가질 수 있다. 종래의 모듈 하우징과 구별되도록 하기 위하여, 실시예에서는 어셈블리 하우징(130)이라는 용어를 사용하기로 한다. 상세한 설명 및 청구범위에서 어셈블리 하우징(130)은 셀 적층체(110)의 상면 대부분(예를 들어, 70% 이상)과 하면 대부분(예를 들어, 70% 이상)이 어셈블리 하우징(130)의 외부로 노출된 상태를 갖는 구조를 의미한다.
사이드 플레이트(131)는 셀 적층체(110)를 사이에 두고 제1 방향(X)으로 이격 배치되는 제1 사이드 플레이트(132)와, 셀 적층체(110)를 사이에 두고 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)으로 이격 배치되는 제2 사이드 플레이트(133)를 포함할 수 있다.
셀 적층체(110)의 제1 방향(X) 양단에 버스바 조립체(140)가 위치하는 경우 제1 사이드 플레이트(132)는 버스바 조립체(140)에 대향하여 배치될 수 있다. 셀 적층체(110)가 제2 방향(Y)으로 적층된 배터리 셀(120)을 포함하는 경우 제2 사이드 플레이트(133)는 배터리 셀(120)의 넓은 면과 대향하여 배치될 수 있다. 제2 사이드 플레이트(133)는 양면 테이프 등 접착수단에 의해 배터리 셀(120)과 고정될 수 있다.
제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)는 셀 적층체(110)와 버스바 조립체(140)를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)는 서로 결합된 상태를 이룰 수 있다. 제1 사이드 플레이트(132)는 제2 사이드 플레이트(133)를 향하여 절곡되어 연장된 연장부(132b)를 포함할 수 있다. 연장부(132b)는 제2 사이드 플레이트(133)를 덮는 형상을 가질 수 있다. 연장부(132b)를 통하여 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)는 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 볼트와 같은 체결수단은 제1 사이드 플레이트(132)의 연장부(132b)와 제2 사이드 플레이트(133)를 관통한 후 버스바 조립체(140)에 체결될 수 있다. 또한, 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)는 연장부(132b)의 테두리를 따라 용접되어 결합될 수 있다. 한편, 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)의 결합, 사이드 플레이트(131)와 버스바 조립체(140) 사이의 결합은 공지된 다양한 결합방법에 의할 수 있다. 이와 같이, 사이드 플레이트(131)의 결합구조를 통하여 어셈블리 하우징(130)이 셀 적층체(110)의 상면과 하면을 덮지 않은 상태에서도 셀 적층체(110)와 버스바 조립체(140)가 사이드 플레이트(131)와 고정된 상태를 유지할 수 있다.
사이드 플레이트(131)는 버스바 조립체(140)를 통하여 배출된 가스를 외부로 배출하는 개구(132a)를 포함할 수 있다. 제1 사이드 플레이트(132)가 버스바 조립체(140)에 대향하는 경우 개구(132a)는 제1 사이드 플레이트(132)에 형성될 수 있다.
사이드 플레이트(131)는 배터리 어셈블리(100)를 측벽(240)에 고정하기 위한 적어도 하나의 체결판(134)을 포함할 수 있다. 체결판(134)은 측벽(240) 위에 놓이는 형태로 측벽(240)에 결합될 수 있다. 배터리 어셈블리(100)는 복수의 체결판(134)을 포함할 수 있다. 체결판(134)은 배터리 어셈블리(100)에 인접한 측벽(240)에 결합될 수 있다.
체결판(134)은 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 일 예로서, 체결판(134)은 복수의 제1 사이드 플레이트(132)에 각각 제공될 수 있다. 이와는 달리, 체결판(134)은 복수의 제2 사이드 플레이트(133)에 각각 제공될 수 있으면, 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)에 제공되는 것도 가능하다.
도 4는 배터리 셀(120)의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 셀(120)은 일 예로서 파우치형(pouched type) 이차전지를 포함할 수 있다.
배터리 셀(120)은 전극조립체(124)가 수용되는 셀 바디부(122)와, 셀 바디부(122)의 둘레 중 적어도 일부를 밀봉하는 실링부(123)와, 전극조립체(124)에 전기적으로 연결되는 전극리드(125)를 포함할 수 있다.
배터리 셀(120)은 외장재(casing)를 형성하는 파우치(121) 내에 전극조립체(124)가 수용된 형태로 구성될 수 있다. 전극조립체(124)는 다수의 전극판과 전극탭을 포함하며 파우치(121) 내에 수납된다. 여기서, 전극판은 양극판과 음극판으로 구성되며, 전극조립체(124)는 양극판과 음극판의 넓은 면이 서로 마주보도록 한 상태에서 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 형태로 구성될 수 있다. 다수의 양극판과 다수의 음극판에는 각각 전극탭이 구비되며, 전극탭은 서로 동일한 극성끼리 접촉하여 동일한 극성의 전극리드(125)에 연결될 수 있다.
파우치(121)는 셀 바디부(122)와 실링부(123)를 포함할 수 있다. 셀 바디부(122)는 용기 형태로 형성되어 내부에 전극조립체(124) 및 전해액이 수용되는 공간을 제공한다.
실링부(123)는 파우치(121)의 일부가 접합되어 셀 바디부(122)의 둘레를 밀봉하는 부분이다. 실링부(123)는 용기 형태로 형성되는 셀 바디부(122)에서 외부로 확장되는 플랜지 형태로 형성되며, 셀 바디부(122)의 둘레 중 적어도 일부를 따라 배치된다. 실링부(123)의 형성을 위한 파우치(121)의 접합에는 열융착 방식이 이용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 실시예에서 실링부(123)는 전극리드(125)가 외부로 노출되는 영역에 형성된 제1 실링부(123a)와, 전극리드(125)가 배치되지 않은 영역에 형성된 제2 실링부(123b)를 포함할 수 있다. 전극리드(125)의 일부는 파우치(121)의 외부로 노출될 수 있다. 전극리드(125)가 인출되는 위치에서 전극리드(125)는 절연필름(126)에 의해 적어도 일면이 덮인 상태를 가질 수 있다. 절연필름(126)은 제1 실링부(123a)의 밀봉도를 높이고 동시에 전극리드(125)와 파우치(121) 사이의 전기적 절연상태를 확보할 수 있도록 한다.
일 실시예로서, 파우치(121)는 한 장의 외장재(casing)로 형성될 수 있다. 즉, 한 장의 외장재에 하나 또는 두 개의 수납부를 포밍하여 형성한 후, 수납부들이 하나의 공간{즉, 셀 바디부(122)}을 형성하도록 외장재를 접어 파우치(121)를 완성할 수 있다.
일 실시예로서, 셀 바디부(122)는 사각 형상으로 형성될 수 있다. 실링부(123)는 셀 바디부(122)의 둘레 중 외장재가 중첩되는 부분에 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서 실링부(123)는 셀 바디부(122)의 외곽에 형성되되, 셀 바디부(122)의 세 면에만 구비될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 실시예에서 셀 바디부(122)의 외곽 중 어느 한 면에는 실링부(123)가 배치되지 않을 수 있다.
일 실시예로서, 전극리드(125)는 배터리 셀(120)의 길이방향(X) 양측에 서로 반대 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 배터리 셀(120)의 길이방향 일측에는 제1 극성(예를 들어, 양극)의 전극리드(125)가 배치되고, 길이방향 타측에는 제2 극성(예를 들어, 음극)의 전극리드(125)가 배치될 수 있다. 2개의 전극리드(125)는 서로 다른 변에 형성된 실링부(123)에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 사용되는 파우치(121)는 도 4에 도시된 바와 같이 한 장의 외장재를 접어 3면에 실링부(123)가 형성되는 3면 실링구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 2장의 외장재를 겹쳐 셀 바디부(122)를 형성하고, 셀 바디부(122) 둘레의 4면 모두에 실링부(123)가 형성되는 4면 실링구조를 갖는 것도 가능하다.
이와 같이 구성되는 배터리 셀(120)은 충전 및 방전이 가능한 리튬 이온(Li-ion) 전지 또는 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지 등 공지의 이차전지로 구성될 수 있다.
한편, 도 4에서는 배터리 셀(120)의 일 예로서 파우치형 이차전지에 대해 설명하였지만, 본 발명의 실시예는 배터리 셀(120)로서 각형 이차전지의 사용을 배제하는 것은 아니다.
도 5는 도 2의 I-I'선에 따른 배터리 팩(200)의 단면도이다. 도 5에서는 배터리 팩(200)의 전체적인 단면을 도시하기 위하여 도 2의 I-I' 선에 따른 배터리 어셈블리(100)의 단면에 팩 하우징(210), 제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)를 함께 도시하였다.
배터리 팩(200)은 셀 적층체(110)를 포함하는 배터리 어셈블리(100), 상부 냉각플레이트(220), 하부 냉각플레이트(230), 제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)를 포함할 수 있다.
배터리 어셈블리(100)는 복수의 배터리 셀(120)이 제2 방향(Y)으로 적층된 셀 적층체(110)를 포함할 수 있다. 셀 적층체(110)는 적어도 일부의 배터리 셀(120) 사이에 배치되는 완충패드(115)를 포함할 수 있다. 완충패드(115)는 특정 배터리 셀(120)이 팽창하는 경우 압축되며 탄성 변형될 수 있으므로, 셀 적층체(110)의 전체 부피가 팽창하는 것을 억제할 수 있다. 완충패드(115)는 폴리우레탄 재질의 폼(foam)으로 구성될 수 있으나 그 재질이나 구조는 이에 한정되는 것은 아니다.
상부 냉각플레이트(220)는 배터리 어셈블리(100)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 냉각플레이트(220)는 셀 적층체(110)에서 발생한 열을 외부로 방출하여 셀 적층체(110)를 냉각할 수 있다. 상부 냉각플레이트(220)는 냉각 성능 향상을 위하여 냉각매체가 유동하는 냉각유로(225)를 포함할 수 있다. 냉각유로(225)는 상부 냉각플레이트(220)의 내부에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하부 냉각플레이트(230)는 배터리 어셈블리(100)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 냉각플레이트(230)는 셀 적층체(110)에서 발생한 열을 외부로 방출하여 셀 적층체(110)를 냉각할 수 있다. 하부 냉각플레이트(230)는 냉각 성능 향상을 위하여 냉각매체가 유동하는 냉각유로(225)를 포함할 수 있다. 냉각유로(225)는 하부 냉각플레이트(230)의 내부에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 냉각유로(225, 235)를 유동하는 냉각매체로는 냉각수와 같은 액체가 사용될 수 있으나, 공기와 같은 기체가 사용되는 것도 가능하다.
제1 열전도 부재(250)는 배터리 어셈블리(100)와 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치될 수 있다. 제1 열전도 부재(250)는 셀 적층체(110)의 상부와 접촉하여 셀 적층체(110)에서 발생한 열을 상부 냉각플레이트(220)로 전달할 수 있다. 제1 열전도 부재(250)는 셀 적층체(110)의 상면과 상부 냉각플레이트(220) 사이에 패드 형태로 배치되거나, 액상 또는 겔(gel) 상태로 도포하여 형성할 수 있다.
제2 열전도 부재(260)는 배터리 어셈블리(100)와 하부 냉각플레이트(230) 사이에 배치될 수 있다. 제2 열전도 부재(260)는 셀 적층체(110)의 하부와 접촉하여 셀 적층체(110)에서 발생한 열을 하부 냉각플레이트(230)로 전달할 수 있다. 제2 열전도 부재(260)는 셀 적층체(110)의 하면과 하부 냉각플레이트(230) 사이에 패드 형태로 배치되거나, 액상 또는 겔(gel) 상태로 도포하여 형성할 수 있다.
배터리 셀(120)이 파우치형 이차전지로 이루어지는 경우, 배터리 셀(120)은 실링부(123)를 포함할 수 있다. 실링부는 전극리드(도 4의 125)가 배치되지 않은 제2 실링부(123b)를 포함할 수 있다. 제2 실링부(123b)는 절곡된 형상을 포함할 수 있고, 이에 따라 제2 실링부(123b)가 배치된 부분의 열 전달이 원활하지 않을 수 있다.
제2 실링부(123b)가 배치된 부분에서 원활한 열전달이 이루어질 수 있도록 제1 열전도 부재(250)와 제2 열전도 부재(260) 중 적어도 하나는 제2 실링부를 수용하는 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실링부(123b)가 상부 냉각플레이트(220)를 향하여 배치되는 경우 제1 열전도 부재(250)는 제2 실링부(123)를 수용하는 형태가 되도록 셀 적층체(110)에 설치될 수 있다. 이 경우, 제1 열전도 부재(250)는 셀 적층체(110)의 상면에 액상 또는 겔(gel) 상태로 도포될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
배터리 셀(120)에서 발생한 열은 제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)의 높은 열전도성으로 인해 상부 냉각플레이트(220) 및 하부 냉각플레이트(230)로 효율적으로 전달된 후 외부로 방출될 수 있다. 제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)는 열전달이 잘 이루어지도록 하기 위하여 열전도성 그리스(thermal grease), 열전도성 접착제(thermal adhesive), 열전도성 에폭시, 방열 패드 중 적어도 일부를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)는 높은 절연성을 갖도록 구성되는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)는 절연 내력(Dielectric strength)이 10 ~ 30 KV/mm의 범위인 물질이 이용될 수도 있다. 이와 같이 절연성이 높은 물질이 사용되는 경우, 배터리 셀(120)에서 부분적으로 절연이 파괴되더라도 배터리 셀(120) 주변에 배치된 제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)에 의해 배터리 셀(120)과 팩 하우징(210) 간의 절연이 유지될 수 있다.
실시예에 의하면, 셀 적층체(110)에서 발생한 열은 제1 열전도 부재(250)를 통해 상부 냉각플레이트(220)로 전달된 후 외부로 방출될 수 있고, 제2 열전도 부재(260)를 통해 하부 냉각플레이트(230)로 전달된 후 외부로 방출될 수 있다. 이와 같이, 셀 적층체(110)에서 발생한 열은 배터리 팩(200)의 상부와 하부 모두를 통해 배출될 수 있으므로 배터리 어셈블리(100)의 냉각효율이 향상될 수 있다.
또한, 종래기술과는 달리 셀 적층체(110)의 상면이 제1 열전도 부재(250)를 통해 상부 냉각플레이트(220)와 열적으로 접촉하고, 셀 적층체(110)의 하면이 제2 열전도 부재(260)를 통해 하부 냉각플레이트(230)와 열적으로 접촉할 수 있다. 이에 따라, 셀 적층체(110)의 상부 및 하부에서 열 전달 경로가 짧아지고 열 저항을 감소시킬 수 있다. 그리고, 셀 적층체(110)와 상부 냉각플레이트(220), 셀 적층체(110)와 하부 냉각플레이트(230)가 각각 제1 열전도 부재(250)와 제2 열전도 부재(260)를 통해 연결되므로 열 저항을 감소시킬 수 있다. 그리고, 셀 적층체(110)의 상면과 하면이 어셈블리 하우징(130)의 외부로 노출된 상태로 팩 하우징(210)에 설치되므로 배터리 팩(200)의 에너지 밀도를 높일 수 있다.
도 5을 도 1 및 도 2와 함께 참조하면, 실링부재(270)는 상부 냉각플레이트(220)의 하부에 배치되며, 제1 열전도 부재(250)의 둘레 중 적어도 일부에 배치될 수 있다. 실링부재(270)는 제1 열전도 부재(250)가 배치된 영역의 둘레를 감싸는 형상을 가질 수 있다. 제1 열전도 부재(250)는 실링부재(270)의 내측에 위치할 수 있다. 이에 따라, 실링부재(270)는 상부 냉각플레이트(220)를 제1 열전도 부재(250)의 상측에 조립할 때, 제1 열전도 부재(250)가 실링부재(270)의 외측으로 이동하는 것을 차단할 수 있다.
또한, 실링부재(270)는 배터리 어셈블리(100)가 배치되는 복수의 공간 사이에서 물질의 유동을 방해할 수 있다. 따라서, 실링부재(270)는 배터리 어셈블리(100)의 외부로부터 배터리 어셈블리(100)의 내부, 즉 셀 적층체(110)가 설치된 공간으로 가스나 분진 등 각종 물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실링부재(270) 중 일부분은 측벽(240)과 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치될 수 있다. 실링부재(270)는 측벽(240)과 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치되는 제2 부분(272)을 포함할 수 있다. 실링부재(270)의 제2 부분(272)은 측벽(240) 및 상부 냉각플레이트(220)와 각각 접촉할 수 있다.
배터리 어셈블리(100)는 사이드 플레이트(131)를 포함하며, 실링부재(270)는 사이드 플레이트(131)의 외측에 배치될 수 있다. 실링부재(270)의 제2 부분(272)은 사이드 플레이트(131)의 외측면과 접촉할 수 있다. 실링부재(270)의 제2 부분(272)은 제2 사이드 플레이트(133)와 상부 냉각플레이트(220) 사이의 공간을 통하여 제1 열전도 부재(250)가 외측으로 이동하거나, 실링부재(270) 외측의 물질이 셀 적층체(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도 6은 도 2의 II-II'선에 따른 배터리 팩(200)의 단면도이다. 도 6에서는 배터리 팩(200)의 전체적인 단면을 도시하기 위하여 도 2의 II-II' 선에 따른 배터리 어셈블리(100)의 단면에 팩 하우징(210), 제1 열전도 부재(250) 및 제2 열전도 부재(260)를 함께 도시하였다.
배터리 셀(120)은 버스바 조립체(140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 버스바 조립체(140)는 배터리 셀(120)과 전기적으로 연결되는 버스바(141)와, 버스바(141)를 지지하는 지지 플레이트(142)를 포함할 수 있다. 지지 플레이트(142)는 전기 절연성의 물질을 포함할 수 있다. 버스바 조립체(140)는 버스바(141)와 사이드 플레이트(131) 사이를 절연하는 절연커버(150)를 추가로 포함할 수 있다. 절연커버(150)는 전기 절연성의 물질을 포함하며, 버스바(141)와 제1 사이드 플레이트(132) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있다.
절연커버(150)에는 가스나 화염 차단을 위한 차폐부재(160)가 추가로 설치될 수 있다. 차폐부재(160)는 절연커버(150)와 버스바(141) 사이에 배치될 수 있다. 차폐부재(160)는 셀 적층체(110)에서 이벤트가 발생한 경우 배터리 셀(120)에서 발생한 가스나 화염이 셀 적층체(110)의 외부를 향하는 방향으로 통과시키되 그 반대방향으로는 통과시키지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(120)의 열 폭주에 따라 발생된 가스 또는 화염에 의해 배터리 어셈블리(100)의 내부 압력은 배터리 어셈블리(100)의 외부 압력 보다 높을 수 있는데, 이러한 압력 차에 의해 가스나 화염이 차폐부재(160)를 통과하여 사이드 플레이트(131)의 외부로 방출될 수 있다. 반면, 사이드 플레이트(131)의 외부로 배출된 가스나 화염은 차폐부재(160)에 의해 차단되어 배터리 어셈블리(100)의 내부로 다시 유입되지 않을 수 있다.
절연커버(150)에는 이물질이 배터리 어셈블리(100) 내부로 침투하지 않도록 차단하는 안전커버(170)가 추가로 설치될 수 있다. 안전커버(170)는 사이드 플레이트(131)와 절연커버(150) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안전커버(170)는 배터리 셀(120)의 열 폭주 상황에서 녹아내릴 수 있는 플라스틱 재료를 포함하여, 일반적인 상황에서는 이물질의 침투를 막고, 열 폭주 상황에서는 가스 또는 화염의 배출을 방해하지 않을 수 있다. 또한, 안전커버(170)가 배치됨에 따라, 사용자 또는 작업자가 배터리 어셈블리(100)를 다루는 과정에서 버스바(141) 등 배터리 어셈블리(100)의 내부 구성품과 의도치 않게 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
사이드 플레이트(131)는 지지 플레이트(142)와 절연커버(150)의 외측에 배치되며, 측벽(240)에 결합될 수 있다. 사이드 플레이트(131)는 측벽(240)에 결합되는 체결판(134)을 포함할 수 있다. 체결판(134)은 측벽(240) 위에 놓인 상태에서 체결부재(135)에 의해 체결될 수 있다. 이에 따라 사이드 플레이트(131)는 배터리 팩(200)의 진동이 발생하는 경우에도 측벽(240)에 고정된 상태를 유지할 수 있고, 상부 냉각플레이트(220)와 접촉하는 현상을 감소시킬 수 있다.
반면에, 지지 플레이트(142)와 절연커버(150)는 사이드 플레이트(131)에 의해 측벽(240)에 간접적으로 고정될 수 있다. 이에 따라 지지 플레이트(142)와 절연커버(150) 중 적어도 하나는 진동 등의 상황이 발생하는 경우 상부 냉각플레이트(220)와 접촉하여 분진이나 이물질이 발생할 수 있다. 지지 플레이트(142)와 절연커버(150) 중 적어도 하나는 합성수지 등 전기 절연성의 재질로 형성되므로 분진이나 이물질 발생이 많아질 수 있다.
실링부재(270)는 제1 열전도 부재(250)가 배치된 영역의 둘레를 감싸는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 실링부재(270)는 지지 플레이트(142)와 절연커버(150) 중 적어도 일부에서 발생한 분진이나 이물질이 셀 적층체(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
실링부재(270) 중 적어도 일부는 배터리 어셈블리(100)의 상면에 배치될 수 있다. 실링부재(270)는 배터리 어셈블리(100)의 상면에 배치되는 제1 부분(271)을 포함할 수 있다. 제1 부분(271)은 상부 냉각플레이트(220)의 하부에서 체결판(134)과 셀 적층체(110) 사이의 공간을 밀봉할 수 있다. 제1 부분(271)은 버스바 조립체(140)와 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치될 수 있다. 실링부재(270)의 제1 부분(271)은 버스바 조립체(140)와 상부 냉각플레이트(220) 사이의 직접적인 접촉을 차단할 수 있다. 제1 부분(271)은 지지 플레이트(142)와 절연커버(150)의 적어도 하나와 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로서, 실링부재(270)의 제1 부분(271)은 지지 플레이트(142)와 절연커버(150)의 경계면을 따라 배치될 수 있다.
실링부재(270)의 제1 부분(271)은 버스바 조립체(140)와 상부 냉각플레이트(220) 사이의 공간을 통하여 제1 열전도 부재(250)가 외측으로 이동하거나, 실링부재(270) 외측의 물질이 셀 적층체(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
이와 같이, 실링부재(270)는 복수의 셀 적층체(110) 사이에서 가스나 분진 등 각종 물질의 유동을 제한할 수 있고 셀 적층체(110)를 인접한 배터리 어셈블리(100) 또는 인접한 구성요소로부터 보호할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 배터리 어셈블리(100)의 평면도로서, 실링부재(270)의 위치를 예시하고 있다.
도 7을 참조하면, 실링부재(270)는 배터리 어셈블리(100)의 상면에 배치될 수 있다. 실링부재(270)는 버스바 조립체(140)와 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치되는 제1 부분(271)과, 측벽(240)과 상부 냉각플레이트(220) 사이에 배치되는 제2 부분(272)을 포함할 수 있다.
실링부재(270)의 제1 부분(271)은 지지 플레이트(142)와 절연커버(150)의 적어도 하나의 상면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(271)은 지지 플레이트(142)와 절연커버(150)의 경계면을 따라 배치될 수 있다. 실링부재(270)의 제2 부분(272)은 사이드 플레이트(131)의 외측에 배치될 수 있다. 제2 부분(272)은 제2 사이드 플레이트(133)의 외측에서 측벽(240) 위에 놓일 수 있다.
한편, 사이드 플레이트(131)는 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)를 포함하며, 제1 사이드 플레이트(132)는 제2 사이드 플레이트(133)를 덮는 연장부(132b)를 포함할 수 있다. 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)는 연장부(132b)를 통해 결합될 수 있다. 또한, 제1 사이드 플레이트(132)와 제2 사이드 플레이트(133)는 볼트 등의 체결수단을 통해 지지 플레이트(142) 또는 절연커버(150)에 고정될 수 있다.
도 8은 실시예에 의한 상부 냉각플레이트(220)의 하면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상부 냉각플레이트(220)는 하면에 복수의 실링부재(270)가 고정될 수 있다. 복수의 실링부재(270)는 접착 등 공지의 방법을 통하여 상부 냉각플레이트(220)의 하면에 부착될 수 있다. 도 8에 도시되지는 않았지만, 실링부재(270)가 일정한 위치에 배치되도록 상부 냉각플레이트(220)의 하면에는 실링부재(270)가 안착되는 안착홈이 형성될 수 있다.
이와 같이 복수의 실링부재(270)가 상부 냉각플레이트(220)의 하면에 부착된 상태를 갖는 경우, 상부 냉각플레이트(220)를 팩 하우징(210)의 측벽(240)과 결합할 때 실링부재(270)의 배치 위치를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
또한, 실링부재(270)가 정확한 위치에서 셀 집합체 위에 놓이므로 제1 열전도 부재(250)가 실링부재(270)에 의해 둘러싸이는 공간에 안정적으로 위치할 수 있다. 실링부재(270)는 상부 냉각플레이트(220)를 조립할 때 제1 열전도 부재(250)의 위치가 변하거나 외부로 이탈되는 것을 제한할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
예를 들어, 전술한 실시예에서 일부의 구성요소를 삭제하여 실시될 수 있고, 각 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
100... 배터리 어셈블리 110... 셀 적층체
115... 완충패드 120... 배터리 셀
130... 어셈블리 하우징 131... 사이드 플레이트
132... 제1 사이드 플레이트 133... 제2 사이드 플레이트
134... 체결판 140... 버스바 조립체
141... 버스바 142... 지지 플레이트
150... 절연 커버 160... 차폐부재
200... 배터리 팩 210... 팩 하우징
220... 상부 냉각플레이트 230... 하부 냉각플레이트
240... 측벽(side wall) 241... 외부 측벽
245... 격벽 250... 제1 열전도 부재
260... 제2 열전도 부재 270... 실링부재
271... 제1 부분 272... 제2 부분

Claims (18)

  1. 복수의 배터리 셀이 적층된 셀 적층체를 각각 포함하는 복수의 배터리 어셈블리;
    상기 복수의 배터리 어셈블리를 수용하는 수용공간을 형성하며, 상부 냉각플레이트, 하부 냉각플레이트 및 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트의 사이에서 연장된 측벽을 포함하는 팩 하우징;
    상기 복수의 배터리 어셈블리와 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제1 열전도 부재; 및
    상기 복수의 배터리 어셈블리와 상기 하부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제2 열전도 부재;
    를 포함하며,
    상기 제1 열전도 부재 및 상기 제2 열전도 부재는 각각 상기 셀 적층체와 접촉하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 냉각플레이트의 하부에서 상기 제1 열전도 부재의 둘레 중 적어도 일부에 배치되는 실링부재;
    를 추가로 포함하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 제1 열전도 부재가 배치된 영역의 둘레를 감싸는 형상을 갖는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실링부재 중 적어도 일부는 상기 배터리 어셈블리의 상면에 배치되는 배터리 팩.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 측벽은 상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트의 테두리를 따라 배치되는 외부 측벽(outer side wall)과, 상기 외부 측벽의 내부에 배치되며 상기 수용공간을 복수의 공간으로 구획하는 격벽을 포함하며,
    상기 실링부재는 상기 복수의 공간 사이의 물질의 유동을 방해하는 배터리 팩.
  6. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 복수의 배터리 어셈블리는,
    상기 셀 적층체에 전기적으로 연결되는 버스바와, 상기 버스바를 지지하는 지지 플레이트를 포함하는 버스바 조립체; 및
    상기 셀 적층체의 일부를 덮으며, 상기 셀 적층체의 측면을 향하도록 배치된 사이드 플레이트를 추가로 포함하는 어셈블리 하우징;
    을 포함하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사이드 플레이트는 상기 지지 플레이트의 외측에 배치되며,
    상기 사이드 플레이트는 상기 측벽에 결합되는 적어도 하나의 체결판을 포함하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실링부재는, 상기 배터리 어셈블리의 상면에 배치되며 상기 체결판과 상기 셀 적층체 사이의 공간을 밀봉하는 제1 부분을 포함하는 배터리 팩.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 실링부재는, 상기 버스바 조립체와 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제1 부분을 포함하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 버스바 조립체는 상기 버스바와 상기 사이드 플레이트 사이를 절연하는 절연커버를 추가로 포함하며,
    상기 제1 부분은 상기 지지 플레이트와 상기 절연커버의 적어도 하나와 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 배터리 팩.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 측벽과 상기 상부 냉각플레이트 사이에 배치되는 제2 부분을 포함하는 배터리 팩.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 상부 냉각플레이트의 하면에 부착된 배터리 팩.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 어셈블리 하우징은 상기 셀 적층체의 상면과 하면이 상기 어셈블리 하우징의 외부로 노출된 상태가 되도록 구성된 배터리 팩.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 사이드 플레이트는 상기 셀 적층체를 사이에 두고 제1 방향으로 이격 배치되는 제1 사이드 플레이트와, 상기 셀 적층체를 사이에 두고 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 이격 배치되는 제2 사이드 플레이트를 포함하며,
    상기 제1 사이드 플레이트와 상기 제2 사이드 플레이트는 서로 결합되는 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트는 각각 상기 복수의 배터리 어셈블리를 덮는 배터리 팩.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트는 각각 상기 복수의 배터리 어셈블리의 전체 면적보다 넓은 면적을 갖는 배터리 팩.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 상부 냉각플레이트와 상기 하부 냉각플레이트 중 적어도 하나는 냉각매체가 유동하는 냉각유로를 포함하는 배터리 팩.
  18. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 복수의 배터리 셀은 전극조립체가 수용된 셀 바디부와, 상기 셀 바디부의 둘레 중 적어도 일부를 밀봉하는 실링부를 포함하며,
    상기 실링부는 상기 전극조립체에 연결된 전극리드가 배치된 제1 실링부와, 상기 전극리드가 배치되지 않은 제2 실링부를 포함하며,
    상기 제1 열전도 부재와 상기 제2 열전도 부재 중 적어도 하나는 상기 제2 실링부를 수용하는 형상으로 배치되는 배터리 팩.
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