KR20220033855A

KR20220033855A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩

Info

Publication number: KR20220033855A
Application number: KR1020200116230A
Authority: KR
Inventors: 김혜진; 최영호
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-03-17

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 프레임 부재, 상기 프레임 부재의 바닥부와 상기 전지 셀 적층체 사이에 위치하는 열전도성 수지층, 및 상기 프레임 부재의 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고, 상기 프레임 부재는 서로 마주보는 2개의 측면부와 상기 2개의 측면부를 연결하는 상기 바닥부를 포함하며, 상기 프레임 부재의 바닥부에는 상기 전지 셀 적층체를 향하는 방향으로 프레스 성형된 돌출 패턴이 형성되고, 상기 돌출 패턴은 상기 열전도성 수지층의 가장자리 외측에 형성된다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 공간 활용률을 향상시키고, 열전도성 수지의 사용량을 최소화하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.

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.

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.

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.

도 1은 종래의 모노 프레임을 갖는 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.

도 1을 참고하면, 전지 모듈은 복수의 전지 셀(11)이 적층되어 형성된 전지 셀 적층체(12), 전지 셀 적층체(12)를 덮도록 전면과 후면이 개방된 모노 프레임(20) 및 모노 프레임(20)의 전면과 후면을 덮는 엔드 플레이트(60)를 포함할 수 있다. 이러한 전지 모듈을 형성하기 위해, 도 1에 도시한 화살표와 같이 x축 방향을 따라 모노 프레임(20)의 개방된 전면 또는 후면으로 전지 셀 적층체(12)가 삽입되도록 수평 조립이 필요하다. 다만, 이러한 수평 조립이 안정적으로 될 수 있도록 전지 셀 적층체(12)와 모노 프레임(20) 사이에 충분한 여유 공간(clearance)을 확보해야 한다. 여기서, 여유 공간(clearance)이란 끼워 맞춤 등에 의해 발생하는 틈을 말한다.

전지 셀 적층체(12)와 모노 프레임(20) 사이에 열전도성 수지층(미도시)을 형성할 수 있다. 열전도성 수지층은 전지 셀 적층체로부터 발생한 열을 전지 모듈 바깥으로 전달하고, 전지 셀 적층체를 전지 모듈 내에 고정하는 역할을 할 수 있다. 공차가 커지게 되면 열전도성 수지층의 사용량이 필요 이상으로 많아질 수 있다.

뿐만 아니라, 모노 프레임(20)의 높이는 전지 셀 적층체(12)의 최대 높이와 삽입 과정에서의 조립 공차 등을 고려해 크게 설계되어야 하며, 그로 인해 불필요하게 낭비되는 공간이 발생할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공간 활용률을 향상시키고, 열전도성 수지의 사용량을 최소화하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하기 위한 것이다.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.

상기 바닥부는 상기 열전도성 수지층이 위치하는 제1 부분과 상기 열전도성 수지층으로 덮이지 않고 상기 바닥부가 노출되는 제2 부분을 포함하고, 상기 돌출 패턴은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 위치할 수 있다.

상기 돌출 패턴의 두께는, 상기 제1 부분의 두께와 상기 제2 부분의 두께 중 적어도 하나와 동일할 수 있다.

상기 바닥부와 상기 측면부가 연결되는 경계 부위에 적어도 하나의 블록 패턴이 형성되며, 상기 블록 패턴은 상기 프레임 부재 내측으로 프레스 성형된 구조일 수 있다.

상기 블록 패턴은, 상기 돌출 패턴을 기준으로 상기 제1 부분에 위치하는 제1 블록부와 상기 제2 부분에 위치하는 제2 블록부를 포함할 수 있다.

상기 돌출 패턴은 상기 전지 셀의 적층 방향을 따라 길게 뻗을 수 있다.

상기 열전도성 수지층은 제1 열전도성 수지층과 제2 열전도성 수지층을 포함하고, 상기 전지 모듈은 상기 제1 열전도성 수지층과 상기 제2 열전도성 수지층 사이에 위치하는 절연 필름을 더 포함할 수 있다.

상기 전지 모듈은 상기 제1 열전도성 수지층과 상기 절연 필름 사이 및 상기 제2 열전도성 수지층과 상기 절연 필름 사이에 위치하는 추가 돌출 패턴을 더 포함할 수 있다.

상기 프레임 부재에 포함되는 상기 바닥부와 상기 측면부가 일체형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 상기에서 설명한 전지 모듈을 포함한다.

실시예들에 따르면, 바닥부 및 바닥부 양 단부로부터 상향 연장된 측면부를 갖는 프레임 부재를 구현하여 종래 기술 대비하여 전지 셀 적층체와 프레임 부재 사이의 공차를 줄여 공간 활용률을 향상시킬 수 있다.

또한, 열전도성 수지의 넘침 방지 구조를 활용함으로써 전지 셀 적층체 삽입 시 열전도성 수지가 의도하지 않은 공간으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.

또한, 프레임 부재를 프레스 성형하여 넘침 방지 구조를 형성하기 때문에 추가 재료를 사용하여 별도로 넘침 방지 구조 형성 시 재질의 성능에 의해 넘침 방지 성능에 영향을 미치는 것을 줄일 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 모노 프레임을 갖는 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 전지 모듈의 구성 요소들이 결합한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 전지 셀 적층체에 포함된 하나의 전지 셀을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 프레임 부재를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 2의 전지 모듈에 포함된 프레임 부재를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 A영역을 확대하여 나타낸 부분 사시도이다.
도 8은 도 7의 절단선 X-X'를 따라 자른 단면도이다.
도 9는 도 6의 프레임 부재 상에 위치하는 열전도성 수지층을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 프레임 부재를 나타내는 사시도이다.

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.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

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.

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.

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.

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.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 전지 모듈의 구성 요소들이 결합한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 2의 전지 셀 적층체에 포함된 하나의 전지 셀을 나타내는 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(110)을 포함하는 전지 셀 적층체(120), 상부면, 전면 및 후면이 개방된 프레임 부재(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 버스 바 프레임(130)을 포함한다. 또, 전지 모듈(100)은 프레임 부재(300)와 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.

프레임 부재(300)의 개방된 양측을 각각 제1 측과 제2 측이라고 할 때, 프레임 부재(300)는 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 벤딩된 판상형 구조로 이루어져 있다. 프레임 부재(300)의 하면에 대응하는 상면은 개방되어 있다. 프레임 부재(300)는, 바닥부(300a) 및 바닥부(300a) 양 단부로부터 각각 상향 연장된 측면부(300b)를 포함한다. 이때, 바닥부(300a)와 2개의 측면부(300b)는 일체형으로 형성할 수 있다.

상부 플레이트(400)는 전지 셀 적층체(120)가 프레임 부재(300)에 의해 감싸지는 전면, 하면 및 후면을 제외한 나머지 상면을 감싸는 하나의 판상형 구조로 이루어져 있다. 프레임 부재(300)와 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, 프레임 부재(300)와 상부 플레이트(400)는 서로 대응하는 모서리 부위에 용접 등의 결합 방법으로 형성된 결합부(CP)가 형성될 수 있다.

전지 셀 적층체(120)는 일방향으로 적층된 복수의 전지 셀(110)을 포함하고, 복수의 전지 셀(110)은 도 2에 도시한 바와 같이 y축 방향으로 적층될 수 있다. 다시 말해, 복수의 전지 셀(110)이 적층되는 방향은 프레임 부재(300)의 2개의 측면부(300b)가 서로 마주보는 방향과 평행할 수 있다.

전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 4를 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) 사이를 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 높이 방향으로 정의할 수 있다.

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.

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)에 포함된 전지 셀(110)은 y축 방향으로 적층되고, z축 방향으로 전지 셀 적층체(120)가 프레임 부재(300) 내부에 수용되어 후술하는 열전도성 수지층에 의해 열전달이 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.

도 5는 본 발명의 비교예에 따른 프레임 부재를 나타내는 사시도이다.

도 5를 참고하면, 본 비교예에 따른 프레임 부재(30)는 바닥부(30a) 및 서로 마주보는 2개의 측면부(30b)를 포함한다. 도 2에서 설명한 전지 셀 적층체(120)가 프레임 부재(30)의 바닥부(30a)에 장착되기 전에, 프레임 부재(30)의 바닥부(30a)에 열전도성 수지를 도포하고, 열전도성 수지를 경화하여 열전도성 수지층(31)을 형성할 수 있다.

열전도성 수지층(31)을 형성하기 이전에, 즉 상기 도포한 열전도성 수지가 경화되기 전에 전지 셀 적층체(120)가 프레임 부재(30)의 바닥부(30a)에 수직한 방향을 따라 이동하면서 프레임 부재(30)의 바닥부(30a)에 장착될 수 있다. 이후 열전도성 수지가 경화되어 형성된 열전도성 수지층(31)은 프레임 부재(30)의 바닥부(30a)와 전지 셀 적층체(120) 사이에 위치한다. 이때, 비교예에 따른 전지 모듈은 프레임 부재(30)의 바닥부(30a)에 형성된 패드부(32)를 더 포함할 수 있다. 패드부(32) 안쪽에 열전도성 수지층(31)이 위치한다. 패드부(32)는 열전도성 수지의 도포 위치를 가이드하거나 열전도성 수지가 바닥부(30a) 외부로 넘치는 것을 방지할 수 있고, 적어도 하나 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 패드부(32)가 없다면 열전도성 수지가 과하게 넘치게 되어 불필요한 부분까지 열전도성 수지가 형성된 후 굳게 되면 의도하지 않은 불량 모드가 형성될 수도 있다. 도 5에서는 x축 방향을 기준으로 바닥부(30a)의 양 단부에 각각 하나씩 패드부(32)가 형성된 것으로 도시하였으나, 열전도성 수지의 도포량 등을 고려하여 패드부(32)의 크기, 위치 및 개수 등을 변형 설계할 수 있다. 패드부(32)는 절연 필름으로 형성될 수 있다. 이때, 열전도성 수지가 바닥부(300a) 상부에 전지 셀(110)이 닿아 압축될 수 있도록 패드부(32)가 폴리 우레탄 폼(PU foam) 또는 고무 등의 재료로 형성될 수 있다.

하지만, 이와 같이 패드부(32)를 형성하려면 추가 재료를 사용하여 별도의 구조를 형성하기 때문에 비용이 증가하고, 폴리 우레탄 폼 등으로 형성된 패드부(32)의 경우 다공성 재질이기 때문에 열전도성 수지가 침투할 수 있다. 따라서, 패드부(32)를 형성함에도 불구하고 열전도성 수지가 의도한 영역 이외의 부분까지 확장될 수 있다.

이에 대비하여 본 실시예에 따른 전지 모듈은, 열전도성 수지의 오버플로(overflow), 즉 열전도성 수지가 의도한 영역 이외의 부분까지 확장되는 현상을 방지하기 위해, 비교예에 따른 패드부와는 다른 구조를 포함한다.

이하에서 도 6 내지 도 8을 참고하여 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함된 프레임 부재에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 6은 도 2의 전지 모듈에 포함된 프레임 부재를 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 6의 A영역을 확대하여 나타낸 부분 사시도이다. 도 8은 도 7의 절단선 X-X'를 따라 자른 단면도이다. 도 9는 도 6의 프레임 부재 상에 위치하는 열전도성 수지층을 나타내는 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 프레임 부재(300)는 서로 마주보는 2개의 측면부(300b)와 2개의 측면부(300b)를 연결하는 바닥부(300a)를 포함한다. 프레임 부재(300)의 바닥부(300a)에는 전지 셀 적층체를 향하는 방향인 z축 방향으로 프레스 성형된 돌출 패턴(300p)이 형성된다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 프레임 부재(300)의 바닥부(300a)는 열전도성 수지층(310)이 위치하는 제1 부분(P1)과, 열전도성 수지층(310)으로 덮이지 않고 바닥부(300a)가 노출되는 제2 부분(P2)을 포함한다. 돌출 패턴(300p)은 열전도성 수지층(310)의 가장자리 외측에 형성될 수 있다. 구체적으로, 돌출 패턴(300p)은 바닥부(300a)의 제1 부분(P1)과 제2 부분(P2) 사이에 위치할 수 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 돌출 패턴(300p)은 프레스 성형 방법으로 형성되고, 이때 돌출 패턴(300p)의 두께는, 제1 부분(P1)의 두께와 제2 부분(P2)의 두께 중 적어도 하나와 동일할 수 있다. 프레스 성형된 돌출 패턴(300p)은 실질적으로 바닥부(300a)의 두께를 유지하면서 바닥부(300a)의 특정 부분이 솟아오르도록 형성될 수 있다. 프레임 부재(300)가 프레스 공정으로 제조되기 때문에 돌출 패턴(300p)을 프레스 성형으로 생성하게 되면, 별도의 장비나 공정 추가가 없어 비용적으로 유리할 수 있다.

도 9에 도시한 바와 같이 돌출 패턴(300p)은, 전지 셀의 적층 방향인 y축 방향을 따라 길게 뻗도록 형성될 수 있다. 돌출 패턴(300p)은 도 5에서 설명한 패드부(320) 역할을 하여 열전도성 수지의 도포 위치를 가이드하거나 열전도성 수지가 도포하고자 하는 영역 밖으로 넘치는 것을 방지할 수 있다.

도 6 내지 도 9를 참고하면, 바닥부(300a)와 측면부(300b)가 연결되는 경계 부위에 적어도 하나의 블록 패턴(300bp)이 형성될 수 있다. 블록 패턴(300bp)은 프레임 부재(300) 내측으로 프레스 성형된 구조이다. 블록 패턴(300bp)은, 돌출 패턴(300p)을 기준으로 바닥부(300a)의 제1 부분(P1)에 위치하는 제1 블록부(300bp1)와 바닥부(300a)의 제2 부분(P2)에 위치하는 제2 블록부(300bp2)를 포함할 수 있다. 단순히 돌출 패턴(300p)만으로는 열전도성 수지가 바닥부(300a)의 양 측으로 새어나갈 가능성을 배제하기 어려운데, 본 실시예에 따른 블록 패턴(300bp)은 이를 보완할 수 있다. 또한, 블록 패턴(300bp)은 제1 블록부(300bp1)와 제2 블록부(300bp2)를 포함함으로써, 최소한 제2 블록부(300bp2) 이상으로 열전도성 수지가 넘어가지 않도록 제한할 수 있다.

도 9를 참고하면, 열전도성 수지층(310)은 제1 열전도성 수지층(310a)과 제2 열전도성 수지층(310b)을 포함하고, 제1 열전도성 수지층(310a)과 제2 열전도성 수지층(310b) 사이에 절연 필름(330)이 위치할 수 있다. 절연 필름(330)은 전지 셀(110)과 프레임 부재(300) 사이의 절연 성능을 유지하도록 하는 기능을 할 수 있고, 절연 필름(330) 상에는 열전도성 수지가 적어도 일부 도포될 수도 있다.

열전도성 수지층(310)은 도 2의 전지 셀(110)에서 발생하는 열을, 전지 모듈(100) 바닥으로 전달하고 전지 셀 적층체(120)를 고정하는 역할을 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 프레임 부재를 나타내는 사시도이다.

도 9 및 도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 프레임 부재(300)는 제1 열전도성 수지층(310a)과 절연 필름(330) 사이 및 제2 열전도성 수지층(310b)과 절연 필름(330) 사이에 위치하는 추가 돌출 패턴(300pp)을 더 포함할 수 있다. 추가 돌출 패턴(300pp)은 돌출 패턴(300p)과 평행하게 길게 뻗을 수 있다. 추가 돌출 패턴(300pp)의 양 단부에 인접한 바닥부(300a)와 측면부(300b)가 연결되는 경계 부위에 추가 블록 패턴(300bp)이 형성될 수 있다. 추가 블록 패턴(300bp)은 프레임 부재(300) 내측으로 프레스 성형된 구조이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지 팩을 형성할 수 있다.

앞에서 설명한 본 실시예에 따른 전지 모듈이나 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.

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.

300: 프레임 부재
300a: 바닥부
300b: 측면부
300bp: 블록 패턴
300p: 돌출 패턴
330: 절연 필름
400: 상부 플레이트

Claims

복수의 전지 셀이 적층되어 있는 전지 셀 적층체,
상기 전지 셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 프레임 부재,
상기 프레임 부재의 바닥부와 상기 전지 셀 적층체 사이에 위치하는 열전도성 수지층, 및
상기 프레임 부재의 상부에서 상기 전지 셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고,
상기 프레임 부재는 서로 마주보는 2개의 측면부와 상기 2개의 측면부를 연결하는 상기 바닥부를 포함하며,
상기 프레임 부재의 바닥부에는 상기 전지 셀 적층체를 향하는 방향으로 프레스 성형된 돌출 패턴이 형성되고,
상기 돌출 패턴은 상기 열전도성 수지층의 가장자리 외측에 형성되는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 바닥부는 상기 열전도성 수지층이 위치하는 제1 부분과 상기 열전도성 수지층으로 덮이지 않고 상기 바닥부가 노출되는 제2 부분을 포함하고, 상기 돌출 패턴은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 위치하는 전지 모듈.
제2항에서,
상기 돌출 패턴의 두께는, 상기 제1 부분의 두께와 상기 제2 부분의 두께 중 적어도 하나와 동일한 전지 모듈.
제2항에서,
상기 바닥부와 상기 측면부가 연결되는 경계 부위에 적어도 하나의 블록 패턴이 형성되며,
상기 블록 패턴은 상기 프레임 부재 내측으로 프레스 성형된 구조인 전지 모듈.
제4항에서,
상기 블록 패턴은, 상기 돌출 패턴을 기준으로 상기 제1 부분에 위치하는 제1 블록부와 상기 제2 부분에 위치하는 제2 블록부를 포함하는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 돌출 패턴은 상기 전지 셀의 적층 방향을 따라 길게 뻗는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 열전도성 수지층은 제1 열전도성 수지층과 제2 열전도성 수지층을 포함하고, 상기 제1 열전도성 수지층과 상기 제2 열전도성 수지층 사이에 위치하는 절연 필름을 더 포함하는 전지 모듈.
제7항에서,
상기 제1 열전도성 수지층과 상기 절연 필름 사이 및 상기 제2 열전도성 수지층과 상기 절연 필름 사이에 위치하는 추가 돌출 패턴을 더 포함하는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 프레임 부재에 포함되는 상기 바닥부와 상기 측면부가 일체형으로 형성되는 전지 모듈.
제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지 팩.