KR20200109727A - 배터리 모듈 - Google Patents

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KR20200109727A KR1020190029230A KR20190029230A KR20200109727A KR 20200109727 A KR20200109727 A KR 20200109727A KR 1020190029230 A KR1020190029230 A KR 1020190029230A KR 20190029230 A KR20190029230 A KR 20190029230A KR 20200109727 A KR20200109727 A KR 20200109727A
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Abstract

본 발명은 각각이 전극 탭을 포함하는 복수 개의 배터리 셀이 상호 적층되어 형성된 배터리 적층체; 상기 배터리 적층체에서 상기 전극 탭이 인출되는 외측에 배치된 버스바 조립체; 상기 배터리 적층체가 안착된 하면 플레이트; 및 상기 배터리 적층체 및 상기 버스바 조립체 사이에 배치되어 적어도 하나의 외면이 상기 배터리 적층체와 접촉된 냉각 지지부;를 포함하는, 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈{Battery Module}
본 발명의 일 실시예는 배터리 모듈에 관한 것이다.
충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 특히, 상술한 이차 전지는 다수개를 직렬 및/또는 병렬 연결하여 배터리 모듈 형태로 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되고 있다.
한편, 이차 전지 배터리의 충전 또는 방전의 과정은 전기 화학적 반응에 의해 열이 발생하는데, 배터리 모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면 배터리 모듈의 열화가 촉진되어 수명이 단축되거나, 나아가 발화 또는 폭발 등의 안전문제가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같은 이차 전지의 과열을 방지하기 위하여, 공냉 방식과 수냉 냉각 방식이 이용되었다. 통상 수냉각 방식의 경우 배터리 셀의 하부가 하면 플레이트와 접촉하며 열 전도를 통해 하면 플레이트 외부의 냉각수와 열 교환이 이루어진다.
하지만, 위와 같은 수냉식 구조는 배터리 셀의 냉각이 하부에 집중되고, 배터리 모듈 이용 간 많은 열이 발생되는 전극 탭 측의 발열은 쉽게 냉각되지 않는 문제가 존재하였다.
한국등록특허 제10-1778667호 (2017.09.08)
본 발명의 실시예들은 배터리 셀의 전극 탭이 인출된 측 측면의 방열 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 복수 개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하는 버스바 조립체의 방열 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 배터리 셀의 전극 탭이 인출된 측 측면 및 버스바 조립체의 열 전도에 의한 방열 간 배터리 셀 간의 통전 가능성을 차단할 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 구조적 강성을 보강하여 내진동 및 충격 성능을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 공간 손실을 최소화함과 동시에 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각이 전극 탭을 포함하는 복수 개의 배터리 셀이 상호 적층되어 형성된 배터리 적층체; 상기 배터리 적층체에서 상기 전극 탭이 인출되는 외측에 배치된 버스바 조립체; 상기 배터리 적층체가 안착된 하면 플레이트; 및 상기 배터리 적층체 및 상기 버스바 조립체 사이에 배치되어 적어도 하나의 외면이 상기 배터리 적층체와 접촉된 냉각 지지부;를 포함하는, 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
상기 배터리 적층체의 상기 전극 탭이 인출된 측에서 발생된 열의 적어도 일부는 상기 냉각 지지부를 통해 방출될 수 있다.
상기 냉각 지지부는 상기 하면 플레이트에 접촉된 상태로 상호 결속 지지될 수 있다.
상기 배터리 모듈은 상기 배터리 적층체에서 상기 하면 플레이트의 반대 측 상면을 감싸는 상면 플레이트;를 더 포함하고, 상기 냉각 지지부는 상기 상면 플레이트에 접촉된 상태로 상호 결속 지지될 수 있다.
상기 냉각 지지부의 일 면은 배터리 적층체의 전극 탭이 인출되는 측면에 면상 접촉될 수 있다.
상기 냉각 지지부의 일 면은 상기 버스바 조립체의 상기 배터리 적층체 측 외면에 면상 접촉될 수 있다.
상기 냉각 지지부는 상호 일렬 배치된 복수 개의 냉각 지지부재를 포함하고, 상기 복수 개의 냉각 지지부재 각각은 바(bar) 형태로 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 냉각 지지부재 각각의 외면 적어도 일부는 절연 코팅될 수 있다.
상기 복수 개의 냉각 지지부재 각각의 외면 적어도 일부에는 절연 시트가 조립될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 배터리 셀의 전극 탭이 인출된 측 측면의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 복수 개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하는 버스바 조립체의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 배터리 셀의 전극 탭이 인출된 측 측면 및 버스바 조립체의 열 전도에 의한 방열 간 배터리 셀 간의 통전 가능성을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 배터리 모듈의 구조적 강성을 보강하여 내진동 및 충격 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 공간 손실을 최소화함과 동시에 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 적층체, 냉각 지지부 및 버스바 조립체 간의 지지 구조를 나타내기 위한 부분 확대도
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 A부분 확대도를 나타낸 도면
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 Ⅰ-Ⅰ 단면을 나타낸 도면
도 6은 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각 지지부재에 대한 제1 실시예를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각 지지부재에 대한 제2 실시예를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 냉각 지지부재와 하면 플레이트 또는 상면 플레이트가 상호 결속되는 모습을 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 각각이 전극 탭(120)을 포함하는 복수 개의 배터리 셀(110)이 상호 적층되어 형성된 배터리 적층체(100), 배터리 적층체(100)에서 전극 탭(120)이 인출되는 외측에 배치된 버스바 조립체(200), 배터리 적층체(100)가 안착된 하면 플레이트(411) 및 배터리 적층체(100)와 버스바 조립체(200) 사이에 배치되어 적어도 하나의 외면이 배터리 적층체(100)와 접촉된 냉각 지지부(300, 300')를 포함할 수 있다.
이 때, 배터리 적층체(100)의 전극 탭(120)이 인출된 측에서 발생된 열의 적어도 일부는 냉각 지지부(300, 300')를 통해 방출될 수 있다. 냉각 지지부(300, 300')를 통한 배터리 적층체(100) 냉각에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
한편, 배터리 적층체(100)는 인출된 복수 개의 전극 탭(120)을 통해 버스바 조립체(200)와 연결된 상태에서 하면 플레이트(411)에 안착될 수 있고, 버스바 조립체(200)와 연결된 배터리 적층체(100)의 배터리 셀(110) 적층 방향 양측에는 한 쌍의 측면 플레이트(412)가 위치될 수 있다. 이 때, 배터리 적층체(100)의 하면을 감싸는 하면 플레이트(411) 및 배터리 적층체(100)의 적층 방향 양측을 감싸는 한 쌍의 측면 플레이트(412)는 일체로 형성되어 하우징부(410)를 형성할 수 있다. 한편, 냉각 지지부(300, 300')는 하면 플레이트(411)에 접촉된 상태로 하면 플레이트(411)에 형성된 복수 개의 안착홈(4111) 상에 결속 지지될 수 있다.
또한, 배터리 적층체(100)의 하면 플레이트(411)의 반대 측 외면(도면상 상면)에는 상면 플레이트(420)가 위치될 수 있고, 상면 플레이트(420)는 배터리 적층체(100)의 상면을 감싸도록 형성될 수 있다. 나아가, 냉각 지지부(300, 300')는 상면 플레이트(420)에 접촉된 상태로 상면 플레이트(420) 상에 결속 지지될 수 있다.
한편, 상술한 배터리 셀(110)은 전극 탭(120)이 전극조립체(미도시 됨)의 양측으로 연장된 양 방향 배터리 셀(110)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 배터리 셀(110) 간의 전기적 연결을 위한 버스바 조립체(200)는 배터리 적층체(100)의 전극 탭(120)이 인출되는 방향 양측에 배치되어 양측의 전극 탭(120)에 연결될 수 있다.
이 때, 전극 탭(120)을 통해 버스바 조립체(200)와 연결된 배터리 적층체(100)의 전극 탭(120)이 인출된 양측 최외측에는 버스바 조립체(200)의 외면을 감싸는 전면 커버부(430) 및 후면 커버부(440)가 위치될 수 있다. 한편, 상술한 하우징부(410), 전면 커버부(430), 후면 커버부(440) 및 상면 플레이트(420) 각각은 상호 용접 또는 볼트 등에 의한 기계식 체결로 결합됨으로써 배터리 적층체(100) 및 버스바 조립체(200)를 내부에 수용하여 외부 이물질 또는 충격 등으로부터 보호할 수 있다.
또한, 상술한 버스바 조립체(200)는 도체로 형성되어 복수 개의 전극 탭(120) 상호 간을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 버스바(220) 및 적어도 하나의 버스바(220)를 고정 및 지지하는 버스바 지지체(210)를 포함할 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 버스바(220) 각각은 플레이트 형상으로 형성되어 전극 탭(120)과의 접촉 및 용접을 통해 복수 개의 전극 탭(120) 상호 간을 전기적으로 연결할 수 있다.
구체적으로, 전극 탭(120)은 버스바 지지체(210)에 고정된 버스바(220) 위치까지 연장될 수 있고, 인출된 전극 탭(120)의 말단 및 버스바(220)는 용접 등에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 버스바 지지체(210) 상에는 인출된 전극 탭(120)의 말단이 버스바(220)에 접촉 위치될 수 있도록 복수 개의 슬릿 홈(미도시 됨)이 관통 형성될 수 있다.
뿐만 아니라, 상술한 버스바 지지체(210)는 적어도 하나의 버스바(220) 상호 간을 이격 고정할 수 있도록 프레임 구조로 형성될 수 있고, 적어도 하나의 버스바(220)는 상호 이격된 상태로 버스바 지지체(210)에 결합될 수 있다. 또한, 상술한 버스바 지지체(210)는 플라스틱 등의 절연 소재로 형성될 수 있고, 적어도 하나의 버스바(220) 및 배터리 적층체(100) 사이에 배치되어 적어도 하나의 버스바(220) 상호 간의 통전 가능성을 차단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 배터리 적층체(100), 냉각 지지부(300, 300') 및 버스바 조립체(200) 간의 지지 구조를 나타내기 위한 부분 확대도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 A부분 확대도를 나타낸 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 냉각 지지부(300, 300')는 상호 일렬 배치된 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310')를 포함할 수 있고, 이 때 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각은 바(bar) 형태로 형성되어 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310')를 포함하는 냉각 지지부(300, 300')의 일 면은 배터리 적층체(100)의 전극 탭(120)이 인출되는 측면에 면상 접촉될 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각은 배터리 적층체(100)와 버스바 조립체(200) 사이에서 배터리 적층체(100)의 전극 탭(120)이 인출되는 측면에 접촉 위치될 수 있다.
뿐만 아니라, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각은 상호 적층된 복수 개의 배터리 셀(110) 중 인접한 두 개의 배터리 셀(110)에 접촉 위치될 수 있다. 이 때, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각은 상술한 인접한 두 개의 배터리 셀(110)에서 인출된 두 개의 전극 탭(120) 사이에 위치될 수 있고, 인접한 두 개의 전극 탭(120)과 접촉 위치될 수 있다.
즉, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각은 복수 개의 배터리 셀(110) 중 인접한 두 개의 배터리 셀(110)에서 인출된 인접한 두 개의 전극 탭(120) 사이에 형성된 공간에 삽입 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310')는 열 전도성이 높은 금속 재질로 형성될 수 있고, 바람직하게는 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있다. 이를 통해, 냉각 지지부재(310, 310')에 직접 접촉된 인접한 두 개의 배터리 셀(110) 및 인접한 두 개의 전극 탭(120)에서 발생된 열은 접촉된 냉각 지지부재(310, 310')를 통해 방열될 수 있다. 이 때의 열 전달 경로에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
한편, 냉각 지지부(300, 300')의 버스바 조립체(200) 측 외면은 버스바 조립체(200)의 배터리 적층체(100) 측 외면에 면상 접촉될 수 있다. 즉, 바 형태의 냉각 지지부재(310, 310')의 길이 방향 외측면 중 배터리 적층체(100)와 접촉되는 측면과 인접한 두 개의 전극 탭(120)과 접촉되는 측면을 제외한 나머지 외측면은 버스바 조립체(200)의 버스바 지지체(210)와 면상 접촉될 수 있다.
이 때, 냉각 지지부(300, 300')는 버스바 지지체(210)의 외면에 면상 접촉되는 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10) 이용 간 전극 탭(120)과 전기적으로 연결된 버스바(220)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있다. 이 때의 열 전달 경로에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 Ⅰ-Ⅰ 단면의 일부 확대도이다. 구체적으로, 도 5는 냉각 지지부재(310, 310')를 통한 배터리 셀(110) 및 버스바(220)의 냉각 구조를 서술하기 위해 배터리 셀(110), 냉각 지지부재(310, 310') 및 버스바 조립체(200)의 접촉 구조를 단면으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 배터리 적층체(100) 및 버스바 조립체(200)(특히, 버스바 지지체(210)) 사이에 냉각 지지부(300, 300')가 위치될 수 있다. 이 때, 냉각 지지부(300, 300')는 전극 탭(120)이 인출되는 방향 양측에서 각각 배터리 셀(110) 및 버스바 지지체(210) 각각의 외면과 면상 접촉될 수 있고, 배터리 셀(110) 및 버스바 조립체(200)에서 발생되는 열은 냉각 지지부(300, 300')를 통해 방열될 수 있다.
구체적으로, 배터리 적층체(100)의 전극 탭(120)이 인출되는 측부 및 전극 탭(120)이 연결된 버스바(220)에서 발생된 열은 배터리 적층체(100) 및 버스바 지지체(210)와 면상 접촉된 냉각 지지부(300, 300')로 전도될 수 있고, 냉각 지지부(300, 300')로 전도된 열은 냉각 지지부(300, 300')와 결합된 하면 플레이트(411) 및 상면 플레이트(420) 중 적어도 하나로 전도될 수 있다.
이 때, 하면 플레이트(411)의 외측 및 상면 플레이트(420) 외측 중 적어도 일 측에는 냉각수 유로를 포함하는 히트싱크(미도시 됨)가 배치될 수 있고, 냉각 지지부(300, 300')를 통해 하면 플레이트(411) 및 상면 플레이트(420) 중 적어도 하나로 전도된 열은 외부의 히트싱크로 전도됨으로써 배터리 적층체(100) 및 버스바 조립체(200)가 냉각될 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 Ⅱ-Ⅱ 단면의 일부 확대도이다. 구체적으로, 도 6은 냉각 지지부재(310, 310')와 하면 플레이트(411)의 결합 관계를 서술하기 위해 냉각 지지부재(310, 310') 및 하면 플레이트(411)의 결합 구조를 단면으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 하면 플레이트(411)에는 상술한 바와 같이 복수 개의 안착홈(4111)이 함입되어 형성될 수 있다. 이 때, 복수 개의 안착홈(4111)은 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310')가 안착되는 위치에 대응되어 형성될 수 있고, 상호 이격된 상태로 일렬로 형성될 수 있다. 냉각 지지부(300, 300')의 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각은 복수 개의 안착홈(4111) 각각에 대응 삽입됨으로써 하면 플레이트(411) 상에 안착 지지될 수 있다.
한편, 상술한 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각의 길이 방향 양단에는 돌출부(311)가 길이 방햐 외측으로 연장 형성될 수 있다. 이 때, 돌출부(311)는 냉각 지지부재(310, 310')의 외경보다 작은 직경으로 형성될 수 있고, 돌출부(311)의 외면은 안착홈(4111)의 내주면 형상에 대응되게 형성되어 냉각 지지부재(310, 310')의 하면 플레이트(411) 안착 시 돌출부(311)는 안착홈(4111) 내에 삽입 지지될 수 있다. 이 때, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 각각에서 길이 방향을 따라 관통 형성된 체결홀(312)의 단부 및 하면 플레이트(411)는 안착 홈 내에는 볼트(bolt) 등의 결속부재(50)가 관통 삽입될 수 있고, 복수 개의 냉각 지지부재(310, 310') 및 하면 플레이트(411)는 상호 결속 지지될 수 있다.
한편, 상술한 안착홈(4111)은 도면에 도시되지는 않았으나 상면 플레이트(420)의 냉각 지지부재(310, 310')가 접촉되는 위치에 형성될 수 있고, 냉각 지지부재(310, 310')의 상단에 형성된 돌출부(311)는 상면 플레이트(420)의 안착홈(4111) 내에 삽입 지지될 수 있다. 이 때, 냉각 지지부재(310, 310') 및 상면 플레이트(420)는 결속부재(50)에 의해 상호 결속 지지될 수 있고, 구체적인 내용은 냉각 지지부재(310, 310')와 하면 플레이트(411) 간의 결속과 동일한 바 생략하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 냉각 지지부재(310)에 대한 제1 실시예를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 7의 (a)는 냉각 지지부재(310)가 압출 형성된 상태를 나타낸 도면이고, 도 7의 (b)는 냉각 지지부재(310)가 아노다이징(anodizing) 처리되어 외면에 산화피막(313)이 형성된 모습을 나타낸 도면이며, 도 7의 (c)는 냉각 지지부재(310)의 길이 방향 외측면에 절연 코팅(314)이 실시된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 냉각 지지부재(310)는 바(bar) 형태로 소정 길이 압출되어 형성될 수 있다. 이후, 아노다이징(anodizing) 처리됨으로써 외면에 산화피막(313)이 형성될 수 있고, 금속 재질의 냉각 지지부재(310)에 절연 특성이 구비될 수 있다.
뿐만 아니라, 산화피막(313)이 형성된 냉각 지지부재(310)의 외면에는 절연 코팅(314)이 추가 실시될 수 있다. 즉, 산화피막(313)의 형성으로 절연성이 구비된 냉각 지지부재(310)의 외면에 절연 코팅(314)을 추가 실시함으로써 이중 절연 구조를 형성할 수 있고, 냉각 지지부재(310)의 절연성이 크게 향상될 수 있다.
따라서, 배터리 적층체(100)와 직접 접촉되는 냉각 지지부(300)의 절연 성능이 크게 향상될 수 있고, 냉각 지지부(300)를 통한 배터리 셀(110) 상호 간의 통전 가능성을 차단할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 냉각 지지부재(310')에 대한 제2 실시예를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 8의 (a)는 냉각 지지부재(310')가 압출 형성된 상태를 나타낸 도면이고, 도 8의 (b)는 냉각 지지부재(310')가 아노다이징(anodizing) 처리되어 외면에 산화피막(313)이 형성된 모습을 나타낸 도면이며, 도 8의 (c)는 냉각 지지부재(310)의 길이 방향 외측면에 절연 시트(314')가 조립된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 바(bar) 형태로 소정 길이 압출되어 형성되고, 아노다이징(anodizing) 처리됨으로써 외면에 산화피막(313)이 형성된 냉각 지지부재(310')의 외면에 절연 시트(314')가 조립될 수 있다.
즉, 산화피막(313)의 형성으로 절연성이 구비된 냉각 지지부재(310')의 외면에 절연 시트(314')가 추가 조립됨으로써 이중 절연 구조를 형성할 수 있고, 냉각 지지부재(310')의 절연성이 크게 향상될 수 있다.
따라서, 배터리 적층체(100)와 직접 접촉되는 냉각 지지부(300')의 절연 성능이 크게 향상될 수 있고, 냉각 지지부(300')를 통한 배터리 셀(110) 상호 간의 통전 가능성을 차단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)에서 냉각 지지부재(310, 310')와 하면 플레이트(411) 또는 상면 플레이트(420)가 상호 결속되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 상술한 바와 같이, 냉각 지지부재(310, 310')와 하면 플레이트(411) 또는 상면 플레이트(420) 상호 간은 결속 지지될 수 있다. 구체적으로, 상술한 냉각 지지부재(310, 310')는 각각이 결속부재(50)를 통해 하면 플레이트(411) 및 상면 플레이트(420)에 중 적어도 하나에 결속될 수 있다. 이 때, 냉각 지지부재(310, 310')의 길이 방향을 따라 관통 형성된 체결홀(312)의 내주면 일부(바람직하게는, 길이 방향 단부) 및 하면 플레이트(411) 또는 상면 플레이트(420)의 안착홈(4111) 내주면에는 나사 홈(미도시 됨)이 형성될 수 있고, 볼트 등의 결속부재(50)는 안착홈(4111) 및 체결홀(312) 단부에 삽입 결속될 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 냉각 지지부(300, 300')를 통해 하면 플레이트(411)와 상면 플레이트(420)가 상호 결속 지지되는 바, 전체 배터리 모듈(10)의 구조적 강성이 보강될 수 있고, 내진동 및 충격 성능을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 냉각 지지부(300, 300')는 버스바 조립체(200) 및 배터리 적층체(100) 사이의 공간에 위치되는 바, 전면 커버부(430) 또는 후면 커버부(440)에서 외력이 작용되는 경우에도 전면 커버부(430) 또는 후면 커버부(440)의 변형을 억제할 수 있다. 나아가, 공간 손실을 최소화함과 동시에 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 냉각 지지부재(310, 310')와 하면 플레이트(411) 또는 상면 플레이트(420) 간의 결속부재(50)에 의한 결합은 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니며, 구조용 접착제에 의해 결합될 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 배터리 모듈
100 : 배터리 적층체
110 : 배터리 셀
120 : 전극 탭
200 : 버스바 조립체
210 : 버스바 지지체
220 : 버스바
300, 300' : 냉각 지지부
310, 310' : 냉각 지지부재
311 : 돌출부
312 : 체결홀
313 : 산화피막
314 : 절연 코팅
314' : 절연 시트
410 : 하우징부
411 : 하면 플레이트
4111 : 안착홈
412 : 측면 플레이트
420 : 상면 플레이트
430 : 전면 커버부
440 : 후면 커버부
50 : 결속부재

Claims (9)

  1. 각각이 전극 탭을 포함하는 복수 개의 배터리 셀이 상호 적층되어 형성된 배터리 적층체;
    상기 배터리 적층체에서 상기 전극 탭이 인출되는 외측에 배치된 버스바 조립체;
    상기 배터리 적층체가 안착된 하면 플레이트; 및
    상기 배터리 적층체 및 상기 버스바 조립체 사이에 배치되어 적어도 하나의 외면이 상기 배터리 적층체와 접촉된 냉각 지지부;를 포함하는, 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 적층체의 상기 전극 탭이 인출된 측에서 발생된 열의 적어도 일부는 상기 냉각 지지부를 통해 방출되는, 배터리 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 지지부는 상기 하면 플레이트에 접촉된 상태로 상호 결속 지지된, 배터리 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 배터리 적층체에서 상기 하면 플레이트의 반대 측 상면을 감싸는 상면 플레이트;를 더 포함하고,
    상기 냉각 지지부는 상기 상면 플레이트에 접촉된 상태로 상호 결속 지지된, 배터리 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 지지부의 일 면은 배터리 적층체의 전극 탭이 인출되는 측면에 면상 접촉된, 배터리 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 지지부의 일 면은 상기 버스바 조립체의 상기 배터리 적층체 측 외면에 면상 접촉된, 배터리 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 지지부는 상호 일렬 배치된 복수 개의 냉각 지지부재를 포함하고,
    상기 복수 개의 냉각 지지부재 각각은 바(bar) 형태로 형성된, 배터리 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수 개의 냉각 지지부재 각각의 외면 적어도 일부는 절연 코팅된, 배터리 모듈.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수 개의 냉각 지지부재 각각의 외면 적어도 일부에는 절연 시트가 조립된, 배터리 모듈.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116034512A (zh) * 2020-11-20 2023-04-28 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR20240001715A (ko) * 2021-07-30 2024-01-03 비와이디 컴퍼니 리미티드 배터리 조립체, 배터리 팩, 및 차량
US11942659B2 (en) 2021-03-04 2024-03-26 Lg Energy Solution Ltd. Battery module and battery pack including the same
US12482877B2 (en) 2021-02-26 2025-11-25 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170034560A (ko) * 2015-09-21 2017-03-29 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR20170095052A (ko) * 2016-02-12 2017-08-22 주식회사 엘지화학 배터리 셀 냉각용 버스바 및 이를 이용한 배터리 모듈
KR101778667B1 (ko) 2015-03-09 2017-09-26 주식회사 엘지화학 냉각 플레이트들을 포함하는 전지모듈

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101778667B1 (ko) 2015-03-09 2017-09-26 주식회사 엘지화학 냉각 플레이트들을 포함하는 전지모듈
KR20170034560A (ko) * 2015-09-21 2017-03-29 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR20170095052A (ko) * 2016-02-12 2017-08-22 주식회사 엘지화학 배터리 셀 냉각용 버스바 및 이를 이용한 배터리 모듈

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116034512A (zh) * 2020-11-20 2023-04-28 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
US12482877B2 (en) 2021-02-26 2025-11-25 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including the same
US11942659B2 (en) 2021-03-04 2024-03-26 Lg Energy Solution Ltd. Battery module and battery pack including the same
KR20240001715A (ko) * 2021-07-30 2024-01-03 비와이디 컴퍼니 리미티드 배터리 조립체, 배터리 팩, 및 차량

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