WO2020256303A1 - 냉각부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치 - Google Patents

냉각부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치 Download PDF

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유재민
문정오
신은규
이윤구
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module having a cooling member, a battery pack, and a power storage device, and more particularly, to a battery module that reduces the risk of ignition or explosion and increases durability against external shock.
  • a lithium secondary battery mainly use lithium-based oxides and carbon materials as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator therebetween, and a case material for sealing and storing the electrode assembly together with an electrolyte solution, that is, a battery pouch case material.
  • secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in mid- to large-sized devices such as automobiles and power storage devices.
  • a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • pouch-type secondary batteries are widely used in such medium-sized devices due to the advantage of easy stacking.
  • such a battery pack generally includes an outer housing made of a metal material to protect or store a plurality of secondary batteries from an external impact.
  • an outer housing made of a metal material to protect or store a plurality of secondary batteries from an external impact.
  • an object of the present invention is to provide a battery module that reduces the risk of ignition or explosion and increases durability against external shocks.
  • the battery module according to the present invention for achieving the above object,
  • a plurality of secondary batteries each provided with a gas venting unit for discharging the gas generated inside to the outside at a predetermined pressure, and arranged in two rows in the front-rear direction;
  • a support portion having a plate shape extending in a horizontal direction to mount the plurality of secondary batteries on an upper surface, and an end portion in the left and right direction of the support portion extending upwardly to cover the left and right sides of the plurality of secondary batteries.
  • a tray having a side portion;
  • a bus bar assembly having a bus bar configured to electrically connect the plurality of secondary batteries, and a bus bar housing on which the bus bar is mounted and coupled to a side portion of the tray;
  • a top plate coupled to the bus bar housing and configured to cover upper portions of the plurality of secondary batteries
  • a front cover coupled to the front end of the support and configured to cover the frontmost front of the plurality of secondary batteries
  • the front end of the cooling member is coupled to the front cover
  • the rear end of the cooling member is coupled to the rear cover
  • the lower end of the cooling member may be coupled to the support of the tray.
  • an insertion opening recessed in an inward direction may be formed on a portion of each of the front cover and the rear cover so that a portion of each of the front and rear ends of the cooling member is inserted.
  • a coolant injection port and a coolant discharge port may be provided at each of the front and rear ends of the cooling member.
  • a fixing groove extending from a front end to a rear end of the main body may be provided at a lower portion of the cooling member.
  • a guide protrusion protruding upward may be provided at the support portion of the tray extending in a longitudinal direction and protruding upward so that a portion of the fixing groove of the cooling member is inserted.
  • each of the front cover and the rear cover may be provided with a coupling portion having a protruding structure to be inserted into the fixing groove.
  • a refrigerant injection port may be provided at an upper center of the cooling member, and a refrigerant discharge port may be provided at each of the front and rear ends of the cooling member.
  • a cooling passage configured to move the refrigerant injected through the refrigerant injection port in the front-rear direction may be provided inside the cooling member.
  • beading portions protruding in the left-right direction may be provided on both outer sides of the cooling member in the left-right direction.
  • the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes at least one battery module.
  • the power storage device for achieving the above object includes a battery pack.
  • a gas discharge portion located at at least one of the upper and lower portions of the body portion of the cooling member and formed with a gas discharge passage extending from the front end portion to the rear end portion of the body portion is formed in a plurality of secondary batteries. Since the discharged gas can be quickly discharged in the front and rear directions, secondary explosions, etc. can be prevented, thereby further enhancing the safety of the battery module.
  • the cooling member is coupled to the front cover and the rear cover, so that the cooling member can be stably fixed.
  • the cooling member can serve as a central main shaft connecting the front cover and the rear cover, so that external shocks can be absorbed or defended through their combined structure, thereby increasing the mechanical rigidity of the battery module, The stability can be further improved.
  • the fixing groove of the cooling member is coupled with the guide protrusion of the tray, so that it can be seated and fixed to the support of the tray, thereby facilitating installation of the battery module.
  • the cooling member can perform a main axis against external impacts in the vertical direction through the coupling structure with the tray, so that the mechanical rigidity of the battery module can be further increased.
  • the cooling member includes a refrigerant inlet at the center of the upper portion and refrigerant outlets at each of the front and rear ends of the cooling member, thereby balancing the heat of a plurality of secondary batteries in two rows. It can be more effective in keeping it good.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a state in which components of a battery module according to an embodiment of the present invention are separated.
  • FIG 3 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing a cooling member and a bus bar assembly, which are some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view schematically showing only some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a bottom view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a tray, which is a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing a state in which the components of the battery module according to an embodiment of the present invention separated.
  • a battery module 200 includes a plurality of secondary batteries 100 and a cooling member 220.
  • the secondary battery 100 may include a battery case 110 and an electrode assembly (not shown) that is accommodated and sealed together with an electrolyte (not shown) in the battery case 110.
  • the battery case 110 may be made into a rectangular parallelepiped shape through sheet metal and press processing of a metal plate such as stainless steel. That is, the secondary battery 100 according to the present embodiment is a can-type battery, and may have a rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the secondary battery may be a rectangular battery having a rectangular parallelepiped shape in which the length in the front-rear direction (stacking direction, Y direction) is smaller than the length in the left-right direction.
  • the battery case 110 has an open top and is coupled to a rectangular case body 113 made of a metal material, and an open top of the case body 113 and has a positive terminal 111 and a negative terminal 112 ) May be provided with an upper cap 115 provided with an electrode terminal.
  • the battery case 110 may have a front, a rear, an upper surface, a lower surface, a left surface, and a right surface, a total of 6 surfaces.
  • a positive terminal 111 and a negative terminal 112 may be formed on the upper surface of the battery case 110 to protrude upward from the upper cap 115.
  • the electrode terminal is shown to be located on the upper surface of the battery case 110, but the position where the electrode terminal is formed is not limited to the upper surface of the battery case 110, the battery case 110 ) May be formed one on each of the upper and lower surfaces, or one on the upper and left or right surfaces of the battery case 110.
  • an electrode assembly (not shown) is inserted into the case body 113, and the upper cap 115 is opened to the case body 113. After seating on the top, its adhesive surface can be sealed by laser welding. Thereafter, an electrolyte may be injected into the battery case 110.
  • the electrode assembly may be in the form of a so-called jelly roll wound by interposing a separator between a negative electrode plate and a positive electrode plate coated with an electrode active material on a sheet-like current collector made of a conductive metal or conductive resin.
  • an electrode tab may be protruded from each end of the negative electrode plate and the positive electrode plate.
  • each of the two electrode tabs having different polarities may be electrically connected to the two electrode terminals by welding or soldering.
  • the electrode assembly is shown in the form of a jelly roll, but is not necessarily limited to this form, for example, the electrode assembly is a stack type in which a plurality of negative plates, a plurality of positive plates, and a separator interposed therebetween are stacked. I can.
  • the secondary battery 100 may be provided with a gas venting part V1 for discharging the gas generated therein to the outside at a predetermined pressure.
  • the gas venting part V1 may be provided on a part of the upper cap 115.
  • the gas venting part V1 may be formed at a central portion of the upper cap 115.
  • the gas venting part V1 may have a structure in which a portion of the upper cap 115 is formed to have a thin thickness.
  • the thickness of the gas venting part V1 may be 0.1 mm.
  • the gas venting part V1 may include a notch formed on a part of the upper cap 115. Accordingly, in the secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention, when excessive gas is generated inside the battery case during charging and discharging, the gas venting unit V1 is opened to the outside by internal pressure. Gas can be discharged by furnace.
  • the plurality of secondary batteries 100 may be arranged in two rows in the front-rear direction (Y direction).
  • the plurality of secondary batteries 100 may be arranged such that two rows are spaced apart by a predetermined distance.
  • one secondary battery 100 is arranged such that the positive terminal 111 is located on the right side and the negative terminal 112 is relatively located on the left side.
  • the other secondary battery positioned adjacent to the one secondary battery may be disposed such that the negative terminal 112 is located on the right side and the positive terminal 111 is relatively located on the left side. In this way, a plurality of secondary batteries 100 in one row may be alternately stacked.
  • the battery module 200 of the present invention may include 22 secondary batteries 100 arranged in two rows in the front-rear direction (Y direction). Eleven secondary batteries 100 may be provided in each row. The 11 secondary batteries 100 may be alternately stacked so that any one secondary battery is alternately stacked so that the left and right positions are different from the other secondary batteries 100 adjacent to each other.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a plan view schematically showing a cooling member and a bus bar assembly, which are some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a front view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a front view schematically showing only some components of the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the cooling member 220 of the present invention may largely include a body portion 221 and a gas discharge portion 225.
  • the body portion 221 may be inserted into a space spaced apart between two rows of the plurality of secondary batteries 100. That is, the body portion 221 of the cooling member 220 may be positioned so as to be interposed between two rows of the plurality of secondary batteries 100.
  • the cooling member 220 may be a heat sink including a cooling inlet 222, a cooling outlet 223, and a cooling passage 228 provided therein.
  • the main body 221 may have a rectangular parallelepiped shape having a relatively narrow width in the left-right direction and extending long in the front-rear direction (Y direction) and the vertical direction (Z direction).
  • the body portion 221 may have a size corresponding to a side portion of the plurality of secondary batteries 100 in the left-right direction (X direction).
  • the main body 221 may have a size equal to or slightly smaller than the height of the left or right side of the plurality of secondary batteries 100 in the vertical direction.
  • the length of the body portion 221 in the front-rear direction (Y direction) may be equal to or greater than the total length of the front-rear direction (Y direction) of the plurality of secondary batteries 100 arranged in two rows.
  • the left and right side surfaces 221a and 221b of the body portion 221 of the cooling member 220 may have a shape in contact with the plurality of secondary batteries 100.
  • the body portion 221 of the cooling member 220 may be interposed between 22 secondary batteries 100 arranged in two rows.
  • the left side of the main body 221 may contact the right side of the 11 secondary batteries 100 arranged on the left side.
  • the right side of the main body 221 may contact the left side of the 11 secondary batteries 100 arranged on the right side.
  • the cooling member 220 is interposed between two rows of the plurality of secondary batteries 100 and has a size corresponding to the left and right sides of the plurality of secondary batteries 100
  • the cooling member 220 of the present invention can be cooled evenly so that heat bias does not occur in one of two rows of a plurality of arch cells, and the heat balance of the battery module 200 can be appropriately adjusted. , Can be cooled effectively.
  • the gas discharge part 225 may be positioned at at least one of the upper portion 221e and the lower portion 221f of the body portion 221.
  • a gas discharge passage 225P extending from the front end 221c to the rear end 221d of the main body 221 may be formed in the gas discharge part 225.
  • the gas discharge part 225 may be located above the body part 221, and the gas discharge passage 225P is the upper part 221e of the cooling member 220 It may have a groove shape that extends from the front end 221c to the rear end 221d and is inserted into the inside.
  • the gas discharge unit 225 may move the gas discharged from the plurality of secondary batteries 100 to the front or rear of the battery module 200 through the gas discharge passage 225P and discharge it to the outside. .
  • the cooling member 220 is positioned at at least one of the upper portion 221e and the lower portion 221f of the body portion 221 and the front end portion 221c of the body portion 221
  • the gas discharge part 225 formed with the gas discharge passage 225P extending from the rear end part 221d to the rear end part 221d can quickly discharge the gas discharged from the plurality of secondary batteries 100 in the front and rear directions, It is possible to prevent explosion, etc., it is possible to further increase the safety of the battery module 200.
  • the battery module 200 includes a tray 230, a top plate 240, a bus bar assembly 270, a front cover 250, and a rear cover 260. ) May be further included.
  • the tray 230 may be largely provided with a receiving portion 231 and a side portion 235. More specifically, the support part 231 may be configured to mount the plurality of secondary batteries 100 on an upper surface.
  • the support part 231 may have a plate shape extending in a horizontal direction. That is, as shown in FIG. 2, the support part 231 has a shape extending in a horizontal direction, and the plurality of secondary batteries 100 are mounted on the upper surface of the plurality of secondary batteries 100 in two rows. It may have a size corresponding to the size in the left-right direction and the front-rear direction.
  • the tray 230 may be an insulating material, steel, or stainless steel.
  • the side portions 235 may be configured to cover side portions in the left and right directions of the plurality of secondary batteries 100.
  • the side portion 235 may be bent and extended in an upward direction from an end portion of the support portion 231 in the left and right direction. That is, as shown in FIG. 2, the tray 230 may have two side portions 235 that are bent and extended upward from both ends of the support portion 231 in the left and right direction.
  • the side part 235 may be provided with a beading part B2 raised in a left-right direction (inward direction in which the secondary battery is located) on a part of the side part 235.
  • a plurality of beading portions B2 may be formed at positions corresponding to left or right portions of each of the plurality of secondary batteries 100. For example, as shown in FIG. 2, ten beading portions B2 protruding in an inward direction may be formed on one side portion 235.
  • the tray 230 has a structure that can stably protect the plurality of secondary batteries 100 from external shocks, so the safety against external shocks of the battery module 200 Can increase.
  • the bus bar assembly 270 may include a bus bar 272, a terminal bus bar 273, and a bus bar housing 276.
  • the bus bar 272 may include a conductive metal, for example, copper, aluminum, nickel, or the like.
  • the bus bar 272 may be configured to electrically connect a plurality of secondary batteries 100 to each other.
  • the bus bar 272 may have a plate shape extending in a horizontal direction. The bus bar 272 may contact the negative terminal 112 of one secondary battery 100 and the positive terminal 111 of another secondary battery 100 in contact with each other.
  • the terminal bus bar 273 may be provided at an end of the electrical connection structure of the plurality of secondary batteries 100. That is, the terminal bus bar 273 may be electrically connected to an electrode terminal of the secondary battery 100 located at an end of the electrical connection structure of the plurality of secondary batteries 100.
  • the terminal bus bar 273 may be, for example, copper, aluminum alloy, nickel alloy, or the like.
  • the bus bar housing 276 may be configured to mount a plurality of bus bars 272.
  • a plurality of openings E1 open to communicate with each of the plurality of secondary batteries 100 may be formed in the bus bar housing 276.
  • the bus bar 272 may contact electrode terminals of the plurality of secondary batteries 100 through the opening E1 of the bus bar housing 276.
  • the busbar housing 276 may be made of an electrically insulating material, and for example, the busbar housing 276 may be made of a plastic material. More specifically, the plastic material may be polyvinyl chloride.
  • the busbar housing 276 may have an opening E2 partially opened to communicate with the gas discharge passage 225P of the gas discharge portion 225 of the cooling member 220.
  • the gas introduced through the opening (E1) of the bus bar housing 276 moves through the opening (E2), and the moved gas is collected in the gas discharge portion 225 of the cooling member 220 in the front and rear direction. Can be moved and discharged to the outside.
  • busbar housing 276 may be configured to be coupled to the side portion 235 of the tray 230.
  • the bus bar housing 276 may be configured to be coupled to the top plate 240.
  • the bus bar housing 276 may be coupled to the side portion of the tray 230 and the upper plate 240 in male and female.
  • the male and female coupling may have a coupling structure of a hook H2b and a locking groove H1b.
  • the bus bar housing 276 may include a front wall 276a, a rear wall 276b, a left wall 276c, and a right wall 276d at each of the front, rear, left and right sides.
  • a plurality of locking grooves H1a and H1b may be provided in each of the front wall 276a, the rear wall 276b, the left wall 276c, and the right wall 276d of the bus bar housing 276.
  • a hook H2a coupled to the locking groove H1a may be provided at an upper end of the side portion 235 of the tray 230.
  • the upper plate 240 may be configured to cover the upper portions of the plurality of secondary batteries 100.
  • the top plate 240 may be positioned above the bus bar housing 276.
  • the upper plate 240 may have a plate shape extending to a size corresponding to the total size of the plurality of secondary batteries 100 in the front and rear directions and in the left and right directions. Both ends of the upper plate 240 in the left-right direction and both ends in the front-rear direction may have a structure bent downward. That is, the upper plate 240 may have a box shape with an open lower part.
  • the upper plate 240 may be provided with a hook H2b coupled to the locking groove H1b of the bus bar housing 276.
  • the front cover 250 may be configured to cover the most front of the plurality of secondary batteries 100.
  • the front cover 250 may have a plate shape having a size equal to or smaller than the size of the frontmost surfaces of the plurality of secondary batteries 100 in two rows. The plate shape may be erected in a vertical direction.
  • the front cover 250 may have a structure in which the outer peripheral portion of the plate shape is bent forward. That is, as shown in FIG. 2, the front cover 250 may have a plate shape facing the plurality of secondary batteries 100, and the outer peripheral portion of the plate shape may have a side wall bent and extended forward. have.
  • a portion of the outer peripheral portion (side wall) of the front cover 250 may be coupled to the tray 230.
  • a portion of the lower wall 250b of the front cover 250 may be coupled to a front end of the support portion 231 of the tray 230.
  • a portion of the left wall 250c and the right wall 250d of the front cover 250 may be coupled to the side portion 235 of the tray 230.
  • bolt coupling may be applied as the coupling method.
  • the rear cover 260 may be configured to cover the rearmost of the plurality of secondary batteries 100.
  • the rear cover 260 may have a plate shape having a size equal to or smaller than the size of the rearmost side of the plurality of secondary batteries 100 in two rows.
  • the rear cover 260 may have a structure in which the outer peripheral portion of the plate shape is bent rearward. That is, the rear cover 250 may have a plate shape that faces the plurality of secondary batteries 100, and may have a sidewall that extends by bending the outer peripheral portion of the plate shape to the rear.
  • a portion of the outer peripheral portion (side wall) of the rear cover 260 may be coupled to the tray 230.
  • a portion of the lower wall (not shown) of the rear cover 260 may be coupled to the rear end of the support portion 231 of the tray 230.
  • a portion of the left and right side walls (not shown) of the rear cover 260 may be coupled to the side portions 235 of the tray 230.
  • bolt coupling may be applied as the coupling method.
  • the front end 221c of the cooling member 220 may be coupled to the front cover 250.
  • the front end 221c of the cooling member 220 may be coupled to a part of the front cover 250 through welding.
  • the rear end portion 221d of the cooling member 220 may be coupled to the rear cover 260.
  • the rear end portion 221d of the cooling member 220 may be coupled to a portion of the rear cover 260 through welding.
  • the cooling member 220 is coupled to the front cover 250 and the rear cover 260, so that the cooling member 220 can be stably fixed.
  • the cooling member 220 may serve as a central main shaft connecting the front cover 250 and the rear cover 260, so that external shocks can be absorbed or defended through their combined structure.
  • the mechanical rigidity of the battery module 200 may be increased, and stability may be further increased.
  • insertion openings N1 and N2 may be formed on a portion of each of the front cover 250 and the rear cover 260. Specifically, each of the insertion openings N1 and N2 may be configured such that a portion of each of the front end 221c and the rear end 221d of the cooling member 220 is inserted.
  • the insertion opening N1 may have a structure inserted from an outer periphery of the front cover 250 in an inner direction (center).
  • the insertion opening N2 may have a structure inserted from an upper side to a lower direction of the rear cover 250.
  • a lower portion of each of the front end 221c and the rear end 221d of the cooling member 220 may be inserted into each of the insertion openings N1.
  • the cooling member 220 is configured to be inserted into the insertion openings N1 and N2 formed in each of the front cover 250 and the rear cover 260, so that the cooling It facilitates the fixing of the member 220, and facilitates the bonding process of the front cover 250 and the rear cover 260.
  • the cooling member 220 is front and rear through insertion openings N1 and N2 provided in each of the front cover 250 and the rear cover 260, respectively, at the front end 221c and the rear end 221d. It can be inserted protruding in the outward direction in the direction. That is, the cooling member 220 is configured to expose each of the front end 221c and the rear end 221d to the outside, so that it is easy to secure a refrigerant movement path for injecting or discharging the refrigerant into the cooling member 220. Do.
  • a refrigerant inlet 222 and a refrigerant outlet 223 may be provided at each of the front end 221c and the rear end 221d of the cooling member 220. Cooled refrigerant (not shown) is injected into the refrigerant inlet 222, and the refrigerant (not shown) is circulated along the refrigerant flow path 228 provided in the cooling member 220, and then heated. The refrigerant may discharge the refrigerant outlet 223 to the outside.
  • the busbar housing 276 may be provided with an insertion groove 276h configured to insert a part of the front end 221c of the cooling member 220.
  • the insertion groove 276h may be formed in each of the front side wall 276a and the rear side wall 276b of the bus bar housing 276.
  • the insertion groove 276h may be indented upward from the lower surface of each of the front wall 276a and the rear wall 276b. That is, as shown in FIG. 5, the front end 221c of the cooling member 220 may be inserted and fixed in the insertion groove 276h of the front side wall 276a of the bus bar housing 276.
  • FIG. 7 is a bottom view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a tray, which is a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • a fixing groove G1 configured to be coupled to the support portion 231 of the tray 230 may be provided in the lower portion 221f of the cooling member 220.
  • the fixing groove G1 may have a shape extending from the front end 221c of the main body 221 to the rear end 221d.
  • a guide protrusion P1 for coupling with the fixing groove G1 of the cooling member 220 may be provided on the support part 231 of the tray 230.
  • the guide protrusion P1 extends long in the front-rear direction (Y direction) to the support part 231 of the tray 230 and moves upward so that a portion of the guide protrusion P1 is inserted into the fixing groove G1 of the cooling member 220. It may be a protruding shape. That is, the guide protrusion P1 may be inserted into the fixing groove G1 and coupled in a sliding manner.
  • a guide protrusion P1 elongated in the front-rear direction may be formed at the center of the upper surface of the support part 231 of the tray 230.
  • a fixing groove G1 that is inserted in an inward direction and extends in a front-rear direction may be provided in the lower portion 221f of the cooling member 220.
  • the guide protrusion P1 may be coupled to the fixing groove G1.
  • the fixing groove (G1) of the cooling member 220 is coupled with the guide protrusion (P1) of the tray 230, so that the support portion 231 of the tray 230 Since it can be seated and fixed, it is possible to facilitate the installation of the battery module 200.
  • the cooling member 220 may perform a main shaft role against an external impact in the vertical direction through the coupling structure with the tray 230, so that the mechanical rigidity of the battery module 200 may be further increased.
  • a coupling part configured to be inserted into the fixing groove G1 in the insertion openings N1 and N2 formed in each of the front cover 250 and the rear cover 260 ( 252) may be provided.
  • the coupling part 252 may have a structure protruding upward from the inside of the insertion opening N1.
  • the coupling part 252 may have a shape that protrudes to a size corresponding to a shape in which the fixing groove G1 of the cooling member 220 is inserted. That is, as shown in FIG. 5, the inner lower portion of the insertion opening N1 provided in the front cover 250 is configured to be inserted into the fixing groove G1 of the cooling member 220 and protruding upward.
  • the coupling portion 252 may be provided.
  • the coupling structure between the fixing groove (G1) of the cooling member 220 and the coupling portions 252 provided in each of the front cover 250 and the rear cover 260 As a result, manufacturing of the battery module 200 becomes easy, and stability of the battery module 200 against external shock can be further improved.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • a cooling member 220B may have a refrigerant injection hole 222A in the center of the upper portion 221e.
  • refrigerant outlets 223A and 223B may be provided at each of the front end 221c and the rear end 221d of the cooling member 220B.
  • a cooling passage (not shown) configured to move (M) the refrigerant injected into the refrigerant injection port 222 in the front-rear direction (Y direction) may be provided inside the cooling member 220B.
  • the central portion of the battery module 200 is liable to cause a heat island phenomenon, and thus the temperature may always be higher than that of the outer portion of the battery module 200. Accordingly, in order to effectively control the heat balance of the battery module 200, it may be more appropriate to inject the coolant of the lowest temperature into a portion (central portion) of the cooling member 220B close to the central portion of the battery module 200. have.
  • the cooling member 220B according to another embodiment of the present invention has a refrigerant inlet 222A in the center of the upper portion 221e, and the front end of the cooling member 220B
  • the refrigerant outlets 223A and 223B in each of the part 221c and the rear end 221d, compared to the cooling member 220 of FIG. 3, the heat balance of the plurality of secondary batteries 100 in two rows is improved. It can be more effective in maintaining.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • beading portions B1 raised in the left and right directions may be provided on both sides 221a and 221b of the cooling member 220C according to another embodiment.
  • a plurality of beading portions B1 raised in the left direction may be provided on the left portion 221a of the cooling member 220C.
  • a plurality of beading portions B1 raised in a right direction may be provided on the right side 221b of the cooling member 220C.
  • a battery pack (not shown) according to an embodiment of the present invention includes at least one battery module 200.
  • the battery pack may further include various devices (not shown) for controlling charging and discharging of the plurality of secondary batteries 100, such as a battery management system (BMS), a current sensor, a fuse, and the like.
  • BMS battery management system
  • the power storage device includes the battery pack.
  • the power storage device may further include a control unit including a switch capable of controlling on/off operation of the battery pack.
  • main body 225 gas outlet
  • top plate 270 bus bar assembly
  • coupling portion 228 cooling passage
  • the present invention relates to a battery module including an inner cover.
  • the present invention can be used in an industry related to a battery pack including at least one battery module and a power storage device including the battery pack.

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Abstract

본 발명은 발화 내지 폭발의 위험성을 줄이고, 외부 충격에 대한 내구성을 높인 배터리 모듈을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 내부에 발생된 가스를 소정 압력에서 외부로 배출하는 가스 벤팅부가 각각에 구비되고, 전후 방향으로 2열로 배열된 복수의 이차전지; 및 상기 복수의 이차전지의 2열 사이에 개재되고 복수의 이차전지의 좌우 방향의 측부와 대응되는 크기를 가진 본체부와, 상기 본체부의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 위치되고 상기 본체부의 전단부에서 후단부까지 길게 연장된 가스배출통로가 형성된 가스배출부가 구비된 냉각 부재를 포함한다.

Description

냉각부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치
본 발명은 냉각부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발화 내지 폭발의 위험성을 줄이고, 외부 충격에 대한 내구성을 높인 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 6월 17일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2019-0071732호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차전지가 많이 이용된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지, 및 이러한 이차전지를 내부에 수용한 배터리 모듈 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 구비한 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 이러한 배터리 팩은, 복수의 이차전지를 외부 충격으로부터 보호하거나 수납 보관하기 위해서 금속 재질의 외부 하우징을 구비하는 것이 일반적이었다. 한편, 최근 고용량의 배터리 팩이 수요가 높아지고 있다. 그러나, 고용량의 배터리 팩은, 배터리 모듈의 크기 내지 무게가 증가함에 따라, 외부 충격에 대한 방어를 위해 기계적 강성 강화가 필요해지고 있다.
더욱이, 고용량의 배터리 팩은, 충방전시 발생되는 열 또한 증가됨으로, 효과적인 냉각 방법이 적용될 필요가 있다.
그리고, 배터리 모듈 내부에 수용된 복수의 이차전지 중, 하나의 이차전지가 발화될 경우, 인접한 이차전지들로 가스 열 내지 화염이 전달되어 다른 이차전지의 2차 폭발 내지 발화가 발생되기가 쉬웠다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 발화 내지 폭발의 위험성을 줄이고, 외부 충격에 대한 내구성을 높인 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은,
내부에 발생된 가스를 소정 압력에서 외부로 배출하는 가스 벤팅부가 각각에 구비되고, 전후 방향으로 2열로 배열된 복수의 이차전지; 및
상기 복수의 이차전지의 2열 사이에 개재되고 복수의 이차전지의 좌우 방향의 측부와 대응되는 크기를 가진 본체부와, 상기 본체부의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 위치되고 상기 본체부의 전단부에서 후단부까지 길게 연장된 가스배출통로가 형성된 가스배출부가 구비된 냉각 부재를 포함한다.
또한, 상기 복수의 이차전지를 상면에 탑재하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가진 받침부, 및 상기 복수의 이차전지의 좌우 방향의 측부를 커버하도록 상기 받침부의 좌우 방향의 단부로부터 상부 방향으로 연장된 사이드부를 구비한 트레이;
상기 복수의 이차전지를 전기적으로 연결하도록 구성된 버스바, 및 상기 버스바를 탑재하고 상기 트레이의 사이드부와 결합되는 버스바 하우징을 구비한 버스바 어셈블리;
상기 버스바 하우징과 결합되며, 상기 복수의 이차전지의 상부를 커버하도록 구성된 상판;
상기 받침부의 전단부와 결합되며, 상기 복수의 이차전지의 최 전방을 커버하도록 구성된 전방 커버; 및
상기 받침부의 후단부와 결합되며, 상기 복수의 이차전지의 최 후방을 커버하도록 구성된 후방 커버를 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 냉각 부재의 전단부는 상기 전방 커버와 결합되고,
상기 냉각 부재의 후단부는 상기 후방 커버와 결합되며,
상기 냉각 부재의 하단부는 상기 트레이의 받침부와 결합될 수 있다.
그리고, 상기 전방 커버 및 상기 후방 커버 각각의 일부위에는 상기 냉각 부재의 전단부 및 후단부 각각의 일부위가 삽입되도록 내부 방향으로 내입된 삽입 개구가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 냉각 부재의 전단부 및 후단부 각각에는 냉매 주입구 및 냉매 배출구가 구비될 수 있다.
또한, 상기 냉각 부재의 하부에는 상기 본체부의 전단부에서 후단부까지 길게 연장된 고정홈이 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 트레이의 받침부에는 전후 방향으로 길게 연장되고 상기 냉각 부재의 고정홈에 일부위가 삽입되도록 상부 방향으로 돌출된 가이드 돌기가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 전방 커버 및 상기 후방 커버 각각에 형성된 삽입 개구에는 상기 고정홈에 삽입되도록 돌출된 구조를 가진 결합부가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 냉각 부재의 상부 중앙에는 냉매 주입구가 구비되고, 상기 냉각 부재의 전단부 및 후단부 각각에는 냉매 배출구가 구비될 수 있다.
또한, 상기 냉각 부재의 내부에는 상기 냉매 주입구로 주입된 냉매가 전후 방향으로 이동하도록 구성된 냉각 유로가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 냉각 부재의 좌우 방향의 양 외측에는 좌우 방향으로 융기된 비딩부가 구비될 수 있다.
나아가, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 저장장치는, 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 일 실시예의 일 측면에 의하면, 냉각 부재의 본체부의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 위치되고 본체부의 전단부에서 후단부까지 길게 연장된 가스배출통로가 형성된 가스배출부는, 복수의 이차전지에서 배출된 가스를 전후 방향으로 빠르게 배출시킬 수 있어, 2차 폭발 등을 방지할 수 있어, 배터리 모듈의 안전성을 보다 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 일측면에 의하면, 냉각 부재는 전방 커버, 및 후방 커버와 결합됨으로써, 냉각 부재가 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 냉각 부재는, 전방 커버 및 후방 커버를 연결하는 중앙의 주축 역할을 수행할 수 있어, 외부 충격을 이들의 결합된 구조를 통해 흡수 내지 방어할 수 있는 바, 배터리 모듈의 기계적 강성을 높이고, 안정성을 보다 높일 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 냉각 부재의 고정홈은 트레이의 가이드 돌기와 결합됨으로써, 트레이의 받침부에 안착 고정될 수 있어, 배터리 모듈의 설치를 용이하게 할 수 있다. 더욱이, 냉각 부재는 트레이와의 결합 구조를 통해 상하 방향의 외부 충격에 대해 주축 역할을 수행할 수 있어, 배터리 모듈의 기계적 강성을 보다 높일 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 냉각 부재는, 상부의 중앙에 냉매 주입구를 구비하고, 냉각 부재의 전단부 및 후단부 각각에 냉매 배출구들을 구비함으로써, 2열의 복수의 이차전지의 열 밸런스를 좋게 유지하는데 더 효과적일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재 및 버스바 어셈블리를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들만을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 저면도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 트레이를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
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 안 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은, 복수의 이차전지(100) 및 냉각 부재(220)를 포함하고 있다.
여기서, 이차전지(100)는, 전지케이스(110), 및 상기 전지케이스(110)의 내부에 전해질(도시하지 않음)과 함께 수납 밀봉되는 전극조립체(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 전지케이스(110)는 스테인리스 스틸과 같은 금속판을 판금, 프레스 가공을 거쳐 직육면체 형상으로 만들 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는 캔형 전지로서, 전체적으로 직육면체 형상을 가질 수 있다. 특히, 이차전지는 평면상으로 전후 방향(적층 방향, Y 방향)의 길이가 좌우 방향의 길이보다 작은 직육면체 형상의 각형 전지일 수 있다.
또한, 상기 전지케이스(110)는, 상단이 개방되어 있고 금속 소재로 이루어진 장방형의 케이스 본체(113), 및 상기 케이스 본체(113)의 개방 상단에 결합되고 양극 단자(111) 및 음극 단자(112)로 구성된 전극 단자가 구비된 상단 캡(115)을 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 전지케이스(110)는, 전면, 후면, 상면, 하면, 좌측면, 및 우측면, 총 6면을 가질 수 있다. 이때, 상기 전지케이스(110)의 상면에는 양극 단자(111) 및 음극 단자(112)가 상기 상단 캡(115)으로부터 상부 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전극 단자는 전지케이스(110)의 상면에 위치된 것으로 도시되었지만, 전극 단자가 형성된 위치는 전지케이스(110)의 상면으로 제한되지 않고, 전지케이스(110)의 상면 및 하면 각각에 하나씩, 또는 전지케이스(110)의 상면과 좌측면 또는 우측면에 하나씩 형성될 수도 있다.
예를 들면, 상기 이차전지(100)를 제조하기 위해서는, 우선 케이스 본체(113)의 내부로 전극조립체(도시하지 않음)를 삽입하고, 상기 상단 캡(115)을 상기 케이스 본체(113)의 개방된 상단에 안착시킨 후, 그것의 접착면 부위를 레이저 용접으로 밀봉할 수 있다. 이후, 상기 전지케이스(110) 내부에 전해질을 주입할 수 있다.
여기서, 상기 전극조립체는, 도전성 금속이나 또는 도전성 수지로 이루어진 시트상의 집전체에 전극 활물질을 도포한 음극판과 양극판 사이에 세퍼레이터를 개재하여 권취한 이른바 젤리롤(jelly roll) 형태일 수 있다. 이때, 상기 음극판과 양극판의 각 단부에는 전극탭이 돌출 형성될 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 극성을 가진 2개의 전극탭 각각은 2개의 전극 단자와 용접이나 납땜 등의 방식으로 접합되어 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 전극조립체는 젤리롤 형태로 도시되었지만, 이러한 형태로 반드시 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 전극조립체는 복수의 음극판, 복수의 양극판, 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 적층한 스택형일 수 있다.
나아가, 상기 이차전지(100)는 내부에 발생된 가스를 소정 압력에서 외부로 배출하는 가스 벤팅부(V1)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 가스 벤팅부(V1)는, 상기 상단 캡(115)의 일부위에 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 가스 벤팅부(V1)는 상기 상단 캡(115)의 중앙 부위에 형성될 수 있다. 상기 가스 벤팅부(V1)는 상기 상단 캡(115)의 일부위가 얇은 두께로 형성된 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 가스 벤팅부(V1)의 두께는 0.1 mm일 수 있다. 상기 가스 벤팅부(V1)는, 상기 상단 캡(115)의 일부위에 형성된 노치를 구비할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는, 충방전 시, 전지케이스 내부에 과도하게 가스가 발생될 경우, 상기 가스 벤팅부(V1)가 내압에 의해 외부로 개방되어 외부로 가스를 배출시킬 수 있다.
한편, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 복수의 이차전지(100)는 전후 방향(Y 방향)으로 2열로 배열될 수 있다. 상기 복수의 이차전지(100)는 2열 사이가 소정 거리로 이격되도록 배열될 수 있다.
구체적으로, 상기 하나의 열로 배열된 복수의 이차전지(100) 중, 하나의 이차전지(100)는 상부에서 양극 단자(111)가 우측에 위치하고 상대적으로 음극 단자(112)가 좌측에 위치하도록 배치될 수 있다. 상기 하나의 이차전지와 인접하게 위치된 다른 하나의 이차전지는 상부에서 음극 단자(112)가 우측에 위치하고 상대적으로 양극 단자(111)가 좌측에 위치하도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나의 열의 복수의 이차전지(100)는 교번 적층된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리 모듈(200)은 전후 방향(Y 방향)으로 2열로 배열된 22개의 이차전지(100)가 구비될 수 있다. 각각의 열에는 11개의 이차전지(100)가 구비될 수 있다. 상기 11개의 이차전지(100)는 어느 하나의 이차전지가 인접한 다른 이차전지(100)와 좌우 위치가 서로 다르도록 교번 적층된 형태일 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재 및 버스바 어셈블리를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 정면도이다. 그리고, 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들 만을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 2와 함께 도 3 내지 도 6를 참조하면, 본 발명의 냉각 부재(220)는, 크게 본체부(221)와 가스배출부(225)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 본체부(221)는, 상기 복수의 이차전지(100)의 2열 사이에 이격된 공간에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 냉각 부재(220)의 본체부(221)는 복수의 이차전지(100)의 2열 사이에 개재되도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 냉각 부재(220)는 냉각 주입구(222), 냉각 배출구(223), 및 내부에 구비된 냉각 유로(228)를 구비한 히트 싱크일 수 있다.
또한, 상기 본체부(221)는, 상대적으로 좌우 방향으로 폭이 좁고, 전후 방향(Y 방향) 및 상하 방향(Z 방향)으로 길게 연장된 직육면체 형태를 가질 수 있다. 상기 본체부(221)는 복수의 이차전지(100)의 좌우 방향(X 방향)의 측부와 대응되는 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 본체부(221)는 복수의 이차전지(100)의 좌측면 또는 우측면의 상하 방향의 높이와 같거나 다소 작은 크기를 가질 수 있다. 상기 본체부(221)의 전후 방향(Y 방향)의 길이는 2열로 배열된 복수의 이차전지(100)의 전후 방향(Y 방향)의 전체 길이와 같거나 그 이상일 수 있다.
더욱이, 상기 냉각 부재(220)의 본체부(221)의 좌우 양측면(221a, 221b)은 복수의 이차전지(100)와 접촉된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 부재(220)의 본체부(221)는 2열로 배열된 22개의 이차전지(100) 사이에 개재된 형태로 위치될 수 있다. 상기 본체부(221)의 좌측면은 좌측에 배열된 11개의 이차전지(100)의 우측면과 접촉할 수 있다. 상기 본체부(221)의 우측면은 우측에 배열된 11개의 이차전지(100)의 좌측면과 접촉할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(220)가 상기 복수의 이차전지(100)의 2열 사이에 개재되고 복수의 이차전지(100)의 좌우 양측부와 대응되는 크기를 가진 본체부(221)를 구비함으로써, 하나의 냉각 부재(220)로 2열로 배열된 복수의 이차전지(100)를 동시에 냉각시킬 수 있어, 배터리 모듈의 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 냉각 부재(220)는 복수의 아치전지의 2열 중, 어느 한쪽에 열 편중이 발생되지 않도록, 고르게 냉각시킬 수 있는 바, 배터리 모듈(200)의 열 밸런스를 적절히 조절할 수 있어, 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
그리고, 상기 가스배출부(225)는 상기 본체부(221)의 상부(221e) 및 하부(221f) 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. 상기 가스배출부(225)에는 상기 본체부(221)의 전단부(221c)에서 후단(221d)까지 길게 연장된 가스배출통로(225P)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에서와 같이, 상기 가스배출부(225)는 상기 본체부(221)의 상부에 위치할 수 있고, 상기 가스배출통로(225P)는 냉각 부재(220)의 상부(221e)의 전단부(221c)에서 후단부(221d)까지 길게 연장되고 내부로 내입된 홈 형태를 가질 수 있다.
즉, 상기 가스배출부(225)는, 복수의 이차전지(100)에서 배출된 가스를 상기 가스배출통로(225P)를 통해 배터리 모듈(200)의 전방 또는 후방으로 이동시켜 외부로 배출 시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(220)의 상기 본체부(221)의 상부(221e) 및 하부(221f) 중 적어도 하나에 위치되고 상기 본체부(221)의 전단부(221c)에서 후단부(221d)까지 길게 연장된 가스배출통로(225P)가 형성된 가스배출부(225)는, 복수의 이차전지(100)에서 배출된 가스를 전후 방향으로 빠르게 배출시킬 수 있어, 2차 폭발 등을 방지할 수 있어, 배터리 모듈(200)의 안전성을 보다 높일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은, 트레이(230), 상판(240), 버스바 어셈블리(270), 전방 커버(250), 및 후방 커버(260)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 트레이(230)는, 크게 받침부(231)와 사이드부(235)를 구비할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 받침부(231)는 상기 복수의 이차전지(100)를 상면에 탑재하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 받침부(231)는 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 받침부(231)는 수평 방향으로 연장된 형태이고, 그 상면에 2열의 복수의 이차전지(100)를 탑재할 수 있도록 복수의 이차전지(100)의 좌우 방향 및 전후 방향의 크기와 대응된 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 트레이(230)는 절연성 소재, 스틸 또는 스테인리스 스틸일 수 있다.
그리고, 상기 사이드부(235)는 상기 복수의 이차전지(100)의 좌우 방향의 측부를 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 사이드부(235)는 상기 받침부(231)의 좌우 방향의 단부로부터 상부 방향으로 절곡 연장된 형태일 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 트레이(230)는 상기 받침부(231)의 좌우 방향의 양 단부 각각으로부터 상부 방향으로 절곡 연장된 형태의 2개의 사이드부(235)를 가질 수 있다.
나아가, 상기 사이드부(235)는 일부위에 좌우 방향(이차전지가 위치한 내측 방향)으로 융기된 비딩부(B2)가 구비될 수 있다. 상기 비딩부(B2)는 복수의 이차전지(100) 각각의 좌측부 또는 우측부와 대응되는 위치에 복수개 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 사이드부(235)에는 내부 방향으로 융기된 비딩부(B2)가 10개 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 트레이(230)는 복수의 이차전지(100)를 외부의 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있는 구조를 가지고 있어, 배터리 모듈(200)의 외부 충격에 대한 안전성을 높일 수 있다.
다시 도 1 및 도 2와 함께, 도 4를 참조하면, 상기 버스바 어셈블리(270)는, 버스바(272), 터미널 버스바(273), 및 버스바 하우징(276)을 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 버스바(272)는, 전도성 금속을 구비할 수 있고, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 니켈 등을 구비할 수 있다. 상기 버스바(272)는 복수의 이차전지(100)를 서로 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에도시된 바와 같이, 상기 버스바(272)는 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상일 수 있다. 상기 버스바(272)는 하나의 이차전지(100)의 음극 단자(112)와 다른 하나의 이차전지(100)의 양극 단자(111)를 접촉 연결할 수 있다.
그리고, 상기 터미널 버스바(273)는, 복수의 이차전지(100)의 전기적 연결구조의 말단에 구비될 수 있다. 즉, 상기 터미널 버스바(273)는, 복수의 이차전지(100)의 전기적 연결구조의 말단에 위치한 이차전지(100)의 전극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 터미널 버스바(273)는 예를 들면, 구리, 알루미늄 합금, 니켈 합금 등일 수 있다.
더욱이, 상기 버스바 하우징(276)은, 상기 버스바(272)를 복수개 탑재하도록 구성될 수 있다. 상기 버스바 하우징(276)에는 상기 복수의 이차전지(100) 각각과 연통되도록 개방된 복수의 개구(E1)가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 버스바(272)는, 상기 버스바 하우징(276)의 개구(E1)를 통해 상기 복수의 이차전지(100)의 전극 단자와 접촉될 수 있다. 상기 버스바 하우징(276)은, 전기 절연성 재료를 구비할 수 있고, 예를 들면, 상기 버스바 하우징(276)은 플라스틱 재료를 구비할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 플라스틱 재료는 폴리염화 비닐일 수 있다.
또한, 상기 버스바 하우징(276)은 일부위가 상기 냉각 부재(220)의 가스배출부(225)의 가스배출통로(225P)와 연통되도록 개구된 개방부(E2)를 구비할 수 있다. 상기 버스바 하우징(276)의 개구(E1)를 통해 유입된 가스가 상기 개방부(E2)를 통해 이동하고, 이동된 가스는 상기 냉각 부재(220)의 가스배출부(225)로 모아져 전후 방향의 이동되어 외부로 배출될 수 있다.
그리고, 상기 버스바 하우징(276)은 상기 트레이(230)의 사이드부(235)와 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 버스바 하우징(276)은 상기 상판(240)과 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 버스바 하우징(276)은 상기 트레이(230)의 사이드부 및 상기 상판(240)과 암수 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 암수 결합은 후크(H2b)와 걸림홈(H1b)의 결합 구조를 가질 수 있다.
상기 버스바 하우징(276)은 전, 후, 좌, 우 각각에 전측벽(276a), 후측벽(276b), 좌측벽(276c), 및 우측벽(276d)을 구비할 수 있다. 상기 버스바 하우징(276)의 전측벽(276a), 후측벽(276b), 좌측벽(276c), 및 우측벽(276d) 각각에는 복수의 걸림홈(H1a, H1b)이 구비될 수 있다. 상기 트레이(230)의 사이드부(235)의 상단에는 상기 걸림홈(H1a)과 결합되는 후크(H2a)가 구비될 수 있다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 상판(240)은 상기 복수의 이차전지(100)의 상부를 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 상판(240)은 상기 버스바 하우징(276)의 상부에 위치될 수 있다. 상기 상판(240)은 상기 복수의 이차전지(100)의 전후 방향 및 좌우 방향의 전체 크기와 대응되는 크기로 연장된 플레이트 형상일 수 있다. 상기 상판(240)의 좌우 방향의 양 단부와 전후 방향의 양 단부가 하부 방향으로 절곡된 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 상판(240)은 하부가 개방된 박스 형태를 가질 수 있다. 상기 상판(240)에는 상기 버스바 하우징(276)의 걸림홈(H1b)과 결합되는 후크(H2b)가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 전방 커버(250)는 상기 복수의 이차전지(100)의 최 전방을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전방 커버(250)는 2열의 복수의 이차전지(100)의 최 전면의 크기와 같거나 그보다 작은 크기의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 플레이트 형상은 상하 방향으로 세워진 형태일 수 있다.
그리고, 상기 전방 커버(250)는, 상기 플레이트 형상의 외주부가 전방으로 절곡된 구조를 가질 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전방 커버(250)는 상기 복수의 이차전지(100)와 대면하는 플레이트 형태를 가질 수 있고, 상기 플레이트 형태의 외주부가 전방으로 절곡 연장된 측벽을 가질 수 있다.
나아가, 상기 전방 커버(250)의 외주부(측벽)의 일부위는 상기 트레이(230)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 전방 커버(250)의 하측벽(250b)의 일부위는 상기 트레이(230)의 받침부(231)의 전단부와 결합될 수 있다. 나아가, 상기 전방 커버(250)의 좌측벽(250c) 및 우측벽(250d)의 일부위는 상기 트레이(230)의 사이드부(235)와 결합될 수 있다. 여기서, 결합 방법은, 볼트 결합이 적용될 수 있다.
또한, 상기 후방 커버(260)는, 상기 복수의 이차전지(100)의 최 후방을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 후방 커버(260)는 2열의 복수의 이차전지(100)의 최 후면의 크기와 같거나 그보다 작은 크기의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 후방 커버(260)는, 상기 플레이트 형상의 외주부가 후방으로 절곡된 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 후방 커버(250)는, 상기 복수의 이차전지(100)와 대면하는 플레이트 형태를 가질 수 있고, 상기 플레이트 형태의 외주부가 후방으로 절곡 연장된 측벽을 가질 수 있다.
그리고, 상기 후방 커버(260)의 외주부(측벽)의 일부위는 상기 트레이(230)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 후방 커버(260)의 하측벽(보이지 않음)의 일부위는 상기 트레이(230)의 받침부(231)의 후단부와 결합될 수 있다. 나아가, 상기 후방 커버(260)의 좌우 측벽(보이지 않음)의 일부위는 상기 트레이(230)의 사이드부(235)와 결합될 수 있다. 여기서, 결합 방법은, 볼트 결합이 적용될 수 있다.
다시 도 1, 도 3, 및 도 5를 참조하면, 상기 냉각 부재(220)의 전단부(221c)는 상기 전방 커버(250)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 냉각 부재(220)의 전단부(221c)는 용접을 통해 상기 전방 커버(250)의 일부위와 결합될 수 있다. 또한, 상기 냉각 부재(220)의 후단부(221d)는 상기 후방 커버(260)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 냉각 부재(220)의 후단부(221d)는 용접을 통해 상기 후방 커버(260)의 일부위와 결합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(220)는 상기 전방 커버(250), 및 상기 후방 커버(260)와 결합됨으로써, 상기 냉각 부재(220)가 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 상기 냉각 부재(220)는, 상기 전방 커버(250) 및 상기 후방 커버(260)를 연결하는 중앙의 주축 역할을 수행할 수 있어, 외부 충격을 이들의 결합된 구조를 통해 흡수 내지 방어할 수 있는 바, 배터리 모듈(200)의 기계적 강성을 높이고, 안정성을 보다 높일 수 있다.
다시 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 전방 커버(250) 및 상기 후방 커버(260) 각각의 일부위에는 삽입 개구들(N1, N2)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 삽입 개구들(N1, N2) 각각은 상기 냉각 부재(220)의 전단부(221c) 및 후단부(221d) 각각의 일부위가 삽입되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 삽입 개구(N1)는 상기 전방 커버(250)의 외주변으로부터 내부 방향(중앙)으로 내입된 구조일 수 있다. 상기 삽입 개구(N2)는 상기 후방 커버(250)의 상측에서 하부 방향으로 내입된 구조일 수 있다. 상기 삽입 개구(N1)들 각각에는 상기 냉각 부재(220)의 전단부(221c) 및 후단부(221d) 각각의 하부가 삽입될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(220)는, 상기 전방 커버(250) 및 상기 후방 커버(260) 각각에 형성된 삽입 개구들(N1, N2)에 삽입되도록 구성됨으로써, 상기 냉각 부재(220)의 고정을 용이하게 하고, 상기 전방 커버(250) 및 상기 후방 커버(260)와의 결합 공정을 손쉽게 이루어지게 한다.
더욱이, 상기 냉각 부재(220)는 전단부(221c) 및 후단부(221d) 각각이 상기 전방 커버(250) 및 상기 후방 커버(260) 각각에 구비된 삽입 개구들(N1, N2)을 통해 전후 방향으로 외부 방향으로 돌출 삽입될 수 있다. 즉, 상기 냉각 부재(220)는 전단부(221c) 및 후단부(221d) 각각을 외부로 노출되도록 구성함으로써, 상기 냉각 부재(220)에 냉매를 주입하거나 배출하기 위한 냉매 이동 경로를 확보하기 용이하다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 부재(220)의 전단부(221c) 및 후단부(221d) 각각에는 냉매 주입구(222) 및 냉매 배출구(223)가 구비될 수 있다. 상기 냉매 주입구(222)에 냉각된 냉매(도시하지 않음)가 주입되고, 상기 냉각 부재(220)의 내부에 구비된 냉매 유로(228)를 따라 냉매(도시하지 않음)가 순환된 후, 가열된 냉매가 상기 냉매 배출구(223)를 외부로 배출시킬 수 있다.
그리고, 상기 버스바 하우징(276)에는 상기 냉각 부재(220)의 전단부(221c)의 일부가 삽입되도록 구성된 삽입홈(276h)이 구비될 수 있다. 상기 삽입홈(276h)은 상기 버스바 하우징(276)의 전측벽(276a) 및 후측벽(276b) 각각에 형성될 수 있다. 상기 삽입홈(276h)은 상기 전측벽(276a) 및 후측벽(276b) 각각의 하단면으로부터 상부 방향으로 만입된 형태일 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 버스바 하우징(276)의 전측벽(276a)의 삽입홈(276h)에는 상기 냉각 부재(220)의 전단부(221c)가 삽입 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 버스바 하우징(276)의 삽입홈(276h)에 상기 냉각 부재(220)의 전단부 또는 후단부가 삽입 고정됨으로써, 상기 버스바 하우징과의 견고한 결합이 가능해짐에 따라, 배터리 모듈의 내구성을 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 본 발명은, 냉각 부재(220)의 전단부 또는 후단부가 외부로 노출된 구조로 인해, 냉매를 상기 냉각 부재(220)에 주입하거나 배출할 수 있는 공간 확보가 용이해 진다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 저면도이다. 그리고, 도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 트레이를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3과 함께 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 냉각 부재(220)의 하부(221f)에는 상기 트레이(230)의 받침부(231)와 결합되도록 구성된 고정홈(G1)이 구비될 수 있다. 상기 고정홈(G1)은 상기 본체부(221)의 전단부(221c)에서 후단부(221d)까지 길게 연장된 형태일 수 있다.
더욱이, 상기 트레이(230)의 받침부(231)에는 상기 냉각 부재(220)의 고정홈(G1)과 결합되기 위한 가이드 돌기(P1)가 구비될 수 있다. 상기 가이드 돌기(P1)는 상기 트레이(230)의 받침부(231)에는 전후 방향(Y 방향)으로 길게 연장되고 상기 냉각 부재(220)의 고정홈(G1)에 일부위가 삽입되도록 상부 방향으로 돌출된 형태일 수 있다. 즉, 상기 고정홈(G1)에 상기 가이드 돌기(P1)가 끼워져 슬라이딩 이동하는 방식으로 결합될 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8에서와 같이, 상기 트레이(230)의 받침부(231)의 상면 중앙에는 전후 방향(Y 방향)으로 길게 연장된 가이드 돌기(P1)가 형성될 수 있다. 상기 냉각 부재(220)의 하부(221f)에는 내부 방향으로 내입되고 전후 방향으로 길게 연장된 고정홈(G1)이 구비될 수 있다. 상기 가이드 돌기(P1)는 상기 고정홈(G1)과 결합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(220)의 고정홈(G1)은 상기 트레이(230)의 가이드 돌기(P1)와 결합됨으로써, 상기 트레이(230)의 받침부(231)에 안착 고정될 수 있어, 배터리 모듈(200)의 설치를 용이하게 할 수 있다. 더욱이, 상기 냉각 부재(220)는 상기 트레이(230)와의 결합 구조를 통해 상하 방향의 외부 충격에 대해 주축 역할을 수행할 수 있어, 배터리 모듈(200)의 기계적 강성을 보다 높일 수 있다.
한편, 다시 도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 전방 커버(250) 및 상기 후방 커버(260) 각각에 형성된 삽입 개구들(N1, N2)에는 상기 고정홈(G1)에 삽입되도록 구성된 결합부(252)가 구비될 수 있다. 상기 결합부(252)는 상기 삽입 개구(N1)의 내측에서 상부 방향으로 돌출된 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 상기 결합부(252)는 상기 냉각 부재(220)의 고정홈(G1)이 내입된 형태와 대응되는 크기로 돌출된 형태일 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전방 커버(250)에 구비된 삽입 개구(N1)의 내측 하부에는 상기 냉각 부재(220)의 고정홈(G1)에 삽입되도록 구성된 상부 방향으로 돌출된 형태의 결합부(252)가 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(220)의 고정홈(G1)과 상기 전방 커버(250) 및 상기 후방 커버(260) 각각에 구비된 결합부(252) 간의 결합된 구조에 의해, 배터리 모듈(200)의 제조가 쉬워지고, 외부 충격에 대해 배터리 모듈(200)의 안정성을 보다 높일 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 냉각 부재(220B)는, 상부(221e) 중앙에 냉매 주입구(222A)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 냉각 부재(220B)의 전단부(221c) 및 후단부(221d) 각각에는 냉매 배출구들(223A, 223B)가 구비될 수 있다. 더욱이, 상기 냉각 부재(220B)의 내부에는 상기 냉매 주입구(222)로 주입된 냉매가 전후 방향(Y 방향)으로 이동(M)하도록 구성된 냉각 유로(도시하지 않음)가 구비될 수 있다.
즉, 배터리 모듈(200)의 중앙 부위는 열섬 현상이 일어나기 쉬워, 배터리 모듈(200)의 외측 부위 보다 항상 높은 온도를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 열 밸런스를 효과적으로 컨트롤하기 위해서는 가장 낮은 온도의 냉매를 냉각 부재(220B)의 배터리 모듈(200)의 중앙 부위와 가까운 부위(중앙 부위)에 주입하는 것이 더 적절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 냉각 부재(220B)는, 상부(221e)의 중앙에 냉매 주입구(222A)를 구비하고, 상기 냉각 부재(220B)의 전단부(221c) 및 후단부(221d) 각각에 냉매 배출구들(223A, 223B)을 구비함으로써, 도 3의 냉각 부재(220)와 비교하여, 2열의 복수의 이차전지(100)의 열 밸런스를 좋게 유지하는데 더 효과적일 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다시 도 2와 함께 도 10을 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 냉각 부재(220C)의 좌우 방향의 양측(221a, 221b)에는 좌우 방향으로 융기된 비딩부(B1)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 냉각 부재(220C)의 좌측부(221a)에는 좌 방향으로 융기된 복수의 비딩부(B1)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 냉각 부재(220C)의 우측부(221b)에는 우 방향으로 융기된 복수의 비딩부(B1)가 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 복수의 이차전지(100) 2열 사이에 개재된 냉각 부재(220C)의 비딩부(B1)를 통해 배터리 모듈(200)의 좌우 방향에서 가해지는 외부 충격을 용이하게 흡수할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 기계적 강성을 크게 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 배터리 팩(도시하지 않음)은 상기 배터리 모듈(200)을 적어도 하나 이상 포함한다. 그리고, 상기 배터리 팩은, 상기 복수의 이차전지(100)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치(미도시), 예컨대 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 전력 저장장치는 상기 배터리 팩을 포함한다. 상기 전력 저장장치는, 상기 배터리 팩의 작동을 온/오프 제어할 수 있는 스위치를 구비한 제어부를 더 포함할 수 있다.
한편, 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.
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.
[부호의 설명]
200: 배터리 모듈
100: 이차전지 220: 냉각 부재
221: 본체부 225: 가스배출부
230: 트레이 231, 235: 받침부, 사이드부
240: 상판 270: 버스바 어셈블리
250: 전방 커버
260: 후방 커버 N1: 삽입 개구
221, 221A: 냉매 주입구 223, 223A, 223B: 냉매 배출구
G1: 고정홈 P1: 가이드 돌기
252: 결합부 228: 냉각 유로
B1: 비딩부
본 발명은 내부 커버를 포함한 배터리 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 하나 이상의 배터리 모듈이 구비된 배터리 팩 및 상기 배터리 팩을 포함하는 전력 저장장치와 관련된 산업에 이용 가능하다.

Claims (10)

  1. 내부에 발생된 가스를 소정 압력에서 외부로 배출하는 가스 벤팅부가 각각에 구비되고, 전후 방향으로 2열로 배열된 복수의 이차전지; 및
    상기 복수의 이차전지의 2열 사이에 개재되고 복수의 이차전지의 좌우 방향의 측부와 대응되는 크기를 가진 본체부와, 상기 본체부의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 위치되고 상기 본체부의 전단부에서 후단부까지 길게 연장된 가스배출통로가 형성된 가스배출부가 구비된 냉각 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이차전지를 상면에 탑재하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가진 받침부, 및 상기 복수의 이차전지의 좌우 방향의 측부를 커버하도록 상기 받침부의 좌우 방향의 단부로부터 상부 방향으로 연장된 사이드부를 구비한 트레이;
    상기 복수의 이차전지를 전기적으로 연결하도록 구성된 버스바, 및 상기 버스바를 탑재하고 상기 트레이의 사이드부와 결합되는 버스바 하우징을 구비한 버스바 어셈블리;
    상기 버스바 하우징과 결합되며, 상기 복수의 이차전지의 상부를 커버하도록 구성된 상판;
    상기 받침부의 전단부와 결합되며, 상기 복수의 이차전지의 최 전방을 커버하도록 구성된 전방 커버; 및
    상기 받침부의 후단부와 결합되며, 상기 복수의 이차전지의 최 후방을 커버하도록 구성된 후방 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 전단부는 상기 전방 커버와 결합되고,
    상기 냉각 부재의 후단부는 상기 후방 커버와 결합되며,
    상기 냉각 부재의 하단부는 상기 트레이의 받침부와 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전방 커버 및 상기 후방 커버 각각의 일부위에는 상기 냉각 부재의 전단부 및 후단부 각각의 일부위가 삽입되도록 내부 방향으로 내입된 삽입 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 전단부 및 후단부 각각에는 냉매 주입구 및 냉매 배출구가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 하부에는 상기 본체부의 전단부에서 후단부까지 길게 연장된 고정홈이 구비되고,
    상기 트레이의 받침부에는 전후 방향으로 길게 연장되고 상기 냉각 부재의 고정홈에 일부위가 삽입되도록 상부 방향으로 돌출된 가이드 돌기가 구비되며,
    상기 전방 커버 및 상기 후방 커버 각각에 형성된 삽입 개구에는 상기 고정홈에 삽입되도록 돌출된 구조를 가진 결합부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 상부 중앙에는 냉매 주입구가 구비되고, 상기 냉각 부재의 전단부 및 후단부 각각에는 냉매 배출구가 구비되며,
    상기 냉각 부재의 내부에는 상기 냉매 주입구로 주입된 냉매가 전후 방향으로 이동하도록 구성된 냉각 유로가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 좌우 방향의 양 외측에는 좌우 방향으로 융기된 비딩부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장장치.
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