特許 7540846 電池モジュールおよび当該電池モジュールを含む電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】電池モジュールおよび当該電池モジュールを含む電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20240820BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/507 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/593 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240820BHJP

   H01M 10/655 20140101ALI20240820BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20240820BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401H

H01M50/211

H01M50/507

H01M50/548 301

H01M50/291

H01M50/588

H01M50/593

H01M10/613

H01M10/655

H01M10/647

H01M10/625

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022573747

(86)(22)【出願日】2022-02-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-07

(86)【国際出願番号】 KR2022002364

(87)【国際公開番号】W WO2022203210

(87)【国際公開日】2022-09-29

【審査請求日】2022-11-30

(31)【優先権主張番号】10-2021-0038295

(32)【優先日】2021-03-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ウォン・キョン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ジュンヨブ・ソン

(72)【発明者】

【氏名】ミュンキ・パク

【審査官】小川 進

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２１－５００７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３０８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２３７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５０４８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３８８８９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０４

Ｈ０１Ｍ ５０／２１１

Ｈ０１Ｍ ５０／５０７

Ｈ０１Ｍ ５０／５４８

Ｈ０１Ｍ ５０／２９１

Ｈ０１Ｍ ５０／５８８ー５０／５９３

Ｈ０１Ｍ １０／６１３ー１０／６５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルが積層されている電池セル積層体と、
前記電池セル積層体を収容しているモジュールフレームであって、開放された前面と開放された後面とを有している前記モジュールフレームと、
前記電池セル積層体の前記前面および前記後面に位置するバスバーフレームと、
前記電池セル積層体の上面と前記モジュールフレームの上部との間に位置する第１熱伝導性樹脂層と、
を備えている電池モジュールにおいて、
前記モジュールフレームの上部に注液部が形成されており、
前記第１熱伝導性樹脂層は、前記注液部から前記電池セル積層体に向かって熱伝導性樹脂を注入することによって形成され、
前記電池モジュールは、前記電池セル積層体の前記上面と前記モジュールフレームとの間に位置する上部プレートであって、前記バスバーフレームを連結する前記上部プレートを含み、
前記上部プレートに貫通部が形成されており、
前記第１熱伝導性樹脂層は、前記注液部から前記貫通部に向かって熱伝導性樹脂が注入されて、前記貫通部の内部に形成される、
電池モジュール。

【請求項2】

前記第１熱伝導性樹脂層は、前記モジュールフレームの上部と前記電池セル積層体の上部にそれぞれ接する、
請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記第１熱伝導性樹脂層は、前記バスバーフレームに隣接して位置する、
請求項１又は２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記注液部は、前記貫通部と対面する位置に形成され、
前記複数の電池セルのうち少なくとも最外層の電池セルのそれぞれは、前記貫通部と対面している、
請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記貫通部は、第１貫通部および第２貫通部を含み、
前記第１貫通部は、前記電池セル積層体の前記前面に隣接して位置し、
前記第２貫通部は、前記電池セル積層体の前記後面に隣接して位置する、
請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項6】

前記注液部は、第１注液部および第２注液部を含み、
前記第１注液部は、前記第１貫通部と対面し、前記第２注液部は、前記第２貫通部と対面する、
請求項５に記載の電池モジュール。

【請求項7】

前記貫通部は、互いに離隔している少なくとも２つの貫通ホールを含み、
前記注液部は、互いに離隔している少なくとも２つの注液ホールを含み、
前記貫通ホールと前記注液ホールは、互いに対面する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項8】

前記少なくとも２つの貫通ホールは、前記電池セル積層体の長手方向または幅方向に沿って延びている、
請求項７に記載の電池モジュール。

【請求項9】

前記少なくとも２つの貫通ホールの一部は、前記上部プレートの一方の端部で互いに異なる角に隣接して位置する、
請求項７または８に記載の電池モジュール。

【請求項10】

前記バスバーフレームは、前記電池セル積層体と電気的に連結されているバスバーが装着されている、
請求項１～９のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項11】

前記モジュールフレームの底面と前記電池セル積層体の下面との間に第２熱伝導性樹脂層が形成されている、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項に記載の電池モジュールを含む電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２１年３月２４日付の韓国特許出願第１０－２０２１－００３８２９５号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関し、より具体的には、冷却性能が向上した電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。

【背景技術】

【0003】

モバイル機器に対する技術開発と需要の増加に伴い、エネルギー源として二次電池の需要が急激に増加している。特に、二次電池は、携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン、ウェアラブルデバイスなどのモバイル機器だけでなく、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの動力装置に対するエネルギー源としても多くの関心を集めている。

【0004】

小型モバイル機器にはデバイス１台あたり１個または２、３、４個の電池セルが用いられるのに対し、自動車などのように中大型デバイスには高出力大容量が必要である。したがって、多数の電池セルを電気的に連結した中大型電池モジュールが用いられる。

【0005】

中大型電池モジュールは、できるだけ小さい大きさと重量で製造されることが好ましいので、高い集積度で積層可能であり、容量に比べて重量の小さい角型電池、パウチ型電池などが中大型電池モジュールの電池セルとして主に用いられている。一方、電池モジュールは、電池セル積層体を外部衝撃、熱または振動から保護するために、前面と後面が開放されて電池セル積層体を内部空間に収納するモジュールフレームを含むことができる。

【0006】

図１は、従来の電池モジュールの斜視図である。図２は、図１の電池モジュールの分解斜視図である。

【0007】

図１および図２を参照すれば、従来の電池モジュール１０は、複数の電池セル１１が一方向に積層されている電池セル積層体１２と、電池セル積層体１２の前後面をカバーするバスバーフレーム２０と、電池セル積層体１２の上端でバスバーフレーム２０を連結する上部プレート２１と、バスバーフレーム２０および上部プレート２１が装着された状態の電池セル積層体１２を収容するモジュールフレーム３０と、電池セル積層体１２の下面とモジュールフレーム３０の底面との間に形成された熱伝導性樹脂層１５と、バスバーフレーム２０の外側に形成された絶縁カバー４０と、絶縁カバー４０の外側に位置するエンドプレート５０とで構成されている。

【0008】

ここで、電池モジュール１０は、モジュールフレーム３０において電池セル積層体１２の下面と接する底面に熱伝導性樹脂層１５が形成されていて、電池セル積層体１２の発生した熱を冷却することができる。

【0009】

図３は、図１のａ－ａ軸に沿った断面の一部を基準として、図１の電池モジュールがパックフレームに装着された時の熱伝達経路を示す図である。

【0010】

図３を参照すれば、従来の電池モジュール１０は、モジュールフレーム３０において電池セル積層体１２の下面と接する底面に熱伝導性樹脂層１５が形成されていて、電池セル積層体１２の下部を冷却する構造を有する。しかし、熱伝導性樹脂層１５が電池セル積層体１２の下部に対応する位置にのみ形成されていて、熱伝導性樹脂層１５と距離が近い電池セル１１の部分は温度が低く、距離が遠い電池セル１１の部分は温度が高くて、電池セル１１の内部で温度差が発生する。

【0011】

これによって、熱伝導性樹脂層１５と接する電池セル積層体１２の下面は容易に冷却できるが、熱伝導性樹脂層１５と遠く離れている電池セル積層体１２の上面は冷却効率が低下する問題がある。特に、電池セル１１の温度はバッテリの出力を制限する要因の一つであることを考慮する時、電池セル１１内で発生する局部的な温度上昇はバッテリの出力を早期に制限する可能性が高くて、これを改善する必要性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の解決しようとする課題は、冷却性能が向上した構造を有する電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。

【0013】

本発明が解決しようとする課題が上述した課題に制限されるわけではなく、言及されていない課題は本明細書および添付した図面から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一実施例による電池モジュールは、複数の電池セルが積層されている電池セル積層体と、前記電池セル積層体を収容しかつ、前後面が開放されているモジュールフレームと、前記電池セル積層体の前後面に位置するバスバーフレームと、前記電池セル積層体の上面と前記モジュールフレームの上部との間に位置する第１熱伝導性樹脂層とを含み、前記モジュールフレームの上部に注液部が形成されており、前記第１熱伝導性樹脂層は、前記注液部から前記電池セル積層体に向かって熱伝導性樹脂が注入されて形成されている。

【0015】

前記第１熱伝導性樹脂層は、前記モジュールフレームの上部と前記電池セル積層体の上部にそれぞれ接することができる。

【0016】

前記第１熱伝導性樹脂層は、前記バスバーフレームに隣接して位置することができる。

【0017】

前記電池セル積層体の上面と前記モジュールフレームとの間に位置しかつ、前記バスバーフレームを連結する上部プレートを含み、前記上部プレートに貫通部が形成されており、前記注液部は、前記貫通部と対面する位置に形成されている。

【0018】

前記第１熱伝導性樹脂層は、前記注液部から前記貫通部に向かって熱伝導性樹脂が注入されて、前記貫通部の内部に形成される。

【0019】

前記貫通部は、第１貫通部および第２貫通部を含み、前記第１貫通部は、前記電池セル積層体の前面に隣接して位置し、前記第２貫通部は、前記電池セル積層体の後面に隣接して位置することができる。

【0020】

前記注液部は、第１注液部および第２注液部を含み、前記第１注液部は、前記第１貫通部と対面し、前記第２注液部は、前記第２貫通部と対面することができる。

【0021】

前記貫通部は、互いに離隔している少なくとも２つの貫通ホールを含み、前記注液部は、互いに離隔している少なくとも２つの注液ホールを含み、前記貫通ホールと前記注液ホールは、互いに対面することができる。

【0022】

前記少なくとも２つの貫通ホールは、前記電池セル積層体の長手方向または幅方向に沿って延びていてもよい。

【0023】

前記少なくとも２つの貫通ホールの一部は、前記上部プレートの一方の端部で互いに異なる角に隣接して位置することができる。

【0024】

前記バスバーフレームは、前記電池セル積層体と電気的に連結されているバスバーが装着されている。

【0025】

前記モジュールフレームの底面と前記電池セル積層体の下面との間に第２熱伝導性樹脂層が形成されている。

【0026】

本発明の他の実施例による電池パックは、上記で説明した電池モジュールを含む。

【発明の効果】

【0027】

実施例によれば、本発明は、電池セル積層体の上面とモジュールフレームとの間に熱伝導性樹脂層が形成されていて、電池セル積層体の上部に対する冷却性能が向上した電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。

【0028】

本発明の効果が上述した効果に制限されるわけではなく、言及されていない効果は本明細書および添付した図面から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】従来の電池モジュールの斜視図である。

【図2】図１の電池モジュールの分解斜視図である。

【図3】図１のａ－ａ軸に沿った断面の一部を基準として、図１の電池モジュールがパックフレームに装着された時の熱伝達経路を示す図である。

【図4】本発明の一実施例による電池モジュールの斜視図である。

【図5】図４の電池モジュールの分解斜視図である。

【図6】図４のＡ－Ａ軸に沿った断面を基準として、図４の電池モジュールがパックフレームに装着された時の熱伝達経路を示す図である。

【図7】図４の点線領域をＢ軸を基準とした断面を基準として、図４の電池モジュールがパックフレームに装着された時の熱伝達経路を示す図である。

【図8】本発明の他の実施例による電池モジュールからモジュールフレームが省略された状態での上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付した図面を参照して、本発明の様々な実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。

【0031】

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。

【0032】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示のところに限定されない。図面において様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして、図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

【0033】

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

【0034】

さらに、明細書全体において、「平面上」とする時、これは対象部分を上から見た時を意味し、「断面上」とする時、これは対象部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。

【0035】

以下、本発明の実施例による電池モジュールについて説明する。ただし、ここで電池モジュールの前後面のうち前面を基準として説明されるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、後面の場合にも同一または類似の内容で説明される。

【0036】

図４は、本発明の一実施例による電池モジュールの斜視図である。図５は、図４の電池モジュールの分解斜視図である。

【0037】

図４および図５を参照すれば、本発明の一実施例による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０が積層されている電池セル積層体１２０と、電池セル積層体１２０を収容しかつ、前後面が開放されているモジュールフレーム３００と、電池セル積層体１２０の前後面に位置するバスバーフレーム２００と、電池セル積層体１２０の上面とモジュールフレーム３００の上部との間に位置する第１熱伝導性樹脂層６００とを含む。

【0038】

また、バスバーフレーム２００は、電池セル積層体１２０と電気的に連結されているバスバー２３０が装着されている。

【0039】

さらに、電池モジュール１００は、電池セル積層体１２０の前後面にそれぞれ位置するバスバーフレーム２００を覆うエンドプレート５００をさらに含む。これによって、エンドプレート５００は、バスバーフレーム２００と結合して、外部の衝撃からバスバーフレーム２００およびこれに連結された様々な電装品を保護することができる。なお、エンドプレート５００に形成された開口部を介してバスバーフレーム２００に形成された端子バスバーを外部に突出させることによって、バスバーフレーム２００と外部電源との間の電気的連結を案内することができる。

【0040】

また、バスバーフレーム２００とエンドプレート５００との間には絶縁部材（図示せず）が位置することができる。これによって、絶縁部材（図示せず）は、バスバーフレーム２００をカバーして、バスバーフレーム２００と外部との電気的連結を遮断させることができる。

【0041】

さらに、電池セル積層体１２０は、複数の電池セル１１０が一方向に積層されており、電池セル１１０は、パウチ型電池セルであることが好ましい。電池セル１１０は、電極組立体を樹脂層と金属層とを含むラミネートシートのパウチケースに収納した後、前記パウチケースのシーリング部を熱融着して製造できる。このような電池セル１１０は、複数で構成され、複数の電池セル１１０は、相互電気的に連結できるように積層された電池セル積層体１２０を形成する。

【0042】

また、モジュールフレーム３００は、電池セル積層体１２０を収容しかつ、前後面が開放されているモノフレームであってもよい。ただし、モジュールフレーム３００はこれに限定されたものではなく、Ｌ字状フレームまたはＵ字状フレームおよび上部プレートのような他の形状のフレームに代替されてもよい。

【0043】

また、モジュールフレーム３００の底面と電池セル積層体１２０の下面との間に第２熱伝導性樹脂層１５０が形成されている。言い換えれば、第２熱伝導性樹脂層１５０は、モジュールフレーム３００の底面上に熱伝導性樹脂が塗布されて形成される。

【0044】

一例として、第２熱伝導性樹脂層１５０は、熱伝達パッドが付着して形成される。他の例として、第２熱伝導性樹脂層１５０は、電池セル積層体１２０がモジュールフレーム３００の底面に装着される前に、モジュールフレーム３００の底面に熱伝導性樹脂が塗布される。あるいは、これとは逆に、電池セル積層体１２０の底面に熱伝導性樹脂が塗布された状態で、電池セル積層体１２０がモジュールフレーム３００に装着されてもよい。以後、熱伝導性樹脂が硬化することによって第２熱伝導性樹脂層１５０が形成される。

【0045】

これによって、第２熱伝導性樹脂層１５０は、電池セル１１０で発生する熱を電池モジュール１００の底に伝達しながら、第２熱伝導性樹脂層１５０が自ら有する接着力によって電池セル積層体１２０を固定することができる。

【0046】

以下、上部プレート２１０およびモジュールフレーム３００の上部を中心に説明する。

【0047】

図４および図５を参照すれば、上部プレート２１０は、電池セル積層体１２０の上面とモジュールフレーム３００との間に位置することができる。また、上部プレート２１０は、電池セル積層体１２０の前後面に位置するバスバーフレーム２００と連結されていてもよい。一例として、上部プレート２１０とバスバーフレーム２００とは互いに一体化して製造されるか、上部プレート２１０の端部とバスバーフレーム２００の端部とが互いに溶接接合されるなどの接合方式によって互いに連結されていてもよい。

【0048】

また、上部プレート２１０は、貫通部２５０を含むことができる。より具体的には、上部プレート２１０において、貫通部２５０は、電池セル積層体１２０の上面からモジュールフレーム３００の上部に向かって貫通して形成される。

【0049】

さらに、モジュールフレーム３００の上部は、注液部３５０を含むことができる。より具体的には、モジュールフレーム３００の上部において、注液部３５０は、モジュールフレーム３００の上部から上部プレート２１０に向かって貫通して形成される。ここで、注液部３５０は、貫通部２５０と対面する位置に形成されている。

【0050】

これによって、本実施例において、注液部３５０から貫通部２５０に向かって熱伝導性樹脂が注入されて、貫通部２５０の内部に第１熱伝導性樹脂層６００が形成される。

【0051】

これとともに、貫通部２５０は、第１熱伝導性樹脂層６００が形成可能な領域を調整することができ、注液部３５０から注入される熱伝導性樹脂が不必要な領域まで注入されるのを防止することができる。また、貫通部２５０は、熱伝導性樹脂が不必要な領域まで注入された熱伝導性樹脂に対する費用損失を低減することができる。

【0052】

一例として、モジュールフレーム３００の上部において、注液部３５０は、貫通部２５０の中心部と対面する位置に形成されている。ただし、注液部３５０の位置はこれに限定されるものではなく、注液部３５０から貫通部２５０に向かって熱伝導性樹脂が注入できる位置であれば適用可能である。

【0053】

また、第１熱伝導性樹脂層６００は、モジュールフレーム３００の上部と電池セル積層体１２０の上部にそれぞれ接することができる。より具体的には、第１熱伝導性樹脂層６００は、貫通部２５０の内部に位置して、貫通部２５０の開放されている一面に接する電池セル積層体１２０の上部と接することができ、貫通部２５０の開放されている他面に接するモジュールフレーム３００の上部と接することができる。

【0054】

これによって、第１熱伝導性樹脂層６００は、電池セル積層体１２０の上面に発生した熱をモジュールフレーム３００に向かって伝達可能で、電池セル積層体１２０の上面に対する冷却性能がさらに向上できる。

【0055】

一例として、第１熱伝導性樹脂層６００は、注液部３５０に注入される熱伝導性樹脂によって形成され、前記熱伝導性樹脂は、レジンまたはペースト形態であってもよい。ただし、これに制限されず、注液部３５０を通して貫通部２５０に注入できる形態であれば適用可能である。

【0056】

また、本発明の一実施例によれば、貫通部２５０は、第１貫通部２５１および第２貫通部２５５を含み、第１貫通部２５１は、上部プレート２１０の一方の端部に隣接して位置し、第２貫通部２５５は、上部プレート２１０の他方の端部に隣接して位置することができる。より具体的には、上部プレート２１０において、第１貫通部２５１は、電池セル積層体１２０の前面に隣接して位置し、第２貫通部２５５は、電池セル積層体１２０の後面に隣接して位置することができる。

【0057】

さらに、注液部３５０は、第１注液部３５１および第２注液部３５５を含み、第１注液部３５１は、第１貫通部２５１と対面し、第２注液部３５５は、第２貫通部２５５と対面することができる。

【0058】

これによって、本実施例において、第１注液部３５１から第１貫通部２５１を通して熱伝導性樹脂が注入されて、第１貫通部２５１の内部に第１熱伝導性樹脂層６００が形成され、第２注液部３５５および第２貫通部２５５も同一に説明される。

【0059】

特に、第１貫通部２５１および第１注液部３５１と第２貫通部２５５および第２注液部３５５によって形成される第１熱伝導性樹脂層６００は、電池セル積層体１２０の上面を基準として両端部に隣接して形成される。言い換えれば、第１貫通部２５１および第１注液部３５１と第２貫通部２５５および第２注液部３５５によって形成される第１熱伝導性樹脂層６００は、それぞれバスバーフレーム２００に隣接して位置することができる。

【0060】

一般に、電池セル積層体１２０に含まれている電池セル１１０の両端部は、正極および負極が位置することによって電池モジュール１００の充放電過程で熱が相対的に中心部に比べて多く発生する。

【0061】

ここで、本実施例の電池モジュール１００は、第１熱伝導性樹脂層６００が電池セル積層体１２０の両端部に隣接して形成されていて、電池モジュール１００の充放電過程で電池セル積層体１２０の両端部で発生する熱を効果的に冷却させることができる。

【0062】

また、本発明の一実施例によれば、貫通部２５０は、互いに離隔している少なくとも２つの貫通ホールを含む。一例として、第１貫通部２５１は、互いに離隔している第１貫通ホール２５１ａおよび第２貫通ホール２５１ｂを含み、第２貫通部２５５は、第１貫通ホール２５５ａおよび第２貫通ホール２５５ｂを含むことができる。より具体的には、図５を参照すれば、第１貫通ホール２５１ａ、２５５ａおよび第２貫通ホール２５１ｂ、２５５ｂは、それぞれ４つの貫通ホールが額縁型構造に配置されている構造を有することができる。

【0063】

ただし、第１貫通ホール２５１ａ、２５５ａおよび第２貫通ホール２５１ｂ、２５５ｂの形状はこれに限定されず、図８のように、必要に応じて適切な形状を有することができる。

【0064】

また、注液部３５０は、互いに離隔している少なくとも２つの注液ホールを含み、前記注液ホールは、前記貫通ホールと互いに対面することができる。一例として、第１注液部３５１は、互いに離隔している第１注液ホール３５１ａおよび第２注液ホール３５１ｂを含み、第２注液部３５５は、第１注液ホール３５５ａおよび第２注液ホール３５５ｂを含むことができる。より具体的には、図４および図５を参照すれば、第１注液ホール３５１ａ、３５５ａおよび第２注液ホール３５１ｂ、３５５ｂは、それぞれ４つの注液ホールが２×２構造に配置されている構造を有することができる。

【0065】

ただし、第１注液ホール３５１ａ、３５５ａおよび第２注液ホール３５１ｂ、３５５ｂの位置はこれに限定されず、図８のように、必要に応じて、第１貫通ホール２５１ａ、２５５ａおよび第２貫通ホール２５１ｂ、２５５ｂとそれぞれ対面するように適切な位置に形成される。

【0066】

また、第１貫通ホール２５１ａ、２５５ａおよび第２貫通ホール２５１ｂ、２５５ｂは、上部プレート２１０の一方の端部で互いに異なる角に隣接して位置することができる。より具体的には、第１貫通部２５１において、第１貫通ホール２５１ａおよび第２貫通ホール２５１ｂは、電池セル積層体１２０の前面に隣接して位置しかつ、第１貫通ホール２５１ａは、上部プレート２１０の一角に隣接して位置し、第２貫通ホール２５１ｂは、上部プレート２１０の他の角に隣接して位置する。これは第２貫通部２５５も同一に説明される。

【0067】

特に、第１貫通ホール２５１ａ、２５５ａおよび第１注液ホール３５１ａ、３５５ａと第２貫通ホール２５１ｂ、２５５ｂおよび第２注液ホール３５１ｂ、３５５ｂによって形成される第１熱伝導性樹脂層６００は、電池セル積層体１２０の上面を基準として両端部の角に隣接して形成される。言い換えれば、第１貫通ホール２５１ａ、２５５ａおよび第１注液ホール３５１ａ、３５５ａと第２貫通ホール２５１ｂ、２５５ｂおよび第２注液ホール３５１ｂ、３５５ｂによって形成される第１熱伝導性樹脂層６００は、それぞれバスバーフレーム２００の両側部に隣接して位置することができる。

【0068】

一般に、バスバーフレーム２００の両側部に端子バスバーが装着されており、前記端子バスバーは、電池モジュール１００の外部に露出して、外部機器や回路と電池セル１１０とが電気的に連結可能である。ただし、電池モジュール１００の急速充電時には、前記端子バスバーが外部に露出している部分が相対的に発熱の程度が大きくなりうる。

【0069】

ここで、本実施例の電池モジュール１００は、第１熱伝導性樹脂層６００がバスバーフレーム２００の両側部に隣接して形成されていて、電池モジュール１００の急速充電時、前記端子バスバーによって発生する熱を効果的に冷却させることができる。

【0070】

図６は、図４のＡ－Ａ軸に沿った断面を基準として、図４の電池モジュールがパックフレームに装着された時の熱伝達経路を示す図である。図７は、図４の点線領域をＢ軸を基準とした断面を基準として、図４の電池モジュールがパックフレームに装着された時の熱伝達経路を示す図である。

【0071】

図６および図７を参照すれば、本実施例による電池モジュール１００の充放電過程で、電池セル積層体１２０の下部で発生した熱は、第２熱伝導性樹脂層１５０に向かって伝達される第１経路Ａを通して冷却できる。より具体的には、第１経路Ａにおいて、第２熱伝導性樹脂層１５０に向かって伝達された熱は、電池パックの一構成である熱伝達パッド７００に伝達され、熱伝達パッド７００に伝達された熱は、ヒートシンク８００に伝達されて冷却できる。

【0072】

これとともに、電池セル積層体１２０の上部で発生した熱は、第１熱伝導性樹脂層６００に向かって伝達される第２経路Ｂを通して冷却できる。より具体的には、第２経路Ｂにおいて、第１熱伝導性樹脂層６００に伝達された熱は、モジュールフレーム３００の上部に伝達される。以後、モジュールフレーム３００の上部に伝達された熱は、モジュールフレーム３００の側面またはエンドプレート５００に沿って移動して、モジュールフレーム３００の下面に位置する電池パックの一構成である熱伝達パッド７００およびヒートシンク８００に伝達される。

【0073】

これによって、電池モジュール１００は、従来の電池モジュール１０とは異なり、電池セル積層体１２０の上部および下部をすべて冷却する構造で、電池セル積層体１２０で発生した熱は、上部および下部ともに向かう第１経路Ａおよび第２経路Ｂに熱が伝達可能である。

【0074】

特に、上述のように、第１熱伝導性樹脂層６００は、必要に応じて、電池セル積層体１２０の両端部に隣接して位置するか、バスバーフレーム２００の両側部に隣接して位置することが可能で、電池セル積層体１２０の局部的な温度上昇をさらに効果的に抑制して、電池セル１１０を含むバッテリの出力が早期に制限されるのを防止することができる。

【0075】

図８は、本発明の他の実施例による電池モジュールからモジュールフレームが省略された状態での上面図である。

【0076】

図８を参照すれば、上部プレート２１０において、貫通部２５０は、第１貫通部２５１および第２貫通部２５５を含み、第１貫通部２５１を中心に説明し、第２貫通部２５５の場合には同一に説明される。ただし、これに限定されるものではなく、第１貫通部２５１および第２貫通部２５５は、互いに異なる形状を有することができる。

【0077】

図５および図８（ａ）を参照すれば、一例として、第１貫通部２５１は、互いに離隔している少なくとも２つの貫通ホールを含むことができ、前記貫通ホールは、長方形の形状を有することができる。特に、前記少なくとも２つの貫通ホールは、電池セル積層体１２０の幅方向に沿って延びていてもよい。より具体的には、第１貫通部２５１において、前記少なくとも２つの貫通ホールは、電池セル積層体１２０の積層方向に沿って延びていてもよい。

【0078】

これによって、図８（ａ）の第１貫通部２５１および第２貫通部２５５によって形成される第１熱伝導性樹脂層６００は、電池セル積層体１２０の上面の両端部を中心に効率的に冷却させることができるという利点がある。

【0079】

図５および図８（ｂ）を参照すれば、一例として、第１貫通部２５１は、互いに離隔している少なくとも２つの貫通ホールを含むことができ、前記貫通ホールは、長方形の形状を有することができる。特に、第１貫通部２５１において、前記少なくとも２つの貫通ホールは、電池セル積層体１２０の長手方向に沿って延びていてもよい。

【0080】

これによって、図８（ｂ）の第１貫通部２５１および第２貫通部２５５は、電池セル積層体１２０の長手方向に沿って延びていて、第１貫通部２５１および第２貫通部２５５によって形成される第１熱伝導性樹脂層６００が電池セルの上面に沿って延びて、電池セル１１０の上面に対して効率的に冷却させることができるという利点がある。

【0081】

図５および図８（ｃ）を参照すれば、一例として、第１貫通部２５１は、互いに離隔している少なくとも１つの貫通ホールを含むことができ、前記貫通ホールは、円形または楕円形の形状を有することができる。特に、前記少なくとも１つの貫通ホールは、電池セル積層体１２０の両端部に隣接して位置するか、第１貫通部２５１と第２貫通部２５５との間に位置する第３貫通部２５７も含むことができる。

【0082】

これによって、図８（ｃ）の第１貫通部２５１および第２貫通部２５５は、円形形状を有する貫通ホールを含むことで、製造方法が比較的容易でかつ、第１熱伝導性樹脂層６００の面積を相対的に大きく形成することが可能で、電池モジュール１００の上部に対して効率的に冷却させることができるという利点がある。

【0083】

一方、本実施例による電池モジュールは、１つまたはそれ以上がパックケース内にパッケージングされて電池パックを形成することができる。

【0084】

先に説明した電池モジュールおよびこれを含む電池パックは、多様なデバイスに適用可能である。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用できるが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびこれを含む電池パックを使用できる多様なデバイスに適用可能であり、これも本発明の権利範囲に属する。

【0085】

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0086】

１００：電池モジュール
１１０：電池セル
１２０：電池セル積層体
２００：バスバーフレーム
２１０：上部プレート
２５０：貫通部
３００：モジュールフレーム
３５０：注液部
５００：エンドプレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8(a)】

【図8(b)】

【図8(c)】