WO2015186912A1 - 이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈 Download PDF

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WO2015186912A1
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plate
cooling plate
secondary battery
main frame
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김기연
성준엽
엄영섭
유성천
강달모
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery, and more particularly, to a frame for a secondary battery used when constructing a battery module including a plurality of secondary batteries and a battery module including the same.
  • водородн ⁇ е ⁇ е ⁇ ество Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.
  • Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively.
  • the lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material for sealing and storing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
  • a lithium secondary battery may be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
  • secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices.
  • medium and large devices such as automobiles and power storage devices.
  • a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • a pouch type secondary battery is widely used in such a medium-large size device because of its easy lamination.
  • the pouch type secondary battery is generally packaged in a battery case of a laminate sheet of aluminum and a polymer resin, so the mechanical rigidity is not large. Therefore, when constructing a battery module including a large number of pouch-type secondary batteries, a stacking frame is often used to protect the secondary battery from external shocks, to prevent the flow thereof, and to facilitate lamination. .
  • a stacking frame may also be referred to as another term such as a cartridge.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing the configuration of a frame for secondary batteries according to the prior art.
  • the conventional secondary battery frame may be configured in the form of a square plate in which the frame body 10 is empty at the center, and may be configured such that a frame of the secondary battery is seated on a portion of the frame body 10. have.
  • the frame is used in the form of a plurality of stacked to form a battery module, the secondary battery may be located in the inner empty space generated when the frame is stacked.
  • the cooling plates 20 may be interposed between the secondary batteries as illustrated in FIG. 1.
  • the secondary battery may be used in a high temperature environment such as summer, and heat may also be generated in the secondary battery itself.
  • the temperature of the secondary battery may be further increased. If the temperature is higher than an appropriate temperature, the performance of the secondary battery may be degraded, and in severe cases, there is a risk of explosion or fire. Therefore, when the battery module is configured, a configuration in which a temperature rise of the secondary battery is prevented through the cooling plate 20 is interposed between the secondary batteries by a cooling plate 20, also called a cooling fin.
  • the secondary battery may be cooled in various forms and manners.
  • an air cooling method for lowering the temperature of the secondary battery through heat exchange between the cooling plate 20 and air by allowing external air to flow around the cooling plate 20 is widely used.
  • the cooling plate 20 is made of a metal material such as aluminum, and other portions except the cooling fins, that is, the frame body 10 portion may be made of a material such as plastic.
  • the frame body 10 portion may be made of a material such as plastic.
  • an insert injection method may be used. According to the insert injection method, after the cooling plate 20 is first provided, the frame main body 10 is injection molded in such a state that the cooling plate 20 is placed in the insert injection molding apparatus, whereby a frame for a secondary battery can be manufactured. Can be.
  • a problem may occur that the cooling plate 20 is deformed due to shrinkage of the frame body 10. That is, a process of cooling from a high temperature to a low temperature during insert injection molding is performed, and the frame body 10, which is an injection molded object, may be contracted relatively more than the cooling plate 20. For example, in the cooling process, the portion of the frame body 10 may be contracted as indicated by arrows in FIG. 1.
  • the cooling plate 20 is usually configured in the form of a thin plate.
  • the cooling plate 20 may not withstand the amount of shrinkage of the frame body 10 and may be deformed or distorted. have.
  • the contact surface between the secondary battery and the cooling plate 20 may be reduced or the cooling passage may not be stably secured, and thus the cooling effect may be greatly reduced.
  • the shape or size of the secondary battery frame may be entirely changed. Therefore, when stacking the secondary battery frame, the battery module may not be easily stacked, and the overall shape or dimensions of the battery module may be changed after the stacking is completed, and the stacking state may be unstable. have.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the secondary battery frame and the battery including the structure is improved to prevent the distortion or deformation of the cooling plate due to shrinkage of the main frame in the manufacturing process
  • An object is to provide a module, a battery pack and an automobile.
  • the cooling plate configured in the form of a plate of thermally conductive material; And a plurality of unit frames separated from each other and arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in a horizontal direction, and configured to surround an edge of the cooling plate and include a main frame made of a material different from that of the cooling plate.
  • the cooling plate is configured in a rectangular shape as viewed from the top.
  • the main frame may be configured such that at least two unit frames are disposed at each side of the cooling plate.
  • the cooling plate is configured in a rectangular shape as viewed from the top, and the main frame is such that the number of unit frames arranged on the long side of the cooling plate is greater than the number of unit frames arranged on the short side. It is composed.
  • the main frame is configured such that the unit frame located on one side of the cooling plate extends to the other side via an edge of the cooling plate.
  • each of the main frames may have openings at opposite sides of the cooling plate.
  • each of the cooling plates may include a top plate and a bottom plate, each of which is configured in a plate form and disposed to face each other at a predetermined distance from each other.
  • the main frame may have an opening at a side thereof so that at least a part of the empty space between the upper plate and the lower plate is opened.
  • the upper plate and the lower plate, one end of which protrudes from the inside of the main frame to the outside through the opening portion is bent in the upper direction and the lower direction, respectively.
  • At least one of the upper plate and the lower plate may have beads formed to protrude toward the other plate.
  • At least one of the plurality of unit frames may include an upper frame at least partially positioned above the cooling plate and a lower frame positioned below the cooling plate, and the upper frame and the lower frame. Are connected to each other by a connecting portion passing through the cooling plate.
  • the cooling plate is made of aluminum, and the main frame is made of a polymer resin material.
  • the main frame is molded by an insert injection method in a state where the cooling plate is inserted.
  • the battery module according to the present invention for achieving the above object includes a secondary battery frame according to the present invention.
  • the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes a secondary battery frame according to the present invention.
  • the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes a secondary battery frame according to the present invention.
  • the main body is composed of a plurality of unit elements that are physically separated from the frame body, that is, the main frame is entirely composed of a material different from the cooling plate, the contraction of the main frame or The expansion prevents the cooling plate from twisting or deformation.
  • the cooling passage around the cooling plate can be secured stably, the facing area between the secondary battery and the cooling plate is kept wide and the distance is kept constant, thereby cooling the secondary battery through the cooling plate. Performance can be secured stably.
  • two cooling plates are provided in one secondary battery frame, and a cooling flow path is formed between the two cooling plates, whereby the cooling flow path is stably secured adjacent to the cooling plate.
  • the flow of fluid through the cooling passage can be maintained smoothly.
  • the overall shape of the secondary battery frame can be maintained as it is. Therefore, when stacking the frame for the secondary battery battery module configuration, the stacking of the frame can be made easily, the overall shape and size of the battery module, the assembly state and the like can be stably maintained.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing the configuration of a frame for secondary batteries according to the prior art.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a frame for secondary batteries according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a top view schematically illustrating a contraction configuration of the main frame when the secondary battery frame illustrated in FIG. 2 is cooled.
  • FIG. 4 is a view schematically showing a form in which a part is cut out in the configuration of FIG. 2.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion B of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion A1 of FIG. 2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line FF ′ of FIG. 6.
  • the secondary battery frame according to the present invention is used when a battery module is constructed by stacking and packaging a plurality of secondary batteries.
  • the secondary battery frame may hold the secondary batteries to prevent the flow thereof and guide assembly of the secondary batteries.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a frame for secondary batteries according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery frame according to the present invention includes a cooling plate 200 and a main frame 100.
  • the cooling plate 200 is configured in the form of a wide plate, and is disposed in a form in which a wide side is faced up and down.
  • the cooling plate 200 as shown in Figure 2, the shape seen from the top may be configured in a rectangular shape.
  • the cooling plate 200 is a component for transferring heat discharged from the secondary battery to the outside, and may be made of a thermally conductive material.
  • the cooling plate 200 may be made of a metal material having high thermal conductivity, and in this case, the cooling plate 200 may be configured as a thin metal plate.
  • the cooling plate 200 may be made of aluminum.
  • Aluminum material is excellent in thermal conductivity while being easy to mold and light in weight. Therefore, in the case of such an embodiment, the heat transfer through the cooling plate 200 can be made well, thereby ensuring a stable cooling performance of the battery module.
  • the present invention is not necessarily limited to the material of the cooling plate 200, and the cooling plate 200 may be made of various materials such as metal other than aluminum.
  • the main frame 100 may be formed of a material different from that of the cooling plate 200 as a frame body.
  • the main frame 100 may be made of a polymer resin material.
  • the main frame 100 may be made of a thermoplastic resin.
  • the main frame 100 when the main frame 100 is made of a polymer resin, that is, a plastic material, the main frame 100 may be easily formed and light in weight, but the mechanical strength is stably secured to prevent the secondary frame, etc. It can reliably protect the components of.
  • the main frame 100 may be configured to surround the edge of the cooling plate 200.
  • the cooling plate 200 may be configured in a polygonal shape having a plurality of sides, in this case the main frame 100 may be configured in a form surrounding the border on each side of the cooling plate 200.
  • the cooling plate 200 as shown in Figure 2, may be configured in a quadrangular form having four sides, in this case, the main frame 100 is the four of the cooling plate 200 It can be configured to surround the four sides, that is, the outer peripheral portion. And, since the central portion other than the edge of the cooling plate 200 is not wrapped by the main frame 100, it may be exposed in the upper and lower directions.
  • the main frame 100 may be configured to mount a secondary battery, particularly a pouch type secondary battery.
  • the main frame 100 may be configured to be seated on the outer circumference of the pouch type secondary battery.
  • the main frame 100 may be configured in the shape of a square ring as a whole according to the shape of the cooling plate 200, in which case the outer circumference of the pouch-type secondary battery configured in the square shape is seated on the main frame 100. Can be.
  • the main frame 100 may be mounted with two pouch type secondary batteries. That is, in the main frame 100, the cooling plate 200 may be located at the center portion in the vertical direction, and two pouch-type secondary batteries may be positioned at the top and the bottom of the cooling plate 200, respectively. have. Therefore, in this case, when a plurality of secondary battery frames are stacked in the vertical direction, two secondary batteries can be stored for each one of the secondary battery frames.
  • the main frame 100 may include a plurality of unit frames.
  • the unit frames may be configured to be physically separated from each other, and may be arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in a horizontal direction.
  • the main frame 100 may be configured to be separated from each other at six positions. In this case, between A1 and A2, between A2 and A3, between A3 and A4, between A4 and A5, between A5 and A6 and between A6 and A1, respectively, different unit frames E1, E2, E3, E4, E5 and E6 may be located.
  • Each of the unit frames may be configured to be separated from each other without being in contact with each other.
  • this configuration of the present invention even if the main frame 100 is shrunk or expanded in accordance with the temperature change, this can effectively prevent the problem that the cooling plate 200 is warped or deformed.
  • a molding method such as insert injection molding may be used. Even when a cooling process is performed in this process, deformation of the cooling plate 200 may be greatly reduced. This will be described in more detail with reference to FIG. 3.
  • FIG. 3 is a top view schematically illustrating a contraction configuration of the main frame 100 when the secondary battery frame illustrated in FIG. 2 is cooled.
  • each unit frame constituting the main frame 100 is configured to be spaced apart from each other in the horizontal direction.
  • shrinkage of the main frame 100 occurs in the shrinking direction for each unit frame, as indicated by the arrow. Therefore, the shrinkage of the main frame 100 during cooling is not concentrated to one place, but is dispersed in each unit frame, and the overall shrinkage amount of the main frame 100 may be reduced. Therefore, according to this aspect of the present invention, it is possible to more effectively prevent the cooling plate 200 from being warped or deformed due to the contraction of the main frame 100.
  • the cooling plate 200 may be configured in a polygonal shape.
  • the main frame 100 may be configured such that two or more unit frames are provided on at least one side of the cooling plate 200.
  • the main frame 100 is provided with one unit frame for each of two short sides of the rectangular cooling plate 200, the remaining two Each long side may be configured to have two unit frames.
  • the main frame 100 may be configured such that at least two unit frames are disposed at each side of the cooling plate 200.
  • the cooling plate 200 may be configured in a quadrangular shape.
  • the main frame 100 may have two or more units on each of four sides of the cooling plate 200.
  • the frame may be configured to be placed.
  • the cooling plate 200 may be configured in a rectangular shape as viewed from the top, in this case, the main frame 100 is the number of unit frames disposed on the long side of the cooling plate 200 is disposed on the short side It may be configured to be larger than the number of unit frames.
  • the main frame 100 has three unit frames on the long side of the cooling plate 200, and the cooling plate 200.
  • Two unit frames may be disposed on the short side of the N-axis. That is, in the configuration of FIG. 2, three unit frames E6, E1 and E2 are located on the long side located at the front side of the cooling plate 200, and E3, E4 and E5 are located at the long side located at the rear side of the cooling plate 200. Three unit frames are located. On the other hand, two unit frames E2 and E3 are located on the short side of the cooling plate 200, and two unit frames E5 and E6 are located on the short side of the cooling plate 200.
  • the shrinkage amount dispersion and reduction of the main frame 100 can occur more efficiently.
  • the main frame 100 located at the long side of the cooling plate 200 may be more severely contracted or deformed than the main frame 100 located at the short side.
  • the deformation of the main frame 100 can be prevented more effectively.
  • the main frame 100 may be configured such that the unit frame located on one side of the cooling plate 200 extends to the other side via an edge of the cooling plate 200.
  • both the long sides and the short sides of the rectangular cooling plate 200 are disposed, and the portions disposed on each side are the cooling plates 200. Is configured to be connected to each other at the corner portion of the).
  • one unit frame is located in both the long side portion and the short side portion of the cooling plate 200, so that each side portion of the cooling plate 200, while including both the separation portion of the unit frame
  • the cooling plate 200 may be provided with two plates arranged in the vertical direction. This will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is a view schematically illustrating a form in which a portion is cut in the configuration of FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged view of portion B of FIG. 4.
  • the cooling plate 200 may include an upper plate 210 and a lower plate 220.
  • the upper plate 210 and the lower plate 220 are each configured in a wide plate form and are laid in a form in which the wide side faces up and down.
  • the upper plate 210 and the lower plate 220 may be configured in the same form, for example, a square plate form.
  • a central portion of the upper plate 210 may be exposed in an upper direction, and a central portion of the lower plate 220 may be exposed in a lower direction.
  • one pouch type secondary battery may be positioned at an upper portion of the upper plate 210 and may be positioned at a lower portion of the lower plate 220.
  • the upper plate 210 and the lower plate 220 may be disposed to be spaced apart by a predetermined distance in the vertical direction in such a manner that the wide surfaces face each other. That is, the lower plate 220 may be disposed such that a wide surface of the lower plate 220 faces the wide surface of the upper plate 210 while being spaced apart from the lower portion of the upper plate 210 by a predetermined distance. In addition, the lower plate 220 may be configured to be parallel to the upper plate 210 in the horizontal direction.
  • an empty space is formed between the upper plate 210 and the lower plate 220, and the empty space is It can function as a flow path, which is a passage through which a fluid such as air can move.
  • a cooling fluid flows into the empty space between the upper plate 210 and the lower plate 220 to allow heat exchange with the secondary battery through the upper plate 210 and the lower plate 220. Therefore, the empty space between the upper plate 210 and the lower plate 220 may be a cooling passage.
  • the main frame 100 may have an opening at a side surface, as indicated by O in FIG. 5.
  • the opening is an empty space between the upper plate 210 and the lower plate 220, that is, At least a portion of the cooling passage may be formed to be opened.
  • the opening O may be configured to penetrate the main frame 100 in a horizontal direction, and may allow a flow path formed between the two cooling plates 200 to be exposed to the external space. Therefore, according to this embodiment of the present invention, air or the like outside the main frame 100 may flow into the cooling passage through the opening.
  • At least two openings O may be formed in the main frame 100.
  • at least one opening may function as an inlet and the remaining opening may function as an outlet.
  • one opening may be formed on the opposite side of the side where the other opening is located.
  • the other opening may be formed at the rear side of the main frame 100, which is the opposite side. have.
  • the flow direction of the fluid flowing into the cooling passage through the opening the flow direction of the fluid inside the cooling passage, and the fluid flowing out through the opening in the cooling passage Since all flow directions of the same form a straight line, the flow of the cooling fluid can be made smoothly. Therefore, the cooling efficiency of the secondary battery through the cooling fluid can be further improved.
  • the upper plate 210 and the lower plate 220 may be configured such that one end thereof protrudes from the inside of the main frame 100 to the outside through the opening, and each of the protruding portions may have an upward direction. And it may be configured to be bent in the downward direction.
  • the upper plate 210 is formed so that one end thereof protrudes outward from the main frame 100 through an opening formed in the main frame 100, and such a protruding portion is directed upward. It may be configured in a bent form. In addition, the bent portion of the upper plate 210 may be configured to contact the upper portion of the outer surface of the main frame 100.
  • one end of the lower plate 220 is formed to protrude outward from the main frame 100 through an opening of the main frame 100, and such a protruding portion may be configured to be bent downward. Can be.
  • the bent portion of the lower plate 220 may be configured to be in contact with a lower portion of the outer surface of the main frame 100.
  • At least one of the upper plate 210 and the lower plate 220 may be formed beads.
  • beads may be formed in the upper plate 210. 4 and 5, the beads may be formed in the shape and position corresponding to the shape and position of the bead of the upper plate 210 in the lower plate 220.
  • the bead (C) may be configured to protrude in the direction of the other cooling plate 200. That is, the beads of the upper plate 210 may be formed to protrude in the lower direction, and the beads of the lower plate 220 may be formed to protrude in the upper direction. At this time, the beads of the upper plate 210 and the beads of the lower plate 220 may be configured to contact each other.
  • the bead (C) may be formed to extend in one direction as shown in Figure 4, wherein the longitudinal direction may be configured to be in a direction parallel to the direction of the flow path.
  • the beads C may be formed in plural on the upper plate 210 and / or the lower plate 220.
  • the beads may be arranged to be spaced apart by a predetermined distance in a horizontal direction, particularly in a direction perpendicular to the direction of the flow path.
  • the main frame 100 two or more may be configured to be stacked, through which two or more secondary battery frames may be stacked. That is, with respect to the main frame 100 shown in FIG. 2, different main frames 100 may be stacked on the upper and lower portions, respectively. As such, when two or more secondary battery frames are stacked, the main frame 100 is disposed on the outer circumference of the secondary battery, and the cooling plate 200 is disposed above or below.
  • the main frame 100 may include a protrusion projecting in the vertical direction and an insertion groove corresponding to the protrusion in order to facilitate two or more laminations.
  • the main frame 100 may include a protrusion protruding upward in an upper direction, as indicated by P in FIG. 5.
  • the main frame 100 may include an insertion groove having a concave shape at a lower portion thereof in a position and a shape corresponding to the protrusion, as indicated by H in FIG. 5.
  • the protrusion P of the main frame 100 positioned on the lower layer may be inserted into the insertion groove H of the main frame 100 positioned on the upper layer.
  • the protrusion part P and the insertion groove (H) guides the stacking of the main frame 100, that is, the stacking of the secondary battery frame can be easily carried out, even after lamination the protrusions (P) Due to the coupling force between the insertion groove (H) and the stacking state can be maintained stably.
  • At least one of the plurality of unit frames constituting the main frame 100 may include an upper frame and a lower frame partially or entirely. This configuration will be described in more detail with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion A1 of FIG. 2, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line FF ′ of FIG. 6.
  • the unit frame E1 is composed of an upper frame E1t and a lower frame E1b
  • the unit frame E6 is composed of an upper frame E6t and a lower frame E6b.
  • the upper frame (E1t) and the lower frame (E1b) constituting the unit frame E1 is configured to be spaced apart by a predetermined distance in the vertical direction, such a spaced portion to form the opening of the unit frame E1, the upper plate 210 and The flow path between the lower plates 220 may be exposed.
  • the upper frame E6t and the lower frame E6b constituting the unit frame E6 are configured to be spaced apart by a predetermined distance in the vertical direction, and such spaced portions may form an opening of the unit frame E6.
  • the upper frame and the lower frame provided in each unit frame may be configured to be connected to each other through other portions of the unit frame. That is, the unit frame is branched in the upper and lower directions in a portion, the portion extending in the upper direction is located on the upper portion of the cooling plate 200 to constitute the upper frame, the portion extending in the lower direction is the cooling plate 200 Located at the bottom of the lower frame can be configured.
  • the unit frame may be configured such that only the upper frame and the lower frame exist as a whole, not in a branched form.
  • the unit frame E1 is composed of an upper frame and a lower frame as a whole, and the upper frame and the lower frame are configured such that there are no parts connected to each other outside of the cooling plate 200. Can be.
  • the unit frame E6 is partially composed of the upper frame and the lower frame, there is a portion that is not composed of the upper frame and the lower frame through which the upper frame and the lower frame can be connected to each other. have.
  • the upper frame and the lower frame may be connected to each other by a connection part passing through the cooling plate 200.
  • the upper frame E1t and the lower frame E1b included in one unit frame E1 are configured to be spaced apart by a predetermined distance in the vertical direction, and the upper end is disposed on the upper frame E1t.
  • the connection part G which is connected and is formed to extend in the vertical direction so that the lower end is connected to the lower frame E1t may be provided in the unit frame.
  • the connection part G may pass through the cooling plate 200, and a hole for penetrating the connection part G may be formed in the cooling plate 200.
  • the cooling plate 200 is composed of the upper plate 210 and the lower plate 220
  • the upper frame is located above the upper plate 210
  • the lower frame is located below the lower plate 220
  • the connection part G connecting the upper frame and the lower frame may be configured to penetrate the upper plate 210 and the lower plate 220.
  • the distance between the upper frame and the lower frame can be kept constant and the mechanical strength can be stably ensured.
  • the secondary battery frame according to the present invention may be manufactured by an insert injection molding method. That is, the main frame 100 is injection-molded by the insert injection apparatus in a state where the cooling plate 200 is inserted into the insert injection apparatus, thereby manufacturing a secondary battery frame according to the present invention.
  • the main frame 100 is composed of a plurality of unit frames, thereby reducing the amount of shrinkage by dispersing the shrinkage of the main frame 100 during the cooling process during insert injection molding, warping or deformation of the cooling plate 200 Can be prevented.
  • the battery module according to the present invention includes the above-described secondary battery frame.
  • the battery module according to the present invention may include a plurality of pouch type secondary batteries, and may include a plurality of the above-described secondary battery frames in order to stack and receive the plurality of pouch type secondary batteries.
  • the secondary battery frame may be stacked in a vertical direction, that is, in an up and down direction, and the pouch type secondary battery may be accommodated in an internal space formed by the stacking of the secondary battery frames.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention may be configured to accommodate two pouch type secondary batteries per frame for one secondary battery.
  • the battery pack according to the present invention may include one or more battery modules according to the present invention.
  • the battery module may include a plurality of secondary battery frames according to the present invention.
  • the battery pack according to the present invention in addition to such a battery module, a case for accommodating the battery module, various devices for controlling the charge and discharge of the battery module, such as BMS (Battery Management System), current sensors, fuses, etc. It may be further included.
  • BMS Battery Management System
  • the frame for secondary batteries according to the present invention can be applied to an automobile such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, the vehicle according to the present invention may include the battery pack according to the present invention, and the battery pack may include the frame for the secondary battery according to the present invention.

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Abstract

본 발명은 메인 프레임의 수축으로 인한 냉각 플레이트의 뒤틀림이나 변형 등을 방지할 수 있도록 구조가 개선된 이차 전지용 프레임을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성된 냉각 플레이트; 및 상호 간 분리되어 수평 방향으로 소정 거리 이격되게 배열된 다수의 단위 프레임을 구비하여, 상기 냉각 플레이트의 테두리를 감싸도록 구성되고, 상기 냉각 플레이트와 다른 재질로 구성된 메인 프레임을 포함한다.

Description

이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈
본 발명은 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 이차 전지를 포함하여 배터리 모듈을 구성할 때 이용되는 이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2014년 6월 5일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2014-0068471호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.
하지만, 파우치형 이차 전지는 일반적으로 알루미늄과 폴리머 수지의 라미네이트 시트의 전지 케이스로 포장되어 있으므로 기계적 강성이 크지 않다. 따라서, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함하여 배터리 모듈을 구성할 때, 이차 전지를 외부의 충격 등으로부터 보호하고, 그 유동을 방지하며, 적층이 용이하도록 하기 위해, 적층용 프레임을 이용하는 경우가 많다. 이러한 적층용 프레임은, 카트리지와 같은 다른 용어로 불리기도 한다.
도 1은, 종래 기술에 따른 이차 전지용 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 이차 전지용 프레임은 프레임 본체(10)가 중앙 부분이 비어 있는 사각 플레이트 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 프레임 본체(10)의 일부에 이차 전지의 테두리가 안착되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 프레임은 배터리 모듈을 구성하기 위해 다수가 적층된 형태로 이용되며, 이차 전지는 프레임이 적층되었을 때 생기는 내부의 빈 공간에 위치할 수 있다.
한편, 이처럼 다수의 프레임을 이용하여 다수의 이차 전지가 조립되도록 하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 이차 전지 사이에는 냉각 플레이트(20)가 개재될 수 있다. 이차 전지는 여름과 같이 고온 환경에서 사용되는 경우가 있을 수 있으며, 또한 이차 전지 자체적으로도 열이 발생할 수 있다. 이때, 다수의 이차 전지가 서로 적층되어 있는 경우, 이차 전지의 온도는 더욱 높아질 수 있는데, 이 온도가 적정 온도보다 높아지면 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 따라서, 배터리 모듈을 구성할 때 이차 전지 사이에 냉각 핀이라고도 불리는 냉각 플레이트(20)를 개재시켜, 이러한 냉각 플레이트(20)를 통해 이차 전지의 온도 상승이 방지되도록 하는 구성이 많이 이용된다.
이러한 냉각 플레이트(20)를 이차 전지 사이에 게재시킨 배터리 모듈의 경우, 다양한 형태 및 방식으로 이차 전지를 냉각시킬 수 있다. 이러한 냉각 방식 중 대표적으로는, 냉각 플레이트(20) 주변으로 외부 공기가 흐르도록 함으로써 냉각 플레이트(20)와 공기 사이의 열교환을 통해 이차 전지의 온도를 낮추는 공냉식이 널리 이용되고 있다.
일반적으로 냉각 플레이트(20)는 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성되고, 냉각 핀을 제외한 다른 부분, 즉 프레임 본체(10) 부분은 플라스틱과 같은 재질로 구성될 수 있다. 이러한 이차 전지용 프레임을 제조하는 방식에는 여러 방법이 있을 수 있지만, 대표적으로는 인서트 사출 방식이 이용될 수 있다. 인서트 사출 방식에 의하면, 냉각 플레이트(20)가 먼저 마련된 후, 이러한 냉각 플레이트(20)가 인서트 사출 성형 장치에 넣어진 상태에서, 프레임 본체(10) 부분이 사출 성형됨으로써, 이차 전지용 프레임이 제조될 수 있다.
그런데, 이와 같은 제조 방식에 의하면, 프레임 본체(10) 부분의 수축으로 인해 냉각 플레이트(20)가 변형되는 문제가 발생될 수 있다. 즉, 인서트 사출 성형 중 높은 온도에서 낮은 온도로 냉각되는 과정을 거치게 되는데, 사출 성형되는 대상인 프레임 본체(10) 부분은 냉각 플레이트(20) 부분에 비해 상대적으로 많이 수축될 수 있다. 예를 들어, 냉각 과정에서 프레임 본체(10) 부분은, 도 1에서 화살표로 표시된 바와 같이, 수축이 발생할 수 있다.
냉각 플레이트(20)는 보통 얇은 플레이트 형태로 구성되는데, 이와 같이 프레임 본체(10) 부분이 수축되면, 냉각 플레이트(20)는 프레임 본체(10) 부분의 수축량을 견디지 못하고 변형이나 뒤틀림 등이 발생할 수 있다. 그리고, 이러한 변형이나 뒤틀림 등으로 인해 이차 전지와 냉각 플레이트(20) 사이의 접촉면이 줄어들거나 냉각 유로가 안정적으로 확보되지 못하여, 냉각 효과가 크게 떨어질 수 있다.
뿐만 아니라, 프레임 본체(10) 부분의 수축이나 팽창으로 인해 냉각 플레이트(20)가 뒤틀리거나 변형되면, 이차 전지용 프레임의 형태나 크기가 전체적으로 바뀔 수 있게 된다. 따라서, 이러한 이차 전지용 프레임을 적층하여 배터리 모듈 구성 시, 적층이 용이하게 이루어지지 않을 수 있음은 물론, 적층이 완료된 후 배터리 모듈의 전체적인 형상이나 치수 등이 변경될 수 있고, 적층 상태가 불안정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 제조 과정에서 메인 프레임의 수축으로 인한 냉각 플레이트의 뒤틀림이나 변형 등을 방지할 수 있도록 구조가 개선된 이차 전지용 프레임과 이를 포함하는 배터리 모듈, 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성된 냉각 플레이트; 및 상호 간 분리되어 수평 방향으로 소정 거리 이격되게 배열된 다수의 단위 프레임을 구비하여, 상기 냉각 플레이트의 테두리를 감싸도록 구성되고, 상기 냉각 플레이트와 다른 재질로 구성된 메인 프레임을 포함한다.
바람직하게는, 상기 냉각 플레이트는, 상부에서 바라본 형태가 사각형 형상으로 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 각 변마다 둘 이상의 단위 프레임이 배치되도록 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 냉각 플레이트는, 상부에서 바라본 형태가 직사각형 형상으로 구성되고, 상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 장변에 배치된 단위 프레임의 개수가 단변에 배치된 단위 프레임의 개수보다 많도록 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 한 변에 위치한 단위 프레임이 상기 냉각 플레이트의 모서리를 경유하여 다른 변에까지 연장되어 위치하도록 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 반대되는 측면에 각각 개구부가 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 냉각 플레이트는, 각각 플레이트 형태로 구성되며 상호 대면되는 형태로 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 배치된 상부 플레이트와 하부 플레이트를 구비한다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이의 빈 공간 중 적어도 일부분이 개방되도록 측면에 개구부가 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트는, 일단이 상기 개구부를 통해 상기 메인 프레임의 내측에서 외측으로 돌출되어 돌출된 부분이 각각, 상부 방향 및 하부 방향으로 절곡된다.
또한 바람직하게는, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 중 적어도 하나는, 다른 플레이트 방향으로 돌출되는 형태로 비드가 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 다수의 단위 프레임 중 적어도 하나는, 적어도 부분적으로 상기 냉각 플레이트의 상부에 위치하는 상부 프레임 및 상기 냉각 플레이트의 하부에 위치하는 하부 프레임을 구비하고, 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임은 상기 냉각 플레이트를 관통하는 연결부에 의해 서로 연결된다.
또한 바람직하게는, 상기 냉각 플레이트는 알루미늄 재질로 구성되고, 상기 메인 프레임은 고분자 수지 재질로 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트가 삽입된 상태에서 인서트 사출 방식에 의해 성형된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 냉각 플레이트와 다른 재질로 구성된 프레임 본체, 즉 메인 프레임이 전체적으로 연결된 하나의 단위요소로 구성되지 않고, 물리적으로 분리된 다수의 단위요소로 구성됨으로써, 메인 프레임의 수축 또는 팽창으로 인해 냉각 플레이트가 뒤틀리거나 변형 등이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 냉각 플레이트 주변의 냉각 유로가 안정적으로 확보될 수 있고, 이차 전지와 냉각 플레이트의 대면 면적이 넓게 유지되고 거리가 일정하게 유지되어 냉각 플레이트를 통한 이차 전지의 냉각 성능이 안정적으로 확보될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나의 이차 전지용 프레임에 2개의 냉각 플레이트가 구비되고, 이러한 2개의 냉각 플레이트 사이에 냉각 유로가 형성됨으로써, 냉각 유로가 냉각 플레이트에 인접하여 안정적으로 확보되고 냉각 유로를 통한 유체의 흐름이 원활하게 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 메인 프레임에 어느 정도의 수축이나 팽창이 발생하더라도, 이차 전지용 프레임의 전체적인 형상은 그대로 유지될 수 있다. 따라서, 이차 전지용 프레임을 적층하여 배터리 모듈 구성 시, 프레임의 적층이 용이하게 이루어질 수 있고, 배터리 모듈의 전체적인 형태 및 크기, 조립 상태 등이 안정적으로 유지될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래 기술에 따른 이차 전지용 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은, 도 2에 도시된 이차 전지용 프레임을 냉각하는 경우, 메인 프레임의 수축 구성을 도식화하여 나타낸 상면도이다.
도 4는, 도 2의 구성에서 일부분을 절취한 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 4의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 6은, 도 2의 A1 부분에 대한 확대도이다.
도 7은, 도 6의 F-F'선에 대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 다수의 이차 전지를 적층 및 패키징하여 배터리 모듈을 구성할 때 이용되는 것으로, 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고 이차 전지의 조립을 가이드할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 냉각 플레이트(200) 및 메인 프레임(100)을 포함한다.
상기 냉각 플레이트(200)는, 넓은 플레이트 형태로 구성되며, 넓은 면이 상방과 하방을 향하도록 눕혀진 형태로 배치된다. 특히, 상기 냉각 플레이트(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부에서 바라본 형태가 사각형 형상으로 구성될 수 있다.
상기 냉각 플레이트(200)는, 이차 전지로부터 배출된 열을 외부로 전달하는 구성요소로서, 열전도성 재질로 구성될 수 있다. 특히, 상기 냉각 플레이트(200)는 열전도성이 높은 금속 재질로 구성될 수 있으며, 이 경우, 냉각 플레이트(200)는 얇은 금속판과 같은 형태로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉각 플레이트(200)는 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 알루미늄 재질은, 열전도성이 뛰어나면서도 성형이 용이하고 무게가 가볍다. 따라서, 이와 같은 실시예의 경우, 냉각 플레이트(200)를 통한 열전달이 잘 이루어질 수 있으며, 이로 인해 배터리 모듈의 냉각 성능이 안정적으로 확보될 수 있다. 또한, 냉각 플레이트(200)에 의한 무게 증가를 줄임으로써, 배터리 모듈이나 배터리 팩의 경량화를 달성할 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 냉각 플레이트(200) 재질로 한정되는 것은 아니며, 이러한 냉각 플레이트(200)는 알루미늄 이외의 금속 등 다른 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 메인 프레임(100)은, 프레임 본체로서 냉각 플레이트(200)와 다른 재질로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 메인 프레임(100)은 고분자 수지 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 메인 프레임(100)은 열가소성 수지로 구성될 수 있다. 이처럼, 메인 프레임(100)이 고분자 수지, 즉 플라스틱 재질로 구성되는 경우, 메인 프레임(100)의 성형이 용이하고 무게가 가벼우면서도 기계적 강도가 안정적으로 확보되어 외부의 충격으로부터 내부에 위치한 이차 전지 등의 구성요소를 안정적으로 보호할 수 있다.
상기 메인 프레임(100)은, 냉각 플레이트(200)의 테두리를 감싸도록 구성될 수 있다. 특히, 냉각 플레이트(200)는 여러 개의 변을 가진 다각형 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 메인 프레임(100)은 냉각 플레이트(200)의 각 변에서 테두리를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각 플레이트(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 변을 가진 사각 형태로 구성될 수 있는데, 이 경우, 메인 프레임(100)은 이러한 냉각 플레이트(200)의 4개의 변, 즉 외주부를 감싸도록 구성될 수 있다. 그리고, 냉각 플레이트(200)의 테두리 이외의 중앙 부분은 메인 프레임(100)에 의해 감싸지지 않으므로, 상부 및 하부 방향으로 노출될 수 있다.
상기 메인 프레임(100)은 이차 전지, 특히 파우치형 이차 전지가 장착되도록 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 메인 프레임(100)은 파우치형 이차 전지의 외주부가 안착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 메인 프레임(100)은 냉각 플레이트(200)의 형상에 따라 전체적으로 사각 링 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 사각 형태로 구성된 파우치형 이차 전지의 외주부가 메인 프레임(100)에 안착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 메인 프레임(100)에는 2개의 파우치형 이차 전지가 장착될 수 있다. 즉, 상기 메인 프레임(100)에는 냉각 플레이트(200)가 수직 방향으로 중앙 부분에 위치해 있을 수 있으며, 이러한 냉각 플레이트(200)를 기준으로 2개의 파우치형 이차 전지가 각각 상부와 하부에 위치할 수 있다. 그러므로, 이 경우, 이차 전지용 프레임을 수직 방향으로 다수 개 적층하는 경우, 1개의 이차 전지용 프레임마다 2개의 이차 전지가 수납될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임에 있어서, 상기 메인 프레임(100)은, 다수의 단위 프레임을 구비할 수 있다.
상기 단위 프레임은, 서로 물리적으로 분리된 형태로 구성되며, 상호 간 수평 방향으로 소정 거리 이격되게 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 A1~A6으로 표시된 바와 같이, 메인 프레임(100)은 6개의 위치에서 서로 분리된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, A1과 A2 사이, A2와 A3 사이, A3와 A4 사이, A4와 A5 사이, A5와 A6 사이 및 A6와 A1 사이에서, 각각 서로 다른 단위 프레임인 E1, E2, E3, E4, E5 및 E6이 위치할 수 있다. 그리고, 이러한 단위 프레임 각각은, 서로 접촉하지 않고 떨어진 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 온도 변화에 따라 메인 프레임(100)이 수축되거나 팽창되더라도, 이로 인해 냉각 플레이트(200)가 뒤틀리거나 변형되는 문제가 효과적으로 방지될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임의 제조 방법으로서, 인서트 사출 성형과 같은 성형 방식이 이용될 수 있는데, 이 과정에서 냉각 공정이 수행되더라도 냉각 플레이트(200)의 변형을 크게 줄일 수 있다. 이에 대해서는, 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 3은, 도 2에 도시된 이차 전지용 프레임을 냉각하는 경우, 메인 프레임(100)의 수축 구성을 도식화하여 나타낸 상면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임의 경우, 메인 프레임(100)을 구성하는 각 단위 프레임은 서로 수평 방향으로 이격되게 구성된다. 이 경우, 이차 전지용 프레임이 냉각되면, 메인 프레임(100)의 수축은 화살표로 표시된 바와 같이, 각 단위 프레임별로 수축하는 방향으로 일어나게 된다. 따라서, 냉각 시 메인 프레임(100)의 수축은 어느 한 곳으로 집중되지 않고, 각 단위 프레임마다 분산되고, 메인 프레임(100)의 전체적인 수축량은 감소될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 메인 프레임(100)의 수축으로 인해 냉각 플레이트(200)가 뒤틀리거나 변형되는 것이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.
한편, 냉각 플레이트(200)는 다각형 형태로 구성될 수 있는데, 이 경우, 상기 메인 프레임(100)은 냉각 플레이트(200)의 적어도 한 변에 둘 이상의 단위 프레임이 구비되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 냉각 플레이트(200)가 직사각형 형태로 구성되는 경우, 상기 메인 프레임(100)은 직사각형 형태의 냉각 플레이트(200) 중 2개의 단변에 대해서는 각각 1개의 단위 프레임이 구비되되, 나머지 2개의 장변에 대해서는 각각 2개의 단위 프레임이 구비되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 메인 프레임(100)은, 냉각 플레이트(200)의 각 변마다 둘 이상의 단위 프레임이 배치되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 플레이트(200)는 사각형 형태로 구성될 수 있는데, 이 경우, 메인 프레임(100)은 냉각 플레이트(200)의 4개의 변 각각에 둘 이상의 단위 프레임이 배치되도록 구성될 수 있다.
특히, 냉각 플레이트(200)는 상부에서 바라본 형태가 직사각형 형태로 구성될 수 있는데, 이 경우, 상기 메인 프레임(100)은 냉각 플레이트(200)의 장변에 배치된 단위 프레임의 개수가 단변에 배치된 단위 프레임의 개수보다 많도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 직사각형 형태의 냉각 플레이트(200)에 대하여, 메인 프레임(100)은, 냉각 플레이트(200)의 장변에 3개의 단위 프레임이 배치되고, 냉각 플레이트(200)의 단변에 2개의 단위 프레임이 배치될 수 있다. 즉, 도 2의 구성에서, 냉각 플레이트(200)의 전방측에 위치한 장변에는 E6, E1 및 E2, 3개의 단위 프레임이 위치하고, 냉각 플레이트(200)의 후방측에 위치한 장변에는 E3, E4 및 E5 3개의 단위 프레임이 위치한다. 반면, 냉각 플레이트(200)의 좌측에 위치한 단변에는 E2 및 E3, 2개의 단위 프레임이 위치하고, 냉각 플레이트(200)의 우측에 위치한 단변에는 E5 및 E6, 2개의 단위 프레임이 위치한다.
본 발명의 이러한 실시예의 경우, 메인 프레임(100)의 수축이 보다 심하게 일어날 수 있는 부분에 대하여 보다 많은 분리 부분이 존재하도록 함으로써, 메인 프레임(100)의 수축량 분산 및 감소가 보다 효율적으로 일어나도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에서, 냉각 플레이트(200)의 장변에 위치한 메인 프레임(100)이 단변에 위치한 메인 프레임(100)보다 심하게 수축이나 변형이 일어날 수 있다. 하지만, 상기 도 2 및 도 3의 실시예와 같이 장변에 대하여 많은 분리 부분이 존재하도록 하는 경우, 이러한 메인 프레임(100)의 변형이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임(100)은, 냉각 플레이트(200)의 한 변에 위치한 단위 프레임이 냉각 플레이트(200)의 모서리를 경유하여 다른 변에까지 연장되어 위치하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 구성에서, 단위 프레임 E2, E3, E5 및 E6의 경우, 사각형으로 구성된 냉각 플레이트(200)의 장변 및 단변에 모두 배치되며, 각 변에 배치된 부분이 냉각 플레이트(200)의 모서리 부분에서 서로 연결되도록 구성된다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 단위 프레임이 냉각 플레이트(200)의 장변 부분 및 단변 부분에 모두 위치하도록 함으로써, 냉각 플레이트(200)의 각 변 부분에 모두 분리 부분이 포함되도록 하면서도 단위 프레임의 불필요한 개수 증가를 줄여, 메인 프레임(100)의 수축량을 분산 내지 감소시키는 한편, 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉각 플레이트(200)는, 상하 방향으로 배치된 2개의 플레이트를 구비할 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는 도 2의 구성에서 일부분을 절취한 형태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 냉각 플레이트(200)는 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)를 구비할 수 있다. 여기서, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220)는 각각, 넓은 플레이트 형태로 구성되며 넓은 면이 상방과 하방을 향하도록 눕혀진 형태로 배치된다. 그리고, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220)는 서로 동일한 형태, 이를테면 사각 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
이와 같은 이차 전지용 프레임 구성에서는, 상부 방향으로는 상부 플레이트(210)의 중앙 부분이 노출되고 하부 방향으로는 하부 플레이트(220)의 중앙 부분이 노출될 수 있다. 그리고, 파우치형 이차 전지는 상부 플레이트(210)의 상부에 1개 위치하고, 하부 플레이트(220)의 하부에 1개 위치할 수 있다.
특히, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220)는 넓은 면이 상호 대면되는 형태로 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 하부 플레이트(220)는, 상부 플레이트(210)의 하부에서 소정 거리 이격된 상태에서, 넓은 면이 상부 플레이트(210)의 넓은 면과 상호 대면되도록 배치될 수 있다. 더욱이, 하부 플레이트(220)는 상부 플레이트(210)와 수평 방향으로 평행한 형태가 되도록 구성될 수 있다.
이처럼, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220)가 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 배치된 구성에 의하면, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220) 사이에는 빈 공간이 형성되며, 이러한 빈 공간은 공기와 같은 유체가 이동할 수 있는 통로인 유로로서 기능할 수 있다. 특히, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220) 사이의 빈 공간에는, 냉각용 유체가 흐름으로써 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220)를 통해 이차 전지와 열교환이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220) 사이의 빈 공간은 냉각 유로가 될 수 있다.
바람직하게는, 상기 메인 프레임(100)은, 도 5에서 O로 표시된 바와 같이, 측면에 개구부를 구비할 수 있다. 특히, 상기 실시예와 같이, 냉각 플레이트(200)가 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220)로 구성된 경우, 상기 개구부는 이러한 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220) 사이의 빈 공간, 즉 냉각 유로의 적어도 일부분이 개방되도록 형성될 수 있다.
상기 개구부(O)는, 메인 프레임(100)을 수평 방향으로 관통한 형태로 구성될 수 있으며, 2개의 냉각 플레이트(200) 사이에 형성된 유로가 외부 공간으로 노출되도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 메인 프레임(100) 외부의 공기 등이 이러한 개구부를 통해 냉각 유로로 유출입될 수 있다.
이때, 상기 개구부(O)는 메인 프레임(100)에 있어서 적어도 2개 형성되는 것이 좋다. 이 경우, 적어도 1개의 개구부는 유입구로서 기능하고, 나머지 개구부는 유출구로서 기능할 수 있다.
특히, 개구부가 2개 이상 형성되는 경우, 1개의 개구부는 다른 1개의 개구부가 위치한 측면의 반대편에 형성되는 것이 좋다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 1개의 개구부가 메인 프레임(100)의 전방 측에 형성된 경우, 다른 1개의 개구부는 이와 반대되는 측면인 메인 프레임(100)의 후방 측에 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 화살표로 표시된 바와 같이, 개구부를 통해 냉각 유로의 내부로 유입되는 유체의 흐름 방향, 냉각 유로 내부에서 유체의 흐름 방향, 그리고 냉각 유로에서 개구부를 통해 외부로 유출되는 유체의 흐름 방향이 모두 동일하여 하나의 직선을 이룸으로써, 냉각용 유체의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있다. 따라서, 냉각용 유체를 통한 이차 전지의 냉각 효율이 보다 향상될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)는, 일단이 개구부를 통해 메인 프레임(100)의 내측에서 외측으로 돌출되게 구성될 수 있으며, 이와 같이 돌출된 부분이 각각, 상부 방향 및 하부 방향으로 절곡되게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 5의 구성을 참조하면, 상부 플레이트(210)는 일단이 메인 프레임(100)에 형성된 개구부를 통해 메인 프레임(100)보다 외측으로 돌출되게 형성되되, 이러한 돌출 부분이 상부 방향으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 상부 플레이트(210)의 절곡된 부분은, 메인 프레임(100)의 외측면 중 상부에 접촉되게 구성될 수 있다.
또한, 도 5의 구성에서 하부 플레이트(220)는 일단이 메인 프레임(100)의 개구부를 통해 메인 프레임(100)보다 외측으로 돌출되게 형성되되, 이러한 돌출 부분이 하부 방향으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 하부 플레이트(220)의 절곡된 부분은, 메인 프레임(100)의 외측면 중 하부에 접촉되게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)와 메인 프레임(100) 사이의 결합력을 안정적으로 확보할 수 있으며, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)로 인해 메인 프레임(100)의 개구부가 막히는 것을 방지하여, 냉각 유로가 안정적으로 확보되도록 할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 상부 플레이트(210) 및 상기 하부 플레이트(220) 중 적어도 하나는, 비드가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에서 C로 표시된 바와 같이, 상부 플레이트(210)에는 비드가 형성될 수 있다. 그리고, 도 4 및 도 5에서는 잘 나타나지 않지만, 하부 플레이트(220)에도 이러한 상부 플레이트(210)의 비드 형태 및 위치에 대응되는 형태 및 위치로 비드가 형성될 수 있다.
여기서, 비드(C)는, 다른 냉각 플레이트(200) 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다. 즉, 상부 플레이트(210)의 비드는 하부 방향으로 돌출된 형태로 형성되고, 하부 플레이트(220)의 비드는 상부 방향으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상부 플레이트(210)의 비드와 하부 플레이트(220)의 비드는 서로 접촉하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 비드(C)에 의해 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220) 각각의 기계적 강성을 향상시키는 한편, 상호 간의 상하 방향 이격 거리가 일정하게 유지될 수 있으므로, 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(220)의 변형을 방지하고, 그 사이에 형성된 냉각 유로가 안정적으로 확보되도록 할 수 있다.
상기 비드(C)는, 도 4에 도시된 바와 같이 일 방향으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있으며, 이때 그 길이 방향은 유로의 방향과 평행한 방향이 되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 비드(C)는, 상부 플레이트(210) 및/또는 하부 플레이트(220)에 다수 개 형성될 수 있다. 이 경우, 비드 상호 간은 수평 방향, 특히 유로의 방향과 수직인 방향으로 소정 거리 이격되게 배열될 수 있다.
한편, 상기 메인 프레임(100)은, 둘 이상이 적층 가능하도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 이차 전지용 프레임이 둘 이상 적층될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 메인 프레임(100)에 대하여, 상부와 하부에 각각 다른 메인 프레임(100)이 적층될 수 있다. 이처럼, 둘 이상의 이차 전지용 프레임이 적층되면, 이차 전지를 기준으로 메인 프레임(100)이 외주부에 배치되고, 냉각 플레이트(200)가 상부 또는 하부에 배치된다.
특히, 상기 메인 프레임(100)은, 둘 이상의 적층을 용이하게 하기 위해, 수직 방향으로 돌출된 돌출부 및 이러한 돌출부에 대응하는 형상의 삽입홈을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 메인 프레임(100)은, 도 5에서 P로 표시된 바와 같이, 상부에 상부 방향으로 돌출된 돌출부를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 메인 프레임(100)은, 도 5에서 H로 표시된 바와 같이, 돌출부에 대응되는 위치 및 형태로 하부에 오목한 형태의 삽입홈을 구비할 수 있다. 이 경우, 이차 전지용 프레임을 수직 방향으로 적층시켜 나갈 때, 하층에 위치한 메인 프레임(100)의 돌출부(P)가 상층에 위치한 메인 프레임(100)의 삽입홈(H)에 삽입될 수 있다.
이러한 실시예에 의하면, 돌출부(P) 및 삽입홈(H)이 메인 프레임(100)의 적층, 즉 이차 전지용 프레임의 적층을 가이드함으로써 적층 공정이 용이하게 수행될 수 있고, 적층 이후에도 돌출부(P)와 삽입홈(H)의 결합력으로 인해 적층 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
바람직하게는, 메인 프레임(100)을 구성하는 다수의 단위 프레임 중 적어도 하나는, 부분적으로 또는 전체적으로 상부 프레임 및 하부 프레임을 구비할 수 있다. 이러한 구성에 대해서는, 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 6은 도 2의 A1 부분에 대한 확대도이고, 도 7은 도 6의 F-F'선에 대한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 단위 프레임 E1은 상부 프레임 E1t 및 하부 프레임 E1b로 구성되고, 단위 프레임 E6은 상부 프레임 E6t 및 하부 프레임 E6b로 구성된다. 이때, 단위 프레임 E1을 구성하는 상부 프레임(E1t) 및 하부 프레임(E1b)은 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 구성되어 있으며, 이러한 이격 부분이 단위 프레임 E1의 개구부를 형성함으로써, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220) 사이의 유로가 노출되도록 할 수 있다. 또한, 단위 프레임 E6를 구성하는 상부 프레임(E6t) 및 하부 프레임(E6b)은 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 구성되어 있으며, 이러한 이격 부분이 단위 프레임 E6의 개구부를 형성할 수 있다.
여기서, 각 단위 프레임에 구비된 상부 프레임 및 하부 프레임은 해당 단위 프레임의 다른 부분을 통해 서로 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 단위 프레임은 일부분에서 상부 및 하부 방향으로 분기하여, 상부 방향으로 연장된 부분이 냉각 플레이트(200)의 상부에 위치하여 상부 프레임을 구성하고, 하부 방향으로 연장된 부분이 냉각 플레이트(200)의 하부에 위치하여 하부 프레임을 구성할 수 있다. 또는, 단위 프레임은 일부분에서 분기된 형태가 아닌, 전체적으로 상부 프레임 및 하부 프레임만 존재하도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 6의 구성에서 단위 프레임 E1은, 전체적으로 상부 프레임 및 하부 프레임으로 구성되며, 이러한 상부 프레임 및 하부 프레임은 냉각 플레이트(200)의 외부에서 서로 연결된 부분이 존재하지 않도록 구성될 수 있다. 반면, 도 2 및 도 6의 구성에서 단위 프레임 E6은, 부분적으로 상부 프레임 및 하부 프레임으로 구성되며, 상부 프레임 및 하부 프레임으로 구성되지 않는 부분이 존재하여 이를 통해 상부 프레임 및 하부 프레임이 서로 연결될 수 있다.
이처럼 단위 프레임에 상부 프레임과 하부 프레임이 구비된 구성에 있어서, 상부 프레임과 하부 프레임은, 냉각 플레이트(200)를 관통하는 연결부에 의해 서로 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 7의 구성을 참조하면, 하나의 단위 프레임 E1에 구비된 상부 프레임(E1t)과 하부 프레임(E1b)이 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 구성되되, 상단이 상부 프레임(E1t)에 연결되고 하단이 하부 프레임(E1t)에 연결되도록 수직 방향으로 연장되게 형성된 연결부(G)가 단위 프레임에 구비될 수 있다. 이때, 연결부(G)는, 냉각 플레이트(200)를 관통할 수 있으며, 이를 위해 냉각 플레이트(200)에는 연결부(G)의 관통을 위한 홀이 형성될 수 있다.
특히, 냉각 플레이트(200)가 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)로 구성된 경우, 상부 프레임은 상부 플레이트(210)의 상부에 위치하고, 하부 프레임은 하부 플레이트(220)의 하부에 위치하며, 이러한 상부 프레임 및 하부 프레임을 연결하는 연결부(G)가 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)를 관통하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 개구부를 형성하기 위해 단위 프레임이 상부 프레임과 하부 프레임으로 분리된 부분에서, 상부 프레임과 하부 프레임 사이의 거리가 일정하게 유지되고 기계적 강도가 안정적으로 확보되도록 할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 인서트 사출 성형 방식에 의해 제조될 수 있다. 즉, 냉각 플레이트(200)가 인서트 사출 장치에 삽입된 상태에서 메인 프레임(100)이 인서트 사출 장치에 의해 사출 성형됨으로써, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임이 제조될 수 있다. 본 발명의 경우, 메인 프레임(100)이 다수의 단위 프레임으로 구성됨으로써, 인서트 사출 성형 중 냉각되는 과정에서 메인 프레임(100)의 수축을 분산시켜 수축량을 줄이고, 냉각 플레이트(200)의 뒤틀림이나 변형을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상술한 이차 전지용 프레임을 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함할 수 있으며, 이러한 다수의 파우치형 이차 전지를 적층 및 수납하기 위해, 상술한 이차 전지용 프레임을 복수 개 포함할 수 있다. 이때, 이차 전지용 프레임은 수직 방향, 즉 상하 방향으로 적층될 수 있으며, 이러한 이차 전지용 프레임의 적층에 의해 형성된 내부 공간에 파우치형 이차 전지가 수납되도록 할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 하나의 이차 전지용 프레임당 2개의 파우치형 이차 전지가 수납되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 모듈에는, 상술한 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임이 복수 개 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있고, 이러한 배터리 팩에는 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임이 포함될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

Claims (16)

  1. 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성된 냉각 플레이트; 및
    상호 간 분리되어 수평 방향으로 소정 거리 이격되게 배열된 다수의 단위 프레임을 구비하여, 상기 냉각 플레이트의 테두리를 감싸도록 구성되고, 상기 냉각 플레이트와 다른 재질로 구성된 메인 프레임
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트는, 상부에서 바라본 형태가 사각형 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 각 변마다 둘 이상의 단위 프레임이 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트는, 상부에서 바라본 형태가 직사각형 형상으로 구성되고,
    상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 장변에 배치된 단위 프레임의 개수가 단변에 배치된 단위 프레임의 개수보다 많도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 한 변에 위치한 단위 프레임이 상기 냉각 플레이트의 모서리를 경유하여 다른 변에까지 연장되어 위치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트의 반대되는 측면에 각각 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트는, 각각 플레이트 형태로 구성되며 상호 대면되는 형태로 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 배치된 상부 플레이트와 하부 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이의 빈 공간 중 적어도 일부분이 개방되도록 측면에 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트는, 일단이 상기 개구부를 통해 상기 메인 프레임의 내측에서 외측으로 돌출되어 돌출된 부분이 각각, 상부 방향 및 하부 방향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 중 적어도 하나는, 다른 플레이트 방향으로 돌출되는 형태로 비드가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 프레임 중 적어도 하나는, 적어도 부분적으로 상기 냉각 플레이트의 상부에 위치하는 상부 프레임 및 상기 냉각 플레이트의 하부에 위치하는 하부 프레임을 구비하고, 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임은 상기 냉각 플레이트를 관통하는 연결부에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트는 알루미늄 재질로 구성되고,
    상기 메인 프레임은 고분자 수지 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 냉각 플레이트가 삽입된 상태에서 인서트 사출 방식에 의해 성형된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지용 프레임을 포함하는 배터리 모듈.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지용 프레임을 포함하는 배터리 팩.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지용 프레임을 포함하는 자동차.
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