WO2014204152A1 - 전지 모듈 - Google Patents

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WO2014204152A1
WO2014204152A1 PCT/KR2014/005254 KR2014005254W WO2014204152A1 WO 2014204152 A1 WO2014204152 A1 WO 2014204152A1 KR 2014005254 W KR2014005254 W KR 2014005254W WO 2014204152 A1 WO2014204152 A1 WO 2014204152A1
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case
lower cap
coupled
battery module
cap
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PCT/KR2014/005254
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French (fr)
Inventor
김태일
김관용
이존하
이재명
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에스케이이노베이션 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module capable of effectively removing heat generated in a battery cell during charging or discharging by allowing the case itself in which the battery cell is accommodated to perform a heat dissipation function.
  • secondary batteries unlike primary batteries, can be charged and discharged and applied to various fields such as digital cameras, mobile phones, laptops, and hybrid cars, and active research is being conducted.
  • secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-hydrogen batteries, and lithium secondary batteries.
  • nickel-cadmium batteries nickel-metal hydride batteries
  • nickel-hydrogen batteries nickel-hydrogen batteries
  • lithium secondary batteries lithium secondary batteries.
  • many researches on lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage have been conducted and commercialized and widely used.
  • lithium secondary batteries may be manufactured in various forms, and typical shapes include cylindrical and prismatic types, which are mainly used in lithium ion batteries. Made in a pouched type, the shape is relatively free.
  • the pouch-type lithium secondary battery has a weak mechanical strength, so that a pouch-type cell (battery cell) is accommodated inside the case and formed as a battery module.
  • the battery module is formed in a form in which the upper cap and the lower cap are coupled to and sealed on both sides of the open case so that the positive and negative terminals are exposed to the outside of the case after the battery cell is accommodated in the open case. do.
  • the battery module is coupled by seaming to reduce manufacturing costs when the upper cap and the lower cap are coupled to the case, and the edges of the caps are bent to the case due to the characteristics of the case and the upper cap and the lower cap coupled to the shiming. Since it is to be coupled in the inserted state, the horizontal surface of the upper cap and the lower cap is formed to enter the inside of the case. In other words, the edge portion of the lower cap and the lower cap coupled by seaming are formed to protrude downward from the horizontal surface of the lower cap.
  • a plurality of such battery modules may be stacked to form a battery pack, wherein the battery modules are formed to be in close contact with each other through a separate heat sink, and are connected to the side or the bottom of the battery module through a cooling device connected to the heat sink. It is configured to release heat.
  • the battery module coupled to the case and the caps by seaming has a bottom surface inside the case, so it is difficult to contact the lower side of the battery module (the lower cap plane) to radiate heat due to the cooling device configured at the lower side.
  • a separate heat sink must be in close contact with the battery module to radiate heat.
  • an object of the present invention is the edge portion of the lower cap and the lower cap coupled by seaming is formed to protrude to the lower side of the lower cap than the horizontal portion of the lower cap
  • the battery module to provide a battery module capable of directly discharging heat through the protrusion of the lower side of the battery module by forming a protrusion so that a portion of the horizontal portion of the lower cap protrudes downward.
  • Battery module of the present invention for achieving the above object, the battery cell; A case in which the battery cell is received and formed at both sides of the battery cell; An upper cap coupled to an open upper side of the case and having a through hole for exposing an electrode terminal connected to an electrode tab of the battery cell to the outside; And a lower cap coupled to the opened lower side of the case by seaming. It includes, the lower cap is coupled to the horizontal portion is inserted into the inside of the case, a portion of the horizontal portion is formed with a protrusion protruding downward, the bottom of the protrusion is the bottom of the coupling portion seaming the case and the lower cap And the height is the same or more protruded to the lower side than the bottom of the coupling portion.
  • the protrusion is spaced at a predetermined distance from the vertical portion of the lower cap is formed in the entire center.
  • the protrusion and the horizontal portion is connected to the inclined portion, the inclined portion is formed to be inclined in the outward direction of the protrusion.
  • a thermally conductive material is filled or a thermally conductive pad is interposed in an inner space of the lower cap in which the protrusion is formed.
  • the lower surface of the protrusion is coated with a thermally conductive grease or a thermally conductive pad is coupled.
  • the battery module of the present invention is a battery module in which the edge portion of the lower cap and the lower cap are coupled to each other by seaming so that the edge of the lower cap protrudes downward from the horizontal portion of the lower cap, and is radiated by heat conduction to the lower side of the battery module.
  • FIG. 1 and 2 are an exploded perspective view and an assembled perspective view showing a battery cell and a cell frame according to the present invention.
  • 3 and 4 are an exploded perspective view and an assembled perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a perspective view of the lower cap upside down according to the present invention.
  • 6 to 8 is a partial cross-sectional view and a partial cross-sectional view showing a coupling structure of the case and the lower cap according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 to 4 are perspective views showing the assembly structure of the battery cell, the cell frame and the battery module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a perspective view of the lower cap inverted state according to the invention
  • Figure 6 Partial cross-sectional view showing a coupling structure of the case and the lower cap according to an embodiment of the present invention.
  • a battery module 1000 includes a battery cell 100; A case 300 in which the battery cell 100 is accommodated therein and is open at both sides; An upper cap 400 coupled to an open upper side of the case 200 and having a through hole 410 exposed to the outside of the electrode terminal 220 connected to the electrode tab 120 of the battery cell 100. ; And a lower cap 500 coupled to the opened lower side of the case 300 by seaming.
  • the lower cap 500 is coupled so that the horizontal portion 510 is inserted into the case 300, the protrusion 540 is formed in which a portion of the horizontal portion 510 protrudes downward,
  • the lower surface of the protrusion 540 is formed at the same height as the lower end of the coupling part 530 in which the case 300 and the lower cap 500 are seaming, or protrude further downward than the lower end of the coupling part 530. do.
  • the battery cell 100 includes a pair of electrode tabs 120 formed above the electrode body 110.
  • the battery cell 100 is provided with a pair, and the pair of battery cells 100 may be coupled to both sides of the cell frame 200 in which the hollow part 210 is formed to accommodate the electrode body 110 therein.
  • the electrode tab 120 may be connected to the electrode terminal 220 formed on the upper side of the cell frame 200, and the electrode tabs 120 may be bent to face each other, coupled to each other by laser welding, and the electrode terminal 220. ) Can be connected.
  • the electrode tabs 120 may be coupled to the electrode terminals 220 so that the pair of battery cells 100 are connected in series or in parallel.
  • a plurality of battery cells 100 may be stacked so that the electrode tabs 120 may be connected in series or in parallel.
  • the case 300 is formed such that the inside is hollow and both sides are open, and the battery cell 100 is inserted and accommodated therein.
  • the pair of battery cells 100 may be accommodated in the case 300 in a state in which the pair of battery cells 100 is coupled to the cell frame 200.
  • the upper cap 400 is coupled to an open upper side of the case 300 to seal the edge portion, and the upper cap 400 has a through hole 410 penetrating up and down on both sides thereof to form an electrode of the battery cell 100.
  • the upper cap 400 is coupled to the case 300 such that the electrode terminal 220 connected to the tab 120 is exposed to the outside through the through hole 410.
  • the upper cap 400 is bent to the upper edge portion, the upper cap 400 is inserted into the open upper end of the case 300 is bent vertical portion is coupled by seaming (seaming).
  • the lower cap 500 is coupled to the open lower side of the case 300 as shown in Figs. 5 to 7 is coupled so that the edge portion is sealed by seaming. At this time, the lower cap 500 is bent to the lower edge portion, the lower cap 500 is inserted into the open lower end of the case 300 is bent vertical portion is coupled by seaming.
  • the lower cap 500 has a vertical portion 520 bent downward at the edge of the horizontal portion 510, the case 300 in a state in which the lower cap 500 is inserted into the lower end of the case 300 A portion of the vertical portion 520 of the lower end and the lower cap 500 is folded outwardly and coupled by seaming so that the coupling portion 530 may be formed at the edge.
  • Coupling portion 530 to be seaming coupled here can be firmly coupled by being in close contact with both sides using the pressing jig 600 in a folded state.
  • the lower cap 500 is coupled to the horizontal portion 510 is inserted into the case 300, the lower side of the case 300 and the lower cap 500 is coupled to the coupling portion 530 on the edge Is formed.
  • the lower cap 500 is a portion of the horizontal portion 510 is protruded to the lower side as shown in Figure 8, the protrusion 540 is formed, the lower portion of the protrusion 540 is the same height as the lower end of the coupling portion 530.
  • the lower surface of the protrusion 540 is formed to protrude further downward than the lower end of the coupling portion 530. That is, the lower cap 500 has a height H2 up to the bottom surface of the protrusion 540 than the height H1 up to the bottom of the coupling portion 530 based on the horizontal portion 510.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention in the battery module in which the edge portion of the lower cap protrudes to the lower side than the horizontal portion of the lower cap coupled to the bottom portion of the case and the lower cap by seaming, By forming a protrusion so that a part of the horizontal part protrudes downward, the heat dissipation is possible to the lower side of the battery module by heat conduction so that a separate heat sink that is in close contact with the case is not required, thereby reducing manufacturing costs and improving heat dissipation performance.
  • the case 300, the upper cap 400, and the lower cap 500 may be formed of an aluminum material having a thickness of 0.1 mm to 0.2 mm, and extend from the lower surface of the horizontal portion 510 to the lower end of the coupling portion 530. It is preferable for seaming coupling to form a height of 2.5 mm to 3.5 mm.
  • the coupling portion of the case 300 and the upper cap 400 and the coupling portion 530 of the case 300 and the lower cap 500 may be more firmly coupled by additional laser welding after seaming coupling.
  • the protruding portion 540 is spaced a predetermined distance from the vertical portion 520 of the lower cap 500 is formed in the entire central portion.
  • the vertical portion 520 and the protrusion 540 are formed to be spaced apart by a predetermined distance, and the horizontal portion 510 and the vertical portion 520 are formed on the outer side in the longitudinal direction and the width direction of the lower cap 500. And the protrusion 540 is formed in the entire inner central portion.
  • the pressing jig 600 for seaming may be disposed in a space formed below the horizontal portion 510, so that the case and the bottom cap may be easily coupled to the seam.
  • the protrusion 540 is formed in the entire center portion of the lower cap 500 except for the space where the pressing jig 600 is disposed, there is an advantage of improving heat dissipation performance due to heat conduction.
  • the length of the horizontal portion 510 which is a distance from which the vertical portion 520 and the protrusion 540 are spaced apart, may be short or long as shown in the figure, and may be changed according to the size of the pressing jig 600. .
  • the protrusion 540 and the horizontal portion 510 are connected to the inclined portion 550, the inclined portion 550 is formed to be inclined in the outward direction of the protrusion 540.
  • the protruding portion 540 may be formed in a convex shape below the horizontal portion 510 by pressing or drawing the lower cap 500, so that the horizontal portion 510 and the protruding portion 540 are vertically connected. Compared with the inclined shape, the protrusion 540 may be easily formed.
  • a thermally conductive material may be filled or a thermally conductive pad 700 may be interposed in the inner space of the lower cap 500 on which the protrusion 540 is formed.
  • the thermal conductive material is filled in the space between the lower surface of the battery cell 100 and the cell frame 200 and the upper surface of the protrusion 540 of the lower cap 500 accommodated inside the case 300 to cure or the thermal conductive pad.
  • the heat generated during charging and discharging of the battery cell 100 may be more effectively discharged to the outside through the lower cap 500 through the 700.
  • a thermal grease may be applied or a thermal conductive pad may be coupled to the lower surface of the protrusion 540.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention is formed to dissipate by heat conduction through the lower cap 500, the heat conduction when dissipating heat by making the lower surface of the lower cap 500 adhere to a separate cooling device.
  • thermally conductive grease or thermally conductive pads may be applied to the lower surface of the protrusion 540.
  • thermally conductive pad (thermally conductive material)

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Abstract

본 발명은 시밍에 의해 케이스 하단부와 하부캡의 테두리부가 결합되어 하부캡의 수평부보다 하부캡의 테두리부가 하측으로 돌출 형성되는 전지 모듈에 있어서, 하부캡의 수평부의 일부가 하측으로 돌출되도록 돌출부를 형성하여 별도의 방열판 없이 전지 모듈 하측의 돌출부를 통해 직접 열을 방출할 수 있도록 함으로서, 충전 또는 방전 시 전지 셀에서 발생하는 열을 효과적으로 제거할 수 있는 전지 모듈에 관한 것이다.

Description

전지 모듈
본 발명은 전지 셀이 수용되는 케이스 자체가 방열 기능을 수행할 수 있도록 함으로써, 충전 또는 방전 시 전지 셀에서 발생하는 열을 효과적으로 제거할 수 있는 전지 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다. 그리고 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
또한, 리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있으며, 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다.
여기에서 파우치형 리튬 이차전지는 파우치의 기계적 강도가 약하므로 케이스의 내부에 파우치형 셀(전지 셀)이 수용되어 전지 모듈로 형성된다. 이때, 전지 모듈은 양측이 개방된 케이스의 내부에 전지 셀이 수용된 후, 양극단자와 음극단자가 케이스의 외부로 노출되도록 케이스의 개방된 양측에 상부캡과 하부캡이 결합되어 밀봉되는 형태로 형성된다.
그런데 전지 모듈은 케이스에 상부캡과 하부캡의 결합 시 제조비용을 절감하기 위해 시밍(seaming)에 의해 결합되는데, 시밍으로 결합되는 케이스와 상부캡 및 하부캡의 특성상 캡들의 테두리가 절곡되어 케이스에 삽입된 상태에서 결합되어야 하므로 상부캡 및 하부캡의 수평면이 케이스의 내부로 들어간 상태로 형성된다. 즉, 시밍에 의해 결합된 케이스의 하측과 하부캡의 테두리 부분이 하부캡의 수평면 보다 아래쪽으로 돌출된 상태로 형성된다.
또한, 이러한 전지 모듈은 다수개가 적층되어 전지 팩으로 형성될 수 있으며, 이때 전지 모듈들 사이에 별도의 방열판을 개재하여 밀착되도록 형성하고, 방열판에 연결되는 냉각 장치를 통해 전지 모듈의 측면 또는 하측으로 열을 방출할 수 있도록 구성된다.
즉, 시밍에 의해 케이스와 캡들이 결합된 전지 모듈은 바닥면이 케이스 내부로 들어가 있는 상태이므로 하측에 구성되는 냉각 장치에 전지 모듈의 하측(하부캡의 평면)을 접촉시켜 방열되도록 하는 것이 어려우므로, 별도의 방열판을 전지 모듈에 밀착시켜 방열해야하는 단점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
1) US 2009/0206096 A1 (2009.08.20.)
2) US 2012-0301769 A1 (2012.11.29.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시밍에 의해 케이스 하단부와 하부캡의 테두리부가 결합되어 하부캡의 수평부보다 하부캡의 테두리부가 하측으로 돌출 형성되는 전지 모듈에 있어서, 하부캡의 수평부의 일부가 하측으로 돌출되도록 돌출부를 형성하여 별도의 방열판 없이 전지 모듈 하측의 돌출부를 통해 직접 열을 방출할 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지 모듈은, 전지 셀; 상기 전지 셀이 내부에 수용되며 양측이 개방되게 형성되는 케이스; 상기 케이스의 개방된 상측에 결합되며, 상기 전지 셀의 전극탭에 연결된 전극 단자가 외부로 노출되는 관통공이 형성되는 상부캡; 및 상기 케이스의 개방된 하측에 시밍(seaming)에 의해 결합되는 하부캡; 을 포함하며, 상기 하부캡은 수평부가 케이스의 내측으로 삽입되도록 결합되며, 상기 수평부의 일부가 하측으로 돌출된 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부의 하면은 상기 케이스와 하부캡이 시밍 결합된 결합부의 하단과 높이가 같거나, 결합부의 하단보다 하측으로 더 돌출되도록 형성된다.
또한, 상기 돌출부는 하부캡의 수직부에서 일정거리 이격되어 중앙부 전체에 형성된다.
또한, 상기 돌출부와 수평부는 경사부로 연결되며, 상기 경사부는 돌출부의 바깥쪽 방향으로 경사지게 형성된다.
또한, 상기 돌출부가 형성된 하부캡의 내측 공간에는 열전도성 재료가 충전되거나 열전도성 패드가 개재된다.
또한, 상기 돌출부의 하면에는 열전도성 그리스가 도포되거나 열전도성 패드가 결합된다.
본 발명의 전지 모듈은, 시밍에 의해 케이스 하단부와 하부캡의 테두리부가 결합되어 하부캡의 수평부보다 하부캡의 테두리부가 하측으로 돌출 형성되는 전지 모듈에 있어서, 전지 모듈의 하측으로 열전도에 의해 방열할 수 있도록 하여 별도의 방열판이 필요 없어 제조비용을 절감할 수 있으며 방열 성능이 향상되는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 전지 셀 및 셀 프레임을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 5는 본 발명에 따른 하부캡을 뒤집은 상태의 사시도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스와 하부캡의 결합구조를 나타낸 부분단면도 및 부분단면 확대도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 전지 모듈을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀, 셀 프레임 및 전지 모듈의 조립구조를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 하부캡을 뒤집은 상태의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스와 하부캡의 결합구조를 나타낸 부분단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(1000)은, 전지 셀(100); 상기 전지 셀(100)이 내부에 수용되며 양측이 개방되게 형성되는 케이스(300); 상기 케이스(200)의 개방된 상측에 결합되며, 상기 전지 셀(100)의 전극탭(120)에 연결된 전극 단자(220)가 외부로 노출되는 관통공(410)이 형성되는 상부캡(400); 및 상기 케이스(300)의 개방된 하측에 시밍(seaming)에 의해 결합되는 하부캡(500); 을 포함하며, 상기 하부캡(500)은 수평부(510)가 케이스(300)의 내측으로 삽입되도록 결합되며, 상기 수평부(510)의 일부가 하측으로 돌출된 돌출부(540)가 형성되되, 상기 돌출부(540)의 하면은 상기 케이스(300)와 하부캡(500)이 시밍 결합된 결합부(530)의 하단과 높이가 같거나, 결합부(530)의 하단보다 하측으로 더 돌출되도록 형성된다.
우선, 도 1 및 도 2와 같이 전지 셀(100)은 전극체(110)의 상측에 한 쌍의 전극탭(120)이 형성된다. 그리고 전지 셀(100)은 한 쌍이 구비되어, 내부에 전극체(110)가 삽입되어 수용되도록 중공부(210)가 형성된 셀 프레임(200)의 양측에 한 쌍의 전지 셀(100)이 결합될 수 있다. 이때, 전극탭(120)은 셀 프레임(200)의 상측에 형성된 전극 단자(220)에 연결될 수 있으며, 전극탭(120)들은 서로 마주보는 측으로 절곡되어 레이저 용접 등에 의해 서로 결합되고 전극단자(220)에 연결될 수 있다. 그리고 한 쌍의 전지 셀(100)은 직렬 또는 병렬로 연결되도록 전극탭(120)들이 전극 단자(220)에 결합될 수 있다. 또한, 전지 셀(100)이 다수개가 적층되어 전극탭(120)들이 직렬 또는 병렬로 연결되도록 구성될 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 케이스(300)는 내부가 중공되고 양측이 개방되게 형성되어, 내부에 전지 셀(100)이 삽입되어 수용된다. 이때, 상기한 바와 같이 한 쌍의 전지 셀(100)이 셀 프레임(200)에 결합된 상태에서 케이스(300) 내부에 수용될 수 있다.
상부캡(400)은 케이스(300)의 개방된 상측에 결합되어 테두리 부분이 밀봉되며, 상부캡(400)은 양측에 상하를 관통하는 관통공(410)이 형성되어 전지 셀(100)의 전극탭(120)에 연결된 전극 단자(220)가 관통공(410)을 통과하여 외부로 노출되도록 상부캡(400)이 케이스(300)에 결합된다. 이때, 상부캡(400)은 테두리 부분이 상측으로 절곡 형성되어, 케이스(300)의 개방된 상측 단부에 상부캡(400)이 삽입된 후 절곡된 수직부가 시밍(seaming)에 의해 결합된다.
하부캡(500)은 도 5 내지 도 7과 같이 케이스(300)의 개방된 하측에 결합되어 테두리 부분이 시밍에 의해 밀봉되도록 결합된다. 이때, 하부캡(500)은 테두리 부분이 하측으로 절곡 형성되어, 케이스(300)의 개방된 하측 단부에 하부캡(500)이 삽입된 후 절곡된 수직부가 시밍에 의해 결합된다.
그리고 하부캡(500)은 수평부(510)의 가장자리에 하측으로 절곡된 수직부(520)가 형성되며, 하부캡(500)이 케이스(300)의 하측 단부에 삽입된 상태에서 케이스(300)의 하단 및 하부캡(500)의 수직부(520) 일부가 바깥쪽으로 접혀 말려진 상태로 시밍에 의해 결합되어 테두리에 결합부(530)가 형성될 수 있다. 여기에서 시밍 결합되는 결합부(530)는 접혀 말려진 상태로 가압 지그(600)를 이용하여 양측에서 밀착시킴으로써 견고하게 결합될 수 있다.
이와 같이 하부캡(500)은 수평부(510)가 케이스(300)의 내측으로 삽입된 상태로 결합되고, 케이스(300)의 하측과 하부캡(500)이 결합되어 테두리에 결합부(530)가 형성된다. 이때, 하부캡(500)은 도 8과 같이 수평부(510)의 일부가 하측으로 돌출되어 돌출부(540)가형성되며, 돌출부(540)는 하면이 결합부(530)의 하단과 높이가 같도록 형성되거나 돌출부(540)의 하면이 결합부(530) 하단보다 하측으로 더 돌출되도록 형성된다. 즉, 하부캡(500)은 수평부(510)를 기준으로 결합부(530) 하단까지의 높이(H1)보다 돌출부(540) 하면까지의 높이(H2)가 더 높게 형성된다.
그리하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 시밍에 의해 케이스 하단부와 하부캡의 테두리부가 결합되어 하부캡의 수평부보다 하부캡의 테두리부가 하측으로 돌출 형성되는 전지 모듈에 있어서, 하부캡의 수평부의 일부가 하측으로 돌출되도록 돌출부를 형성하여 전지 모듈의 하측으로 열전도에 의해 방열할 수 있도록 함으로써 케이스에 밀착되는 별도의 방열판이 필요 없어 제조비용을 절감할 수 있으며 방열 성능이 향상되는 장점이 있다.
그리고 케이스(300), 상부캡(400) 및 하부캡(500)은 두께 0.1mm 내지 0.2mm의 알루미늄 재질로 형성될 수 있으며, 수평부(510)의 하면에서 결합부(530)의 하단까지의 높이는 2.5mm 내지 3.5mm로 형성하는 것이 시밍 결합을 위해 바람직하다. 또한, 케이스(300)와 상부캡(400)의 결합부 및 케이스(300)와 하부캡(500)의 결합부(530)는 시밍 결합 후 추가적인 레이저 용접에 의해 보다 견고하게 결합될 수도 있다.
또한, 상기 돌출부(540)는 하부캡(500)의 수직부(520)에서 일정거리 이격되어 중앙부 전체에 형성된다.
즉, 도 6과 같이 수직부(520)와 돌출부(540)가 일정거리 이격되도록 형성되어, 하부캡(500)의 길이 방향 및 폭 방향 외측에 수평부(510) 및 수직부(520)가 형성되고 내측 중앙부 전체에 돌출부(540)가 형성된다. 그리하여 수평부(510)의 하측에 형성되는 공간에 시밍을 위한 가압 지그(600)가 배치될 수 있어 케이스와 하부캡의 시밍 결합이 용이한 장점이 있다. 또한, 가압 지그(600)가 배치되는 공간을 제외한 하부캡(500)의 나머지인 중앙부 전체에 돌출부(540)가 형성되므로 열전도에 의한 방열 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 수직부(520)와 돌출부(540)가 이격되는 거리인 수평부(510)의 길이는 도시된 바와 같이 짧거나 길게 형성될 수 있으며, 이는 가압 지그(600)의 크기에 따라 변경될 수 있다.
또한, 상기 돌출부(540)와 수평부(510)는 경사부(550)로 연결되며, 상기 경사부(550)는 돌출부(540)의 바깥쪽 방향으로 경사지게 형성된다.
즉, 상기 돌출부(540)는 하부캡(500)을 프레싱 또는 드로잉 가공하여 수평부(510)하측으로 볼록한 형태로 형성될 수 있으므로, 수평부(510)와 돌출부(540)가 수직으로 연결되는 형태에 비해 경사진 형태로 형성됨으로써 돌출부(540)의 형성이 용이한 장점이 있다.
또한, 상기 돌출부(540)가 형성된 하부캡(500)의 내측 공간에는 열전도성 재료가 충전되거나 열전도성 패드(700)가 개재될 수 있다.
즉, 케이스(300) 내부에 수용된 전지 셀(100) 및 셀 프레임(200)의 하면과 하부캡(500) 돌출부(540)의 상면 사이의 공간에 열전도성 재료를 충전하여 경화시키거나 열전도성 패드(700)를 개재하여 전지 셀(100)의 충방전 시 발생되는 열을 보다 효과적으로 하부캡(500)을 통해 외부로 방출할 수 있다.
또한, 상기 돌출부(540)의 하면에는 열전도성 그리스가 도포되거나 열전도성 패드가 결합될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 하부캡(500)을 통해 열전도에 의해 방열할 수 있도록 형성되므로, 별도의 냉각 장치에 하부캡(500)의 하면이 밀착되도록 하여 방열시킬 때 열전도도의 향상을 위해 돌출부(540)의 하면에 열전도성 그리스를 도포하거나 열전도성 패드를 결합할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
[부호의 설명]
1000 : 전지 모듈
100 : 전지 셀
110 : 전극체
120 : 전극탭
200 : 셀 프레임
210 : 중공부
220 : 전극 단자
300 : 케이스
400 : 상부캡
410 : 관통공
500 : 하부캡
510 : 수평부
520 : 수직부
530 : 결합부
540 : 돌출부
550 : 경사부
600 : 가압 지그
700 : 열전도성 패드(열전도성 재료)

Claims (5)

  1. 전지 셀;
    상기 전지 셀이 내부에 수용되며 양측이 개방되게 형성되는 케이스;
    상기 케이스의 개방된 상측에 결합되며, 상기 전지 셀의 전극탭에 연결된 전극 단자가 외부로 노출되는 관통공이 형성되는 상부캡; 및
    상기 케이스의 개방된 하측에 시밍(seaming)에 의해 결합되는 하부캡; 을 포함하며,
    상기 하부캡은 수평부가 케이스의 내측으로 삽입되도록 결합되며, 상기 수평부의 일부가 하측으로 돌출된 돌출부가 형성되되,
    상기 돌출부의 하면은 상기 케이스와 하부캡이 시밍 결합된 결합부의 하단과 높이가 같거나, 결합부의 하단보다 하측으로 더 돌출되도록 형성되는 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 하부캡의 수직부에서 일정거리 이격되어 중앙부 전체에 형성되는 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부와 수평부는 경사부로 연결되며, 상기 경사부는 돌출부의 바깥쪽 방향으로 경사지게 형성되는 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부가 형성된 하부캡의 내측 공간에는 열전도성 재료가 충전되거나 열전도성 패드가 개재되는 전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 하면에는 열전도성 그리스가 도포되거나 열전도성 패드가 결합되는 전지 모듈.
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