WO2015065043A1 - 이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈 Download PDF

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성준엽
엄영섭
유성천
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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 frame is often used to protect the secondary battery from external shocks, to prevent the flow thereof, and to facilitate lamination.
  • the frame may be replaced with various other terms such as a cartridge.
  • the frame may be formed in a rectangular plate shape in which the center part is empty. In this case, four side parts are configured to surround the outer circumference of the pouch type secondary battery.
  • 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.
  • cooling fins in a plate form may be interposed between the secondary batteries.
  • 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 cooling fin is interposed between the secondary batteries to prevent the temperature rise of the secondary battery through the cooling fins is often used.
  • the secondary battery can be cooled in various forms and manners.
  • air cooling is widely used to lower the temperature of the secondary battery through heat exchange between the cooling plate and the air by allowing external air to flow around the cooling plate.
  • a cooling passage is secured around the cooling plate, and the cooling passage is connected to the duct so that air flows in and out of the battery module.
  • the pouch type secondary battery may generate gas during use, and the gas may include a component harmful to a human body.
  • the harmful gas generated from the secondary battery penetrates into the cooling channel, the penetrated harmful gas may be discharged to the outside through the duct, and the discharged gas may be sucked by the battery user.
  • the medium-large battery pack including many secondary batteries is mounted, there is a high possibility that gas is discharged from the secondary batteries.
  • the present invention was devised to solve the above problems, and includes a secondary battery frame and a secondary battery frame which can prevent the generated gas from flowing into a cooling channel or a duct connected thereto even when gas is generated in the secondary battery.
  • An object of the present invention is to provide a battery module, a battery pack and a vehicle.
  • the upper cooling plate consisting of a plate of a thermally conductive material;
  • a lower cooling plate formed of a plate of a thermally conductive material and disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance so as to face the upper cooling plate to form a flow path between the upper cooling plate and a space therebetween;
  • four unit frames connected at both ends to surround the outer circumferential portions of the upper cooling plate and the lower cooling plate.
  • the outer circumferential portion of the pouch type secondary battery is seated, and the flow path is provided at two unit frame sides.
  • An opening is formed to be opened, and includes a main frame having uneven parts formed in a shape corresponding to each other at an upper portion and a lower portion of at least two unit frames.
  • the concave-convex portion is configured to seal the combined portion coupled to the concave-convex portion of the adjacent secondary battery frame when the secondary battery frame is stacked up and down.
  • the uneven portion is formed at least in the unit frame in which the opening is formed.
  • the uneven portion is formed to extend in the longitudinal direction of the unit frame.
  • two or more of the uneven parts are formed on the upper and lower portions of the unit frame, respectively.
  • the uneven portion is configured such that both the protruding portion and the concave portion are formed on the upper and lower portions of the unit frame, respectively.
  • the main frame may include a seating portion formed on the unit frame on which the uneven portion is formed to be seated by bending the sealing portion of the pouch-type secondary battery.
  • the main frame is provided with a sealing member on the uneven portion.
  • the vent flow path through which the gas flows from the pouch type secondary battery may flow may be physically separated from the flow path between the upper cooling plate and the lower cooling plate.
  • the main frame may include a venting part configured to open a space in which the pouch type secondary battery is accommodated, on a side surface of the unit frame having no opening.
  • the main frame may be configured such that one pouch type secondary battery is seated on an upper portion of the upper cooling plate, and another pouch type secondary battery is seated on a lower portion of the lower cooling plate.
  • 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 cooling passage through which the cooling fluid for heat exchange with the cooling plate flows and the space in which the secondary battery is accommodated can be physically separated more reliably.
  • the protrusions formed on the upper and / or lower part and the insertion grooves formed on the lower and / or upper part are inserted into and fastened, so that the secondary battery is stored in the cooling flow path.
  • the path through which gas can escape can be complicated.
  • the generated gas can be prevented from being transmitted to the battery pack user through the cooling passage and the duct.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a frame for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a right side view of the configuration of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a right side view of the configuration of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure in which a secondary battery frame according to an embodiment of the present invention is stacked in a vertical direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the concave-convex portion of the frame for secondary batteries according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a concave-convex portion of a frame for secondary batteries according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of an uneven portion of a frame for secondary batteries according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a configuration method of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 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. 1 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a frame 1000 for a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a right side view of the configuration of FIG. 1.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
  • a portion of the upper cooling plate 110 is shown in a cut form.
  • the secondary battery frame 1000 includes an upper cooling plate 110, a lower cooling plate 120, and a main frame 200.
  • the upper cooling plate 110 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 upper cooling plate 110 may be configured in the form of a square plate.
  • the lower cooling plate 120 like the upper cooling plate 110 is configured in the form of a plate, corresponding to the shape of the upper cooling plate 110, for example, to be formed in the same shape as the upper cooling plate 110. Can be.
  • the lower cooling plate 120 may be disposed under the upper cooling plate 110 in such a manner that a wide surface thereof faces the wide surface of the upper cooling plate 110.
  • the lower cooling plate 120 may be disposed to be spaced apart from the upper cooling plate 110 by a predetermined distance.
  • the lower cooling plate 120 may be arranged to be parallel to the upper cooling plate 110 in the horizontal direction.
  • the lower cooling plate 120 is disposed to be somewhat spaced apart from the upper cooling plate 110, and an empty space is formed between the lower cooling plate 120 and the upper cooling plate 110.
  • the empty space between the lower cooling plate 120 and the upper cooling plate 110 may function as a flow path. That is, the lower cooling plate 120 forms a cooling flow path in a space between the upper cooling plate 110 and the upper cooling plate 110.
  • the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120 may be formed of a material having thermal conductivity so as to exchange heat with the secondary battery 10 positioned at the upper and lower portions, respectively.
  • the two cooling plates may be made of an aluminum material which is excellent in thermal conductivity and easy to form and light in weight.
  • the present invention is not necessarily limited to such a cooling plate material, and the cooling plate may be made of various materials such as metal other than aluminum.
  • the main frame 200 may include four unit frames, and each unit frame may have a form in which both ends are connected to each other. That is, as shown in FIG. 1, the main frame 200 may have a four-sided side and may have a rectangular ring shape in which the center portion is empty from the top side. In addition, in the main frame 200, each unit frame may form each side of the quadrangle.
  • the main frame 200 may be configured to surround the outer circumferences of the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120 through the four unit frames.
  • the main frame 200 has unit frames at the front, rear, left, and right sides, respectively, and each of the unit frames has front, rear, and bottom portions of the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120. It can be configured to surround the left and right edges.
  • the upper cooling plate 110 may be exposed in an empty center portion of the main frame 200 in the upper direction, and the lower cooling plate 120 may be exposed in the lower direction.
  • the main frame 200 may be manufactured by injection molding in a state where the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120 are interposed, but the present invention is not necessarily limited to this manufacturing method.
  • the main frame 200 may be configured to mount the pouch type secondary battery 10.
  • the main frame 200 may be configured such that the outer circumferential portion of the pouch type secondary battery 10 is seated.
  • the pouch type secondary battery 10 may be configured such that the shape viewed from the top to the bottom direction is approximately square.
  • the front, rear, left and right outer periphery portions of the pouch type secondary battery 10 are respectively formed. It may be mounted on the front, rear, left and right unit frame 204 of the main frame 200.
  • the outer periphery of the pouch type secondary battery 10 having four sides is configured to be seated on the main frame 200 in all four sides, or some of the four sides, for example, two sides of the front and rear sides of the main frame ( 200 may be configured to be seated.
  • two main pouch type secondary batteries 10 may be mounted on the main frame 200. That is, as shown in Figure 3, the main frame 200, the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120 may be located in the center portion in the vertical direction, two pouch type secondary battery (10) ) May be located at the lower portion of the upper and lower cooling plate 120 of the upper cooling plate 110 in the main frame 200.
  • the main frame 200 may be configured such that two or more may be stacked, and thus, two or more secondary battery frames may be stacked. That is, in the main frame 200 configuration of FIG. 3, different main frames 200 may be stacked on the upper and lower portions, respectively. As such, when two or more secondary battery frames are stacked, the main frame 200 is disposed on the outer circumference of the secondary battery 10, and the cooling plate is disposed above or below the secondary battery 10. Therefore, in this case, when a plurality of secondary battery frames are stacked in the vertical direction, two secondary batteries 10 can be stored for each one of the secondary battery frames.
  • the main frame 200 may have an opening at a side surface, as indicated by O in FIGS. 1 to 3.
  • the opening is configured to penetrate the main frame 200 in the horizontal direction, and the empty space formed between the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120, that is, at least a portion of the flow path is exposed to the outside and opened. It may be configured to. Therefore, air or the like outside the main frame 200 may flow in and out into a flow path formed between two cooling plates through the opening.
  • the opening may be formed at two unit frame side surfaces of four unit frames.
  • the opening formed in one side of the unit frame may function as the inlet of the fluid, and the opening formed in the other one unit frame side may serve as the outlet of the fluid.
  • the main frame 200 includes the front unit frame 201, the rear unit frame 202, the left unit frame 203, and the right unit frame 204
  • Openings may be formed in the left unit frame 203 and the right unit frame 204, respectively.
  • the opening formed in the right unit frame 204 may function as an inlet
  • the opening formed in the left frame may function as an outlet. Accordingly, as indicated by an arrow by a dashed line in FIG.
  • the outside air introduced into the opening of the right unit frame 204 flows along the flow path between the two cooling plates and heat exchanges with the secondary battery 10 through the cooling plate. Can be performed.
  • the air that has undergone heat exchange with the cooling plate may flow out to the outer space of the main frame 200 through the opening of the left unit frame 203.
  • the opening is preferably formed in each of the unit frame located on the opposite side.
  • the openings may be formed in the left unit frame 203 and the right unit frame 204, respectively.
  • the inlet and the outlet of the flow path are formed in the opposite direction, the flow of fluid flowing along the flow path can be formed in a straight direction. Therefore, in such a configuration, the inflow and outflow of the fluid can be made more smoothly and quickly, the fluid can flow in the entire section of the flow path formed between the cooling plate can be further improved cooling efficiency.
  • the uneven portion 210 may be formed in a form corresponding to each of the upper and lower portions of at least two or more unit frames, respectively.
  • the uneven portion 210 may be composed of a convex portion 212 formed convex in the vertical direction and a concave portion 211 formed concave in the vertical direction.
  • the main frame 200 has a convex portion 212 formed at an upper portion thereof, and a concave portion 211 formed at a lower portion thereof in a form corresponding to the convex portion 212, or a convex portion 212 formed at a lower portion thereof.
  • the concave portion 211 may be formed on the upper portion in a shape corresponding to the convex portion 212.
  • the main frame 200 may be configured in a form in which the uneven portion 210 is formed on the upper and lower portions of the left unit frame 203 and the right unit frame 204. have.
  • the concave-convex portion 210 for example, as shown in Figure 3, the convex portion 212 is formed in the lower portion of the unit frame and the concave portion 211 having a shape corresponding to the shape of the convex portion 212. It may be configured in the form formed on the upper portion of the unit frame.
  • the concave-convex portion 210 may be formed in a form in which the convex portion 212 is formed on the upper portion of the unit frame and the concave portion 211 is formed on the lower portion of the unit frame.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure in which a secondary battery frame according to an embodiment of the present invention is stacked in a vertical direction.
  • FIG. 4 may be referred to as a configuration in which two secondary battery frames illustrated in FIG. 3 are stacked.
  • the secondary battery frame located above is called F1 and the secondary battery frame located below is called F2. .
  • the two secondary battery frames F1 and F2 stacked up and down are each formed with a convex portion 212 below the unit frame, and the concave portion having a shape corresponding to the shape of the convex portion 212.
  • 211 is formed on an upper portion of the unit frame. Accordingly, when the F1 and the F2 are stacked in the vertical direction, that is, the vertical direction, the convex and concave portions 210 may be coupled to each other in a form in which the convex portion 212 of the F1 is inserted into the concave portion 211 of the F2.
  • the concave-convex portion 210 may be configured to seal the combined portion coupled to the concave-convex portion 210 of the adjacent secondary battery frame at the time of vertical stacking of the secondary battery frame.
  • a left side of the main frame 200 may be provided with a duct to supply external air to a flow path formed between the cooling plates or to discharge air flowing along the flow path to the outside of the battery module.
  • the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120 may be elongated to penetrate the unit frame, that is, the main frame 200.
  • the gas generated from the pouch type secondary battery 10 flows between the upper cooling plate 110 and the unit frame, or between the lower cooling plate 120 and the unit frame to flow into the flow path or duct. You can stop it.
  • the uneven portion 210 may be formed at least in the unit frame in which the opening is formed.
  • the left unit frame 203 and the right unit frame 204 are formed.
  • the uneven portion 210 may also be formed.
  • gas is generated from the secondary battery 10
  • the duct may be provided on the outer side of the unit frame in which the opening is formed, when the uneven portion 210 is formed in the unit frame in which the opening is formed as in the above embodiment, between the uneven portions 210 when the secondary battery frame is stacked. Due to the coupling, gas can be effectively prevented from entering the duct from the secondary battery 10.
  • the uneven portion 210 may be formed to extend in the longitudinal direction of the unit frame. According to this embodiment of the present invention, gas inflow and out between the inside and the outside in the unit frame in which the uneven portion 210 is formed can be effectively prevented.
  • the uneven portion 210 when the uneven portion 210 is formed in the left unit frame 203 and the right unit frame 204 as shown in FIGS. 1 and 2, the uneven portion 210 may include the left unit frame 203 and It may be formed to extend in the longitudinal direction from the front end to the rear end of the right unit frame 204. According to this configuration of the present invention, the gas between the inside and the outside can be prevented from flowing into and out of any part of the left unit frame 203 and the right unit frame 204.
  • the uneven portion 210 may be formed to extend from one end to the other end of the unit frame in which the opening is formed. Therefore, according to this configuration of the present invention, since outflow of gas is prevented over the entire part of the unit frame in which the opening is formed, it is possible for the gas generated in the secondary battery 10 to flow into the duct provided on the outside of the unit frame in which the opening is formed. Can be prevented.
  • two or more of the uneven parts 210 may be formed at upper and lower portions of the unit frame, respectively. This configuration will be described in more detail with reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the concave-convex portion 210 of the frame for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1, similar to FIG. 3, but shows a concave-convex portion 210 configuration different from FIG. 3.
  • two uneven parts 210 may be formed on an upper portion of a unit frame, and two may be formed on a lower portion of a unit frame.
  • two concave portions 211 may be formed at the upper portion of the unit frame
  • two convex portions 212 may be formed at the lower portion of the unit frame.
  • the uneven parts 210 may be arranged in a direction perpendicular to the length direction of the unit frame.
  • the two concave portions 211 formed on the upper portion of the unit frame may be configured to be arranged in a left and right direction perpendicular to the longitudinal direction of the unit frame.
  • the two convex portions 212 may also be configured to be arranged in the left and right directions at the bottom of the unit frame.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the concave-convex portion 210 of the frame for a secondary battery according to still another embodiment of the present invention. 6 is another modification of the configuration of FIGS. 3 and 5.
  • both the concave portion 211 and the convex portion 212 are formed above and below the unit frame, respectively. That is, the unit frame may be configured such that both the concave portion 211 and the convex portion 212 are formed at an upper portion thereof, and both the concave portion 211 and the convex portion 212 are formed at the lower portion thereof. According to this configuration of the present invention, a path through which gas leaks into the gap space between the main frames 200 can be more complicated.
  • the main frame 200 may include a seating part formed on the upper part of the unit frame on which the uneven part 210 is formed so that the sealing part of the pouch type secondary battery 10 may be bent and seated. That is, as shown by the portion C in the configuration of FIG. 4, in the upper part of the unit frame in which the uneven part 210 is formed, the seating part may be seated so as to be seated in a bent form in the sealing part of the secondary battery 10. It is good to be formed.
  • the bent portion and the seating portion of the secondary battery 10 sealing portion can contact each other to form a barrier against gas outflow in the outward direction. Therefore, even if gas is generated through the sealing portion of the secondary battery 10, the gas may be prevented from flowing outward by the bent portion of the sealing portion and the contact portion of the seating portion, or the amount thereof may be reduced.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a portion of the uneven portion 210 of the frame for secondary batteries according to another embodiment of the present invention.
  • the main frame 200 may be provided with a sealing member 230 in the uneven portion 210.
  • the sealing member 230 is a component provided in the uneven portion 210 to improve the sealing force when the coupling between the uneven portion 210.
  • the sealing member 230 may be provided on the surface of the protrusion, as shown in FIG. 7, so as to be located in the space of the coupling portion when the uneven portion 210 is coupled.
  • the sealing member 230 may be provided on the surface of the recess 211 or both the protrusion and the surface of the recess 211.
  • the sealing member 230 may be made of a rubber material. In the case of the rubber material, it is easy to secure the sealing force so that the fluid does not move through the gap space.
  • the present invention is not necessarily limited to the material of the sealing member 230, the sealing member 230 may be composed of various materials that can enhance the sealing force.
  • the venting flow path is preferably physically separated from the cooling flow path.
  • the vent flow path may mean a path through which the gas flows inside the battery module.
  • the cooling passage may refer to a path through which the cooling fluid flows inside the battery module.
  • physically separating the venting flow path and the cooling flow path may mean that the gas flowing in the venting flow path cannot be introduced into the cooling flow path and the gas flowing in the cooling flow path cannot be introduced into the venting flow path. .
  • a venting flow path through which the gas flows from the secondary battery flows during the up and down stacking is a cooling flow path between the upper cooling plate 110 and the lower cooling plate 120. It may be configured to be physically separated from.
  • venting flow path and the cooling flow path may be physically separated by being formed by different layers from each other.
  • the vent channel may be formed at an upper portion of the upper cooling plate 110, and the cooling channel may be formed at a lower portion of the upper cooling plate 110.
  • the gas discharged from the secondary battery 10 may not flow out to the side where the opening is formed.
  • the gas discharged from the secondary battery may be harmful to the human body.
  • the generated gas is discharged to the outside of the battery pack through the venting flow path. It may not be transmitted to the battery pack user through the cooling passage and the duct.
  • the main frame 200 may include a venting unit 220 that opens a space in which the pouch-type secondary battery 10 is stored, on the side of the unit frame in which the opening is not formed.
  • the opening may be formed at left and right sides of the main frame 200, and the venting unit 220 may be formed at front and rear sides of the main frame 200.
  • the main frame 200 when the openings are formed in the left unit frame 203 and the right unit frame 204, the main frame 200 includes the front unit frame 201 in which the openings are not formed.
  • the venting unit 220 may be formed in the rear unit frame 202.
  • gas when gas is generated from the secondary battery 10 located inside the main frame 200, such gas is the main frame 200 of the main frame 200 through the venting portion 220 of the main frame 200. Can be discharged outward.
  • the venting part 220 since the venting part 220 is positioned in the unit frame in which the opening is not formed, the gas discharged from the secondary battery 10 may not flow out to the side in which the opening is formed.
  • the path through which the cooling fluid flows is formed in the left and right directions between the left unit frame 203 and the right unit frame 204 along the flow path, and the gas generated in the secondary battery 10
  • the flowing path may be formed in the front-rear direction between the front unit frame 201 and the rear unit frame 202.
  • the duct for flowing in and out of the cooling fluid to the battery module may be provided on the outside of the left unit frame 203 and the right unit frame 204, the venting device for discharging the gas generated in the secondary battery 10
  • the front unit frame 201 and the rear unit frame 202 may be provided outside.
  • venting part 220 may be formed in a hole shape or a concave shape as illustrated in FIG. 1.
  • the battery module according to the present invention includes a plurality of the above-described secondary battery frames.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a configuration method of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module according to the present disclosure may include a plurality of secondary battery frames 1000 together with a plurality of pouch-type secondary batteries 10.
  • the secondary battery frame 1000 may be stacked in a vertical direction, and the pouch type secondary battery 10 may be accommodated in an internal space formed by the stacking of the secondary battery frame 1000.
  • the battery module according to the present invention may be configured to accommodate two pouch-type secondary batteries 10 per one secondary battery frame 1000.
  • 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 이차 전지에서 가스가 발생하더라도 발생된 가스가 냉각용 유로 또는 그와 연결된 덕트로 유입되는 것을 방지할 수 있는 이차 전지용 프레임과 이를 포함하는 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성된 상부 냉각 플레이트; 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성되며, 상기 상부 냉각 플레이트와 상호 대면되는 형태로 소정 거리 이격되게 배치되어 상기 상부 냉각 플레이트와 그 사이 공간에 유로를 형성하는 하부 냉각 플레이트; 및 양단이 서로 연결된 4개의 단위 프레임을 구비하여, 상기 상부 냉각 플레이트와 상기 하부 냉각 플레이트의 외주부를 감싸는 형태로 구성되고, 파우치형 이차 전지의 외주부가 안착되며, 2개의 단위 프레임 측면에 상기 유로가 개방되도록 개구부가 형성되고, 적어도 2개 이상의 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 상호 대응되는 형태로 요철부가 형성된 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 2013년 10월 30일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2013-0129860호 및 2014년 10월 13일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2014-0137614호에 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, 프레임을 이용하는 경우가 많다.
프레임은 카트리지 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있는데, 보통 중앙 부분이 비어 있는 사각 플레이트 형태로 구성되는 경우가 많으며, 이때 4개의 변 부분이 파우치형 이차 전지의 외주부를 감싸도록 구성된다. 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, 이차 전지 사이에는 플레이트 형태의 냉각 핀이 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 핀을 개재시켜, 이러한 냉각 핀을 통해 이차 전지의 온도 상승이 방지되도록 하는 구성이 많이 이용된다.
이러한 플레이트 형태의 냉각 핀, 즉 냉각 플레이트를 이차 전지 사이에 게재시킨 배터리 모듈의 경우, 다양한 형태 및 방식으로 이차 전지를 냉각시킬 수 있다. 이러한 냉각 방식 중 대표적으로는, 냉각 플레이트 주변으로 외부 공기가 흐르도록 함으로써 냉각 플레이트와 공기 사이의 열교환을 통해 이차 전지의 온도를 낮추는 공냉식이 널리 이용되고 있다.이러한 공냉식을 이용하여 이차 전지를 냉각시키는 배터리 모듈의 경우, 냉각 플레이트 주변에 냉각용 유로를 확보하고, 이러한 냉각용 유로를 덕트와 연결하여 배터리 모듈 내외부 간 공기가 유출입될 수 있도록 한다.
그런데, 종래 이와 같이 구성되는 배터리 모듈의 경우, 이차 전지로부터 발생된 가스가 냉각용 유로 및 덕트를 통해 외부로 배출되는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 파우치형 이차 전지는 사용 중에 가스가 발생할 수 있으며, 이러한 가스는 인체에 유해한 성분을 포함할 수 있다. 그런데, 이처럼 이차 전지로부터 발생한 유해 가스가 냉각용 유로로 침투하게 되면, 침투된 유해 가스는 덕트를 통해 외부로 배출될 수 있으며, 배출된 가스를 배터리 사용자가 흡입할 수 있다. 특히, 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 경우, 많은 이차 전지가 포함된 중대형 배터리 팩이 장착되므로 이차 전지로부터 가스가 배출될 가능성이 많다. 또한, 이러한 자동차용 배터리 팩에서 유해 가스가 배출되어 덕트로 유입되면, 자동차 운전자가 덕트로 유입된 유해 가스를 흡입하여 인체에 해를 입는 것은 물론, 운전 중 유해 가스로 인해 운전 능력이 감소되어 사고를 당할 위험성도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차 전지에서 가스가 발생하더라도 발생된 가스가 냉각용 유로 또는 그와 연결된 덕트로 유입되는 것을 방지할 수 있는 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 상부 냉각 플레이트; 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성되며, 상기 상부 냉각 플레이트와 상호 대면되는 형태로 소정 거리 이격되게 배치되어 상기 상부 냉각 플레이트와 그 사이 공간에 유로를 형성하는 하부 냉각 플레이트; 및 양단이 서로 연결된 4개의 단위 프레임을 구비하여, 상기 상부 냉각 플레이트와 상기 하부 냉각 플레이트의 외주부를 감싸는 형태로 구성되고, 파우치형 이차 전지의 외주부가 안착되며, 2개의 단위 프레임 측면에 상기 유로가 개방되도록 개구부가 형성되고, 적어도 2개 이상의 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 상호 대응되는 형태로 요철부가 형성된 메인 프레임을 포함한다.
바람직하게는, 상기 요철부는, 상기 이차 전지용 프레임의 상하 적층 시 인접하는 이차 전지용 프레임의 요철부와 상호 결합하여 결합된 부분이 밀폐되도록 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 요철부는, 적어도 상기 개구부가 형성된 단위 프레임에 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 요철부는, 상기 단위 프레임의 길이 방향을 따라 길게 연장된 형태로 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 요철부는, 상기 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 둘 이상 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 요철부는, 상기 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각, 돌출부와 오목부가 모두 형성되도록 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 요철부가 형성된 단위 프레임의 상부에 상기 파우치형 이차 전지의 실링부가 절곡되어 안착 가능하도록 안착부가 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 요철부에 실링 부재가 구비된다.
또한 바람직하게는, 상기 이차 전지용 프레임의 상하 적층 시, 상기 파우치형 이차 전지로부터 유출된 가스가 흐르는 벤팅 유로는, 상기 상부 냉각 플레이트와 상기 하부 냉각 플레이트 사이의 유로와 물리적으로 분리될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 개구부가 형성되지 않은 단위 프레임의 측면에, 상기 파우치형 이차 전지가 수납된 공간을 개방시키는 벤팅부가 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임은, 상기 상부 냉각 플레이트의 상부에 하나의 파우치형 이차 전지가 안착되고, 상기 하부 냉각 플레이트의 하부에 다른 하나의 파우치형 이차 전지가 안착되도록 구성된다.
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 열교환을 하기 위한 냉각 유체가 흐르는 냉각용 유로와 이차 전지가 수납되는 공간 사이가 물리적으로 보다 확실하게 분리될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 이차 전지로부터 가스가 발생하더라도 발생된 가스가 냉각용 유로로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 이차 전지용 프레임의 적층시 상부 및/또는 하부에 형성된 돌출부와 하부 및/또는 상부에 형성된 삽입홈이 삽입 체결됨으로써, 이차 전지가 수납된 공간으로부터 냉각용 유로로 가스가 새어나갈 수 있는 경로가 복잡하게 형성될 수 있다.
그러므로, 본 발명에 의하면, 이차 전지에서 유해한 가스가 발생하더라도 발생된 가스가 냉각용 유로 및 덕트를 통해 배터리 팩 사용자에게 전해지는 것을 막을 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, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성에 대한 우측면도이다.
도 3은, 도 1의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임이 상하 방향으로 적층된 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 요철부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 요철부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 요철부 부분에 대한 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성 방식을 개략적으로 도시하는 도면이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임(1000)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성에 대한 우측면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 A-A'선에 대한 단면도이다. 다만, 도 1에서는 설명의 편의를 위해, 상부 냉각 플레이트(110)의 일부분이 절취된 형태로 도시되도록 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임(1000)은, 상부 냉각 플레이트(110), 하부 냉각 플레이트(120) 및 메인 프레임(200)을 포함한다.
상기 상부 냉각 플레이트(110)는, 넓은 플레이트 형태로 구성되며, 넓은 면이 상방과 하방을 향하도록 눕혀진 형태로 배치된다. 특히, 상부 냉각 플레이트(110)는 사각 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
상기 하부 냉각 플레이트(120)는, 상기 상부 냉각 플레이트(110)와 마찬가지로 플레이트 형태로 구성되며, 상부 냉각 플레이트(110)의 형태에 대응되는 형태, 이를테면 상부 냉각 플레이트(110)와 동일한 형태로 형성될 수 있다. 특히, 하부 냉각 플레이트(120)는, 넓은 면이 상부 냉각 플레이트(110)의 넓은 면과 상호 대면되는 형태로 상부 냉각 플레이트(110)의 하부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 하부 냉각 플레이트(120)는, 상부 냉각 플레이트(110)와 소정 거리 이격된 형태로 배치될 수 있다. 더욱이, 하부 냉각 플레이트(120)는 상부 냉각 플레이트(110)와 수평 방향으로 평행한 형태가 되도록 배치될 수 있다.
이처럼, 하부 냉각 플레이트(120)는 상부 냉각 플레이트(110)로부터 다소 떨어진 형태로 배치되어, 하부 냉각 플레이트(120)와 상부 냉각 플레이트(110) 사이에는 빈 공간이 형성된다. 그리고, 이와 같이 형성된 빈 공간으로는 냉각을 위한 유체가 흐를 수 있으므로, 이와 같은 하부 냉각 플레이트(120)와 상부 냉각 플레이트(110) 사이의 빈 공간은 유로로서 기능할 수 있다. 즉, 상기 하부 냉각 플레이트(120)는 상부 냉각 플레이트(110)와의 사이 공간에 냉각용 유로를 형성한다.
상기 상부 냉각 플레이트(110) 및 하부 냉각 플레이트(120)는 각각, 상부 및 하부에 위치하는 이차 전지(10)와 열교환을 할 수 있도록 열전도성이 있는 재질로 구성될 수 있다. 특히, 이러한 2개의 냉각 플레이트는, 열전도성이 뛰어나면서도 성형이 용이하고 무게가 가벼운 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 냉각 플레이트 재질로 한정되는 것은 아니며, 이러한 냉각 플레이트는 알루미늄 이외의 금속 등 다른 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 메인 프레임(200)은, 4개의 단위 프레임을 구비하고, 각각의 단위 프레임은 양단이 서로 연결된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 메인 프레임(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 변을 구비하며 상부에서 하부 방향으로 바라본 형태가 중앙 부분이 비어 있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 메인 프레임(200)에 있어서 각 단위 프레임은 사각형의 각 변을 이룬다고 할 수 있다.
상기 메인 프레임(200)은 이러한 4개의 단위 프레임을 통해 상부 냉각 플레이트(110)와 하부 냉각 플레이트(120)의 외주부를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 메인 프레임(200)은 전방, 후방, 좌측 및 우측에 각각 단위 프레임을 구비하며, 이러한 각각의 단위 프레임은 상부 냉각 플레이트(110) 및 하부 냉각 플레이트(120)의 전방, 후방, 좌측 및 우측 테두리를 감싸도록 구성될 수 있다. 그리고, 메인 프레임(200)의 비어 있는 중앙 부분에는 상부 방향으로는 상부 냉각 플레이트(110)가 노출되고, 하부 방향으로는 하부 냉각 플레이트(120)가 노출될 수 있다.
상기 메인 프레임(200)은 상부 냉각 플레이트(110) 및 하부 냉각 플레이트(120)가 개재된 상태에서 사출 성형 등으로 제조될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 제조 방식으로 한정되는 것은 아니다.
상기 메인 프레임(200)은, 파우치형 이차 전지(10)가 장착되도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 메인 프레임(200)은 파우치형 이차 전지(10)의 외주부가 안착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 파우치형 이차 전지(10)는 상부에서 하부 방향으로 바라본 형태가 대략 사각형이 되도록 구성될 수 있으며, 이 경우 파우치형 이차 전지(10)의 전방, 후방, 좌측 및 우측 외주부는, 각각 메인 프레임(200)의 전방, 후방, 좌측 및 우측 단위 프레임(204)에 안착될 수 있다.
이때, 4개의 변을 가진 파우치형 이차 전지(10)의 외주부는, 4개의 변 모두 메인 프레임(200)에 안착되도록 구성되거나, 4개의 변 중 일부 변, 이를테면 전방 및 후방 2개의 변이 메인 프레임(200)에 안착되도록 구성될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 메인 프레임(200)에는 2개의 파우치형 이차 전지(10)가 장착될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인 프레임(200)에는 상부 냉각 플레이트(110)와 하부 냉각 플레이트(120)가 수직 방향으로 중앙 부분에 위치해 있을 수 있으며, 2개의 파우치형 이차 전지(10)는 메인 프레임(200)에서 상부 냉각 플레이트(110)의 상부 및 하부 냉각 플레이트(120)의 하부에 각각 위치할 수 있다.
상기 메인 프레임(200)은, 둘 이상이 적층 가능하도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 이차 전지용 프레임이 둘 이상 적층될 수 있다. 즉, 도 3의 메인 프레임(200) 구성에서, 상부와 하부에 각각 다른 메인 프레임(200)이 적층될 수 있다. 이처럼, 둘 이상의 이차 전지용 프레임이 적층되면, 이차 전지(10)를 기준으로 메인 프레임(200)이 외주부에 배치되고, 냉각 플레이트가 상부 또는 하부에 배치된다. 그러므로, 이 경우, 이차 전지용 프레임을 수직 방향으로 다수 개 적층하는 경우, 1개의 이차 전지용 프레임마다 2개의 이차 전지(10)가 수납될 수 있다.
상기 메인 프레임(200)은, 도 1 내지 도 3에서 O로 표시된 바와 같이, 측면에 개구부를 구비할 수 있다. 여기서, 개구부는 메인 프레임(200)을 수평 방향으로 관통한 형태로 구성되어, 상부 냉각 플레이트(110)와 하부 냉각 플레이트(120) 사이에 형성된 빈 공간, 즉 유로의 적어도 일부분이 외부로 노출되어 개방되도록 구성될 수 있다. 따라서, 메인 프레임(200) 외부의 공기 등이 이러한 개구부를 통해 2개의 냉각 플레이트 사이에 형성된 유로로 유출입될 수 있다.
특히, 상기 개구부는, 4개의 단위 프레임 중 2개의 단위 프레임 측면에 형성될 수 있다. 이 경우, 1개의 단위 프레임 측면에 형성된 개구부는 유체의 유입구로서 기능하고, 다른 1개의 단위 프레임 측면에 형성된 개구부는 유체의 유출구로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(200)이 전방 단위 프레임(201), 후방 단위 프레임(202), 좌측 단위 프레임(203) 및 우측 단위 프레임(204)으로 구성되는 경우, 좌측 단위 프레임(203)과 우측 단위 프레임(204)에 각각 개구부가 형성될 수 있다. 이 경우, 우측 단위 프레임(204)에 형성된 개구부는 유입구로서 기능하고, 좌측 프레임에 형성된 개구부는 유출구로서 기능할 수 있다. 따라서, 도 1에서 점선에 의한 화살표로 표시된 바와 같이, 우측 단위 프레임(204)의 개구부로 유입된 외부 공기는 2개의 냉각 플레이트 사이의 유로를 따라 흐르면서 냉각 플레이트를 통해 이차 전지(10)와 열 교환을 수행할 수 있다. 그리고, 이처럼 냉각 플레이트와 열 교환을 수행한 공기는, 좌측 단위 프레임(203)의 개구부를 통해 메인 프레임(200)의 외부 공간으로 유출될 수 있다.
한편, 상기와 같이 2개의 단위 프레임 측면에 개구부가 형성되는 경우, 개구부는 서로 반대되는 측에 위치하는 단위 프레임에 각각 형성되는 것이 좋다. 예를 들어, 상기 실시예와 같이, 개구부는, 좌측 단위 프레임(203)과 우측 단위 프레임(204)에 각각 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 유로의 유입구와 유출구가 서로 반대 방향에 형성되므로, 유로를 따라 흐르는 유체의 흐름이 직선 방향으로 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 구성의 경우, 유체의 유출입이 보다 원활하고 신속하게 이루어질 수 있으며, 냉각 플레이트 사이에 형성된 유로의 전체 구간에 유체가 흐를 수 있게 되어 냉각 효율이 보다 향상될 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임(200)은, 적어도 2개 이상의 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 상호 대응되는 형태로 요철부(210)가 형성될 수 있다. 여기서, 요철부(210)는 상하 방향으로 볼록하게 형성된 볼록부(212)와 상하 방향으로 오목하게 형성된 오목부(211)로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 메인 프레임(200)은, 상부에 볼록부(212)가 형성되고 이러한 볼록부(212)에 대응되는 형태로 하부에 오목부(211)가 형성되거나, 하부에 볼록부(212)가 형성되고 이러한 볼록부(212)에 대응되는 형태로 상부에 오목부(211)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 메인 프레임(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 좌측 단위 프레임(203)과 우측 단위 프레임(204)의 상부 및 하부에 요철부(210)가 형성된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 요철부(210)는, 이를테면 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 프레임의 하부에 볼록부(212)가 형성되고 이러한 볼록부(212)의 형태에 대응되는 형태를 갖는 오목부(211)가 단위 프레임의 상부에 형성되는 형태로 구성될 수 있다. 물론 요철부(210)는, 이러한 형태 이외에도, 단위 프레임의 상부에 볼록부(212)가 형성되고 단위 프레임의 하부에 오목부(211)가 형성되는 형태로 구성될 수도 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임이 상하 방향으로 적층된 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 특히, 도 4는 도 3에 도시된 이차 전지용 프레임이 2개 적층된 구성이라 할 수 있는데, 설명의 편의를 위해 상부에 위치한 이차 전지용 프레임을 F1이라 하고, 하부에 위치한 이차 전지용 프레임을 F2라 한다.
도 4를 참조하면, 상하로 적층된 2개의 이차 전지용 프레임 F1 및 F2는 각각, 단위 프레임의 하부에 볼록부(212)가 형성되고, 이러한 볼록부(212)의 형태에 대응되는 형태의 오목부(211)가 해당 단위 프레임의 상부에 형성된다. 따라서, 이러한 F1 및 F2가 상하 방향, 즉 수직 방향으로 적층되는 경우, F2의 오목부(211)에 F1의 볼록부(212)가 삽입되는 형태로 요철부(210)가 상호 결합될 수 있다.
이때, 요철부(210)는, 이차 전지용 프레임의 상하 적층 시 인접하는 이차 전지용 프레임의 요철부(210)와 상호 결합하여 결합된 부분이 밀폐되도록 구성되는 것이 좋다.
예를 들어, 상기 도 4의 실시예에서, F1 및 F2가 상하 적층되어, F1의 볼록부(212)와 F2의 오목부(211)가 상호 결합하는 경우, 이와 같은 결합 부분(B로 표시)은 F1과 F2의 적층 시 그 사이 공간으로 흘러나가는 가스의 흐름 경로에 장애물이 될 수 있다. 따라서, 이러한 이차 전지용 프레임 간 사이 공간을 통해 가스가 새어나가지 않거나 적어도 가스가 새어나가는 양이 크게 감소될 수 있다.
특히, 도 4의 구성에서 메인 프레임(200)의 좌측에는 냉각 플레이트 사이에 형성된 유로로 외부 공기를 공급하거나 이러한 유로를 따라 흐르는 공기를 배터리 모듈 외부로 배출할 수 있도록 하는 덕트가 구비될 수 있다. 그런데, 본 발명의 경우, 메인 프레임(200)의 적층 사이 공간에 요철부(210)가 형성되어 상호 결합되어 있으므로, 적층된 두 메인 프레임(200)의 틈새 공간으로 유체가 새어 나가는 것이 효과적으로 방지되거나 감소될 수 있다. 따라서, 도 4에서 메인 프레임(200)의 우측에 위치한 파우치형 이차 전지(10)로부터 가스가 발생하더라도 이러한 가스는 메인 프레임(200) 사이의 틈새를 거쳐 좌측에 구비된 덕트로 새어나가는 것이 방지되거나 감소될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 냉각 플레이트(110) 및 하부 냉각 플레이트(120)는 단위 프레임, 즉 메인 프레임(200)을 관통하도록 길게 연장 형성되는 것이 좋다. 이러한 실시예에 의하면, 파우치형 이차 전지(10)로부터 발생된 가스가, 상부 냉각 플레이트(110)와 단위 프레임 사이, 또는 하부 냉각 플레이트(120)와 단위 프레임 사이로 유출되어 유로 또는 덕트로 흘러들어가는 것을 막을 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 요철부(210)는, 적어도 상기 개구부가 형성된 단위 프레임에 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 유로를 개방하기 위한 개구부가 좌측 단위 프레임(203) 및 우측 단위 프레임(204)에 형성된 경우, 이러한 좌측 단위 프레임(203) 및 우측 단위 프레임(204)에는 요철부(210)도 형성될 수 있다. 이차 전지(10)로부터 가스가 발생한 경우, 이러한 가스는 덕트로 유입되지 않도록 하는 것이 좋다. 그런데, 개구부가 형성된 단위 프레임의 외부 측에는 덕트가 구비될 수 있으므로, 상기 실시예와 같이 개구부가 형성된 단위 프레임에 요철부(210)가 형성되도록 하면, 이차 전지용 프레임의 적층 시 요철부(210) 간 결합으로 인해, 이차 전지(10)로부터 덕트로 가스가 유입되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 요철부(210)는, 상기 단위 프레임의 길이 방향을 따라 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 요철부(210)가 형성된 단위 프레임에서의 내외부 간 가스 유출입이 효과적으로 방지될 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 요철부(210)가 좌측 단위 프레임(203) 및 우측 단위 프레임(204)에 형성된 경우, 요철부(210)는 좌측 단위 프레임(203) 및 우측 단위 프레임(204)의 전방측 단부에서 후방측 단부에 이르기까지 길이 방향을 따라 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 좌측 단위 프레임(203) 및 우측 단위 프레임(204)의 어느 부분으로도 내외부 간 가스가 유출입되지 않도록 할 수 있다.
특히, 상기 요철부(210)는, 개구부가 형성된 단위 프레임의 일단에서 타단까지 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 개구부가 형성된 단위 프레임의 전체 부분에 걸쳐 가스 유출입이 방지되므로, 개구부가 형성된 단위 프레임의 외측에 구비된 덕트로 이차 전지(10)에서 발생한 가스가 유입되는 것이 방지될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 요철부(210)는, 상기 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 둘 이상 형성될 수 있다. 이러한 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 요철부(210) 구성을 나타내는 단면도이다. 도 5는, 도 3과 마찬가지로 도 1의 A-A'선에 대한 단면도라 할 것이나, 도 3과는 다른 요철부(210) 구성을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 요철부(210)는, 단위 프레임의 상부에도 2개가 형성되고, 단위 프레임의 하부에도 2개가 형성될 수 있다. 이를테면, 도 5에 도시된 바와 같이, 단위 프레임의 상부에 오목부(211)가 2개 형성되고, 단위 프레임의 하부에 볼록부(212)가 2개 형성될 수 있다.
특히, 이처럼 요철부(210)가 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 둘 이상 형성되는 구성에서, 요철부(210)는 단위 프레임의 길이 방향에 수직하는 방향으로 배열될 수 있다. 이를테면, 도 5의 구성에서, 단위 프레임의 상부에 형성된 2개의 오목부(211)는, 해당 단위 프레임의 길이 방향에 수직인 좌우 방향으로 배열되도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 오목부(211)의 배열 형태에 대응하여, 2개의 볼록부(212) 또한 단위 프레임의 하부에서 좌우 방향으로 배열되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 2개의 이차 전지용 프레임이 상하 방향으로 적층될 때, 적층된 틈새 공간으로 가스가 새어나가는 것이 보다 확실하게 방지될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 이차 전지용 프레임이 2개 적층되는 경우, 적층 틈새 공간에는 2개의 요철부(210)가 존재하므로, 가스가 새어나갈 수 있는 경로는 더욱 복잡해질 수 있다. 따라서, 이로 인해 이차 전지용 프레임 간 적층 틈새로 가스가 유출되는 것이 보다 확실하게 방지될 수 있다.
한편, 상기 실시예와 같이, 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 둘 이상의 요철부(210)가 형성된 경우, 동일한 부분에 반드시 동일한 형태의 요철부(210)가 형성되어야 하는 것은 아니다. 즉, 도 5에서는 단위 프레임의 상부에 오목부(211)가 2개 형성되고, 단위 프레임의 하부에 볼록부(212)가 2개 형성된 구성이 도시되어 있으나, 요철부(210)는 다른 다양한 형태로도 구성될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 요철부(210) 구성을 나타내는 단면도이다. 도 6은, 도 3 및 도 5의 구성에 대한 다른 변형예라 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 오목부(211)와 볼록부(212)가 모두 형성되어 있다. 즉, 단위 프레임은, 그 상부에 오목부(211)와 볼록부(212)가 모두 형성되고, 그 하부에도 오목부(211)와 볼록부(212)가 모두 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 메인 프레임(200) 사이의 틈새 공간으로 가스가 새어 나가는 경로를 더욱 복잡하게 구성할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임(200)은, 요철부(210)가 형성된 단위 프레임의 상부에 파우치형 이차 전지(10)의 실링부가 절곡되어 안착 가능하도록 안착부가 형성된 것이 좋다. 즉, 도 4의 구성에서 C로 표시된 부분과 같이, 메인 프레임(200) 중, 요철부(210)가 형성된 단위 프레임의 상부에는 이차 전지(10)의 실링부가 절곡된 형태로 안착 가능하도록 안착부가 형성되는 것이 좋다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(10) 실링부의 절곡 부분과 안착부가 서로 접촉하여 외측 방향으로의 가스 유출에 대한 장벽을 형성할 수 있다. 따라서, 이차 전지(10)의 실링부를 통해 가스가 발생하더라도 이러한 가스가 실링부의 절곡된 부분과 안착부의 접촉된 구성에 의해 외측 방향으로 유출되는 것이 방지되거나 그 양이 감소될 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 요철부(210) 부분에 대한 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 메인 프레임(200)은, 요철부(210)에 실링 부재(230)가 구비될 수 있다. 여기서, 실링 부재(230)는, 요철부(210)에 구비되어 요철부(210) 간 결합 시 밀폐력을 향상시키는 구성요소이다. 이러한 실링 부재(230)는, 요철부(210)가 결합할 때 결합 부분의 공간에 위치하도록, 도 7에 도시된 바와 같이, 돌출부의 표면에 구비될 수 있다. 또는, 상기 실링 부재(230)는, 오목부(211)의 표면에 구비되거나 돌출부 및 오목부(211)의 표면에 모두 구비될 수 있다.
이러한 실링 부재(230)는, 고무 재질로 구성될 수 있다. 고무 재질의 경우, 틈새 공간을 통해 유체가 이동하지 않도록 밀폐력을 확보하는데 용이하다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 실링 부재(230)의 재질로 한정되는 것은 아니며, 실링 부재(230)는 밀폐력을 강화시킬 수 있는 다양한 재질로 구성될 수 있다.
또한 바람직하게는, 본 발명의 일 측면에 있어서, 벤팅 유로는 냉각 유로와 물리적으로 분리되는 것이 바람직하다. 여기서, 벤팅 유로는 파우치형 이차 전지로부터 가스가 발생하는 경우, 배터리 모듈 내부에서 이러한 가스가 흐르는 경로를 의미한다고 할 수 있다. 또한, 냉각 유로는 배터리 모듈 내부에서 냉각용 유체가 흐르는 경로를 의미한다고 할 수 있다. 그리고, 이러한 벤팅 유로와 냉각 유로가 물리적으로 분리된다는 것은, 벤팅 유로에 흐르는 기체가 냉각 유로로 유입될 수 없고, 냉각 유로에 흐르는 기체가 벤팅 유로로 유입될 수 없도록 구성된다는 것을 의미한다고 할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 이차 전지용 프레임은, 상하 적층 시, 이차 전지로부터 유출된 가스가 흐르는 벤팅 유로가, 상부 냉각 플레이트(110)와 하부 냉각 플레이트(120) 사이의 냉각용 유로와 물리적으로 분리되도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로는, 벤팅 유로와 냉각 유로는 서로 층을 달리 하여 형성됨으로써 물리적으로 분리될 수 있다. 이를테면, 하나의 이차 전지용 프레임에 있어서, 벤팅 유로는 상부 냉각 플레이트(110)의 상부에 형성되고, 냉각 유로는 상부 냉각 플레이트(110)의 하부에 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(10)로부터 배출된 가스가 개구부가 형성된 측으로 유출되지 않을 수 있다. 특히, 이차 전지에서 배출된 가스는 인체에 유해할 수 있는데, 본 발명의 이러한 구성에 의할 경우, 이차 전지 측에서 유해한 가스가 발생하더라도 이와 같이 발생된 가스는 벤팅 유로를 통해 배터리 팩 외부로 배출될 뿐, 냉각용 유로 및 덕트를 통해 배터리 팩 사용자에게 전해지지 않을 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 메인 프레임(200)은, 개구부가 형성되지 않은 단위 프레임의 측면에, 파우치형 이차 전지(10)가 수납된 공간을 개방시키는 벤팅부(220)가 형성될 수 있다. 특히, 상기 개구부는 메인 프레임(200)의 좌우 측면에 형성되고, 벤팅부(220)는 메인 프레임(200)의 전후 측면에 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(200)은, 좌측 단위 프레임(203)과 우측 단위 프레임(204)에 개구부가 형성된 경우, 개구부가 형성되지 않은 전방 단위 프레임(201)과 후방 단위 프레임(202)에 벤팅부(220)가 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 메인 프레임(200)의 내측에 위치한 이차 전지(10)로부터 가스가 발생한 경우, 이러한 가스는 메인 프레임(200)의 벤팅부(220)를 통해 메인 프레임(200)의 외측으로 배출될 수 있다. 이때, 벤팅부(220)는 개구부가 형성되지 않은 단위 프레임에 위치해 있으므로, 이차 전지(10)로부터 배출된 가스가 개구부가 형성된 측으로 유출되지 않을 수 있다.
특히, 도 1의 이러한 구성에 있어서, 냉각용 유체가 흐르는 경로는 유로를 따라 좌측 단위 프레임(203)과 우측 단위 프레임(204) 사이의 좌우 방향으로 형성되고, 이차 전지(10)에서 발생한 가스가 흐르는 경로는 전방 단위 프레임(201)과 후방 단위 프레임(202) 사이의 전후 방향으로 형성될 수 있다. 이 경우, 배터리 모듈로 냉각용 유체를 유출입시키기 위한 덕트는 좌측 단위 프레임(203)과 우측 단위 프레임(204)의 외측에 구비될 수 있고, 이차 전지(10)에서 발생한 가스를 배출시키기 위한 벤팅 장치는 전방 단위 프레임(201)과 후방 단위 프레임(202)의 외측에 구비될 수 있다.
한편, 상기 벤팅부(220)는, 도 1에 도시된 바와 같이 홀 형태로 형성되거나, 오목한 형태로 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상술한 이차 전지용 프레임을 복수 개 포함한다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성 방식을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 다수의 파우치형 이차 전지(10)와 함께 다수의 이차 전지용 프레임(1000)을 포함할 수 있다. 이때, 이차 전지용 프레임(1000)은 수직 방향으로 적층될 수 있으며, 이러한 이차 전지용 프레임(1000)의 적층에 의해 형성된 내부 공간에 파우치형 이차 전지(10)가 수납되도록 할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 하나의 이차 전지용 프레임(1000)당 2개의 파우치형 이차 전지(10)가 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 (19)

  1. 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성된 상부 냉각 플레이트;
    열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성되며, 상기 상부 냉각 플레이트와 상호 대면되는 형태로 소정 거리 이격되게 배치되어 상기 상부 냉각 플레이트와 그 사이 공간에 유로를 형성하는 하부 냉각 플레이트; 및
    양단이 서로 연결된 4개의 단위 프레임을 구비하여, 상기 상부 냉각 플레이트와 상기 하부 냉각 플레이트의 외주부를 감싸는 형태로 구성되고, 파우치형 이차 전지의 외주부가 안착되며, 2개의 단위 프레임 측면에 상기 유로가 개방되도록 개구부가 형성되고, 적어도 2개 이상의 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 상호 대응되는 형태로 요철부가 형성된 메인 프레임
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는, 상기 이차 전지용 프레임의 상하 적층 시 인접하는 이차 전지용 프레임의 요철부와 상호 결합하여 결합된 부분이 밀폐되도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는, 적어도 상기 개구부가 형성된 단위 프레임에 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는, 상기 단위 프레임의 길이 방향을 따라 길게 연장된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 요철부는, 상기 개구부가 형성된 단위 프레임의 일단에서 타단까지 길게 연장된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는, 상기 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각 둘 이상 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 둘 이상의 요철부는, 상기 단위 프레임의 길이 방향에 수직하는 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는, 상기 단위 프레임의 상부 및 하부에 각각, 돌출부와 오목부가 모두 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 요철부가 형성된 단위 프레임의 상부에 상기 파우치형 이차 전지의 실링부가 절곡되어 안착 가능하도록 안착부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 요철부에 실링 부재가 구비된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실링 부재는, 고무 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이차 전지용 프레임의 상하 적층 시, 상기 파우치형 이차 전지로부터 유출된 가스가 흐르는 벤팅 유로는, 상기 상부 냉각 플레이트와 상기 하부 냉각 플레이트 사이의 유로와 물리적으로 분리된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 개구부가 형성되지 않은 단위 프레임의 측면에, 상기 파우치형 이차 전지가 수납된 공간을 개방시키는 벤팅부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 메인 프레임의 좌우 측면에 형성되고, 상기 벤팅부는 상기 메인 프레임의 전후 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 상부 냉각 플레이트의 상부에 하나의 파우치형 이차 전지가 안착되고, 상기 하부 냉각 플레이트의 하부에 다른 하나의 파우치형 이차 전지가 안착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 상부 냉각 플레이트 및 상기 하부 냉각 플레이트는, 알루미늄 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지용 프레임을 포함하는 배터리 모듈.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지용 프레임을 포함하는 배터리 팩.
  19. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지용 프레임을 포함하는 자동차.
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