KR20210064079A - Battery module, method of manufacturing the same and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 냉각 성능을 향상시키는 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a manufacturing method thereof, and a battery pack, and more particularly, to a battery module for improving cooling performance, a manufacturing method thereof, and a battery pack.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Secondary batteries, which are easy to apply according to product groups and have electrical characteristics such as high energy density, are universally applied to electric vehicles or hybrid vehicles driven by an electric drive source, as well as portable devices, and power storage devices. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and energy efficiency improvement in that they do not generate any by-products from the use of energy as well as the primary advantage of being able to drastically reduce the use of fossil fuels.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지 셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.While one or two or three battery cells are used per device in small mobile devices, medium and large devices such as automobiles require high output and high capacity. Accordingly, a medium or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected is used.
중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지 셀로서 주로 사용되고 있다. 한편, 전지 모듈은, 셀 적층체를 외부 충격, 열 또는 진동으로부터 보호하기 위해, 전면과 후면이 개방되어 전지 셀 적층체를 내부 공간에 수납하는 프레임 부재를 포함할 수 있다.Since it is desirable to manufacture the mid- to large-sized battery module as small as possible in size and weight, a prismatic battery, a pouch-type battery, etc. that can be stacked with a high degree of integration and have a small weight to capacity are mainly used as battery cells of the medium-large battery module. Meanwhile, in order to protect the cell stack from external impact, heat, or vibration, the battery module may include a frame member having front and rear surfaces open to accommodate the battery cell stack in an internal space.
이차 전지는, 적정 온도보다 높아지는 경우 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 특히, 다수의 이차 전지, 즉 전지 셀을 구비한 전지 모듈이나 전지 팩은 좁은 공간에서 다수의 전지 셀로부터 나오는 열이 합산되어 온도가 더욱 빠르고 심하게 올라갈 수 있다. 다시 말해서, 다수의 전지 셀이 적층된 전지 모듈과 이러한 전지 모듈이 장착된 전지 팩의 경우, 높은 출력을 얻을 수 있지만, 충전 및 방전 시 전지 셀에서 발생하는 열을 제거하는 것이 용이하지 않다. 전지 셀의 방열이 제대로 이루어지지 않을 경우 전지 셀의 열화가 빨라지면서 수명이 짧아지게 되고, 폭발이나 발화의 가능성이 커지게 된다.In the case of the secondary battery, when the temperature is higher than an appropriate temperature, the performance of the secondary battery may be deteriorated, and in severe cases, there is a risk of explosion or ignition. In particular, a plurality of secondary batteries, that is, a battery module or a battery pack including battery cells, may have a higher temperature more rapidly and more severely because heat emitted from the plurality of battery cells is added up in a narrow space. In other words, in the case of a battery module in which a plurality of battery cells are stacked and a battery pack equipped with such a battery module, high output can be obtained, but it is not easy to remove heat generated from the battery cells during charging and discharging. If the heat dissipation of the battery cell is not performed properly, the deterioration of the battery cell is accelerated, the lifespan is shortened, and the possibility of explosion or ignition increases.
더욱이, 차량용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈의 경우, 직사광선에 자주 노출되고, 여름철이나 사막 지역과 같은 고온 조건에 놓여질 수 있다.Moreover, in the case of a battery module included in a vehicle battery pack, it may be frequently exposed to direct sunlight, and may be subjected to high temperature conditions such as summer or desert areas.
따라서, 전지 모듈이나 전지 팩을 구성하는 경우, 안정적이면서도 효과적인 냉각 성능을 확보하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다. 이에 따라, 전지 셀에서 발생하는 열을 외부로 배출하기 위한 전지 모듈 내에 방열층을 형성할 수 있다. 방열층은 전지 모듈 내 필요한 부분에 방열 기능을 갖는 물질을 도포하여 형성할 수 있다. 하지만, 방열 물질을 도포할 때, 구조적인 이유로 원하는 부위에 도포가 불가능하거나 도포량이 지나치게 많아질 수 있고, 이에 따라 냉각 성능이 떨어질 수 있다.Therefore, when configuring the battery module or battery pack, it can be said that it is very important to secure a stable and effective cooling performance. Accordingly, a heat dissipation layer may be formed in the battery module for discharging heat generated from the battery cells to the outside. The heat dissipation layer may be formed by applying a material having a heat dissipation function to a required portion within the battery module. However, when the heat dissipation material is applied, it may not be possible to apply to a desired site for structural reasons or the amount of application may be excessively large, and thus cooling performance may be deteriorated.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 냉각 성능을 개선하기 위해 방열 물질의 신규한 도포 패턴을 갖는 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지 팩을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery module having a novel application pattern of a heat dissipation material, a manufacturing method thereof, and a battery pack in order to improve cooling performance.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 제1 프레임 부재, 상기 제1 프레임 부재의 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 제2 프레임 부재, 및 상기 제1 프레임 부재와 상기 전지 셀 적층체 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함하고, 상기 열전도성 수지층은 상기 복수의 전지 셀이 적층되는 방향을 따라 길게 뻗는 복수의 도포 라인을 포함한다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked, a first frame member accommodating the battery cell stack and an open top, and the upper portion of the first frame member. a second frame member covering the battery cell stack, and a heat conductive resin layer positioned between the first frame member and the battery cell stack, wherein the heat conductive resin layer is in a direction in which the plurality of battery cells are stacked It includes a plurality of application lines extending long along the.
상기 제1 프레임 부재는 상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 U자형 프레임이고, 상기 제2 프레임 부재는 상기 U자형 프레임의 개방된 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 상부 플레이트이며, 상기 U자형 프레임은 바닥부 및 상기 바닥부에 의해 연결되면서, 서로 마주보는 2개의 측면부를 포함하고, 상기 열전도성 수지층은 상기 바닥부와 상기 전지 셀 적층체 사이에 형성되고, 상기 복수의 도포 라인은, 상기 2개의 측면부를 양측으로 하는 지그재그 모양을 가질 수 있다.The first frame member is a U-shaped frame that accommodates the battery cell stack and has an open top, and the second frame member is an upper plate that covers the battery cell stack on the open top of the U-shaped frame, and the The U-shaped frame includes a bottom part and two side parts facing each other while being connected by the bottom part, and the thermally conductive resin layer is formed between the bottom part and the battery cell stack, and the plurality of application lines Silver may have a zigzag shape with the two side portions on both sides.
상기 지그재그 모양을 갖는 상기 복수의 도포 라인의 말단부는 상기 2개의 측면부 중 하나로부터 이격되어 형성될 수 있다.The distal end portions of the plurality of application lines having the zigzag shape may be formed to be spaced apart from one of the two side portions.
상기 복수의 도포 라인의 말단부는 상기 측면부 대비하여 상기 2개의 측면부 사이의 중심부에 가까이 위치할 수 있다.The distal end portions of the plurality of application lines may be located closer to the center between the two side portions compared to the side portions.
상기 복수의 도포 라인 각각은 그 길이가 동일할 수 있다.Each of the plurality of application lines may have the same length.
상기 복수의 전지 셀이 적층되는 방향은 상기 2개의 측면부가 서로 마주보는 방향과 동일할 수 있다.A direction in which the plurality of battery cells are stacked may be the same as a direction in which the two side surfaces face each other.
상기 열전도성 수지층 폭 방향의 양 가장자리 부위는 상기 2개의 측면부 각각에 인접하고, 상기 열전도성 수지층의 양 가장자리 부위에 각각 함몰 라인이 형성될 수 있다.Both edge portions in the width direction of the thermally conductive resin layer may be adjacent to each of the two side portions, and recessed lines may be respectively formed on both edge portions of the thermally conductive resin layer.
상기 열전도성 수지층은 상기 2개의 측면부에 각각 밀착되어 위치할 수 있다.The thermally conductive resin layer may be positioned in close contact with each of the two side surfaces.
상기 전지 모듈은 상기 U자형 프레임의 바닥부 양 단부에 위치하는 패드부를 더 포함할 수 있다.The battery module may further include pad portions positioned at both ends of the bottom portion of the U-shaped frame.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 상기에서 설명한 전지 모듈을 포함한다.A battery pack according to another embodiment of the present invention includes the battery module described above.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은 상부가 개방된 제1 프레임 부재의 바닥부에 열전도성 수지를 도포하는 단계, 상기 제1 프레임 부재의 바닥부에 전지 셀 적층체를 장착하는 단계, 상기 개방된 제1 프레임 부재의 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮도록 제2 프레임 부재를 장착하는 단계, 및 상기 제1 프레임 부재의 개방된 전후면에 각각 엔드 플레이트를 결합하는 단계를 포함하고, 상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 제1 프레임 부재의 서로 마주보는 제1 측면부와 제2 측면부 사이에서, 지그재그 형태의 도포 패턴을 형성하도록 상기 제1 측면부에서 상기 제2 측면부로의 방향을 따라 왕복으로 상기 열전도성 수지를 도포하는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a battery module according to another embodiment of the present invention includes applying a thermal conductive resin to a bottom portion of a first frame member having an open top, and mounting a battery cell stack to a bottom portion of the first frame member. Step, mounting a second frame member to cover the battery cell stack on an upper portion of the opened first frame member, and coupling end plates to the open front and rear surfaces of the first frame member, respectively And, the step of applying the thermally conductive resin, between the first and second side portions facing each other of the first frame member, from the first side portion to the second side portion to form a zigzag application pattern and applying the thermally conductive resin reciprocally along the direction.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 제1 측면부에서부터 상기 제2 측면부로 길게 뻗은 복수의 도포 라인을 형성하고, 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부 각각에 인접한 상기 도포 라인 양 가장자리에서의 도포량이 상기 도포 라인 중앙부의 도포량보다 많도록 할 수 있다.In the step of applying the thermally conductive resin, a plurality of application lines extending from the first side part to the second side part are formed, and the application amount at both edges of the application line adjacent to each of the first side part and the second side part It can be made so that it is larger than the application amount of this application|coating line central part.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 도포 라인 양 가장자리 각각과 상기 측면부 사이의 거리가 5 밀리미터 이하가 되도록 할 수 있다.In the step of applying the thermal conductive resin, a distance between each of both edges of the application line and the side portion may be 5 millimeters or less.
상기 전지 셀 적층체를 상기 제1 프레임 부재의 바닥부에 장착하는 단계는 상기 열전도성 수지가 도포되어 형성된 열전도성 수지층을 상기 전지 셀 적층체가 가압하는 단계를 포함할 수 있다.The mounting of the battery cell stack to the bottom of the first frame member may include pressing the battery cell stack to a thermal conductive resin layer formed by applying the thermal conductive resin.
상기 전지 셀 적층체가 상기 열전도성 수지층을 가압하는 단계 이후에 상기 열전도성 수지층의 폭이 증가할 수 있다.The width of the thermally conductive resin layer may increase after the battery cell stack pressurizes the thermally conductive resin layer.
상기 전지 셀 적층체가 상기 열전도성 수지층을 가압하는 단계 이후에, 상기 전지 셀 적층체의 폭 방향 가장자리에 대응하는 상기 열전도성 수지층 부분에 부분에 함몰 라인이 형성될 수 있다.After the step of pressing the thermally conductive resin layer of the battery cell laminate, a depression line may be formed in a portion of the thermally conductive resin layer corresponding to an edge in the width direction of the battery cell laminate.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계 이후에 상기 전지 셀 적층체가 상기 열전도성 수지층을 가압하는 단계까지 10분 이하의 대기 시간을 갖도록 할 수 있다.After the step of applying the thermally conductive resin, the battery cell laminate may have a waiting time of 10 minutes or less until the pressing of the thermally conductive resin layer.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 지그재그 형태의 도포 패턴의 말단부가 상기 제1 측면부 또는 상기 제2 측면부 대비하여, 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부 사이의 중심부에 가까이 위치하도록 형성할 수 있다.In the step of applying the thermally conductive resin, the distal end of the zigzag-shaped application pattern may be formed to be located closer to the center between the first side part and the second side part compared to the first side part or the second side part. have.
실시예들에 따르면, 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 방향을 따라 지그재그 형태로 방열 물질 패턴을 형성함으로써, 원하는 부위를 전체 도포하기 위한 가장 최적화된 패턴을 구현할 수 있다.According to embodiments, by forming a pattern of a heat dissipation material in a zigzag shape along a direction in which a plurality of battery cells are stacked, the most optimized pattern for completely applying a desired portion may be realized.
또한, 가장 최적화된 방열 물질 패턴을 구현함으로써, 도포량을 최소화/최적화할 수 있다.In addition, by implementing the most optimized heat dissipation material pattern, it is possible to minimize/optimize the application amount.
또한, 원하는 부위 전체에 방열 물질 패턴을 도포함으로써, 전지 모듈의 냉각 성능을 개선할 수 있다.In addition, the cooling performance of the battery module can be improved by applying the heat dissipation material pattern to the entire desired region.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈의 구성 요소들이 결합한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 전지 셀 적층체에 포함된 하나의 전지 셀을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 전지 모듈에서 U자형 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 변형예에 따른 전지 모듈에서 U자형 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 6은 전지 셀 적층체 삽입 전의 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다.
도 7은 전지 셀 적층체 삽입 후의 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다.
도 8은 비교예에 따른 전지 셀 적층체 삽입 전의 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다.
도 9는 비교예에 따른 전지 셀 적층체 삽입 후의 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법을 나타내는 도면들이다.1 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which the components of the battery module of FIG. 1 are combined.
3 is a perspective view illustrating one battery cell included in the battery cell stack of FIG. 1 .
4 is a perspective view illustrating a U-shaped frame in the battery module of FIG. 1 .
5 is a perspective view illustrating a U-shaped frame in the battery module according to the modified example of FIG. 4 .
6 is a photograph showing a thermal conductive resin application pattern according to an embodiment of the present invention before the battery cell stack is inserted.
7 is a photograph showing a thermal conductive resin application pattern according to an embodiment of the present invention after the battery cell stack is inserted.
8 is a photograph showing a pattern of applying a thermal conductive resin before inserting a battery cell stack according to a comparative example.
9 is a photograph showing a thermal conductive resin application pattern after inserting a battery cell laminate according to a comparative example.
10 to 12 are views showing a method of manufacturing a battery module according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description have been omitted, and the same reference numerals are attached to the same or similar components throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In the drawings, the thicknesses are enlarged in order to clearly express various layers and regions. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, this includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily mean to be located "on" or "on" in the direction opposite to the gravitational force. no.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to "planar view", it means when the target part is viewed from above, and "in cross-section" means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈의 구성 요소들이 결합한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1의 전지 셀 적층체에 포함된 하나의 전지 셀을 나타내는 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention. 2 is a perspective view showing a state in which the components of the battery module of FIG. 1 are combined. 3 is a perspective view illustrating one battery cell included in the battery cell stack of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(110)을 포함하는 전지 셀 적층체(120), 상부면, 전면 및 후면이 개방된 U자형 프레임(300), 전지 셀 적층체(120)의 상부를 덮는 상부 플레이트(400), 전지 셀 적층체(120)의 전면과 후면에 각각 위치하는 엔드 플레이트(150) 및 전지 셀 적층체(120)와 엔드 플레이트(150) 사이에 위치하는 버스바 프레임(130)을 포함한다. 또, 전지 모듈(100)은 U자형 프레임(300)과 전지 셀 적층체(120) 사이에 위치하는 열전도성 수지층(310)을 포함한다. 열전도성 수지층(310)은 일종의 방열층으로서, 방열 기능을 갖는 물질을 도포하여 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
U자형 프레임(300)의 개방된 양측을 각각 제1 측과 제2 측이라고 할 때, U자형 프레임(300)은 상기 제1 측과 상기 제2 측에 대응하는 전지 셀 적층체(120)의 면을 제외하고 나머지 외면들 중에서, 서로 인접한 전면, 하면 및 후면을 연속적으로 감싸도록 절곡된 판상형 구조로 이루어져 있다. U자형 프레임(300)의 하면에 대응하는 상면은 개방되어 있다.When the open sides of the
상부 플레이트(400)는 U자형 프레임(300)에 의해 감싸지는 전면, 하면 및 후면을 제외한 나머지 상면을 감싸는 하나의 판상형 구조로 이루어져 있다. U자형 프레임(300)과 상부 플레이트(400)는 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등에 의해 결합됨으로써 전지 셀 적층체(120)를 감싸는 구조를 형성할 수 있다. 즉, U자형 프레임(300)과 상부 플레이트(400)는 서로 대응하는 모서리 부위에 용접 등의 결합 방법으로 형성된 결합부(CP)가 형성될 수 있다.The
전지 셀 적층체(120)는 일방향으로 적층된 복수의 전지 셀(110)을 포함하고, 복수의 전지 셀(110)은 도 1에 도시한 바와 같이 Y축 방향으로 적층될 수 있다. 다시 말해, 복수의 전지 셀(110)이 적층되는 방향은 U자형 프레임(300)의 2개의 측면부가 서로 마주보는 방향과 동일할 수 있다.The
전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3을 참고하면 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 전지 셀(110)은, 전지 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 양 측면(114c)을 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 총 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)를 갖고, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b) 사이가 전지 셀(110)의 길이 방향으로 정의하고, 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)를 연결하는 일측부(114c)와 연결부(115) 사이를 전지 셀(110)의 폭 방향으로 정의할 수 있다.The
연결부(115)는 전지 셀(110)의 일 테두리를 따라 길게 뻗어 있는 영역이며, 연결부(115)의 단부에 전지 셀(110)의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 돌출부(110p)는 연결부(115)의 양 단부 중 적어도 하나에 형성될 수 있고, 연결부(115)가 뻗는 방향에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(110p)는 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)의 실링부(114sa, 114sb) 중 하나와 연결부(115) 사이에 위치할 수 있다.The
전지 케이스(114)는 일반적으로 수지층/금속 박막층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있다. 예를 들어, 전지 케이스 표면이 O(oriented)-나일론 층으로 이루어져 있는 경우에는, 중대형 전지 모듈을 형성하기 위하여 다수의 전지 셀들을 적층할 때, 외부 충격에 의해 쉽게 미끄러지는 경향이 있다. 따라서, 이를 방지하고 전지 셀들의 안정적인 적층 구조를 유지하기 위해, 전지 케이스의 표면에 양면 테이프 등의 점착식 접착제 또는 접착시 화학 반응에 의해 결합되는 화학 접착제 등의 접착 부재를 부착하여 전지 셀 적층체(120)를 형성할 수 있다. 본 실시예에서 전지 셀 적층체(120)는 Y축 방향으로 적층되고, Z축 방향으로 U자형 프레임(300) 내부에 수용되어 후술하는 열전도성 수지층에 의해 냉각이 진행될 수 있다. 이에 대한 비교예로서 전지 셀이 카트리지 형태의 부품으로 형성되어 전지 셀 간의 고정이 전지 모듈 프레임으로 조립으로 이루어지는 경우가 있다. 이러한 비교예에서는 카트리지 형태의 부품의 존재로 인해 냉각 작용이 거의 없거나 전지 셀의 면 방향으로 진행될 수 있고, 전지 모듈의 높이 방향으로는 냉각이 잘 되지 않는다.The
도 4는 도 1의 전지 모듈에서 U자형 프레임을 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a U-shaped frame in the battery module of FIG. 1 .
도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 U자형 프레임(300)은 바닥부(300a) 및 서로 마주보는 2개의 측면부(300b)를 포함한다. 도 1에서 설명한 전지 셀 적층체(120)가 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 장착되기 전에, U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 열전도성 수지를 도포하고, 열전도성 수지를 경화하여 열전도성 수지층(310)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the
열전도성 수지층(310)을 형성하기 이전에, 즉 상기 도포한 열전도성 수지가 경화되기 전에 전지 셀 적층체(120)가 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 수직한 방향을 따라 이동하면서 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 장착될 수 있다. 이후 열전도성 수지가 경화되어 형성된 열전도성 수지층(310)은 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)와 전지 셀 적층체(120) 사이에 위치한다. 열전도성 수지층(310)은 전지 셀(110)에서 발생하는 열을, 전지 모듈(100) 바닥으로 전달하고 전지 셀 적층체(120)를 고정하는 역할을 할 수 있다.Before forming the thermally
본 실시예에 따른 전지 모듈은 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 형성된 패드부(320)를 더 포함할 수 있다. 패드부(320)는 열전도성 수지의 도포 위치를 가이드하거나 열전도성 수지가 바닥부(300a) 외부로 넘치는 것을 방지할 수 있고, 적어도 하나 형성될 수 있다. 도 4에서는 X축 방향을 기준으로 바닥부(300a)의 양 단부에 각각 하나씩 패드부(320)가 형성된 것으로 도시하였으나, 열전도성 수지의 도포량 등을 고려하여 패드부(320)의 크기, 위치 및 개수 등을 변형 설계할 수 있다. 패드부(320)는 절연 필름으로 형성될 수 있다. 이때, 열전도성 수지가 바닥부(300a) 상부에 전지 셀(110)이 닿아 압축될 수 있도록 패드부(320)가 폴리 우레탄 폼(PU foam) 또는 고무 등의 재료로 형성될 수 있다.The battery module according to the present embodiment may further include a
본 실시예에 따르면, 열전도성 수지층(310)은 복수의 전지 셀(110)이 적층되는 방향을 따라 길게 뻗는 복수의 도포 라인(315)을 포함한다. 복수의 도포 라인(315)은 2개의 측면부(300b)를 양측으로 하는 지그재그 모양을 갖는다. 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 도포 라인(315)은 Y축 방향을 따라 지그재그로 왕복할 수 있다. 복수의 도포 라인(315)은 제1 도포 라인(315a)과 제2 도포 라인(315b)을 포함하고, 제1 도포 라인(315a)과 제2 도포 라인(315b) 사이에 절연 필름(330)이 형성될 수 있다. 복수의 도포 라인(315) 각각은 Y축 방향을 따라 실질적으로 그 길이가 동일할 수 있다. 제1 도포 라인(315a)과 제2 도포 라인(315b) 사이에 열전도성 수지가 도포되지 않는 부분이 형성될 수 있고, 이 부분에서 전지 셀(110)과 U자형 프레임(300) 사이에 절연이 취약해질 수 있다. 따라서, 절연 필름(330)은 열전도성 수지가 도포되지 않는 부분의 절연성 확보를 위해 적용될 수 있다.According to the present embodiment, the thermally
본 실시예에서 열전도성 수지층(310) 폭 방향(Y축 방향)의 양 가장자리 부위는 2개의 측면부(300b) 각각에 인접하고, 열전도성 수지층(310)의 양 가장자리 부위에 각각 함몰 라인(340)이 형성될 수 있다. 함몰 라인(340)은 전지 셀 적층체(120)가 열전도성 수지층(310)을 가압할 때, 전지 셀 적층체(120)의 Y축 방향으로의 가장자리와 일치하고, X축 방향으로 뻗을 수 있다. 함몰 라인(340)과 측면부(300b) 사이의 거리는 약 5 밀리미터 이하이다. 바람직하게는 함몰 라인(340)과 측면부(300b) 사이의 거리는 약 3 밀리미터 이하이며, 더 바람직하게는 약 1.5 밀리미터 이하이다. 이때, 열전도성 수지층(310)은 2개의 측면부(300b)에 각각 밀착되어 위치할 수 있다.In this embodiment, both edge portions in the width direction (Y-axis direction) of the thermally
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 본 실시예에 따른 U자형 프레임(300)의 측면부(300b)와 상부 플레이트(400)의 폭은 서로 동일할 수 있다. 다시 말해, 상부 플레이트(400)의 X축 방향에 따른 모서리 부분과 U자형 프레임(300)의 측면부(300b)의 X축 방향에 따른 모서리 부분이 직접 만나서 용접 등의 방법에 의해 결합될 수 있다.1 and 2 again, the width of the
도 5는 도 4의 변형예에 따른 전지 모듈에서 U자형 프레임을 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view illustrating a U-shaped frame in the battery module according to the modified example of FIG. 4 .
도 5의 실시예는 앞에서 설명한 도 4의 실시예와 대부분 동일하고, 이하에서는 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.The embodiment of FIG. 5 is mostly the same as the embodiment of FIG. 4 described above, and only the parts with differences will be described below.
도 5를 참고하면, 열전도성 수지층(310)은 Y축 방향을 따라 길게 뻗는 복수의 도포 라인(315)을 포함한다. 복수의 도포 라인(315)은 Y축 방향을 따라 지그재그로 왕복할 수 있다. 복수의 도포 라인(315)은 제1 도포 라인(315a)과 제2 도포 라인(315b)을 포함하고, 제1 도포 라인(315a)과 제2 도포 라인(315b) 사이에 절연 필름(330)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the thermally
본 실시예에 따른 지그재그 모양을 갖는 복수의 도포 라인(315)의 말단부(315T)는 2개의 측면부(300b) 중 하나로부터 이격되어 형성될 수 있다. 도포 라인(315)의 말단부(315T)는 열전도성 수지층(300)을 형성하기 위해, U자형 프레임(300)의 서로 마주보는 제1 측면부(300b1)와 제2 측면부(300b2) 사이에서, 지그재그 형태로 열전도성 수지를 왕복 도포하다가 도포가 종료되는 지점을 가리킨다. 복수의 도포 라인의 말단부(315T)는 측면부(300b) 대비하여 2개의 측면부 사이의 중심부에 가까이 위치할 수 있다.The
이상에서 설명한 차이 외에 도 4에서 설명한 내용은 도 5의 실시예에 모두 적용할 수 있다.In addition to the differences described above, all of the contents described with reference to FIG. 4 may be applied to the embodiment of FIG. 5 .
본 명세서에서 설명하는 U자형 프레임은 프레임 부재에 대응하는 구성일 수 있다. 예를 들어, U자형 프레임은 제1 프레임 부재에 대응하고, 상부 플레이트는 제2 프레임 부재에 대응할 수 있다.The U-shaped frame described herein may have a configuration corresponding to the frame member. For example, the U-shaped frame may correspond to the first frame member, and the upper plate may correspond to the second frame member.
이하에서는 앞에서 설명한 본 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법의 일례에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an example of the manufacturing method of the battery module according to the present embodiment described above will be described.
도 6은 전지 셀 적층체 삽입 전의 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다. 도 7은 전지 셀 적층체 삽입 후의 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다. 도 8은 비교예에 따른 전지 셀 적층체 삽입 전의 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다. 도 9는 비교예에 따른 전지 셀 적층체 삽입 후의 열전도성 수지 도포 패턴을 나타내는 사진이다.6 is a photograph showing a thermal conductive resin application pattern according to an embodiment of the present invention before the battery cell stack is inserted. 7 is a photograph showing a thermal conductive resin application pattern according to an embodiment of the present invention after the battery cell stack is inserted. 8 is a photograph showing a thermal conductive resin application pattern before insertion of a battery cell laminate according to a comparative example. 9 is a photograph showing a thermal conductive resin application pattern after inserting a battery cell stack according to a comparative example.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법을 나타내는 도면들이다.10 to 12 are views illustrating a method of manufacturing a battery module according to another embodiment of the present invention.
우선 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은, 상부가 개방된 제1 프레임 부재에 대응하는 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 열전도성 수지(310p)를 도포하는 단계를 포함한다. 열전도성 수지(310p)는 이후 경화되어 도 4에서 설명한 열전도성 수지층(310)을 형성할 수 있다. 열전도성 수지(310p)를 도포하는 단계는, U자형 프레임(300)의 서로 마주보는 제1 측면부(300b1)와 제2 측면부(300b2) 사이에서, 지그재그 형태의 도포 패턴을 형성하도록 제1 측면부(300b1)에서 제2 측면부(300b2)로의 방향을 따라 왕복으로 열전도성 수지(310p)를 도포하는 단계를 포함한다. 다시 말해, 도 6에 도시한 바와 같이, 열전도성 수지(310p)의 도포 방향은 Y축 방향을 따라 지그재그 형태를 가질 수 있다.First, referring to FIG. 6 , in the battery module manufacturing method according to the present embodiment, a thermal
본 실시예에 따르면, 열전도성 수지(310p)를 도포하는 단계는, 제1 측면부(300b1)에서부터 제2 측면부(300b2)로 길게 뻗은 복수의 도포 라인(315)을 형성하고, 제1 측면부(300b1)와 제2 측면부(300b2) 각각에 인접한 도포 라인(315) 양 가장자리에서의 도포량이, 도포 라인(315) 중앙부의 도포량보다 많도록 조절할 수 있다. 이를 위해, 지그재그 형태의 도포 패턴을 형성시, 지그재그 방향이 꺾이는 부분의 속도 또는 시간 정체 정도를 조절할 수 있다. 이때, 제1 측면부(300b1)에서부터 제2 측면부(300b2)로 길게 뻗은 복수의 도포 라인(315) 양 가장자리 각각과 측면부(300b) 사이의 거리는 약 5 밀리미터 이하일 수 있다. 바람직하게는 복수의 도포 라인(315) 양 가장자리 각각과 측면부(300b) 사이의 거리는 약 3 밀리미터 이하이며, 더 바람직하게는 약 1.5 밀리미터 이하이다. 이때, 열전도성 수지층(310)은 2개의 측면부(300b)에 각각 밀착되어 위치할 수 있다.According to the present embodiment, the step of applying the thermal
본 실시예에 따르면, 도 5에서 설명한 바와 같이, 지그재그 모양을 갖는 복수의 도포 라인(315)의 말단부(315T)가 2개의 측면부(300b) 중 하나로부터 이격되도록, 열전도성 수지의 도포가 종료되는 지점을 설정할 수 있다. 이때, 복수의 도포 라인의 말단부(315T)는 측면부(300b) 대비하여 2개의 측면부 사이의 중심부에 가까이 위치하도록 형성할 수 있다. 또한, 왕복 도포할 때의 열전도성 수지의 투여 시간(dispensing time) 대비하여 도포 라인의 말단부(315T)에서 열전도성 수지의 투여 시간을 감소시킬 수 있다.According to this embodiment, as described in FIG. 5, so that the
이처럼 도포 라인의 말단부(315T)의 형성 위치 및/또는 열전도성 수지의 투여 시간을 제어함으로써, 도포 라인의 말단부(315T)에서 열전도성 수지가 지나치게 누적되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 열전도성 수지 도포 이후에 전지셀 적층체를 삽입할 때 폭방향인 Y축 방향으로 기우뚱하게 삽입되어 전지 모듈에 포함된 단자 버스바의 좌우 높이가 달라지는 것을 방지할 수 있다.By controlling the formation position of the
열전도성 수지(310p)를 도포하는 단계 이전에 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 도 4에서 설명한 패드부(320)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 4 및 도 10을 참고하면, 패드부(320) 사이에 열전도성 수지를 도포하면 패드부(320)가 열전도성 수지의 도포 위치를 가이드할 뿐만 아니라, 열전도성 수지가 흘러 넘치는 것을 방지할 수 있고 열전도성 수지의 도포량을 쉽게 조절할 수 있다.The method may further include the step of forming the
그 다음, 도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은 상부가 개방된 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 전지 셀 적층체(120)를 장착하는 단계를 포함한다. 이때, 전지 셀 적층체(120)에 포함된 복수의 전지 셀(110)의 적층 방향과 수직한 방향(Z축 방향)으로 전지 셀 적층체(120)가 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 삽입되는 것이 바람직하다.Then, referring to FIG. 10 , the method for manufacturing a battery module according to this embodiment includes mounting the
도 6 및 도 10을 참고하면, 전지 셀 적층체(120)를 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 장착하는 단계는 열전도성 수지(310p)가 도포되어 형성된 열전도성 수지층(310)을 전지 셀 적층체(120)가 가압하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 열전도성 수지층(310)의 Y축 방향으로의 폭을 제1 폭이라고 하면, 전지 셀 적층체(120)가 열전도성 수지층(310)을 가압하는 단계 이후에 열전도성 수지층(310)의 Y축 방향으로의 폭은 상기 제1 폭 대비하여 증가한다. 이것은 전지 셀 적층체(120)를 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 삽입, 가압함으로써 열전도성 수지(310p)가 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)로 퍼지는 현상이 발생하기 때문이다.6 and 10 , the step of mounting the
도 4, 도 6 및 도 10을 참고하면, 전지 셀 적층체(120)가 열전도성 수지층(310)을 가압하고 나면, 열전도성 수지층(310)을 가압하기 이전의 열전도성 수지층(310) 가장자리 부위에 함몰 라인(340)이 형성될 수 있다. 함몰 라인(340)은 열전도성 수지층(310)을 전지 셀 적층체(120)가 위에서 가압하는 힘에 의해 생성될 수 있다. 함몰 라인(340) 기준으로 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)로 확산된 열전도성 수지(310p)의 높이는, 전지 셀 적층체(120)에 의해 눌리는 열전도성 수지(310p)의 높이 대비하여 높을 수 있다.4, 6 and 10 , after the
본 실시예에 따르면, 열전도성 수지(310p)를 도포하는 단계 이후에 전지 셀 적층체(120)가 열전도성 수지층(310)을 가압하는 단계까지 10분 이하의 대기 시간을 갖도록 할 수 있다. 상기 범위를 가질 때 전지 셀 적층체(120) 가압에 의해 열전도성 수지(310p)가 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)까지 퍼져서, 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)와 열전도성 수지층(310)까지의 거리가 약 1.5 밀리미터 이하가 될 수 있다. 만약, 상기 범위를 만족시키지 못한다면, 열전도성 수지(310p)가 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)까지 최대로 퍼진다고 하여도, 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)와 열전도성 수지층(310)까지의 최소 거리가 약 2.5 밀리미터 수준이 되어 원하는 사양을 만족시킬 수 없다.According to this embodiment, after the step of applying the thermally
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법에 의해 열전도성 수지(310p)를 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 방향을 따라 지그재그 형태로 도포함에 따라 전지 셀 적층체(120) 가압 이후에 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)까지 열전도성 수지(310p)가 도포된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 원하는 부위 전체에 방열 물질을 도포함으로써, 전지 모듈의 냉각 성능을 개선할 수 있다. 또한, 가장 최적화된 방열 물질 패턴을 구현함으로써, 도포량을 최소화/최적화할 수 있다.Referring to FIG. 7 , as the thermal
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법과 다르게, 도 8 및 도 9의 비교예에서는 열전도성 수지(310p)를 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 방향에 수직한 방향을 따라 지그재그 형태로 도포할 수 있다. 다시 말해, 도 8에 도시한 바와 같이, 열전도성 수지(310p)의 도포 방향은 X축 방향을 따라 지그재그 형태를 가질 수 있다. 이에 따르면, 도 9에 도시한 바와 같이 전지 셀 적층체(120) 가압 이후에 제1, 2 측면부(300b1, 300b2)까지 열전도성 수지(310p)가 확산되지 못하여 미도포 영역이 형성된 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 제1, 2 측면부와 열전도성 수지층까지의 최소 거리가 약 5 밀리미터를 초과하기 때문에 원하는 사양을 만족시킬 수 없다. 뿐만 아니라, X축 방향을 따라 열전도성 수지를 도포하기 위한 노즐을 이동 시, U자형 프레임의 측면부와의 간섭이 일어나는 시간이 본 실시예 대비하여 크게 늘어나기 때문에 원하는 사양의 도포 패턴을 형성하기 어려우며, 실제로 사양을 만족시키기 위해서 도포량이 크게 증가할 수 있다. 또한, 도포 라인 사이에 빈 공간이 생성될 수 있는데, X축 방향을 따라 길게 빈 공간이 형성되면 실제로 특정 전지 셀에 빈 공간이 대응되어 셀 불량이 발생할 수 있다. 여기서, 셀 불량이란, 특정 전지 셀의 냉각 효과가 감소하여 수명이 짧아지는 경우를 포함할 수 있다.Unlike the battery module manufacturing method according to the embodiment of the present invention described above, in the comparative example of FIGS. 8 and 9 , the thermal
본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은, 전지 셀 적층체(120)를 U자형 프레임(300)의 바닥부(300a)에 장착하기 전에, 전지 셀 적층체(120)에 포함된 전지 셀(110)의 전극 리드가 돌출된 방향과 반대 방향으로 버스바 프레임(130)을 이동하면서 전지 셀 적층체(120)와 버스바 프레임(130)을 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. In the battery module manufacturing method according to this embodiment, before mounting the
도 11을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은, 개방된 U자형 프레임(300) 상부에서 전지 셀 적층체(120)를 덮도록 상부 플레이트(400)를 장착하는 단계를 포함한다.Referring to FIG. 11 , the method of manufacturing a battery module according to the present embodiment includes mounting the
도 12를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은, 상부 플레이트(400)와 U자형 프레임의 측면부(300b)를 결합하는 단계 및 U자형 프레임의 개방된 양측에 각각 엔드 플레이트(150)를 결합하는 단계를 포함한다. 상부 플레이트(400)와 U자형 프레임의 측면부(300b)를 결합하기 위해 용접 방법, 접착제를 사용한 본딩 방법, 볼팅 결합 방법, 리벳팅 및 테이프 결합 방법 등을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 12 , the method for manufacturing a battery module according to this embodiment includes the steps of coupling the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지 팩을 형성할 수 있다.Meanwhile, one or more battery modules according to an embodiment of the present invention may be packaged in a pack case to form a battery pack.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.The above-described battery module and battery pack including the same may be applied to various devices. Such a device may be applied to transportation means such as an electric bicycle, an electric vehicle, and a hybrid vehicle, but the present invention is not limited thereto and is applicable to various devices that can use a battery module and a battery pack including the same. It belongs to the scope of the invention.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of
100: 전지 모듈
300: U자형 프레임
310: 열전도성 수지층
320: 패드부
340: 함몰 라인
315: 도포 라인
315T: 도포 라인 말단부100: battery module
300: U-shaped frame
310: thermally conductive resin layer
320: pad part
340: depression line
315: application line
315T: end of application line
Claims (18)
상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 제1 프레임 부재,
상기 제1 프레임 부재의 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 제2 프레임 부재, 및
상기 제1 프레임 부재와 상기 전지 셀 적층체 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함하고,
상기 열전도성 수지층은 상기 복수의 전지 셀이 적층되는 방향을 따라 길게 뻗는 복수의 도포 라인을 포함하는 전지 모듈.A battery cell laminate in which a plurality of battery cells are stacked;
a first frame member accommodating the battery cell stack and having an open top;
a second frame member covering the battery cell stack on an upper portion of the first frame member, and
a thermally conductive resin layer positioned between the first frame member and the battery cell stack;
The thermally conductive resin layer is a battery module including a plurality of application lines extending long in a direction in which the plurality of battery cells are stacked.
상기 제1 프레임 부재는 상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 U자형 프레임이고,
상기 제2 프레임 부재는 상기 U자형 프레임의 개방된 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 상부 플레이트이며,
상기 U자형 프레임은 바닥부 및 상기 바닥부에 의해 연결되면서, 서로 마주보는 2개의 측면부를 포함하고,
상기 열전도성 수지층은 상기 바닥부와 상기 전지 셀 적층체 사이에 형성되고, 상기 복수의 도포 라인은, 상기 2개의 측면부를 양측으로 하는 지그재그 모양을 갖는 전지 모듈.In claim 1,
The first frame member is a U-shaped frame that accommodates the battery cell stack and has an open top,
The second frame member is an upper plate covering the battery cell stack in the open upper portion of the U-shaped frame,
The U-shaped frame includes a bottom part and two side parts facing each other while being connected by the bottom part,
The thermally conductive resin layer is formed between the bottom part and the battery cell stack, and the plurality of application lines have a zigzag shape with the two side parts on both sides.
상기 지그재그 모양을 갖는 상기 복수의 도포 라인의 말단부는 상기 2개의 측면부 중 하나로부터 이격되어 형성되는 전지 모듈.In paragraph 2,
The distal end portions of the plurality of application lines having the zigzag shape are formed to be spaced apart from one of the two side portions.
상기 복수의 도포 라인의 말단부는 상기 측면부 대비하여 상기 2개의 측면부 사이의 중심부에 가까이 위치하는 전지 모듈.In claim 3,
The distal end of the plurality of application lines is located closer to the central portion between the two side portions compared to the side portion of the battery module.
상기 복수의 도포 라인 각각은 그 길이가 동일한 전지 모듈.In paragraph 2,
Each of the plurality of application lines has the same length as the battery module.
상기 복수의 전지 셀이 적층되는 방향은 상기 2개의 측면부가 서로 마주보는 방향과 동일한 전지 모듈.In clause 5,
A direction in which the plurality of battery cells are stacked is the same as a direction in which the two side surfaces face each other.
상기 열전도성 수지층 폭 방향의 양 가장자리 부위는 상기 2개의 측면부 각각에 인접하고, 상기 열전도성 수지층의 양 가장자리 부위에 각각 함몰 라인이 형성되어 있는 전지 모듈.In paragraph 2,
Both edge portions in the width direction of the thermally conductive resin layer are adjacent to each of the two side portions, and a recessed line is formed on both edge portions of the thermally conductive resin layer, respectively.
상기 열전도성 수지층은 상기 2개의 측면부에 각각 밀착되어 위치하는 전지 모듈.In paragraph 2,
The thermally conductive resin layer is positioned in close contact with each of the two side parts.
상기 U자형 프레임의 바닥부 양 단부에 위치하는 패드부를 더 포함하는 전지 모듈.In paragraph 2,
The battery module further comprising a pad located at both ends of the bottom portion of the U-shaped frame.
상기 제1 프레임 부재의 바닥부에 전지 셀 적층체를 장착하는 단계,
상기 개방된 제1 프레임 부재의 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮도록 제2 프레임 부재를 장착하는 단계, 및
상기 제1 프레임 부재의 개방된 전후면에 각각 엔드 플레이트를 결합하는 단계를 포함하고,
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 제1 프레임 부재의 서로 마주보는 제1 측면부와 제2 측면부 사이에서, 지그재그 형태의 도포 패턴을 형성하도록 상기 제1 측면부에서 상기 제2 측면부로의 방향을 따라 왕복으로 상기 열전도성 수지를 도포하는 단계를 포함하는 전지 모듈의 제조 방법.applying a thermally conductive resin to the bottom of the first frame member with an open top;
Mounting the battery cell stack on the bottom of the first frame member,
Mounting a second frame member to cover the battery cell stack on an upper portion of the opened first frame member, and
Including the step of coupling each end plate to the open front and rear surfaces of the first frame member,
In the step of applying the thermal conductive resin, the direction from the first side part to the second side part to form a zigzag application pattern between the first side part and the second side part facing each other of the first frame member A method of manufacturing a battery module comprising the step of reciprocally applying the thermal conductive resin according to the.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 제1 측면부에서부터 상기 제2 측면부로 길게 뻗은 복수의 도포 라인을 형성하고, 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부 각각에 인접한 상기 도포 라인 양 가장자리에서의 도포량이 상기 도포 라인 중앙부의 도포량보다 많도록 하는 전지 모듈의 제조 방법.In claim 10,
In the step of applying the thermally conductive resin, a plurality of application lines extending from the first side part to the second side part are formed, and the application amount at both edges of the application line adjacent to each of the first side part and the second side part A method of manufacturing a battery module such that it is greater than the application amount of the central portion of the application line.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 도포 라인 양 가장자리 각각과 상기 측면부 사이의 거리가 5 밀리미터 이하가 되도록 하는 전지 모듈의 제조 방법.In claim 11,
In the step of applying the thermally conductive resin, the distance between each of both edges of the application line and the side portion is 5 millimeters or less.
상기 전지 셀 적층체를 상기 제1 프레임 부재의 바닥부에 장착하는 단계는 상기 열전도성 수지가 도포되어 형성된 열전도성 수지층을 상기 전지 셀 적층체가 가압하는 단계를 포함하는 전지 모듈의 제조 방법.In claim 11,
The step of mounting the battery cell stack to the bottom of the first frame member includes pressing the heat conductive resin layer formed by applying the heat conductive resin to the battery cell stack.
상기 전지 셀 적층체가 상기 열전도성 수지층을 가압하는 단계 이후에 상기 열전도성 수지층의 폭이 증가하는 전지 모듈의 제조 방법.In claim 13,
A method of manufacturing a battery module in which the width of the thermally conductive resin layer increases after the battery cell stack pressurizes the thermally conductive resin layer.
상기 전지 셀 적층체가 상기 열전도성 수지층을 가압하는 단계 이후에, 상기 전지 셀 적층체의 폭 방향 가장자리에 대응하는 상기 열전도성 수지층 부분에 부분에 함몰 라인이 형성되는 전지 모듈의 제조 방법.15. In claim 14,
After the step of pressing the thermally conductive resin layer of the battery cell laminate, a method for manufacturing a battery module in which a recessed line is formed in a portion of the thermally conductive resin layer corresponding to the width direction edge of the battery cell laminate.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계 이후에 상기 전지 셀 적층체가 상기 열전도성 수지층을 가압하는 단계까지 10분 이하의 대기 시간을 갖도록 하는 전지 모듈의 제조 방법.In claim 11,
A method of manufacturing a battery module such that the battery cell stack has a waiting time of 10 minutes or less until the step of pressing the thermally conductive resin layer after the step of applying the thermally conductive resin.
상기 열전도성 수지를 도포하는 단계는, 상기 지그재그 형태의 도포 패턴의 말단부가 상기 제1 측면부 또는 상기 제2 측면부 대비하여, 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부 사이의 중심부에 가까이 위치하도록 형성하는 전지 모듈의 제조 방법.In claim 10,
In the step of applying the thermally conductive resin, the distal end of the zigzag-shaped application pattern is located close to the center between the first side part and the second side part, compared to the first side part or the second side part. A method of manufacturing the module.
A battery pack comprising the battery module according to claim 1 .
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