KR20220093602A

KR20220093602A - Battery module and battery pack including the same

Info

Publication number: KR20220093602A
Application number: KR1020200184480A
Authority: KR
Inventors: 윤영선; 김성대; 박준규; 정기택
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-07-05

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체의 전후면에 각각 연결된 버스바 프레임; 및 상기 버스바 프레임이 장착된 상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임을 포함하고, 상기 모듈 프레임의 바닥면 양측에 단차부가 형성되어 있고, 상기 모듈 프레임의 바닥면의 중심부와 상기 단차부 사이의 경계선에 부착되어 있는 절연 부재를 포함한다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a bus bar frame connected to the front and rear surfaces of the battery cell stack, respectively; and a module frame accommodating the battery cell stack to which the bus bar frame is mounted, wherein step portions are formed on both sides of the bottom surface of the module frame, and between the central portion of the bottom surface of the module frame and the step portion and an insulating member attached to the boundary line.

Description

A battery module and a battery pack including the same

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 절연 구조가 보강된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, and more particularly, to a battery module with reinforced insulation structure and a battery pack including the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. In particular, secondary batteries are of great interest not only as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, laptops, and wearable devices, but also as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.While one or two or three battery cells are used per device in small mobile devices, medium and large devices such as automobiles require high output and high capacity. Accordingly, a medium or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected is used.

중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것일 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 한편, 전지 모듈은, 전지셀 적층체를 외부 충격, 열 또는 진동으로부터 보호하기 위해, 전면과 후면이 개방되어 전지셀 적층체를 내부 공간에 수납하는 모듈 프레임을 포함할 수 있다. Since it is desirable that the mid-to-large-sized battery module be manufactured as small as possible in size and weight, a prismatic battery, a pouch-type battery, etc. that can be stacked with a high degree of integration and have a small weight to capacity are mainly used as battery cells of the mid- to large-sized battery module. On the other hand, the battery module, in order to protect the battery cell stack from external impact, heat, or vibration, the front and rear are opened may include a module frame for accommodating the battery cell stack in an internal space.

도 1은 종래 전지 모듈의 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈에 포함되는 구성 요소들의 분해 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional battery module. FIG. 2 is an exploded perspective view of components included in the battery module of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 전지 모듈(10)은 복수의 전지셀(11)이 일방향으로 적층된 적층되어 있는 전지셀 적층체(12), 전지셀 적층체(12)를 수용하는 모듈 프레임(20), 전지셀 적층체의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(15) 및 엔드 플레이트(15)와 전지셀 적층체(12)의 전후면 사이에 형성된 버스바 프레임(13)을 포함한다. 모듈 프레임(20)은 전지셀 적층체(12)의 하부 및 양측면을 덮는 하부 프레임(30)과 전지셀 적층체(12)의 상면을 덮는 상부 플레이트(40)를 포함한다. 전지 모듈(10)은 하부 프레임(30)에서 전지셀 적층체(120)의 하부를 덮는 바닥면에 열전도성 수지층(31)이 도포되어, 전지셀 적층체(12)의 발생한 열을 냉각할 수 있다. 1 and 2, the conventional battery module 10 is a battery cell stack 12 in which a plurality of battery cells 11 are stacked in one direction, and to accommodate the battery cell stack 12 It includes a module frame 20 , an end plate 15 covering the front and rear surfaces of the battery cell stack, and a bus bar frame 13 formed between the end plate 15 and the front and rear surfaces of the battery cell stack 12 . . The module frame 20 includes a lower frame 30 covering the lower and both sides of the battery cell stack 12 and an upper plate 40 covering the upper surface of the battery cell stack 12 . The battery module 10 has a thermally conductive resin layer 31 applied to the bottom surface covering the lower portion of the battery cell stack 120 in the lower frame 30 to cool the heat generated by the battery cell stack 12 . can

도 3 및 도 4는 도 2의 구성 요소 중 모듈 프레임의 단부를 확대한 도면이다.3 and 4 are enlarged views of the ends of the module frame among the components of FIG. 2 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 종래의 전지 모듈(10)은 하부 프레임(30)의 양 단부에 단차부(30s)가 형성되어 있다. 여기서, 단차부(30s)의 적어도 일부에는 절연 부재(33)가 부착되어 있고, 하부 프레임(30)의 중심부에서 단차부(30s)와 인접하게 차단 패드(35)가 부착되어 있다. 3 and 4 , in the conventional battery module 10 , step portions 30s are formed at both ends of the lower frame 30 . Here, an insulating member 33 is attached to at least a portion of the stepped portion 30s, and a blocking pad 35 is attached adjacent to the stepped portion 30s at the center of the lower frame 30 .

최근에 들어, 전지 모듈 및 전지팩이 고성능 차량에 적용됨에 따라, 고전압 모듈 및 팩에 대한 수요가 증대되고 있다. 그러나, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 고전압 모듈 및 팩에 적용되기에는, 종래의 전지 모듈(10)의 절연 부재(33) 및 차단 패드(35)로부터 확보될 수 있는 절연 거리/연면 거리가 낮은 수준이라는 문제가 있다. 이에 따라, 절연 거리/연면 거리의 수준을 높여, 고전압 모듈의 절연 설계 기준을 만족하는 전지 모듈을 개발할 필요가 있다.Recently, as battery modules and battery packs are applied to high-performance vehicles, the demand for high-voltage modules and packs is increasing. However, referring to FIGS. 1 to 4 , in order to be applied to high voltage modules and packs, the insulation distance/creepage distance that can be secured from the insulating member 33 and the blocking pad 35 of the conventional battery module 10 is There is a problem with the low level. Accordingly, it is necessary to develop a battery module that satisfies the insulation design standard of a high voltage module by raising the level of the insulation distance/creepage distance.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 절연 구조가 보강된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery module having an insulating structure reinforced and a battery pack including the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and the accompanying drawings. .

상기 절연 부재는 상기 단차부의 길이 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.The insulating member may extend in a longitudinal direction of the step portion.

상기 절연 부재의 양 단부는 상기 모듈 프레임의 양 측면에 각각 위치할 수 있다.Both ends of the insulating member may be respectively located on both sides of the module frame.

상기 절연 부재 상에 차단 패드가 부착되어 있을 수 있다.A blocking pad may be attached to the insulating member.

상기 차단 패드는 상기 절연 부재의 길이 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.The blocking pad may extend along a longitudinal direction of the insulating member.

상기 차단 패드는 상기 경계선을 기준으로 상기 중심부에 형성된 상기 절연부재 상에 위치할 수 있다.The blocking pad may be positioned on the insulating member formed in the center with respect to the boundary line.

상기 절연 부재와 상기 모듈 프레임의 바닥면 사이에 제1 접착층이 위치할 수 있다.A first adhesive layer may be positioned between the insulating member and a bottom surface of the module frame.

상기 제1 접착층은 두 개의 접착층을 포함하되, 상기 두 개의 접착층은 각각 상기 절연부재의 양 단부에 인접하게 위치할 수 있다.The first adhesive layer may include two adhesive layers, and the two adhesive layers may be positioned adjacent to both ends of the insulating member, respectively.

상기 절연 부재와 상기 차단 패드 사이에 제2 접착층이 위치할 수 있다.A second adhesive layer may be positioned between the insulating member and the blocking pad.

상기 제2 접착층은 상기 차단 패드의 길이 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.The second adhesive layer may extend along a length direction of the blocking pad.

상기 모듈 프레임은 상기 전지셀 적층체의 하부 및 양 측면을 덮는 하부 프레임과, 상기 전지셀 적층체의 상면을 덮는 상부 플레이트를 포함할 수 있다. The module frame may include a lower frame that covers the lower and both sides of the battery cell stack, and an upper plate that covers the upper surface of the battery cell stack.

상기 하부 프레임의 바닥면에 상기 절연 부재가 부착되어 있을 수 있다.The insulating member may be attached to a bottom surface of the lower frame.

상기 절연 부재는 PET(polyethylene terephthalate) 또는 PC(Polycarbonate) 물질을 포함할 수 있다.The insulating member may include a PET (polyethylene terephthalate) or PC (polycarbonate) material.

상기 차단 패드는 레진 물질을 포함할 수 있다.The blocking pad may include a resin material.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 상기에서 설명한 전지 모듈을 포함한다.A battery pack according to another embodiment of the present invention includes the battery module described above.

실시예들에 따르면, 본 발명은 모듈 프레임의 바닥면에 형성된 중심부와 단차부의 경계선에 부착되어 있는 절연 부재를 포함하여, 전지 모듈의 절연 구조를 보강할 수 있다. According to embodiments, the present invention may reinforce the insulating structure of the battery module by including an insulating member attached to the boundary line between the central portion and the stepped portion formed on the bottom surface of the module frame.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains from the present specification and accompanying drawings.

도 1은 종래 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈에 포함되는 구성 요소들의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 구성 요소 중 모듈 프레임의 단부를 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 구성요소들의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 전지 모듈에 포함되는 전지셀의 사시도이다.
도 7 및 도 8은 도 5의 구성요소 중 모듈 프레임의 단부를 확대한 도면이다.
도 9은 도 5의 전지 모듈에 포함되는 절연 부재를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 5의 전지 모듈에 포함되는 절연 부재 상에 부착되어 있는 차단 패드를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of a conventional battery module.
FIG. 2 is an exploded perspective view of components included in the battery module of FIG. 1 .
3 and 4 are enlarged views of the ends of the module frame among the components of FIG. 2 .
5 is an exploded perspective view of components included in a battery module according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a battery cell included in the battery module of FIG. 5 .
7 and 8 are enlarged views of the ends of the module frame among the components of FIG. 5 .
9 is a view illustrating an insulating member included in the battery module of FIG. 5 .
10 is a view illustrating a blocking pad attached to an insulating member included in the battery module of FIG. 5 .

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to "planar", it means when the target part is viewed from above, and "in cross-section" means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에 대해 설명하고자 한다. 다만, 여기서 전지 모듈의 전후면 중 전면을 기준으로 설명될 것이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 후면인 경우에도 동일하거나 유사한 내용으로 설명될 수 있다.Hereinafter, a battery module according to an embodiment of the present invention will be described. However, the description will be made based on the front of the front and back surfaces of the battery module, but the present invention is not limited thereto, and the same or similar content may be described in the case of the rear surface.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 포함되는 구성요소들의 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 전지 모듈에 포함되는 전지셀의 사시도이다.5 is an exploded perspective view of components included in a battery module according to an embodiment of the present invention. 6 is a perspective view of a battery cell included in the battery module of FIG. 5 .

도 5를 참조하면, 전지 모듈(100)은 복수의 전지셀(110)이 일방향으로 적층된 적층되어 있는 전지셀 적층체(120), 및 전지셀 적층체(120)를 수용하는 모듈 프레임(200), 전지셀 적층체의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(150) 및 엔드 플레이트(150)와 전지셀 적층체(120)의 전후면 사이에 형성된 버스바 프레임(130)을 포함한다. 여기서, 버스바 프레임(130)에는 상기 전지셀 적층체(120)와 전기적으로 연결되어 있는 버스바가 위치할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the battery module 100 includes a battery cell stack 120 in which a plurality of battery cells 110 are stacked in one direction, and a module frame 200 for accommodating the battery cell stack 120 . ), an end plate 150 covering the front and rear surfaces of the battery cell stack, and a bus bar frame 130 formed between the end plate 150 and the front and rear surfaces of the battery cell stack 120 . Here, a bus bar electrically connected to the battery cell stack 120 may be positioned on the bus bar frame 130 .

또한, 모듈 프레임(200)은 상부면, 전면 및 후면이 개방된 하부 프레임(300), 전지셀 적층체(120)의 상부를 덮는 상부 플레이트(400)를 포함한다. 다만, 모듈 프레임(200)은 이에 한정된 것이 아니며, L자형 프레임의 상부에 일측부가 결합되어 있거나, 전후면을 제외하고 전지셀 적층체(120)를 둘러싸는 모노 프레임의 하부의 중심부가 개방되어 있는 등의 프레임으로 대체될 수 있다. In addition, the module frame 200 includes a lower frame 300 having an upper surface, an open front and rear surfaces, and an upper plate 400 covering the upper portion of the battery cell stack 120 . However, the module frame 200 is not limited thereto, and one side is coupled to the upper portion of the L-shaped frame, or the central portion of the lower portion of the mono frame surrounding the battery cell stack 120 excluding the front and rear surfaces is open. It can be replaced with a frame such as

또한, 전지셀 적층체(120)와 하부 프레임(300)의 바닥면 사이에 열전도성 수지층(310)이 위치할 수 있다. 열전도성 수지층(310)은 전지셀 적층체(120)가 하부 프레임(300)의 바닥면에 장착되기 전에, 하부 프레임(300)의 바닥면에 열전도성 수지가 도포된 후 경화됨에 따라 형성될 수 있다. 이에 따라, 열전도성 수지층(310)은 전지셀(110)에서 발생되는 열을 전지 모듈(100)의 바닥으로 전달하여, 전지셀(110)을 냉각시킬 수 있다.In addition, the thermally conductive resin layer 310 may be positioned between the battery cell stack 120 and the bottom surface of the lower frame 300 . The thermal conductive resin layer 310 is to be formed as the battery cell stack 120 is cured after the thermal conductive resin is applied to the bottom surface of the lower frame 300 before being mounted on the bottom surface of the lower frame 300 . can Accordingly, the thermally conductive resin layer 310 may transfer heat generated in the battery cell 110 to the bottom of the battery module 100 to cool the battery cell 110 .

또한, 모듈 프레임(200)에 수용되어 있는 전지셀 적층체(120)는 복수의 전지셀(110)이 일 방향(y축 방향)으로 적층되어 있되, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 전지셀(110)은 전극 조립체를 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 수납한 뒤 상기 파우치 케이스의 실링부를 열융착하여 제조될 수 있다. 이러한 전지셀(110)은 복수개로 구성될 수 있고, 복수의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층된 전지셀 적층체(120)를 형성한다.In addition, in the battery cell stack 120 accommodated in the module frame 200, a plurality of battery cells 110 are stacked in one direction (y-axis direction), and the battery cells 110 are pouch-type battery cells. it is preferable The battery cell 110 may be manufactured by accommodating the electrode assembly in a pouch case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and then thermally sealing a sealing part of the pouch case. The battery cells 110 may be configured in plurality, and the plurality of battery cells 110 form a stacked battery cell stack 120 to be electrically connected to each other.

또한, 도 6을 참조하면, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 일 실시예에 따른 전지셀(110)은 두개의 전극 리드(115)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 양측 단부에 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 또한, 전지셀(110)은 전극 조립체(미도시)가 전지 본체(113)를 포함하는 전지 케이스(117)에 수납되어 파우치형으로 제조될 수 있다. In addition, referring to FIG. 6 , the battery cell 110 is preferably a pouch-type battery cell. The battery cell 110 according to an embodiment has a structure in which two electrode leads 115 face each other and protrude from both ends of the battery body 113 , respectively. In addition, the battery cell 110 may be manufactured in the form of a pouch in which an electrode assembly (not shown) is accommodated in the battery case 117 including the battery body 113 .

여기서, 전지셀(110)은 테두리를 따라 길게 뻗어 있는 영역인 연결부(119)를 포함하고, 연결부(119)의 단부에는 배트 이어(bat-ear)라 불리는 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 돌출부(110p)는 연결부(119)의 양 단부 중 적어도 하나에 형성될 수 있고, 연결부(119)가 뻗는 방향에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(110p)는 후술하는 하부 프레임(300) 바닥면의 일측에 형성된 단차부(300s)에 걸려, 전지셀(110)이 외부 충격에 유동하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀로서, 전지 본체(113)의 두께가 돌출부(110p)의 두께보다 크게 형성될 수 있다.Here, the battery cell 110 includes a connection part 119 which is a region extending along the edge, and at an end of the connection part 119, a protrusion 110p of the battery cell 110 called a bat-ear. can be formed. The protrusion 110p may be formed on at least one of both ends of the connection part 119 , and may protrude in a direction perpendicular to the direction in which the connection part 119 extends. The protrusion 110p may be caught on the stepped portion 300s formed on one side of the bottom surface of the lower frame 300, which will be described later, to prevent the battery cell 110 from flowing due to an external impact. In particular, the battery cell 110 is a pouch-type battery cell, and the thickness of the battery body 113 may be greater than the thickness of the protrusion 110p.

이하에서는, 모듈 프레임(200)의 일 단부를 중심으로, 절연 부재(330) 및 차단 패드(350)에 대해 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the insulating member 330 and the blocking pad 350 will be described in more detail based on one end of the module frame 200 .

도 7 및 도 8은 도 5의 구성요소 중 모듈 프레임의 단부를 확대한 도면이다.7 and 8 are enlarged views of the ends of the module frame among the components of FIG. 5 .

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)에서, 모듈 프레임(200)의 바닥면 양측에 형성되어 있는 단차부(300s)를 포함한다. 일 예로, 모듈 프레임(200)이 하부 프레임(300) 및 상부 플레이트(400)를 포함하는 경우, 하부 프레임(300)의 바닥면 양측에 단차부(300s)가 형성되어 있다. 여기서, 단차부(300s)는 전지셀 적층체(120)의 전지셀(110)의 적층 방향(y축 방향)을 따라 연장되어 있을 수 있다. 7 and 8 , in the battery module 100 according to the present embodiment, it includes step portions 300s formed on both sides of the bottom surface of the module frame 200 . For example, when the module frame 200 includes the lower frame 300 and the upper plate 400 , step portions 300s are formed on both sides of the bottom surface of the lower frame 300 . Here, the step portion 300s may extend along the stacking direction (y-axis direction) of the battery cells 110 of the battery cell stack 120 .

이에 따라, 모듈 프레임(200)에서, 앞서 설명한 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 단차부(300s)에 걸림에 따라, 전지셀(110)이 외부 충격에 유동하는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, in the module frame 200 , as the protrusion 110p of the battery cell 110 described above is caught by the step 300s, it is possible to prevent the battery cell 110 from flowing due to an external shock.

도 9은 도 5의 전지 모듈에 포함되는 절연 부재를 나타내는 도면이다.9 is a view illustrating an insulating member included in the battery module of FIG. 5 .

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 모듈 프레임(200)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선에 부착되어 있는 절연 부재(330)를 포함할 수 있다. 일 예로, 모듈 프레임(200)이 하부 프레임(300) 및 상부 플레이트(400)를 포함하는 경우, 절연 부재(330)는 하부 프레임(300)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선에 부착되어 있을 수 있다. 또한, 절연 부재(330)는 단차부(300s)의 길이 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 일 예로, 절연 부재(330)의 길이는 단차부(300s)의 길이에 비해 크거나 동일할 수 있다.7 to 9 , the battery module 100 according to the present embodiment includes an insulating member 330 attached to the boundary line between the central portion and the step portion 300s of the bottom surface of the module frame 200 . may include For example, when the module frame 200 includes the lower frame 300 and the upper plate 400 , the insulating member 330 is a boundary line between the center of the bottom surface of the lower frame 300 and the step portion 300s. may be attached to In addition, the insulating member 330 may extend along the longitudinal direction of the step portion 300s. For example, the length of the insulating member 330 may be greater than or equal to the length of the step portion 300s.

이에 따라, 단차부(30s)에만 절연 부재(33)가 부착되어 있는 종래의 전지 모듈(10)에 비해, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 절연 부재(330)의 면적이 더욱 증가되어, 절연 거리/연면 거리가 보다 증가할 수 있다. 또한, 모듈 프레임(200)에서, 앞서 설명한 전지셀 적층체(120)에 포함되어 있는 복수의 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 절연 부재(330)와 각각 접하여, 전지셀(110)의 돌출부(110p)와 모듈 프레임(200) 사이의 절연 거리/연면 거리를 충분히 확보할 수 있다. 또한, 고전압 모듈의 절연 설계 기준을 만족할 수 있다.Accordingly, compared to the conventional battery module 10 in which the insulating member 33 is attached only to the step portion 30s, the battery module 100 according to this embodiment has an area of the insulating member 330 further increased. , the insulation distance / creepage distance can be further increased. In addition, in the module frame 200 , the protrusions 110p of the plurality of battery cells 110 included in the battery cell stack 120 described above are in contact with the insulating member 330 , respectively, so that the An insulation distance/creeping distance between the protrusion 110p and the module frame 200 may be sufficiently secured. In addition, it is possible to satisfy the insulation design criteria of the high voltage module.

특히, 절연 부재(330)가 하부 프레임(300)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선에 부착되어 있어, 전지셀 적층체(120)에서 전지셀(110)의 돌출부(110p)와 전지셀 적층체(120)의 바닥면 사이에 절연 부재(330)가 위치할 수 있다. 이에 따라, 전지셀(110)의 돌출부(110p)와 단차부(300s) 사이의 틈새에도 절연 부재(330)가 위치하여, 전지셀 적층체(120)과 모듈 프레임(200) 사이의 절연 거리 /연면 거리가 충분히 확보되어, 절연 구조가 더욱 보강될 수 있다. In particular, the insulating member 330 is attached to the boundary line between the central portion of the bottom surface of the lower frame 300 and the step portion 300s, so that the protrusion 110p of the battery cell 110 in the battery cell stack 120 ). An insulating member 330 may be positioned between the battery cell stack 120 and the bottom surface of the battery cell stack 120 . Accordingly, the insulating member 330 is also located in the gap between the protrusion 110p and the step 300s of the battery cell 110, and the insulation distance between the battery cell stack 120 and the module frame 200 / The creepage distance is sufficiently secured, so that the insulating structure can be further reinforced.

또한, 도 9를 참조하면, 절연 부재(330)는 제1 절연 부재(330b) 및 제2 절연 부재(330s)를 포함할 수 있다. 제1 절연 부재(330b)는 모듈 프레임(200)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선을 기준으로, 모듈 프레임(200)의 바닥면의 중심부에 위치할 수 있다. 제2 절연 부재(330s)는 모듈 프레임(200)의 바닥면의 단차부(300s)에 위치할 수 있다. 여기서, 제2 절연 부재(330s)는 제1 절연 부재(330b)의 평면을 기준으로 단차부(300s)를 향해 만입되어 있을 수 있다. 즉, 제2 절연 부재(330s)와 단차부(300s)는 서로 접할 수 있다.Also, referring to FIG. 9 , the insulating member 330 may include a first insulating member 330b and a second insulating member 330s. The first insulating member 330b may be located at the center of the bottom surface of the module frame 200 based on the boundary line between the center of the bottom surface of the module frame 200 and the step portion 300s. The second insulating member 330s may be located in the step portion 300s of the bottom surface of the module frame 200 . Here, the second insulating member 330s may be recessed toward the stepped portion 300s with respect to the plane of the first insulating member 330b. That is, the second insulating member 330s and the stepped portion 300s may contact each other.

또한, 절연 부재(330)는 성형성 및 연성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 절연 부재(330)는 3D 포밍을 통해 성형이 가능하고 충분한 연성을 가진 재질로 이루어져, 절연 부재(330)가 모듈 프레임(200)의 단차부(300s)와 모듈 프레임(200)의 바닥면 및 측면의 형상을 고려하여 성형될 수 있다. 일 예로, 절연 부재(330)는 PET(polyethylene terephthalate) 또는 PC(Polycarbonate) 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the insulating member 330 may be made of a material having moldability and ductility. More specifically, the insulating member 330 is made of a material that can be molded through 3D forming and has sufficient ductility, so that the insulating member 330 is formed between the step portion 300s of the module frame 200 and the module frame 200 . It may be molded in consideration of the shape of the bottom surface and the side surface. For example, the insulating member 330 may include, but is not limited to, polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate (PC) material.

또한, 절연 부재(330)의 크기는 전지 모듈(100)이 장착될 디바이스에서 요구되는 기준에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 절연 부재(330)의 크기는 IEC 60664-1 기준을 만족하는 크기를 가질 수 있다.In addition, the size of the insulating member 330 may vary according to a standard required by the device in which the battery module 100 is to be mounted. As an example, the size of the insulating member 330 may have a size satisfying the IEC 60664-1 standard.

보다 구체적으로, 절연 부재(330)는 모듈 프레임(200)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선을 기준으로 상기 중심부 및 단차부(300s)에 각각 동일하거나 상이한 폭을 가지도록 부착될 수 있다. 보다 구체적으로, 여기서, 제1 절연 부재(330b)와 제2 절연 부재(330s)는 각각 동일하거나 상이한 폭을 가질 수 있다. 또한, 제2 절연 부재(330s)의 폭은 돌출부(110p)의 길이에 따라 달라질 수 있다. More specifically, the insulating member 330 is attached to the central portion and the stepped portion 300s with the same or different widths, respectively, based on the boundary line between the central portion and the stepped portion 300s of the bottom surface of the module frame 200 . can be More specifically, here, the first insulating member 330b and the second insulating member 330s may have the same or different widths, respectively. Also, the width of the second insulating member 330s may vary according to the length of the protrusion 110p.

이에 따라, 모듈 프레임(200)에서, 절연 부재(330)는 전지셀(110)의 돌출부(110p)의 길이를 고려하여, 돌출부(110P)와 모듈 프레임(200) 사이의 절연 거리/연면 거리가 절연 설계 기준에 맞게 조절될 수 있다. 즉, 절연 부재(330)는 전지셀(110)의 돌출부(110p)의 길이를 고려하여 절연 구조를 적절히 보강할 수 있다. Accordingly, in the module frame 200 , the insulating member 330 has an insulation distance / creepage distance between the protrusion 110P and the module frame 200 in consideration of the length of the protrusion 110p of the battery cell 110 . It can be adjusted to fit the insulation design criteria. That is, the insulating member 330 may properly reinforce the insulating structure in consideration of the length of the protrusion 110p of the battery cell 110 .

또한, 절연 부재(330)의 양 단부는 모듈 프레임(200)의 측면에 위치할 수 있다. 일 예로, 모듈 프레임(200)이 하부 프레임(300) 및 상부 플레이트(400)를 포함하는 경우, 절연 부재(330)의 양 단부는 하부 프레임(200)의 양 측면에 각각 위치할 수 있다.In addition, both ends of the insulating member 330 may be located on the side of the module frame 200 . For example, when the module frame 200 includes the lower frame 300 and the upper plate 400 , both ends of the insulating member 330 may be respectively located on both sides of the lower frame 200 .

이에 따라, 모듈 프레임(200)에서, 전지셀(110)의 돌출부(110p)의 측면과 하부 프레임(300) 사이의 틈새에도 절연 부재(330)가 위치하여, 전지셀 적층체(120)과 모듈 프레임(200) 사이의 절연 거리 /연면 거리가 충분히 확보되어, 절연 구조가 더욱 보강될 수 있다. 또한, 고전압 모듈의 절연 설계 기준을 만족할 수 있다.Accordingly, in the module frame 200 , the insulating member 330 is also positioned in a gap between the side surface of the protrusion 110p of the battery cell 110 and the lower frame 300 , so that the battery cell stack 120 and the module The insulation distance / creepage distance between the frames 200 is sufficiently secured, so that the insulation structure can be further reinforced. In addition, it is possible to satisfy the insulation design criteria of the high voltage module.

또한, 절연 부재(330)와 모듈 프레임(200)의 바닥면 사이에 제1 접착층(335)이 위치할 수 있다. 또한, 제1 접착층(335)은 절연 부재(330)의 폭 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 또한, 제1 접착층(335)은 모듈 프레임(200)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선을 경유하면서, 절연 부재(330)의 폭 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 제1 접착층(335)은 두 개의 접착층을 포함하되, 상기 두 개의 접착층은 각각 절연부재(330)의 양 단부에 인접하게 위치할 수 있다.In addition, the first adhesive layer 335 may be positioned between the insulating member 330 and the bottom surface of the module frame 200 . Also, the first adhesive layer 335 may extend along the width direction of the insulating member 330 . In addition, the first adhesive layer 335 may extend along the width direction of the insulating member 330 while passing through the boundary line between the central portion of the bottom surface of the module frame 200 and the step portion 300s. The first adhesive layer 335 includes two adhesive layers, and the two adhesive layers may be positioned adjacent to both ends of the insulating member 330 , respectively.

제1 접착층(335)은 각각 테이프로 이루어지거나, 접착성 바인더가 코팅되어 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 제1 접착층(335)은 접착성 바인더로 코팅되거나 양면 테이프로 이루어져, 절연 부재(330)와 모듈 프레임(200) 사이가 용이하게 고정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 절연 부재(330)와 모듈 프레임(200)의 사이를 서로 고정시킬 수 있는 접착 성능을 가진 물질이라면 제한되지 않고 적용될 수 있다. Each of the first adhesive layers 335 may be formed of a tape or coated with an adhesive binder. More preferably, the first adhesive layer 335 is coated with an adhesive binder or made of a double-sided tape, so that the insulating member 330 and the module frame 200 can be easily fixed. However, the present invention is not limited thereto, and any material having adhesive performance capable of fixing the insulating member 330 and the module frame 200 to each other may be applied without limitation.

이에 따라, 절연 부재(330)는 모듈 프레임(200)의 바닥면 및 측면에 안정적으로 고정되어 있을 수 있다. Accordingly, the insulating member 330 may be stably fixed to the bottom surface and the side surface of the module frame 200 .

도 10은 도 5의 전지 모듈에 포함되는 절연 부재 상에 부착되어 있는 차단 패드를 나타내는 도면이다.10 is a view illustrating a blocking pad attached to an insulating member included in the battery module of FIG. 5 .

도 7 내지 도 8, 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 절연 부재(330) 상에 차단 패드(350)가 부착되어 있을 수 있다. 또한, 차단 부재(350)는 절연 부재(330)의 길이 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 일 예로, 차단 패드(350)의 길이는 절연 부재(330)의 길이에 비해 크거나 동일할 수 있다. 7 to 8 and 10 , in the battery module 100 according to the present embodiment, a blocking pad 350 may be attached on the insulating member 330 . Also, the blocking member 350 may extend along the longitudinal direction of the insulating member 330 . For example, the length of the blocking pad 350 may be greater than or equal to the length of the insulating member 330 .

도 5 및 도 10을 참조하면, 모듈 프레임(200)에서, 하부 프레임(300)의 양측에 형성된 절연 부재(330) 상에 위치하는 차단 패드(350)들 사이에 열전도성 수지층(310)이 위치할 수 있다. 여기서, 차단 패드(350)는 열전도성 수지층(310)을 외부와 차단할 수 있는 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 일 예로, 차단 패드(350)는 레진 물질을 포함할 수 있되, 이에 한정되는 것은 아니다. 5 and 10 , in the module frame 200 , the thermally conductive resin layer 310 is formed between the blocking pads 350 positioned on the insulating members 330 formed on both sides of the lower frame 300 . can be located Here, the blocking pad 350 may be used without limitation as long as it is a material capable of blocking the thermal conductive resin layer 310 from the outside. For example, the blocking pad 350 may include a resin material, but is not limited thereto.

이에 따라, 차단 패드(350)는 열전도성 수지층(310)이 형성될 수 있는 영역을 조정할 수 있고, 차단 패드(350)는 열전도성 수지가 불필요한 영역까지 주입되는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the blocking pad 350 may adjust an area in which the thermally conductive resin layer 310 may be formed, and the blocking pad 350 may prevent the thermal conductive resin from being injected to an unnecessary region.

또한, 차단 부재(350)는 모듈 프레임(200)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선을 기준으로 상기 중심부에 형성된 절연 부재(330) 상에 위치할 수 있다. 일 예로, 모듈 프레임(200)이 하부 프레임(300) 및 상부 플레이트(400)를 포함하는 경우, 차단 부재(350)는 하부 프레임(300)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선을 기준으로 상기 중심부에 형성된 절연 부재(330) 상에 부착되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 도 10을 참조하면, 차단 부재(350)는 제2 절연 부재(330b) 상에 부착되어 있을 수 있다. 일 예로, 차단 부재(350)는 제2 절연 부재(330b) 상에 부착되어 있되, 하부 프레임(300)의 바닥면의 중심부와 단차부(300s) 사이의 경계선에 인접하게 위치할 수 있다. In addition, the blocking member 350 may be positioned on the insulating member 330 formed in the central portion based on the boundary line between the central portion of the bottom surface of the module frame 200 and the stepped portion 300s. For example, when the module frame 200 includes the lower frame 300 and the upper plate 400 , the blocking member 350 is a boundary line between the center of the bottom surface of the lower frame 300 and the step portion 300s. It may be attached on the insulating member 330 formed in the center based on the . More specifically, referring to FIG. 10 , the blocking member 350 may be attached on the second insulating member 330b. For example, the blocking member 350 is attached on the second insulating member 330b, and may be located adjacent to the boundary line between the center of the bottom surface of the lower frame 300 and the step portion 300s.

또한, 절연 부재(330)와 차단 패드(350) 사이에 제2 접착층(355)이 위치할 수 있다. 또한, 제2 접착층(335)은 차단 패드(350)의 길이 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.Also, a second adhesive layer 355 may be positioned between the insulating member 330 and the blocking pad 350 . Also, the second adhesive layer 335 may extend along the longitudinal direction of the blocking pad 350 .

제2 접착층(355)은 각각 테이프로 이루어지거나, 접착성 바인더가 코팅되어 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 제2 접착층(355)은 접착성 바인더로 코팅되거나 양면 테이프로 이루어져, 절연 부재(330)와 차단 패드(350) 사이가 용이하게 고정될 수 있다. 또한, 제2 접착층(355)은 절연 부재(330)에 직접 접하는 점에서, 하부 프레임(300)과 접하는 제1 접착층(335)에 비해 요구되는 접착 성능이 완화될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 절연 부재(330)와 차단 패드(350)의 사이를 서로 고정시킬 수 있는 접착 성능을 가진 물질이라면 제한되지 않고 적용될 수 있다. Each of the second adhesive layers 355 may be formed of a tape or coated with an adhesive binder. More preferably, the second adhesive layer 355 may be coated with an adhesive binder or made of a double-sided tape, so that the insulating member 330 and the blocking pad 350 may be easily fixed. In addition, since the second adhesive layer 355 is in direct contact with the insulating member 330 , required adhesive performance may be reduced compared to that of the first adhesive layer 335 in contact with the lower frame 300 . However, the present invention is not limited thereto, and any material having adhesive performance capable of fixing the insulating member 330 and the blocking pad 350 to each other may be applied without limitation.

이에 따라, 차단 패드(350)는 절연 부재(330) 상에 안정적으로 고정되어 있을 수 있다. 또한, 제2 접착층(355)에 요구되는 접착 성능이 제1 접착층(335)에 비해 완화되어, 비용적 측면에서 보다 유리할 수 있다. Accordingly, the blocking pad 350 may be stably fixed on the insulating member 330 . In addition, the adhesive performance required for the second adhesive layer 355 may be relaxed compared to that of the first adhesive layer 335 , which may be more advantageous in terms of cost.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩은 상기에서 설명한 전지 모듈을 포함한다. 한편, 본 실시 예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지팩을 형성할 수 있다. A battery pack according to another embodiment of the present invention includes the battery module described above. Meanwhile, one or more battery modules according to the present embodiment may be packaged in a pack case to form a battery pack.

앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다. The above-described battery module and battery pack including the same may be applied to various devices. Such a device may be applied to transportation means such as an electric bicycle, an electric vehicle, and a hybrid vehicle, but the present invention is not limited thereto and is applicable to various devices that can use a battery module and a battery pack including the same, and this It belongs to the scope of the right of the invention.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the right of the invention.

100: 전지 모듈
110: 전지셀
120: 전지셀 적층체
130: 버스바 프레임
150: 엔드 플레이트
200: 모듈 프레임
300: 하부 프레임
310: 열전도성 수지층
300s: 단차부
330: 절연 부재
350: 차단 패드
400: 상부 플레이트100: battery module
110: battery cell
120: battery cell stack
130: bus bar frame
150: end plate
200: module frame
300: lower frame
310: thermally conductive resin layer
300s: step
330: insulating member
350: blocking pad
400: upper plate

Claims

a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked;
a bus bar frame connected to the front and rear surfaces of the battery cell stack, respectively; and
and a module frame accommodating the battery cell stack on which the bus bar frame is mounted,
Step portions are formed on both sides of the bottom surface of the module frame,
A battery module including an insulating member attached to the boundary line between the central portion and the step portion of the bottom surface of the module frame.

In claim 1,
The insulating member is a battery module extending along a longitudinal direction of the step portion.

In claim 1,
Both ends of the insulating member are respectively positioned on both sides of the module frame.

In claim 1,
A blocking pad is attached to the insulating member, the battery module.

In claim 4,
The blocking pad is a battery module extending along a longitudinal direction of the insulating member.

In claim 4,
The blocking pad is positioned on the insulating member formed in the center with respect to the boundary line.

In claim 6,
The blocking pad is a battery module extending along a longitudinal direction of the insulating member.

In claim 1,
A battery module in which a first adhesive layer is positioned between the insulating member and the bottom surface of the module frame.

In claim 8,
The first adhesive layer includes two adhesive layers, wherein the two adhesive layers are positioned adjacent to both ends of the insulating member, respectively.

In claim 1,
A battery module in which a second adhesive layer is positioned between the insulating member and the blocking pad.

In claim 10,
The second adhesive layer extends along the longitudinal direction of the blocking pad battery module.

In claim 1,
The module frame is a battery module comprising a lower frame covering the lower and both sides of the battery cell stack, and an upper plate covering the upper surface of the battery cell stack.

In claim 12,
A battery module in which the insulating member is attached to the bottom surface of the lower frame.

In claim 1,
The insulating member is a battery module including a PET (polyethylene terephthalate) or PC (polycarbonate) material.

In claim 1,
The blocking pad is a battery module including a resin material.

A battery pack comprising the battery module according to claim 1 .