KR20210092563A - Battery module and battery pack including the same - Google Patents

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KR20210092563A
KR20210092563A KR1020200006110A KR20200006110A KR20210092563A KR 20210092563 A KR20210092563 A KR 20210092563A KR 1020200006110 A KR1020200006110 A KR 1020200006110A KR 20200006110 A KR20200006110 A KR 20200006110A KR 20210092563 A KR20210092563 A KR 20210092563A
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강예란
유계연
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

The present invention relates to a battery module for optimizing an injection amount and a battery pack including the same. The 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 frame formed on upper, lower, left and right surfaces to accommodate the battery cell stack; an end plate covering the front and rear surfaces of the battery cell stack and the frame; a bus bar frame formed between the battery cell stack and the end plate; and a thermally conductive resin layer formed between the lower side of the battery cell stack and the lower surface of the frame, wherein a position guide unit protruding between the frame and the upper surface of the battery cell stack is formed on the end plate.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}A battery module and a battery pack including the same {BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주액량을 최적화하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, and more particularly, to a battery module for optimizing an injection amount and a battery pack including the same.

이차 전지는 모바일 기기 및 전기 자동차 등의 다양한 제품군에서 에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존 제품의 사용을 대체할 수 있는 유력한 에너지 자원으로서, 에너지 사용에 따른 부산물이 발생하지 않아 친환경 에너지원으로서 각광받고 있다.Secondary batteries are receiving a lot of attention as an energy source in various product groups such as mobile devices and electric vehicles. Such a secondary battery is a powerful energy resource that can replace the use of conventional products using fossil fuels, and is in the spotlight as an eco-friendly energy source because no by-products are generated due to energy use.

최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, as the need for a large-capacity secondary battery structure, including the use of secondary batteries as an energy storage source, increases, the demand for battery packs having a multi-module structure in which a plurality of secondary batteries are assembled in series/parallel connected battery pack is increasing. .

한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지팩을 구성하는 방법이 일반적이다.On the other hand, when configuring a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module including at least one battery cell is configured, and other components are added using the at least one battery module to form a battery pack. The general way to configure

이러한 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 전지셀 적층체를 수용하는 프레임, 전지셀 적층체의 전후면 및 상면에 형성되는 버스바 프레임 어셈블리, 전지셀 적층체 및 버스바 프레임 어셈블리의 전후면에 형성되는 엔드 플레이트를 포함한다.These battery modules include a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked, a frame accommodating the battery cell stack, a bus bar frame assembly formed on the front and rear surfaces and upper surfaces of the battery cell stack, a battery cell stack, and a bus bar. and end plates formed on front and rear surfaces of the frame assembly.

도 1은 종래 전지 모듈의 모습을 나타낸 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈이 조립된 모습을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 A-A' 부분을 나타낸 도면이다.1 is an exploded perspective view showing a state of a conventional battery module. FIG. 2 is a view showing a state in which the battery module of FIG. 1 is assembled. 3 is a view showing a portion A-A' of FIG. 2 .

종래의 전지 모듈은, 복수의 전지셀(11)이 적층 형성된 전지셀 적층체(10), 전지셀 적층체(10)의 상하좌우면을 커버하도록 형성된 프레임(20), 전지셀 적층체의 전후면을 커버하도록 형성된 엔드 플레이트(30), 프레임(20) 및 엔드 플레이트(30)와 전지셀 적층체(10) 사이에 형성되어 전지셀 적층체(10)의 전후면 및 상면을 커버하는 버스바 프레임 어셈블리(40)를 포함하고, 버스바 프레임 어셈블리(40)는 상부 플레이트(42), 상부 플레이트의 양단과 연결되어 전지셀 적층체(10)의 전후면을 커버하는 버스바 프레임(41), 프레임(20)의 하면에 도포되는 열전도성 수지층(50)을 포함한다. A conventional battery module includes a battery cell stack 10 in which a plurality of battery cells 11 are stacked, a frame 20 formed to cover the top, bottom, left and right surfaces of the battery cell stack 10, front and rear of the battery cell stack The end plate 30 , the frame 20 formed to cover the surface, and the bus bar formed between the end plate 30 and the battery cell stack 10 to cover the front and rear surfaces and the upper surface of the battery cell stack 10 . It includes a frame assembly 40, and the bus bar frame assembly 40 includes an upper plate 42, a bus bar frame 41 connected to both ends of the upper plate to cover the front and rear surfaces of the battery cell stack 10; A thermally conductive resin layer 50 applied to the lower surface of the frame 20 is included.

전지 모듈을 조립할 경우, 전지셀 적층체(10)에 버스바 프레임 어셈블리(40)가 장착된 후, 버스바 프레임 어셈블리(40)가 장착된 전지셀 적층체(10)가 프레임(20) 내부로 삽입되는데, 이때 전지셀 적층체(10)가 프레임(20)의 상단부 방향으로 조립이 되면, 열전도성 수지층(50)이 위치하는 전지셀 적층체(10)의 하면과 프레임(20)의 하면 사이의 간격(G)이 증가하여 상기 공간의 용적이 커지므로, 상기 공간에 주액되는 열전도성 수지의 주액량이 증가하는 문제가 있다.When assembling the battery module, after the bus bar frame assembly 40 is mounted on the battery cell stack 10 , the battery cell stack 10 on which the bus bar frame assembly 40 is mounted is moved into the frame 20 . In this case, when the battery cell stack 10 is assembled in the direction of the upper end of the frame 20 , the lower surface of the battery cell stack 10 in which the thermal conductive resin layer 50 is located and the lower surface of the frame 20 . Since the space G increases and the volume of the space increases, there is a problem in that the injection amount of the thermal conductive resin injected into the space increases.

간격(G)이 증가하여 공간의 용적이 커지면, 주액량이 커지게 될 뿐만 아니라 주액량이 일정하지 않게 될 수 있으며, 이러할 경우 주액되는 열전도성 수지의 loss가 발생할 수 있다. 또한 주액을 통한 열전도성 수지층(50)의 두께가 일정하게 형성되지 않으면 냉각 효율이 균일하게 형성되지 않으므로, 전지 모듈의 냉각 성능을 저하시킬 수 있다.If the volume of the space increases by increasing the interval G, the injection amount may increase as well as the injection amount may not be constant, and in this case, a loss of the injected thermal conductive resin may occur. In addition, if the thickness of the thermally conductive resin layer 50 through the injection is not formed uniformly, the cooling efficiency is not formed uniformly, thereby reducing the cooling performance of the battery module.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 전지셀 적층체의 하면과 프레임 하단 사이의 간격을 줄여 열전도성 수지의 주액량을 최소화 시키는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery module and a battery pack including the same, which minimizes the amount of injection of a thermal conductive resin by reducing the gap between the lower surface of the battery cell stack and the lower end of the frame.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체; 상하좌우면으로 형성되어 상기 전지셀 적층체를 수용하는 프레임; 상기 전지셀 적층체 및 상기 프레임의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트; 상기 전지셀 적층체와 상기 엔드 플레이트 사이에 형성되는 버스바 프레임; 및 상기 전지셀 적층체의 하측 및 상기 프레임 하면 사이에 형성된 열전도성 수지층을 포함하고, 상기 엔드 플레이트에는 상기 프레임과 상기 전지셀 적층체의 상면 사이로 돌출되는 포지션 가이드부가 형성된다.A battery module and a battery pack including the same according to an embodiment of the present invention for realizing the above object include: a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a frame formed in upper, lower, left, and right surfaces to accommodate the battery cell stack; an end plate covering the front and rear surfaces of the battery cell stack and the frame; a bus bar frame formed between the battery cell stack and the end plate; and a thermally conductive resin layer formed between the lower side of the battery cell stack and the lower surface of the frame, wherein a position guide part protruding between the frame and the upper surface of the battery cell stack is formed on the end plate.

상기 버스바 프레임을 상기 전지셀 적층체의 상측에서 연결하는 상부 플레이트를 더 포함하고, 상기 포지션 가이드부는 상기 프레임의 상면과 상기 상부 플레이트 사이로 돌출될 수 있다.An upper plate connecting the bus bar frame to the upper side of the battery cell stack may be further included, and the position guide part may protrude between the upper surface of the frame and the upper plate.

상기 포지션 가이드부는, 상기 프레임과 상기 상부 플레이트 사이로 돌출되는 포지션 가이드 돌출부; 및 상기 버스바 프레임과 상기 상부 플레이트의 연결 부분과 대응되도록 형성되는 포지션 가이드 경사부를 포함할 수 있다.The position guide unit may include: a position guide protrusion protruding between the frame and the upper plate; and a position guide inclined portion formed to correspond to a connection portion between the bus bar frame and the upper plate.

상기 버스바 프레임과 상기 상부 플레이트의 연결 부분은, 상기 포지션 가이드 경사부와 대응되도록 경사지게 형성될 수 있다.A connection portion between the bus bar frame and the upper plate may be inclined to correspond to the position guide inclined portion.

상기 포지션 가이드 돌출부의 끝단 하측에는 챔퍼부가 형성될 수 있다.A chamfer may be formed below the end of the position guide protrusion.

상기 포지션 가이드 돌출부의 하면에는 엠보부가 형성될 수 있다.An embossing portion may be formed on a lower surface of the position guide protrusion.

상기 버스바 프레임 어셈블리의 전후면 하단에는 상기 전지셀 적층체의 하측 방향으로 돌출된 버스바 프레임 돌출부가 형성되고, 상기 버스바 프레임 돌출부의 하단에는 상기 열전도성 수지층의 침투를 방지하는 레진 스토퍼가 형성될 수 있다.A bus bar frame protrusion protruding downward of the battery cell stack is formed at the lower end of the front and rear surfaces of the bus bar frame assembly, and a resin stopper preventing penetration of the thermal conductive resin layer is provided at the lower end of the bus bar frame protrusion. can be formed.

상기 레진 스토퍼는 상기 버스바 프레임 돌출부와 상기 프레임 하면 사이에 위치할 수 있다.The resin stopper may be positioned between the bus bar frame protrusion and the lower surface of the frame.

상기 레진 스토퍼는 압축 패드로 형성될 수 있다.The resin stopper may be formed of a compression pad.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은, 포지션 가이드부를 통해 전지셀 적층체의 하면과 프레임 하면 사이의 간격을 줄일 수 있다. 따라서, 열전도성 수지의 주액량을 감소시키고, 주액량을 일정하게 하여 공정 손실을 줄일 수 있다. 이를 통해 열전도성 수지의 주액량을 최적화하여 냉각 효율을 높일 수 있다.The battery module and the battery pack including the same according to an embodiment of the present invention may reduce the gap between the lower surface of the battery cell stack and the lower surface of the frame through the position guide part. Therefore, it is possible to reduce the process loss by reducing the injection amount of the thermal conductive resin and making the injection amount constant. Through this, the cooling efficiency can be increased by optimizing the injection amount of the thermal conductive resin.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 종래 전지 모듈의 모습을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈이 조립된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A' 부분을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 B-B' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 전지 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6의 C 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 6의 C 부분으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 전지 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 엔드 플레이트가 장착되는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 엔드 플레이트가 장착된 모습을 나타낸 모식도이다.1 is an exploded perspective view showing a state of a conventional battery module.
FIG. 2 is a view showing a state in which the battery module of FIG. 1 is assembled.
3 is a view showing a portion AA′ of FIG. 2 .
4 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a battery module in which a position guide part according to an embodiment of the present invention is formed along a portion BB′ of FIG. 4 .
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a position guide part according to an embodiment of the present invention as part C of FIG. 6 .
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a battery module in which a position guide part is formed according to a portion C of FIG. 6 , according to another embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram illustrating a state in which an end plate formed with a position guide unit according to an embodiment of the present invention is mounted.
10 is a schematic view showing a state in which the end plate formed with the position guide unit according to an embodiment of the present invention is mounted.

이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.It should be understood that the embodiments described below are illustratively shown in order to help the understanding of the invention, and the present invention may be implemented with various modifications different from the embodiments described herein. However, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or component may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description and detailed illustration thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are not drawn to scale in order to help understanding of the invention, but dimensions of some components may be exaggerated.

본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The first and second terms used in the present application may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다", "이루어진다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the scope of rights. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprises", "consists of" or "consisting of" are intended to designate that a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification is present, one or It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or existence of further other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 포지션 가이드부가 형성된 전지 모듈에 대해 설명한다.Hereinafter, a battery module in which a position guide part is formed will be described with reference to FIGS. 4 to 7 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다. 도 6은 도 4의 B-B' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 전지 모듈을 나타낸 단면도이다. 도 7은 도 6의 C 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부를 나타낸 단면도이다.4 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention. 5 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B' of FIG. 4 , illustrating a battery module in which a position guide unit is formed according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a position guide part according to an embodiment of the present invention as part C of FIG. 6 .

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀(110)이 적층되어 있는 전지셀 적층체(100), 상하좌우면으로 형성되어 전지셀 적층체(100)를 수용하는 프레임(200), 전지셀 적층체(100) 및 프레임(200)의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(300), 전지셀 적층체(100)와 프레임(200) 사이에서, 전후면 및 상면으로 형성되어 전지셀 적층체(100)의 상면 및 전후면을 커버하는 버스바 프레임 어셈블리(400) 및 전지셀 적층체(100)의 하측 및 프레임(200) 하면 사이에 형성된 열전도성 수지층(500)을 포함하고, 엔드 플레이트(300)에는 프레임(200)과 버스바 프레임 어셈블리(400)의 상면 사이로 돌출되는 포지션 가이드부(310)가 형성되고, 포지션 가이드부(310)는 버스바 프레임 어셈블리(400) 및 전지셀 적층체(100)를 하측으로 가압할 수 있다.4 to 7 , the battery module according to an embodiment of the present invention is formed of a battery cell stack 100 in which a plurality of battery cells 110 are stacked, top, bottom, left, and right sides of the battery cell stack. Between the frame 200 accommodating the 100, the battery cell stack 100 and the end plate 300 covering the front and rear surfaces of the frame 200, the battery cell stack 100 and the frame 200, Thermal conductivity formed between the lower side of the bus bar frame assembly 400 and the lower side of the battery cell stack 100 and the lower surface of the frame 200 that is formed on the front and rear surfaces and the upper surface to cover the upper surface and the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 . The resin layer 500 is included, and the position guide part 310 protruding between the frame 200 and the upper surface of the bus bar frame assembly 400 is formed on the end plate 300 , and the position guide part 310 is the bus bar. The bar frame assembly 400 and the battery cell stack 100 may be pressed downward.

전지셀(110)은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구성될 수 있다. 이러한 전지셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수개의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 상호 적층되어 전지셀 적층체(100)를 형성할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개의 전지셀(110)은 각각 전극 조립체, 셀 케이스 및 전극 조립체로부터 돌출된 전극 리드(113)를 포함할 수 있다.The battery cell 110 is a secondary battery and may be configured as a pouch-type secondary battery. The battery cells 110 may be configured in plurality, and the plurality of battery cells 110 may be stacked to each other so as to be electrically connected to each other to form the battery cell stack 100 . 5 , each of the plurality of battery cells 110 may include an electrode assembly, a cell case, and an electrode lead 113 protruding from the electrode assembly.

프레임(200)은 상하좌우면으로 형성되어, 전지셀 적층체(100)의 상하좌우면을 커버하도록 형성될 수 있다. 프레임(200)을 통해 전지셀 적층체(100) 및 후술할 버스바 프레임 어셈블리(400)의 수용 공간이 형성되고, 외부의 물리력으로부터 프레임(200) 내부의 전장품을 보호할 수 있다.The frame 200 may be formed in upper, lower, left, and right surfaces to cover the upper, lower, left, and right surfaces of the battery cell stack 100 . An accommodation space for the battery cell stack 100 and the bus bar frame assembly 400 to be described later is formed through the frame 200 , and the electrical components inside the frame 200 can be protected from external physical forces.

엔드 플레이트(300)는 전지셀 적층체(100)의 전후면 및 전지셀 적층체(100) 기준 버스바 프레임(410)의 외곽에 형성되어 전지셀 적층체(100) 및 버스바 프레임(410)을 커버하도록 형성될 수 있다. 엔드 플레이트(300)는 외부의 충격으로부터 버스바 프레임(410) 및 이와 연결된 여러 전장품을 보호하고, 프레임의 구성 요소로서 전지 모듈 마운팅 구조를 가질 수 있다. 엔드 플레이트(300)는 프레임(200)과 용접을 통해 결합될 수 있다.The end plate 300 is formed outside the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 and the reference bus bar frame 410 of the battery cell stack 100 to form the battery cell stack 100 and the bus bar frame 410 . may be formed to cover the The end plate 300 may protect the bus bar frame 410 and various electrical components connected thereto from external impact, and may have a battery module mounting structure as a component of the frame. The end plate 300 may be coupled to the frame 200 through welding.

버스바 프레임 어셈블리(400)는 전지셀 적층체(100)와 프레임(200) 사이에서, 전후면 및 상면으로 형성되어 전지셀 적층체(100)의 상면 및 전후면을 커버한다. 이때 버스바 프레임 어셈블리(400)는 전후면을 형성하는 버스바 프레임(410) 및 상면을 형성하고, 버스바 프레임(410)을 연결하는 상부 플레이트(420)를 포함할 수 있다.The bus bar frame assembly 400 is formed between the battery cell stack 100 and the frame 200 to have front and rear surfaces and upper surfaces to cover the upper surface and the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 . In this case, the bus bar frame assembly 400 may include a bus bar frame 410 forming front and rear surfaces, and an upper plate 420 forming an upper surface and connecting the bus bar frame 410 .

버스바 프레임(410)은 전지셀 적층체(100)의 전후면에 형성될 수 있다. 버스바 프레임(410)의 외측면에는 복수의 버스바가 형성될 수 있고, 복수의 전지셀(110)에서 돌출 형성된 전극 리드들은 상기 복수의 버스바와 접촉하도록 형성될 수 있다. 이를 통해 버스바 프레임(410)은 복수의 전지셀(110)과 외부 전원을 전기적으로 연결할 수 있다.The bus bar frame 410 may be formed on the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 . A plurality of bus bars may be formed on an outer surface of the bus bar frame 410 , and electrode leads protruding from the plurality of battery cells 110 may be formed to contact the plurality of bus bars. Through this, the bus bar frame 410 may electrically connect the plurality of battery cells 110 and an external power source.

상부 플레이트(420)는 전지셀 적층체(100)의 상면에 형성되어 전지셀 적층체(100)를 커버하도록 형성될 수 있다. 상부 플레이트(420)의 전후단에는 버스바 프레임(410)이 형성되어 상부 플레이트(420)의 전후단과 결합할 수 있다. 상부 플레이트(420)와 버스바 프레임(410)은 힌지 결합할 수 있다. 보다 상세하게는, 버스바 프레임(410)은 상부 플레이트(420)의 전후단과 각각 힌지 결합할 수 있다.The upper plate 420 may be formed on the upper surface of the battery cell stack 100 to cover the battery cell stack 100 . A bus bar frame 410 is formed at the front and rear ends of the upper plate 420 to be coupled to the front and rear ends of the upper plate 420 . The upper plate 420 and the bus bar frame 410 may be hinged. More specifically, the bus bar frame 410 may be hinge-coupled to the front and rear ends of the upper plate 420 , respectively.

전지셀 적층체(100)에 버스바 프레임 어셈블리(400)를 조립할 경우, 상부 플레이트(420)를 전지셀 적층체(100)의 상면에 안착시킨 후, 양단의 버스바 프레임(410)을, 상부 플레이트(420)와의 힌지 결합을 통해 형성된 회전축을 중심으로 회전시켜, 전지셀 적층체(100)의 전후면 각각을 커버하도록 장착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 버스바 프레임(410)은 상부 플레이트(420)와 수직을 이루도록 전지셀 적층체(100)의 전후면에 장착될 수 있다.When assembling the bus bar frame assembly 400 to the battery cell stack 100 , after the upper plate 420 is seated on the upper surface of the battery cell stack 100 , the bus bar frames 410 at both ends are attached to the upper It may be mounted to cover each of the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 by rotating about the rotation axis formed through the hinge coupling with the plate 420 . According to an embodiment of the present invention, the bus bar frame 410 may be mounted on the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 so as to be perpendicular to the upper plate 420 .

열전도성 수지층(500)은 전지셀 적층체(100)의 하측 및 프레임(200) 하면 사이에 형성될 수 있다. 프레임(200) 내부에 전지셀 적층체(100), 버스바 프레임 어셈블리(400)가 삽입되고, 엔드 플레이트(300)가 프레임(200)과 결합된 후, 프레임(200)의 바닥면에 형성된 주액홀을 통해 프레임(200) 내부 하면 상으로 주액될 수 있다. 이러한 열전도성 수지층(500)은 열전도를 통해 복수의 전지셀(110)로부터 발생하는 열을 외부로 전달하여 전지 모듈의 냉각 기능을 수행할 수 있다.The thermally conductive resin layer 500 may be formed between the lower side of the battery cell stack 100 and the lower surface of the frame 200 . After the battery cell stack 100 and the bus bar frame assembly 400 are inserted into the frame 200 , and the end plate 300 is coupled to the frame 200 , the injection solution formed on the bottom surface of the frame 200 . It may be injected onto the inner lower surface of the frame 200 through the hole. The thermally conductive resin layer 500 may perform a cooling function of the battery module by transferring heat generated from the plurality of battery cells 110 to the outside through thermal conduction.

레진 스토퍼(600)는 열전도성 수지를 형성하는 레진이 전지 모듈의 측면으로 침투를 방지할 수 있다. 버스바 프레임 어셈블리(400)의 전후면 하단에는 전지셀 적층체(100)의 하측 방향으로 돌출된 버스바 프레임 돌출부(411)가 형성되고, 레진 스토퍼(600)는 버스바 프레임 돌출부(411)의 하단에 형성될 수 있다.The resin stopper 600 may prevent the resin forming the thermal conductive resin from penetrating into the side of the battery module. A bus bar frame protrusion 411 protruding downward of the battery cell stack 100 is formed at the lower end of the front and rear surfaces of the bus bar frame assembly 400 , and the resin stopper 600 is formed of the bus bar frame protrusion 411 . It may be formed at the bottom.

이러한 레진 스토퍼(600)는 버스바 프레임 돌출부(411)와 프레임(200)의 하면 사이에 위치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레진 스토퍼(600)는 압축 패드로 형성될 수 있다. 이를 통해 레진 스토퍼(600)가 신축성을 가질 수 있으며, 후술할 포지션 가이드부(310)의 가압시 레진 스토퍼(600)가 압축되어 전지셀 적층체(100)의 하면과 프레임(200) 내부 하면 사이의 간격을 감소시킬 수 있다.The resin stopper 600 may be positioned between the bus bar frame protrusion 411 and the lower surface of the frame 200 . According to an embodiment of the present invention, the resin stopper 600 may be formed of a compression pad. Through this, the resin stopper 600 may have elasticity, and when the position guide part 310, which will be described later, is pressed, the resin stopper 600 is compressed between the lower surface of the battery cell stack 100 and the inner lower surface of the frame 200 . spacing can be reduced.

포지션 가이드부(310)는 엔드 플레이트(300)의 상측부로부터 돌출 형성되고, 프레임(200)과 버스바 프레임 어셈블리(400)의 상면 사이로 돌출 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 포지션 가이드부(310)는 프레임(200)의 상면과 상부 플레이트(420) 사이로 돌출 형성될 수 있다.The position guide part 310 may protrude from the upper side of the end plate 300 and protrude between the frame 200 and the upper surface of the bus bar frame assembly 400 . More specifically, the position guide part 310 may be formed to protrude between the upper surface of the frame 200 and the upper plate 420 .

본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부(310)는, 프레임(200)과 상부 플레이트(420) 사이로 돌출되는 포지션 가이드 돌출부(311) 및 버스바 프레임(410)과 상부 플레이트(420)의 연결 부분과 대응되도록 형성되는 포지션 가이드 경사부(312)를 포함할 수 있다.The position guide part 310 according to an embodiment of the present invention includes a position guide protrusion 311 protruding between the frame 200 and the upper plate 420 and the bus bar frame 410 and the upper plate 420 are connected to each other. It may include a position guide inclined portion 312 formed to correspond to the portion.

상부 플레이트(420)와, 상부 플레이트(420)의 전후단에 형성된 버스바 프레임(410)의 연결 부분(L)은, 도 8에 도시된 바와 같이 경사진 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 버스바 프레임 어셈블리(400)의 경사진 연결 부분(L)과 대응되도록 포지션 가이드부(310)에 포지션 가이드 경사부(312)가 형성될 수 있다. 포지션 가이드 경사부(312)의 경사각은 버스바 프레임 어셈블리(400)의 연결 부분(L)과 동일한 경사각으로 형성될 수 있다.The upper plate 420 and the connecting portion L of the bus bar frame 410 formed at front and rear ends of the upper plate 420 may be formed in an inclined shape as shown in FIG. 8 . According to an embodiment of the present invention, the position guide inclined part 312 may be formed in the position guide part 310 to correspond to the inclined connection part L of the bus bar frame assembly 400 . The inclination angle of the position guide inclined part 312 may be formed at the same inclination angle as the connecting portion L of the bus bar frame assembly 400 .

이를 통해 엔드 플레이트(300)를 버스바 프레임 어셈블리(400)가 장착된 프레임(200)에 조립할 경우, 포지션 가이드 경사부(312)가 버스바 프레임 어셈블리(400)의 연결 부분(L)을 타고 삽입되므로, 포지션 가이드부(310)가 상부 플레이트(420)와 프레임(200) 상면 사이로 보다 안정적으로 삽입될 수 있다. 또한 포지션 가이드부(310)의 삽입이 완료된 후에는, 포지션 가이드 경사부(312)가 연결 부분(L)에 맞닿아 결합되므로, 포지션 가이드부(310)가 프레임(200)과 버스바 프레임 어셈블리(400) 사이에서 유동되는 현상을 최대한 방지할 수 있다.Through this, when assembling the end plate 300 to the frame 200 on which the busbar frame assembly 400 is mounted, the position guide inclined part 312 is inserted by riding the connection part L of the busbar frame assembly 400 . Therefore, the position guide part 310 can be more stably inserted between the upper plate 420 and the upper surface of the frame 200 . In addition, after the insertion of the position guide part 310 is completed, the position guide inclined part 312 comes into contact with the connection part L and is coupled, so that the position guide part 310 is connected to the frame 200 and the bus bar frame assembly ( 400) can be prevented as much as possible.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 포지션 가이드 돌출부(311)의 끝단 하측에는 챔퍼부(311a)가 형성될 수 있다. 챔퍼부(311a)는 포지션 가이드 돌출부(311)의 끝단 하측이 경사지게 절삭되어 형성될 수 있다. 경사지게 형성된 챔퍼부(311a)를 통해, 포지션 가이드 돌출부(311)가 프레임(200) 상면과 상부 플레이트(420) 사이로 물리적인 손상 없이 안정적으로 삽입될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7 , a chamfer portion 311a may be formed at a lower end of the position guide protrusion 311 . The chamfer 311a may be formed by obliquely cutting the lower end of the position guide protrusion 311 . Through the inclined chamfer portion 311a, the position guide protrusion 311 may be stably inserted between the upper surface of the frame 200 and the upper plate 420 without physical damage.

이하, 도 6 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포지션 가이드부에 대해 설명한다.Hereinafter, a position guide unit according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 8 .

도 8은 도 6의 C 부분으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 전지 모듈을 나타낸 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a battery module in which a position guide part is formed according to a portion C of FIG.

도 6 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포지션 가이드부(310)는, 포지션 가이드 돌출부(311)의 하면에 엠보부(311b)가 형성될 수 있다. 엠보부(311b)를 통해, 포지션 가이드 돌출부(311)가 프레임(200) 상면과 상부 플레이트(420) 사이로 물리적인 손상 없이 안정적으로 삽입될 수 있다. 포지션 가이드 돌출부(311)의 안정적인 삽입을 위해, 포지션 가이드 돌출부(311)의 끝단 하측에 형성된 챔퍼부(311a)와, 하면에 형성된 엠보부(311b)가 동시에 형성될 수도 있다.6 and 8 , in the position guide part 310 according to another embodiment of the present invention, an embossed part 311b may be formed on the lower surface of the position guide protrusion 311 . Through the embossed portion 311b, the position guide protrusion 311 may be stably inserted between the upper surface of the frame 200 and the upper plate 420 without physical damage. For stable insertion of the position guide protrusion 311 , the chamfered portion 311a formed below the end of the position guide protrusion 311 and the embossed portion 311b formed on the lower surface may be simultaneously formed.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 적층체와 프레임 사이의 간격 변화에 대해 설명한다.Hereinafter, a change in the spacing between the battery cell stack and the frame according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10 .

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 엔드 플레이트가 장착되는 모습을 나타낸 모식도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지션 가이드부가 형성된 엔드 플레이트가 장착된 모습을 나타낸 모식도이다.9 is a schematic diagram illustrating a state in which an end plate formed with a position guide unit according to an embodiment of the present invention is mounted. 10 is a schematic view showing a state in which the end plate formed with the position guide unit according to an embodiment of the present invention is mounted.

종래에는 버스바 프레임 어셈블리(400)가 장착된 전지셀 적층체(100)를 프레임(200) 내부로 삽입할 경우, 전지셀 적층체(100)가 프레임(200)의 상단부 방향으로 조립이 되면, 전지셀 적층체(100)와 프레임(200) 하면 간의 간격(G1)이 증가하여 상대적으로 열전도성 수지의 주액량이 증가하는 문제가 있었다.Conventionally, when the battery cell stack 100 on which the bus bar frame assembly 400 is mounted is inserted into the frame 200 , the battery cell stack 100 is assembled toward the upper end of the frame 200 , Since the gap G1 between the battery cell stack 100 and the lower surface of the frame 200 increases, there is a problem in that the amount of injection of the thermal conductive resin is relatively increased.

그러나 본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔드 플레이트(300)의 장착시, 엔드 플레이트(300)로부터 돌출 형성되어 버스바 프레임 어셈블리의 상부 플레이트(420)와 프레임(200)의 상면 사이로 삽입되는 포지션 가이드부(310)를 형성하여, 포지션 가이드부(310)가 상부 플레이트(420)와 프레임(200)의 상면 사이로 삽입되어 전지셀 적층체(100)를 하측으로 가압하도록 함으로써, 전지셀 적층체(100)와 프레임(200) 하면 사이의 간격(G2)이 보다 가까워져 열전도성 수지의 주액량을 감소시켜 열전도성 수지층(500)의 두께를 상대적으로 감소시킬 수 있다. 이를 통해 열전도성 수지의 주액량 및 loss량을 감소시킬 수 있으며, 열전도성 수지 사용량을 감소시켜 열전도성 수지의 마련에 따른 원가를 절감할 수 있다.However, according to an embodiment of the present invention, when the end plate 300 is mounted, the position guide is formed to protrude from the end plate 300 and inserted between the upper plate 420 of the bus bar frame assembly and the upper surface of the frame 200 . By forming the part 310, the position guide part 310 is inserted between the upper surface of the upper plate 420 and the frame 200 to press the battery cell stack 100 downward, so that the battery cell stack 100 ) and the lower surface of the frame 200, the gap (G2) is closer to reduce the injection amount of the thermally conductive resin can be relatively reduced the thickness of the thermally conductive resin layer (500). Through this, it is possible to reduce the amount of injection and loss of the thermal conductive resin, and by reducing the amount of thermal conductive resin used, it is possible to reduce the cost associated with the preparation of the thermal conductive resin.

앞에서 설명한 전지 모듈은 전지팩에 포함될 수 있다. 전지팩은, 본 실시예에 따른 전지 모듈을 하나 이상 모아서 전지의 온도나 전압 등을 관리해 주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS)과 냉각 장치 등을 추가하여 패킹한 구조일 수 있다.The battery module described above may be included in the battery pack. The battery pack may have a structure in which one or more battery modules according to the present embodiment are collected and a battery management system (BMS) that manages the temperature or voltage of the battery and a cooling device are added and packed.

상기 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.The battery pack 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, which also falls within the scope of the present invention .

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

100: 전지셀 적층체
110: 전지셀
200: 프레임
300: 엔드 플레이트
310: 포지션 가이드부
311: 포지션 가이드 돌출부
311a: 챔퍼부
311b: 엠보부
312: 포지션 가이드 경사부
400: 버스바 프레임 어셈블리
410: 버스바 프레임
411: 버스바 프레임 돌출부
420: 상부 플레이트
500: 열전도성 수지층
600: 레진 스토퍼100: battery cell stack
110: battery cell
200: frame
300: end plate
310: position guide unit
311: position guide projection
311a: chamfer
311b: emboss
312: position guide inclined portion
400: busbar frame assembly
410: bus bar frame
411: busbar frame protrusion
420: upper plate
500: thermally conductive resin layer
600: resin stopper

Claims (10)

복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체;
상하좌우면으로 형성되어 상기 전지셀 적층체를 수용하는 프레임;
상기 전지셀 적층체 및 상기 프레임의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트;
상기 전지셀 적층체와 상기 엔드 플레이트 사이에 형성되는 버스바 프레임; 및
상기 전지셀 적층체의 하측 및 상기 프레임 하면 사이에 형성된 열전도성 수지층을 포함하고,
상기 엔드 플레이트에는 상기 프레임과 상기 전지셀 적층체의 상면 사이로 돌출되는 포지션 가이드부가 형성되는 전지 모듈.a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked;
a frame formed in upper, lower, left, and right surfaces to accommodate the battery cell stack;
an end plate covering the front and rear surfaces of the battery cell stack and the frame;
a bus bar frame formed between the battery cell stack and the end plate; and
A thermally conductive resin layer formed between the lower side of the battery cell stack and the lower surface of the frame,
A battery module in which a position guide part protruding between the frame and an upper surface of the battery cell stack is formed on the end plate. 제1항에서,
상기 버스바 프레임을 상기 전지셀 적층체의 상측에서 연결하는 상부 플레이트를 더 포함하고,
상기 포지션 가이드부는 상기 프레임의 상면과 상기 상부 플레이트 사이로 돌출되는 전지 모듈.In claim 1,
Further comprising an upper plate connecting the bus bar frame from an upper side of the battery cell stack,
The position guide part protrudes between the upper surface of the frame and the upper plate. 제2항에서,
상기 포지션 가이드부는,
상기 프레임과 상기 상부 플레이트 사이로 돌출되는 포지션 가이드 돌출부; 및
상기 버스바 프레임과 상기 상부 플레이트의 연결 부분과 대응되도록 형성되는 포지션 가이드 경사부를 포함하는 전지 모듈.In claim 2,
The position guide unit,
a position guide protrusion protruding between the frame and the upper plate; and
A battery module including a position guide inclined portion formed to correspond to a connection portion between the bus bar frame and the upper plate. 제3항에서,
상기 버스바 프레임과 상기 상부 플레이트의 연결 부분은, 상기 포지션 가이드 경사부와 대응되도록 경사지게 형성되는 전지 모듈.In claim 3,
The connecting portion of the bus bar frame and the upper plate is formed to be inclined to correspond to the position guide inclined portion. 제3항에서,
상기 포지션 가이드 돌출부의 끝단 하측에는 챔퍼부가 형성되는 전지 모듈.In claim 3,
A battery module in which a chamfer is formed below the end of the position guide protrusion. 제3항에서,
상기 포지션 가이드 돌출부의 하면에는 엠보부가 형성되는 전지 모듈.In claim 3,
A battery module having an embossed portion formed on the lower surface of the position guide protrusion. 제1항에서,
상기 버스바 프레임의 하단에는 상기 전지셀 적층체의 하측 방향으로 돌출된 버스바 프레임 돌출부가 형성되고, 상기 버스바 프레임 돌출부의 하단에는 상기 열전도성 수지층의 침투를 방지하는 레진 스토퍼가 형성된 전지 모듈.In claim 1,
A bus bar frame protrusion protruding downward of the battery cell stack is formed at the lower end of the bus bar frame, and a resin stopper preventing penetration of the thermal conductive resin layer is formed at the lower end of the bus bar frame protrusion. . 제7항에서,
상기 레진 스토퍼는 상기 버스바 프레임 돌출부와 상기 프레임 하면 사이에 위치하는 전지 모듈.In claim 7,
The resin stopper is positioned between the bus bar frame protrusion and the lower surface of the frame. 제7항에서,
상기 레진 스토퍼는 압축 패드로 형성되는 전지 모듈.In claim 7,
The resin stopper is a battery module formed of a compression pad. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지팩.A battery pack comprising the battery module according to claim 1 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023058956A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-13 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack comprising same

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