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WO2025173945A1 - 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Info

Publication number
WO2025173945A1
WO2025173945A1 PCT/KR2025/000809 KR2025000809W WO2025173945A1 WO 2025173945 A1 WO2025173945 A1 WO 2025173945A1 KR 2025000809 W KR2025000809 W KR 2025000809W WO 2025173945 A1 WO2025173945 A1 WO 2025173945A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cover
frame
module
plate
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/KR2025/000809
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
윤현섭
김광모
박민수
이정훈
정혜미
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Priority to CN202580002619.2A priority Critical patent/CN121128015A/zh
Publication of WO2025173945A1 publication Critical patent/WO2025173945A1/ko
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
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    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
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    • H01M50/375—Vent means sensitive to or responsive to temperature
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery pack including the same, and a vehicle.
  • Commonly used secondary batteries today include lithium-ion batteries, lithium polymer batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, and nickel-zinc batteries.
  • lithium-ion batteries lithium polymer batteries
  • nickel-cadmium batteries nickel-metal hydride batteries
  • nickel-zinc batteries nickel-zinc batteries.
  • multiple battery cells are connected in series to form a battery module or battery pack.
  • charge/discharge capacity multiple battery cells are connected in parallel to form a battery module or pack. Therefore, the number of battery cells included in a battery module or pack can vary depending on the required output voltage or charge/discharge capacity.
  • the present invention comprises: a plurality of battery cells; a module terminal configured to be electrically connected to the plurality of battery cells; a module frame that accommodates the plurality of battery cells, the first venting hole being formed in a first plate and the module terminal being provided in a second plate; and a frame cover that includes a first cover configured to cover at least the first plate and a second cover connected to the first cover and configured to cover at least the second plate.
  • the above first cover may be configured to further cover at least one of the third plates of the module frame provided on both left and right ends of the above first plate.
  • the first plate may be defined as the upper surface of the module frame, and the second plate may be defined as the front surface of the module frame.
  • the above frame cover may be configured to be secured to the module frame.
  • the above frame cover may be formed with a second venting hole formed at a position corresponding to the first venting hole.
  • the second venting hole may be formed in the first cover.
  • the above frame cover covers the second venting hole and may include a cover member configured to be openable by the venting gas.
  • the present invention provides an automobile characterized by including a battery module according to the present invention.
  • the frame cover is made of a rigid, heat-resistant material, deformation caused by high-temperature gases or flames can be minimized. This protects the module frame and prevents heat transfer between battery modules.
  • separation of the frame cover from the module frame can be minimized as the bonding force or fixing force between the frame cover and the module frame is secured.
  • high-temperature gases or flames generated from battery cells in the event of an abnormal condition in the battery module can be prevented from re-entering the battery module. This ensures the safety and reliability of the battery module.
  • an event due to thermal runaway phenomenon such as a fire or explosion, of a battery pack including a plurality of battery modules or a device equipped with the same can be prevented or delayed.
  • the present invention may have various other effects, which will be described in each embodiment configuration, or an explanation of effects that can be easily inferred by a person skilled in the art will be omitted.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a module frame of a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view of a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 may be a drawing showing the cross-sectional view taken along line I-I' of Fig. 1.
  • Fig. 5 is a cross-sectional view of a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 may be a drawing showing the cross-sectional view taken along line II-II' of Fig. 1.
  • FIG. 6 is a drawing for explaining how a frame cover is coupled to a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional perspective view of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional perspective view of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion of a battery module according to one embodiment of the present invention, and is a drawing for explaining a guide portion provided on a frame cover.
  • Figure 10 is an exploded perspective view of a guide portion provided in a frame cover according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a drawing for explaining a cover member of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a drawing showing a part of a cover member of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention being opened.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of a battery pack including a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic perspective view of a vehicle including a battery pack according to one embodiment of the present invention.
  • the present invention includes various embodiments. For each embodiment, redundant descriptions of substantially identical or similar components will be omitted, and the differences will be described.
  • the X-axis direction shown in the drawing may mean a left-right direction
  • the Y-axis direction may mean a front-back direction perpendicular to the X-axis direction on a horizontal plane (X-Y plane)
  • the Z-axis direction may mean an up-down direction (vertical direction) perpendicular to both the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a module frame of a battery module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 may be a drawing showing a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 may be a drawing showing a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 1.
  • a battery module (10) may include a battery cell (100), a module terminal (200), a module frame (300), and a frame cover (400).
  • a plurality of battery cells (100) may be included.
  • the plurality of battery cells (100) may be electrically connected to each other.
  • a plurality of battery cells (100) may be stacked along one direction.
  • a plurality of battery cells (100) may be arranged in a vertical direction (Z-axis direction) and in a parallel manner in the left-right direction (X-axis direction).
  • the plurality of battery cells (100) may be, for example, pouch-type secondary batteries.
  • the plurality of battery cells (100) may include an electrode assembly, a cell case that accommodates the electrode assembly, and an electrode lead (110) that is connected to the electrode assembly and extends outward from the cell case to function as an electrode terminal.
  • the electrode leads (110) may be provided as a pair, and the pair of electrode leads (110) may be drawn out from both ends of the battery cell (100), i.e., in the longitudinal direction ( ⁇ Y direction). At this time, the pair of electrode leads (110) may be a positive lead and a negative lead.
  • the present invention is not limited by the specific type or shape of the battery cell (100), and various battery cells (100) known at the time of filing of the present invention may be employed to configure a plurality of battery cells (100) of the present invention.
  • a pouch-type secondary battery having a high energy density and easy stacking is targeted as shown in the drawing, but it is of course possible for a cylindrical or square secondary battery to be applied as the battery cell (100).
  • the module frame (300) may be configured to accommodate a battery cell (100).
  • an internal space may be formed in the module frame (300), and the internal space may be configured to accommodate a battery cell (100).
  • Such a module frame (300) may be made of a metal material having rigidity and heat resistance to physically or chemically protect the received battery cell (100).
  • a first venting hole (H1) may be formed in the module frame (300).
  • the first venting hole (H1) may be configured to discharge venting gas generated in the battery cell (100) to the outside of the module frame (300).
  • Directional venting in one direction may be possible by the first venting hole (H1).
  • the first venting hole (H1) may be formed in the first plate (300a) of the module frame (300).
  • the first plate (300a) may be defined as the upper surface of the module frame (300), and directional venting of the battery module (10) upward may be possible through the first venting hole (H1) formed in the upper surface of the module frame (300).
  • the first venting hole (H1) may be provided in multiple numbers, and may be provided at regular intervals between each other in the horizontal direction (X-axis, Y-axis direction).
  • the gas or the like can be quickly directional vented in a specific direction.
  • the module frame (300) may be provided with a module terminal (200).
  • the module terminal (200) may be configured to be electrically connected to a plurality of battery cells (100).
  • the module terminal (200) may include a positive terminal and a negative terminal.
  • the module terminal (200) may be configured to be electrically or communicatively connected to a control device such as a BMS.
  • the module terminal (200) may be configured to be at least partially extended to the outside of the module frame (300).
  • the module terminal (200) may be provided on the side from which the electrode lead (110) of the battery cell (100) is drawn out.
  • the module terminal (200) may be provided on the second plate (300b) of the module frame (300).
  • the second plate (300b) may be defined as the front surface of the module frame (300), and the module terminal (200) may be provided on the front of the module frame (300).
  • the frame cover (400) may be configured to cover at least a portion of the module frame (300).
  • the frame cover (400) may be provided on the outside of the module frame (300).
  • the frame cover (400) may be configured to suppress venting gas or flames, etc., emitted when a thermal event occurs within a battery module (10) from being transferred to another battery module (10).
  • the frame cover (400) may be made of a material with excellent heat resistance and/or fire resistance, such as a mica sheet or a silicone composite material.
  • the frame cover (400) may be made of an inflexible material by heat-molding a mica sheet.
  • the frame cover (400) can maintain morphological stability without deformation even when high temperature heat is generated, and thus can stably block high temperature gases or flames generated from the battery cell (100).
  • the frame cover (400) is made of a hard and heat-resistant material, deformation due to high-temperature gas or flames can be minimized.
  • the frame cover (400) may include a first cover (410) and a second cover (420).
  • the first cover (410) may be configured to cover at least the first plate (300a) of the module frame (300).
  • the first cover (410) may be configured to protect the first venting hole (H1).
  • the first cover (410) may be configured to prevent venting gas or flames discharged from another battery module (10) from flowing into the interior of the module frame (300) through the first venting hole (H1).
  • the second cover (420) may be configured to cover at least the second plate (300b) of the module frame (300).
  • the second plate (300b) may be provided with a module terminal (200), and the second cover (420) may be configured to protect the module terminal (200).
  • the second cover (420) may be configured to suppress venting gases or flames, etc., emitted from other battery modules (10) from reaching the module terminal (200).
  • This second cover (420) may be provided connected to the first cover (410).
  • the second cover (420) may be integrally formed by injection molding with the first cover (410) and folded, or may be manufactured separately from the first cover (410) and then combined.
  • the first cover (410) and the second cover (420) are configured to protect the first venting hole (H1) and the module terminal (200), respectively, so that in the event of an abnormality in an adjacent battery module (10), high-temperature venting gas or flames, etc., can be minimized from being directed toward the first venting hole (H1) or the module terminal (200) of the battery module (10).
  • the frame cover (400) covers the module frame (300) from multiple directions, heat can be effectively suppressed from being transferred to the outside of the module frame (300) or to the module frame (300).
  • thermal runaway propagation between battery modules (10) can be effectively prevented or delayed, so that the safety and reliability of the battery module (10) can be guaranteed.
  • the module frame (300) may further include a third plate (300c), a fourth plate (300d), and a fifth plate (300e).
  • the first plate (300a) to the fifth plate (300e) may form the exterior of the module frame (300).
  • the module frame (300) may be formed into a rectangular parallelepiped shape by the first plate (300a) to the fifth plate (300e).
  • the third plate (300c) may be provided on both left and right ends of the first plate (300a). That is, the third plates (300c) may be provided so as to face each other as a pair.
  • the first plate (300a) may form the upper surface of the module frame (300), and the third plates (300c) may be configured to form the left and right sides of the module frame (300) on both sides of the first plate (300a).
  • the fifth plate (300e) may be configured to face the first plate (300a).
  • the first plate (300a) may form the upper surface of the module frame (300)
  • the fifth plate (300e) may be configured to form the lower surface of the module frame (300).
  • the first plate (300a), the third plate (300c), and the fifth plate (300e) may be configured in an integrated form.
  • the combined form of the first plate (300a), the third plate (300c), and the fifth plate (300e) may be a square tubular shape with open front and back surfaces.
  • the third plate (300c) and the fifth plate (300e) may be configured in an integrated form.
  • the first cover (410) may be configured to further cover at least one of the third plates (300c) of the module frame (300) provided on both left and right ends of the first plate (300a). That is, the first cover (410) may be configured to further cover at least one third plate (300c) together with the first plate (300a). For example, as in the embodiments illustrated in FIGS. 3 and 5, the first cover (410) may be configured to cover the first plate (300a) provided on the upper side and the third plates (300c) provided on the left and right sides.
  • the first cover (410) may be configured to be folded at the boundary between the first plate (300a) and the third plate (300c) so as to cover the first plate (300a) and the third plate (300c) at once. That is, the first cover (410) may be provided in the form of a single sheet folded.
  • the first cover (410) covers not only the first plate (300a) having the first venting hole (H1) but also both sides of the first plate (300a), thereby preventing a thermal event occurring inside the module frame (300) and venting gas or flame from being discharged toward the third plate (300c).
  • the frame cover (400) can block venting gas or flame from being directed from the outside toward the third plate (300c).
  • the fourth plate (300d) may be provided on the opposite side of the second plate (300b). That is, the second plate (300b) and the fourth plate (300d) may be configured to face each other.
  • the second plate (300b) and the fourth plate (300d) of the module frame (300) may be positioned on the side from which the electrode lead (110) of the battery cell (100) is drawn out. That is, the second plate (300b) and the fourth plate (300d) may be positioned on the side on which the busbar frame assembly (500) is provided.
  • the second plate (300b) may be configured to form the front surface of the module frame (300), and the fourth plate (300d) may be configured to form the rear surface of the module frame (300).
  • the second plate (300b) and the fourth plate (300d) may be coupled to the open front and rear surfaces of the integrated first plate (300a), third plate (300c), and fifth plate (300e).
  • the battery module (10) of the present invention may further include a busbar frame assembly (500).
  • the busbar frame assembly (500) may be provided inside the module frame (300) and configured to cover at least one side of the plurality of battery cells (100).
  • the busbar frame assembly (500) may be positioned on the side from which the electrode leads (110) of the battery cells (100) are drawn out.
  • the busbar frame assembly (500) may be coupled to the front and rear of the plurality of battery cells (100).
  • a busbar frame assembly (500) may include a busbar frame (510) and a plurality of busbars (520).
  • the busbar frame (510) may be arranged to be connected to the front and rear of a plurality of battery cells (100).
  • the busbar frame (510) may have slits through which electrode leads of the battery cells (100) can be drawn out in the front-back direction.
  • busbar frame (510) may be formed of a material having electrical insulation properties, such as a plastic material, and may be configured to allow a busbar (520) to be attached to the outer surface.
  • the electrode leads of the battery cells (100) pass through the slits of the busbar frame (510) and are drawn outward from the busbar frame (510), and the portion drawn out in this manner can be attached to the surface of the busbar (520) by welding or the like.
  • the second plate (300b) and the fourth plate (300d) may be formed of, for example, an insulating material on the inside and a metal material on the outside to ensure electrical insulation.
  • at least one of the second plate (300b) and the fourth plate (300d) may be partially provided with holes or slits to expose components that require external exposure, such as a module terminal (200) or connector of a battery module (10).
  • the second cover (420) may be configured to further cover the fourth plate (300d) of the module frame (300) provided on the opposite side of the second plate (300b). That is, the second cover (420) may be configured to further cover the fourth plate (300d) together with the second plate (300b).
  • the second cover (420) may be configured to cover the second plate (300b) provided on the front surface and the fourth plate (300d) provided on the rear surface.
  • the second covers (420) may be provided in two pieces and configured to face each other.
  • the second cover (420) covers not only the second plate (300b) provided with the module terminal (200) but also the fourth plate (300d), thereby preventing a thermal event occurring inside the module frame (300) and venting gas or flame from being discharged toward the fourth plate (300d).
  • the frame cover (400) can block venting gas or flame from being directed from the outside toward the fourth plate (300d).
  • the frame cover (400) covers the second plate (300b) and the fourth plate (300d) provided on the side where the electrode lead (110) of the battery cell (100) is located, thereby preventing the electrode lead (110) or the bus bar (520) from being damaged by the venting gas or flame.
  • FIG. 6 is a drawing for explaining how a frame cover is coupled to a battery module according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional perspective view of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a longitudinal cross-sectional perspective view of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • the first plate (300a) may be defined as the upper surface of the module frame (300), and the second plate (300b) may be defined as the front surface of the module frame (300). Accordingly, the first cover (410) and the second cover (420) may be configured to cover the upper surface and the front surface of the module frame (300), respectively.
  • first cover (410) and the second cover (420) may be arranged along directions perpendicular to each other.
  • first cover (410) may be configured to cover the upper surface and the left and right sides of the module frame (300) along the left-right direction
  • second cover (420) may be configured to cover the front and back sides of the module frame (300) along the front-back direction.
  • the second cover (420) may be provided to be coupled to the front and rear sides of the first cover (410).
  • the first cover (410) and the second cover (420) may be manufactured as one piece and provided to be foldable.
  • the frame cover (400) When the frame cover (400) is mounted on the module frame (300), the frame cover (400) may be configured to be in close contact with the module frame (300). More specifically, the frame cover (400) may be configured to be fixed to the module frame (300).
  • the frame cover (400) may have a bent portion (411, 421).
  • the bent portion (411, 421) may be configured such that the distal end of the frame cover (400) is bent inward.
  • the bent portion (411, 421) may be configured to at least partially cover the lower surface of the module frame (300), i.e., the fifth plate (300e). That is, when the frame cover (400) is fixed to the module frame (300), the bent portion (411, 421) of the frame cover (400) can be configured to be fixed by being hung on the lower surface of the module frame (300).
  • the bending portions (411, 421) may be provided as at least one pair.
  • the pair of bending portions (411, 421) may be configured to face each other.
  • the first cover (410) may be provided with the first bending portions (411) on the left and right sides
  • the second cover (420) may also be provided with the second bending portion (421).
  • the first bending portions (411) and the second bending portions (421) may each be provided as a pair and may be arranged to be perpendicular to each other. Accordingly, the first bending portions (411) and the second bending portions (421) may fix the module frame (300) in the front-rear, left-right, and right directions.
  • a thermally conductive adhesive such as TIM or thermal resin may be applied to the bottom surface of the module frame (300).
  • the frame cover (400) can be further prevented from being separated from the module frame (300) by fixing the bending portions (411, 421) by the thermally conductive adhesive.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion of a battery module according to one embodiment of the present invention, and is a drawing for explaining a guide part provided on a frame cover.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a guide part provided on a frame cover according to one embodiment of the present invention.
  • the frame cover (400) may be provided with a guide portion (430).
  • the guide portion (430) may be configured to guide a position of coupling with the module frame (300).
  • the guide portion (430) may be configured to fix the module frame (300) and the frame cover (400) to each other.
  • the guide portion (430) may be provided with a guide hole (431) and a guide pin (432).
  • a plurality of guide holes (431) and guide pins (432) may be provided.
  • the guide hole (431) may be formed in the frame cover (400).
  • a fixing hole (310) may be formed in the module frame (300) at a position corresponding to the guide hole (431).
  • the fixing hole (310) may be provided in the second plate (300b).
  • the fixing hole (310) may be provided on the inner side of the module terminal (200).
  • the guide pin (432), the guide hole (431), and the fixing hole (310) may be arranged in a vertical direction in parallel.
  • the guide pin (432) may be provided in a pin shape.
  • the guide pin (432) may be configured to penetrate the guide hole (431).
  • the guide pin (432) may be configured to be inserted into the fixing hole (310) through the guide hole (431).
  • the position of the frame cover (400) when being coupled to the module frame (300) can be guided more simply. This can improve workability and productivity in manufacturing the battery module (10).
  • the frame cover (400) can be more firmly fixed to the module frame (300), thereby preventing the frame cover (400) from being separated from the module frame (300). This prevents the frame cover (400) from being lifted off the module frame (300), thereby more reliably protecting the module frame (300) from venting gases or flames.
  • FIG. 11 is a drawing for explaining a cover member of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a drawing showing a part of the cover member of a frame cover applied to a battery module according to one embodiment of the present invention being opened.
  • a second venting hole (H2) may be formed in the frame cover (400).
  • the second venting hole (H2) may be configured to discharge the venting gas discharged through the first venting hole (H1) to the outside of the battery module (10).
  • the second venting holes (H2) may be provided in multiple numbers, and may be provided at regular intervals in the horizontal direction (X-axis, Y-axis direction).
  • the second venting holes (H2) may be formed at a position corresponding to the first venting holes (H1).
  • the second venting holes (H2) may be formed in the first cover (410).
  • the frame cover (400) may include a cover member (440).
  • the cover member (440) may be configured to cover the second venting hole (H2).
  • the cover member (440) may be provided on the inner side of the second venting hole (H2). That is, the cover member (440) may be provided between the first venting hole (H1) and the second venting hole (H2).
  • the cover member (440) may be configured in a sheet shape and may be mounted on the first plate (300a). At this time, the cover member (440) may be configured to cover a plurality of second venting holes (H2) at once. Alternatively, the cover member (440) may be configured to individually cover the second venting holes (H2).
  • the cover member (440) may be attached to the inside of the first cover (410) or may be attached to the first plate (300a) of the module frame (300).
  • Such a cover member (440) may be configured such that at least a portion thereof can be opened by venting gas or flame, as in the embodiment illustrated in FIG. 12. Specifically, at least a portion of the cover member (440) may be configured to be ruptured by the pressure or heat of the venting gas directed toward the first venting hole (H1). For example, the cover member (440) may have a notch or cut line at a portion corresponding to the first venting hole (H1).
  • the cover member (440) provided on one side of the specific battery cell (100) may be ruptured, thereby opening at least one of the plurality of first venting holes (H1). Accordingly, venting gas or the like may be discharged to the outside of the module frame (300) through the opened first venting hole (H1).
  • the cover member (440) can prevent gases or flames discharged to the outside of the module frame (300) from flowing back into the inside of the battery module (10). That is, the first venting hole (H1) provided on the side of the battery cell (100) where no thermal event has occurred can be maintained in a closed state without being opened.
  • the cover member (440) can be made of a material with excellent flame retardant performance.
  • the cover member (440) can include a material such as silicone or FRB.
  • the cover member (440) of the remaining portion without rupture can block not only heat but also high-temperature gases, flames, discharged substances, etc., generated from the battery cell (100).
  • thermal runaway propagation when thermal runaway occurs in the battery module (10), not only can venting gas or flames generated inside the battery module (10) be smoothly discharged to the outside of the battery module (10), but also the discharged venting gas or flames can be prevented from flowing back into the battery module (10). Accordingly, by minimizing heat propagation to neighboring battery cells (100) or battery modules (10), thermal runaway propagation can be effectively prevented or delayed.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of a battery pack including a battery module according to one embodiment of the present invention.
  • a battery pack (1) according to one embodiment of the present invention may include one or more battery modules (10) according to one embodiment of the present invention as described above.
  • the battery pack (1) according to the present invention may further include a pack case (2) for accommodating a BMS (Battery Management System), a current sensor, a fuse, and the like for integrated control of charging and discharging of one or more battery modules, and the above-described components.
  • BMS Battery Management System

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수 개의 배터리 셀; 상기 복수 개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되도록 구성되는 모듈 단자; 상기 복수 개의 배터리 셀을 수용하며, 제1 플레이트에 제1 벤팅홀이 형성되고 제2 플레이트에 상기 모듈 단자가 구비된 모듈 프레임; 및 적어도 상기 제1 플레이트를 커버하도록 구성되는 제1 커버와, 상기 제1 커버에 연결되어 적어도 상기 제2 플레이트를 커버하도록 구성되는 제2 커버가 구비되는 프레임 커버를 포함한다.

Description

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
본 출원은, 2024년02월15일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제 10-2024-0021936호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 모듈 내지 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 충방전 용량을 높이기 위해 복수 개의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 모듈이나 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 배터리 셀은 충방전 시 화학 반응을 수반하기 때문에 적정 온도보다 높은 환경에서 사용되는 경우 성능이 저하될 수 있고, 적정 온도로 열제어가 되지 못할 경우 예기치 못하게 발화나 폭발 가능성이 상존한다. 또한, 배터리 모듈은 이러한 배터리 셀들을 모듈 프레임의 내부에 집약적으로 수납한 구조로 이루어져 있다. 따라서, 어느 하나의 배터리 셀에 열적 이벤트가 발생하게 되면 배출되는 고온의 가스와 화염이 인접한 배터리 셀들로 전이되어 연쇄적인 배터리 셀의 폭발을 초래할 수 있기 때문에 매우 위험하다.
특히, 배터리 모듈의 모듈 프레임은 금속 재질로 이루어져 있어 배터리 모듈 내부 또는 인접하는 배터리 모듈에서 열적 이벤트 발생 시, 열원이 되어 배터리 모듈 간 열 전파를 촉진시킬 수 있다.
이에, 종래 배터리 모듈은 모듈 프레임의 외측, 특히 상부면을 커버하도록 구성되는 프레임 커버를 구비하여 배터리 모듈의 열 폭주 발생 시, 배터리 모듈 내부에서 발생된 고온의 가스나 화염이 다른 배터리 모듈로 향하는 것을 최소화하여 배터리 모듈 간 열 전파를 방지하고, 배출된 가스나 화염이 다시 배터리 모듈 내부로 유입되는 것을 방지하고자 하였다.
이러한 프레임 커버는 FRB나 실리콘 등과 마이카가 합지된 시트 형태로 구성되어 모듈 프레임에 접착제로 부착되었는데, 배터리 모듈의 열 폭주 발생 시, 고온의 가스나 화염 등에 의해 변형되어 모듈 프레임에서 들뜨는 등의 문제가 발생하였다. 이에 따라, 고온의 가스나 화염 등이 다른 배터리 모듈로 배출되고, 열 폭주가 발생한 배터리 모듈 내부로 재유입되는 문제점이 있었다.
따라서, 모듈 프레임을 보호하여 배터리 모듈의 열 폭주 발생 시 배터리 모듈 간 열 폭주 전파(Thermal Runaway Propagation)를 방지할 수 있는 구조가 개발될 필요성이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배터리 모듈의 이상 상황 시 배터리 셀에서 생성되는 고온의 가스나 화염 등이 인접하는 다른 배터리 모듈을 향하는 것을 최소화하여 모듈 간 열 폭주 전파가 효과적으로 방지되거나 지연될 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 복수 개의 배터리 셀; 상기 복수 개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되도록 구성되는 모듈 단자; 상기 복수 개의 배터리 셀을 수용하며, 제1 플레이트에 제1 벤팅홀이 형성되고 제2 플레이트에 상기 모듈 단자가 구비된 모듈 프레임; 및 적어도 상기 제1 플레이트를 커버하도록 구성되는 제1 커버와, 상기 제1 커버에 연결되어 적어도 상기 제2 플레이트를 커버하도록 구성되는 제2 커버가 구비되는 프레임 커버를 포함한다.
상기 제1 커버는 상기 제1 플레이트의 좌우 양단에 구비된 상기 모듈 프레임의 제3 플레이트 중 적어도 하나를 더 커버하도록 구성될 수 있다.
상기 제2 커버는 상기 제2 플레이트의 맞은편에 구비된 상기 모듈 프레임의 제4 플레이트를 더 커버하도록 구성될 수 있다.
상기 모듈 프레임의 상기 제2 플레이트와 상기 제4 플레이트는 상기 배터리 셀의 전극 리드가 인출되는 측에 위치할 수 있다.
상기 제1 플레이트는 상기 모듈 프레임의 상부면이고, 상기 제2 플레이트는 상기 모듈 프레임의 전방면으로 정의될 수 있다.
상기 프레임 커버는 상기 모듈 프레임에 안착되도록 구성될 수 있다.
상기 프레임 커버는 말단부가 내측으로 절곡되어 상기 모듈 프레임의 하부면을 적어도 부분적으로 커버하도록 구성되는 절곡부를 구비할 수 있다.
상기 절곡부는 적어도 한 쌍으로 구비되어 서로 마주보도록 구성될 수 있다.
상기 프레임 커버는 상기 모듈 프레임과의 결합 위치를 가이드하도록 구성된 가이드부를 구비할 수 있다.
상기 프레임 커버에는 상기 제1 벤팅홀과 대응되는 위치에 형성되는 제2 벤팅홀이 형성될 수 있다.
상기 제2 벤팅홀은 상기 제1 커버에 형성될 수 있다.
상기 프레임 커버는 상기 제2 벤팅홀을 커버하며, 상기 벤팅 가스에 의해 개방 가능하게 구성되는 커버 부재를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
그리고, 본 발명은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 프레임 커버가 단단하고 열에 강한 재질로 구비됨에 따라 고온의 가스나 화염 등으로 인한 변형이 최소화될 수 있다. 이로써, 모듈 프레임을 보호하여 배터리 모듈 간 열이 전이되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 모듈의 이상 상황 시 배터리 셀에서 생성되는 고온의 가스나 화염 등이 인접하는 다른 배터리 모듈을 향하는 것을 최소화하여 모듈 간 열 폭주 전파가 효과적으로 방지되거나 지연될 수 있다. 이로써, 배터리 모듈의 안전성과 신뢰성이 보장될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 프레임 커버와 모듈 프레임 간 결합력 내지 고정력이 확보됨에 따라 프레임 커버가 모듈 프레임에서 분리되는 것이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 프레임 커버와 모듈 프레임 사이의 결합 구조가 단순화됨에 따라 배터리 모듈을 제조하는 데 있어서 작업성 내지 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 배터리 모듈의 이상 상황 시 배터리 셀에서 생성되는 고온의 가스나 화염 등이 배터리 모듈 내부로 다시 유입되는 것이 방지될 수 있다. 이로써, 배터리 모듈의 안전성과 신뢰성이 보장될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이나 이들이 장착된 장치의 열 폭주 현상에 따른 이벤트, 이를테면 화재나 폭발 등을 방지하거나 지연시킬 수 있다.
이 밖에도 본 발명은 여러 다른 효과를 가질 수 있으며, 이에 대해서는 각 실시 구성에서 설명하거나, 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 효과 등에 대해서는 해당 설명을 생략하도록 한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 프레임의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단면도이다. 예를 들어, 도 4는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'단면도를 나타내는 도면일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단면도이다. 예를 들어, 도 5는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'단면도를 나타내는 도면일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 프레임 커버가 결합되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 횡단면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 종단면 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 확대도로서, 프레임 커버에 구비되는 가이드부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 커버에 구비되는 가이드부의 분리 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 커버 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 커버 부재 일부가 개방된 것을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈이 포함되는 배터리 팩의 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩이 포함되는 자동차의 개략적인 사시도이다.
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 안되며, 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 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명에는 여러 다양한 실시예가 포함되어 있다. 각 실시예에 대해 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 차이점을 중심으로 설명한다.
한편, 본 발명에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용될 수 있으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에서, 도면에 도시된 X축 방향은 좌우 방향, Y축 방향은 X축 방향과 수평면(X-Y 평면)상에서 수직된 전후 방향, Z축 방향은 X축 방향 및 Y축 방향에 대해 모두 수직된 상하 방향(수직 방향)을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 프레임의 개략적인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단면도이다. 예를 들어, 도 4는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'단면도를 나타내는 도면일 수 있다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단면도이다. 예를 들어, 도 5는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'단면도를 나타내는 도면일 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 배터리 셀(100), 모듈 단자(200), 모듈 프레임(300) 및 프레임 커버(400)를 포함할 수 있다.
도 2를 주로 참조하면, 배터리 셀(100)은, 복수 개 포함될 수 있다. 이때, 복수 개의 배터리 셀(100)은 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
복수 개의 배터리 셀(100)은 일 방향을 따라 적층될 수 있다. 이를테면, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 배터리 셀(100)은 수직 방향(Z축 방향)으로 세워진 상태에서 좌우 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다.
그리고, 복수 개의 배터리 셀(100)은 예를 들면 파우치 타입 이차전지일 수 있다. 복수 개의 배터리 셀(100)은 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 셀 케이스 및 전극 조립체와 연결되며 셀 케이스의 외측으로 인출되어 전극 단자로 기능하는 전극 리드(110)를 포함할 수 있다.
전극 리드(110)는 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 한 쌍의 전극 리드(110)는 배터리 셀(100)의 양단 즉, 길이 방향(±Y 방향)으로 인출될 수 있다. 이때, 한 쌍의 전극 리드(110)는, 양극 리드와 음극 리드일 수 있다.
본 발명은 이러한 배터리 셀(100)의 구체적인 종류나 형태에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 셀(100)이 본 발명의 복수 개의 배터리 셀(100)를 구성하는데 채용될 수 있다. 본 실시예에서는 도면과 같이 에너지 밀도가 높고 적층이 용이한 파우치 타입 이차전지를 대상으로 하나, 원통형 또는 각형 이차전지가 배터리 셀(100)로 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 모듈 프레임(300)은 배터리 셀(100)을 수용하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 모듈 프레임(300)에는 내부 공간이 형성되고, 내부 공간에 배터리 셀(100)을 수용하도록 구성될 수 있다.
이러한 모듈 프레임(300)은 수용된 배터리 셀(100)을 물리적으로 또는 화학적으로 보호하기 위하여 강성과 내열성을 가진 금속 소재로 구성될 수 있다.
한편, 모듈 프레임(300)에는 제1 벤팅홀(H1)이 형성될 수 있다. 제1 벤팅홀(H1)은 배터리 셀(100)에서 생성되는 벤팅 가스를 모듈 프레임(300)의 외부로 배출시키도록 구성될 수 있다. 제1 벤팅홀(H1)에 의해 일방향으로의 디렉셔널 벤팅이 가능할 수 있다.
제1 벤팅홀(H1)은 모듈 프레임(300)의 제1 플레이트(300a)에 형성될 수 있다. 일례로, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(300a)는 모듈 프레임(300)의 상부면으로 정의될 수 있고, 모듈 프레임(300)의 상부면에 형성된 제1 벤팅홀(H1)을 통해 배터리 모듈(10)의 상방으로의 디렉셔널 벤팅이 가능할 수 있다.
제1 벤팅홀(H1)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 수평 방향(X축, Y축 방향)으로 상호 간 일정 간격마다 마련될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 배터리 셀(100)들 중 어느 하나의 배터리 셀(100)이 열 폭주하여 가스 등이 발생한 상황에서, 신속하게 가스 등을 특정 방향으로 디렉셔널 벤팅시킬 수 있다.
또한, 모듈 프레임(300)에는 모듈 단자(200)가 구비될 수 있다. 모듈 단자(200)는 복수 개의 배터리 셀(100)과 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 모듈 단자(200)는 양극 터미널과 음극 터미널을 포함할 수 있다. 또한, 모듈 단자(200)는 BMS 등의 제어 장치와 전기적 또는 통신적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 모듈 단자(200)는 적어도 부분적으로 모듈 프레임(300)의 외측으로 인출되도록 구성될 수 있다.
모듈 단자(200)는 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 인출되는 측에 구비될 수 있다. 특히, 모듈 단자(200)는 모듈 프레임(300)의 제2 플레이트(300b)에 구비될 수 있다. 일례로, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 플레이트(300b)는 모듈 프레임(300)의 전방면으로 정의될 수 있고, 모듈 단자(200)는 모듈 프레임(300)의 전방에 구비될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4를 주로 참조하면, 프레임 커버(400)는 모듈 프레임(300)의 적어도 일부를 커버하도록 구성될 수 있다. 프레임 커버(400)는 모듈 프레임(300)의 외측에 구비될 수 있다. 프레임 커버(400)는 배터리 모듈(10) 내에서 열적 이벤트가 발생할 때 배출되는 벤팅 가스나 화염 등이 다른 배터리 모듈(10)로 전이되는 것을 억제하도록 구성될 수 있다.
프레임 커버(400)는 내열 및/또는 내화 성능이 우수한 소재, 예를 들어, 마이카(mica) 시트나 실리콘 복합 소재 등으로 마련될 수 있다. 이를테면, 프레임 커버(400)는 마이카 시트를 열 성형하여 유연성이 없는 재질로 마련될 수 있다.
이로써, 프레임 커버(400)는 높은 온도의 열이 발생하더라도 변형이 발생하지 않아 형태적 안정성을 유지할 수 있으므로, 배터리 셀(100)에서 발생하는 고온의 가스나 화염 등을 안정적으로 차단할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 프레임 커버(400)가 단단하고 열에 강한 재질로 구비됨에 따라 고온의 가스나 화염 등으로 인한 변형이 최소화될 수 있다.
보다 구체적으로, 프레임 커버(400)는 제1 커버(410)와 제2 커버(420)를 구비할 수 있다. 제1 커버(410)는 적어도 모듈 프레임(300)의 제1 플레이트(300a)를 커버하도록 구성될 수 있다. 제1 커버(410)는 제1 벤팅홀(H1)을 보호하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 제1 커버(410)는 다른 배터리 모듈(10)에서 배출되는 벤팅 가스나 화염 등이 제1 벤팅홀(H1)을 통해 모듈 프레임(300)의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
한편, 제2 커버(420)는 적어도 모듈 프레임(300)의 제2 플레이트(300b)를 커버하도록 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 플레이트(300b)에는 모듈 단자(200)가 구비될 수 있고, 제2 커버(420)는 모듈 단자(200)를 보호하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 제2 커버(420)는 다른 배터리 모듈(10)에서 배출되는 벤팅 가스나 화염 등이 모듈 단자(200)를 향하는 것을 억제하도록 구성될 수 있다.
이러한 제2 커버(420)는 제1 커버(410)에 연결되어 구비될 수 있다. 이를테면, 제2 커버(420)는 제1 커버(410)와 일체로 사출 형성되어 접철되거나, 제1 커버(410)와 따로 제작되어 결합될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 제1 커버(410)와 제2 커버(420)가 각각 제1 벤팅홀(H1)과 모듈 단자(200)를 보호하도록 구성됨으로써, 인접하는 배터리 모듈(10)의 이상 상황 시 고온의 벤팅 가스나 화염 등이 배터리 모듈(10)의 제1 벤팅홀(H1)이나 모듈 단자(200)를 향하는 것을 최소화할 수 있다. 특히, 프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)을 여러 방향에서 커버함에 따라, 모듈 프레임(300)의 외부로 열이 전달되거나 모듈 프레임(300)으로 열이 전달되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이로써, 본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 배터리 모듈(10) 간 열 폭주 전파가 효과적으로 방지되거나 지연될 수 있으므로, 배터리 모듈(10)의 안전성과 신뢰성이 보장될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 프레임(300)은 제3 플레이트(300c), 제4 플레이트(300d) 및 제5 플레이트(300e)를 더 구비할 수 있다. 제1 플레이트(300a) 내지 제5 플레이트(300e)는 모듈 프레임(300)의 외관을 형성할 수 있다. 모듈 프레임(300)은 제1 플레이트(300a) 내지 제5 플레이트(300e)에 의해 직육면체의 형상으로 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 제3 플레이트(300c)는 제1 플레이트(300a)의 좌우 양단에 구비될 수 있다. 즉, 제3 플레이트(300c)는 한 쌍으로 마주보도록 구비될 수 있다. 이를테면, 도면에 도시된 실시예와 같이, 제1 플레이트(300a)는 모듈 프레임(300)의 상부면을 이루고, 제3 플레이트(300c)는 제1 플레이트(300a)의 양측에서 모듈 프레임(300)의 좌우 양측면을 이루도록 구성될 수 있다.
또한, 제5 플레이트(300e)는 제1 플레이트(300a)와 마주보도록 구성될 수 있다. 이를테면, 도면에 도시된 실시예와 같이, 제1 플레이트(300a)는 모듈 프레임(300)의 상부면을 이루고, 제5 플레이트(300e)는 모듈 프레임(300)의 하부면을 이루도록 구성될 수 있다.
이때, 제1 플레이트(300a), 제3 플레이트(300c) 및 제5 플레이트(300e)는 서로 일체화된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 제1 플레이트(300a), 제3 플레이트(300c) 및 제5 플레이트(300e)가 결합된 형태는 전후면이 개방된 사각 관형이 될 수 있다. 또는, 제3 플레이트(300c) 및 제5 플레이트(300e)는 서로 일체화된 형태로 구성될 수 있다.
제1 커버(410)는 제1 플레이트(300a)의 좌우 양단에 구비된 모듈 프레임(300)의 제3 플레이트(300c) 중 적어도 하나를 더 커버하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 커버(410)는 제1 플레이트(300a)와 함께 적어도 하나의 제3 플레이트(300c)를 더 커버하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 도 3 및 도 5에 도시된 실시예와 같이, 제1 커버(410)는 상부에 구비된 제1 플레이트(300a)와 좌우면에 구비된 제3 플레이트(300c)를 커버하도록 구성될 수 있다.
제1 커버(410)는 제1 플레이트(300a)와 제3 플레이트(300c)의 경계선에서 절곡되어 제1 플레이트(300a)와 제3 플레이트(300c)를 한번에 커버하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 커버(410)는 하나의 시트가 폴딩된 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 제1 커버(410)는 제1 벤팅홀(H1)이 구비된 제1 플레이트(300a) 뿐만 아니라 제1 플레이트(300a)의 양측면까지 커버함으로써, 모듈 프레임(300) 내부에서 열적 이벤트가 발생하여 벤팅 가스나 화염 등이 제3 플레이트(300c) 측으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 프레임 커버(400)는 벤팅 가스나 화염 등이 외부에서 제3 플레이트(300c)를 향하는 것을 차단할 수 있다.
한편, 제4 플레이트(300d)는 제2 플레이트(300b)의 맞은편에 구비될 수 있다. 즉, 제2 플레이트(300b)와 제4 플레이트(300d)는 서로 마주보도록 구성될 수 있다. 모듈 프레임(300)의 제2 플레이트(300b)와 제4 플레이트(300d)는 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 인출되는 측에 위치할 수 있다. 즉, 제2 플레이트(300b)와 제4 플레이트(300d)는 버스바 프레임 조립체(500)가 구비되는 측에 위치할 수 있다.
이를테면, 도면에 도시된 실시예와 같이, 제2 플레이트(300b)는 모듈 프레임(300)의 전방면을 이루고, 제4 플레이트(300d)는 모듈 프레임(300)의 후방면을 이루도록 구성될 수 있다. 제2 플레이트(300b) 및 제4 플레이트(300d)는 일체화된 제1 플레이트(300a), 제3 플레이트(300c) 및 제5 플레이트(300e)의 개방된 전후면에 결합될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(10)은 버스바 프레임 조립체(500)를 더 포함할 수 있다. 버스바 프레임 조립체(500)는 모듈 프레임(300) 내부에 구비되어 복수 개의 배터리 셀(100)의 적어도 일 측을 커버하도록 구성될 수 있다. 버스바 프레임 조립체(500)는 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 인출되는 측에 위치할 수 있다. 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 버스바 프레임 조립체(500)는 복수 개의 배터리 셀(100)의 전방과 후방에 결합될 수 있다.
버스바 프레임 조립체(500)는 버스바 프레임(510) 및 복수 개의 버스바(520)들을 포함할 수 있다. 버스바 프레임(510)은 대략 복수 개의 배터리 셀(100)의 전방과 후방에 결합되게 마련될 수 있다. 버스바 프레임(510)은 배터리 셀(100)의 전극 리드를 전후 방향으로 인출할 수 있는 슬릿들을 구비할 수 있다.
또한, 버스바 프레임(510)은 예컨대 플라스틱 재질로 전기 절연성을 갖는 소재로 형성되고, 외면에 버스바(520)를 부착할 수 있게 구성될 수 있다.
한편, 복수 개의 버스바(520)들은 배터리 셀(100)들을 직렬 및/또는 병렬 연결하기 위한 수단으로서 예컨대 구리, 알루미늄, 니켈 등과 같은 금속 소재이고, 막대 형태로 마련될 수 있다.
배터리 셀(100)들의 전극 리드들은 버스바 프레임(510)의 슬릿을 통과하여 버스바 프레임(510)의 바깥쪽으로 인출되고, 이렇게 인출된 부분은 버스바(520)의 표면에 용접 등의 방식에 의해 부착될 수 있다.
버스바 프레임 조립체(500)가 구비됨에 따라, 전기 절연성 확보를 위해 제2 플레이트(300b) 및 제4 플레이트(300d)는 예컨대, 안쪽은 절연 소재로 이루어지고 바깥쪽은 금속 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 플레이트(300b) 및 제4 플레이트(300d) 중 적어도 하나 이상은, 배터리 모듈(10)의 모듈 단자(200) 또는 커넥터와 같이 외부로 노출이 필요한 부품의 노출을 위해 부분적으로 홀이나 슬릿을 구비할 수 있다.
이때, 제2 커버(420)는 제2 플레이트(300b)의 맞은편에 구비된 모듈 프레임(300)의 제4 플레이트(300d)를 더 커버하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2 커버(420)는 제2 플레이트(300b)와 함께 제4 플레이트(300d)를 더 커버하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 도 3 및 도 5에 도시된 실시예와 같이, 제2 커버(420)는 전방면에 구비된 제2 플레이트(300b)와 후방면에 구비된 제4 플레이트(300d)를 커버하도록 구성될 수 있다. 제2 커버(420)는 2개로 구비되어, 서로 마주보도록 구성될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 제2 커버(420)는 모듈 단자(200)가 구비된 제2 플레이트(300b) 뿐만 아니라 제4 플레이트(300d)까지 커버함으로써, 모듈 프레임(300) 내부에서 열적 이벤트가 발생하여 벤팅 가스나 화염 등이 제4 플레이트(300d) 측으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 프레임 커버(400)는 벤팅 가스나 화염 등이 외부에서 제4 플레이트(300d)를 향하는 것을 차단할 수 있다. 특히, 프레임 커버(400)는 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 위치하는 측에 구비되는 제2 플레이트(300b)와 제4 플레이트(300d)를 커버함으로써, 전극 리드(110)나 버스바(520) 등이 벤팅 가스나 화염 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 프레임 커버가 결합되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 횡단면 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 종단면 사시도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 제1 플레이트(300a)는 모듈 프레임(300)의 상부면이고, 제2 플레이트(300b)는 모듈 프레임(300)의 전방면으로 정의될 수 있다. 이에 따라, 제1 커버(410)와 제2 커버(420)는 각각 모듈 프레임(300)의 상부면과 전방면을 커버하도록 구성될 수 있다.
또한, 제1 커버(410)와 제2 커버(420)는 서로 직교하는 방향을 따라 배치될 수 있다. 이를테면, 제1 커버(410)는 좌우 방향을 따라 모듈 프레임(300)의 상부면 및 좌우면을 커버하도록 구성되고, 제2 커버(420)는 전후 방향을 따라 모듈 프레임(300)의 전후면을 커버하도록 구성될 수 있다. 이때, 제2 커버(420)는 제1 커버(410)의 전후방에 결합되도록 구비될 수 있다. 또는, 제1 커버(410)와 제2 커버(420)는 일체로 제작되어 접철 가능하게 구비될 수 있다.
프레임 커버(400)는 모듈 프레임(300)에 안착되도록 구성될 수 있다. 즉, 프레임 커버(400)는 모듈 프레임(300)의 상부에서 씌워져 모듈 프레임(300)의 적어도 일부를 커버하도록 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 실시예와 같이, 프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)의 제5 플레이트(300e)를 제외한 모든 면을 커버하도록 구성되는 경우, 제1 커버(410)와 제2 커버(420)는 각각의 말단부가 양측으로 벌어지면서 모듈 프레임(300)에 씌워질 수 있다(도 6의 화살표 참조).
프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)에 안착되면, 프레임 커버(400)는 모듈 프레임(300)에 밀착되도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 프레임 커버(400)는 모듈 프레임(300)에 고정되도록 구성될 수 있다. 이를테면, 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예와 같이, 프레임 커버(400)는 절곡부(411, 421)를 구비할 수 있다. 절곡부(411, 421)는 프레임 커버(400)의 말단부가 내측으로 절곡되어 구성될 수 있다. 절곡부(411, 421)는 모듈 프레임(300)의 하부면, 즉 제5 플레이트(300e)를 적어도 부분적으로 커버하도록 구성될 수 있다. 즉, 프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)에 안착되면, 프레임 커버(400)의 절곡부(411, 421)가 모듈 프레임(300)의 하부면에 걸려 고정되도록 구성될 수 있다.
절곡부(411, 421)는 적어도 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 절곡부(411, 421)는 서로 마주보도록 구성될 수 있다. 이를테면, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예와 같이, 제1 커버(410)는 좌우면에 제1 절곡부(411)를 구비하고, 제2 커버(420) 또한 제2 절곡부(421)를 구비할 수 있다. 제1 절곡부(411)와 제2 절곡부(421)는 각각 한 쌍으로 구비되어, 서로 직교하도록 배치될 수 있다. 이로써, 제1 절곡부(411)와 제2 절곡부(421)는 모듈 프레임(300)을 전후좌우 방향에서 고정시킬 수 있다.
더욱이, 모듈 프레임(300)의 바닥면에는 TIM이나 써멀 레진(Thermal Resin) 등 열전도성 접착제가 도포될 수 있다. 이로써, 프레임 커버(400)는 열전도성 접착제로 인해 절곡부(411, 421)가 고정되어 모듈 프레임(300)으로부터 분리되는 것이 더욱 방지될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 프레임 커버(400)와 모듈 프레임(300) 간 결합력 내지 고정력이 확보됨에 따라 프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)에서 분리되는 것이 최소화될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 프레임 커버(400)와 모듈 프레임(300) 사이의 고정 구조가 단순화됨에 따라 배터리 모듈(10)을 제조하는 데 있어서 작업성 내지 생산성이 향상될 수 있다. 특히, 별도의 접착제가 불필요하여 배터리 모듈(10)의 열 폭주 발생 시, 프레임 커버(400)가 고온의 벤팅 가스나 화염 등에 의해 모듈 프레임(300)에서 들뜨는 등의 문제를 원천적으로 차단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 확대도로서, 프레임 커버에 구비되는 가이드부를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 커버에 구비되는 가이드부의 분리 사시도이다.
한편, 도 9 및 도 10을 참조하면, 프레임 커버(400)는 가이드부(430)를 구비할 수 있다. 가이드부(430)는 모듈 프레임(300)과의 결합 위치를 가이드하도록 구성될 수 있다. 또한, 가이드부(430)는 모듈 프레임(300)과 프레임 커버(400)를 서로 고정시키도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 10을 참조하면, 가이드부(430)는 가이드 홀(431)과 가이드 핀(432)을 구비할 수 있다. 가이드 홀(431)과 가이드 핀(432)은 각각 복수 개 구비될 수 있다. 가이드 홀(431)은 프레임 커버(400)에 형성될 수 있다. 모듈 프레임(300)에는 가이드 홀(431)과 대응되는 위치에 고정 홀(310)이 형성될 수 있다. 이를테면, 고정 홀(310)은 제2 플레이트(300b)에 구비될 수 있다. 고정 홀(310)은 모듈 단자(200)보다 내측에 구비될 수 있다.
가이드 핀(432)과 가이드 홀(431), 그리고 고정 홀(310)은 수직 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 가이드 핀(432)은 핀 형상으로 구비될 수 있다. 가이드 핀(432)은 가이드 홀(431)을 관통하도록 구성될 수 있다. 가이드 핀(432)은 가이드 홀(431)을 통해 고정 홀(310)에 삽입되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)에 결합됨에 있어 결합 위치가 보다 간단하게 가이드될 수 있다. 이로써, 배터리 모듈(10)을 제조하는 데 있어서 작업성 내지 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 프레임 커버(400)이 모듈 프레임(300)에 더욱 강하게 고정되어 프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)과 분리되는 것이 방지될 수 있다. 이로써, 프레임 커버(400)가 모듈 프레임(300)에서 들뜨는 것이 방지되어, 벤팅 가스나 화염 등으로부터 모듈 프레임(300)을 더욱 확실하게 보호할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 커버 부재를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 프레임 커버의 커버 부재 일부가 개방된 것을 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 프레임 커버(400)에는 제2 벤팅홀(H2)이 형성될 수 있다. 제2 벤팅홀(H2)은 제1 벤팅홀(H1)을 통해 배출되는 벤팅 가스를 배터리 모듈(10)의 외부로 배출시키도록 구성될 수 있다.
제2 벤팅홀(H2)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 수평 방향(X축, Y축 방향)으로 상호 간 일정 간격마다 마련될 수 있다. 특히, 제2 벤팅홀(H2)은 제1 벤팅홀(H1)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 제2 벤팅홀(H2)은 제1 커버(410)에 형성될 수 있다. 이로써, 본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 벤팅 가스나 화염 등은 제1 벤팅홀(H1)과 제2 벤팅홀(H2)을 통해 신속하게 특정 방향으로 디렉셔널 벤팅될 수 있다.
한편, 프레임 커버(400)는 커버 부재(440)를 구비할 수 있다. 커버 부재(440)는 제2 벤팅홀(H2)을 커버하도록 구성될 수 있다. 커버 부재(440)는 제2 벤팅홀(H2)의 내측에 구비될 수 있다. 즉, 커버 부재(440)는 제1 벤팅홀(H1)과 제2 벤팅홀(H2) 사이에 구비될 수 있다.
커버 부재(440)는 시트 형상으로 구성되어 제1 플레이트(300a) 상에 안착될 수 있다. 이때, 커버 부재(440)는 복수 개의 제2 벤팅홀(H2)을 한꺼번에 커버하도록 구성될 수 있다. 또는, 커버 부재(440)는 제2 벤팅홀(H2)을 개별적으로 커버하도록 구성될 수 있다. 커버 부재(440)는 제1 커버(410)의 내측에 부착될 수도 있고, 모듈 프레임(300)의 제1 플레이트(300a)에 부착될 수도 있다.
이러한 커버 부재(440)는, 도 12에 도시된 실시예와 같이, 적어도 일부가 벤팅 가스나 화염 등에 의해 개방 가능하게 구성될 수 있다. 구체적으로, 커버 부재(440)의 적어도 일부는 제1 벤팅홀(H1)을 향하는 벤팅 가스의 압력이나 열에 의해 파열되도록 구성될 수 있다. 이를테면, 커버 부재(440)는 제1 벤팅홀(H1)에 대응되는 부분에 노칭이나 절개선을 구비할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 특정 배터리 셀(100)에서 열적 이벤트가 발생하면, 특정 배터리 셀(100)의 일측에 구비되는 커버 부재(440)가 파열되어 복수 개의 제1 벤팅홀(H1) 중 적어도 하나가 개방될 수 있다. 이에 따라, 벤팅 가스 등이 개방된 제1 벤팅홀(H1)을 통해 모듈 프레임(300)의 외측으로 배출될 수 있다.
또한, 커버 부재(440)는 모듈 프레임(300)의 외부로 배출된 가스나 화염이 배터리 모듈(10) 내부로 다시 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 열적 이벤트가 발생하지 않은 배터리 셀(100) 측에 구비되는 제1 벤팅홀(H1)은 개방되지 않고 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 이를 위해, 커버 부재(440)는 난연 성능이 우수한 소재로 마련될 수 있다. 이를테면, 커버 부재(440)는 실리콘이나 FRB 등의 재질을 포함할 수 있다.
이로써, 개방된 제1 벤팅홀(H1)을 통해 외부로 배출된 벤팅 가스나 화염 등이 배터리 모듈(10) 내부로 다시 유입되는 것이 원천적으로 차단될 수 있다. 또한, 파열되지 않고 남아 있는 부분의 커버 부재(440)는 열 뿐만 아니라 배터리 셀(100)에서 발생하는 고온의 가스, 화염, 토출물 등까지 차단할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 배터리 모듈(10)의 열 폭주 발생 시, 배터리 모듈(10) 내부에서 발생된 벤팅 가스나 화염이 배터리 모듈(10) 외부로 원활하게 배출될 수 있을 뿐만 아니라, 배출된 벤팅 가스나 화염이 다시 배터리 모듈(10) 내부로 유입되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 이웃하는 배터리 셀(100)이나 배터리 모듈(10)들로 열 전파를 최소화하여 열 폭주 전파가 효과적으로 방지되거나 지연될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈이 포함되는 배터리 팩의 개략적인 사시도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 하나 이상의 배터리 모듈의 충방전을 통합 제어하기 위한 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등과 상술한 구성품을 수용하기 위한 팩 케이스(2)를 더 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩이 포함되는 자동차의 개략적인 사시도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(3)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1) 또는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 자동차(3)는, 예를 들어 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차일 수 있다. 상기 자동차(3)는, 4륜 자동차 및 2륜 자동차를 포함한다. 상기 자동차(3)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1) 내지 배터리 모듈(10)로부터 전력을 공급받아 동작한다.
이상에서 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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (14)

  1. 복수 개의 배터리 셀;
    상기 복수 개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되도록 구성되는 모듈 단자;
    상기 복수 개의 배터리 셀을 수용하며, 제1 플레이트에 제1 벤팅홀이 형성되고 제2 플레이트에 상기 모듈 단자가 구비된 모듈 프레임; 및
    적어도 상기 제1 플레이트를 커버하도록 구성되는 제1 커버와, 상기 제1 커버에 연결되어 적어도 상기 제2 플레이트를 커버하도록 구성되는 제2 커버가 구비되는 프레임 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버는 상기 제1 플레이트의 좌우 양단에 구비된 상기 모듈 프레임의 제3 플레이트 중 적어도 하나를 더 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 커버는 상기 제2 플레이트의 맞은편에 구비된 상기 모듈 프레임의 제4 플레이트를 더 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모듈 프레임의 상기 제2 플레이트와 상기 제4 플레이트는 상기 배터리 셀의 전극 리드가 인출되는 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 상기 모듈 프레임의 상부면이고,
    상기 제2 플레이트는 상기 모듈 프레임의 전방면으로 정의되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버는 상기 모듈 프레임에 안착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버는
    말단부가 내측으로 절곡되어 상기 모듈 프레임의 하부면을 적어도 부분적으로 커버하도록 구성되는 절곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절곡부는 적어도 한 쌍으로 구비되어 서로 마주보도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버는
    상기 모듈 프레임과의 결합 위치를 가이드하도록 구성된 가이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버에는 상기 제1 벤팅홀과 대응되는 위치에 형성되는 제2 벤팅홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 벤팅홀은 상기 제1 커버에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프레임 커버는
    상기 제2 벤팅홀을 커버하며, 상기 벤팅 가스에 의해 개방 가능하게 구성되는 커버 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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