KR102692782B1 - Battery module - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은 복수의 이차전지셀, 복수의 상기 이차전지셀이 내부에 수용되는 하우징부재 및 상기 하우징부재의 내부면에 형성되며, 상기 하우징부재로의 통전을 방지하며, 상기 이차전지셀의 발열을 외부로 방출할 수 있도록, 열 전달 기능을 갖고, 일정 두께로 형성되는 절연부재를 포함할 수 있다.A battery module according to one embodiment of the present invention may include a plurality of secondary battery cells, a housing member in which the plurality of secondary battery cells are accommodated, and an insulating member formed on an inner surface of the housing member, having a heat transfer function and having a predetermined thickness so as to prevent current flow to the housing member and to release heat generated by the secondary battery cells to the outside.
Description
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module.
모바일 기기, 전기자동차 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이차전지는 화학에너지와 전기에너지 간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지이다. As the demand for mobile devices, electric vehicles, etc. and technological development increases, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Secondary batteries are batteries in which the mutual conversion between chemical energy and electrical energy is reversible, so they can be charged and discharged repeatedly.
이와 같은 이차 전지에는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있고, 대표적인 것은 리튬 이차전지이다. Secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries, and the most representative example is the lithium secondary battery.
이러한 리튬 이차전지는 양극 활물질로 리튬 산화물로 음극활물질로 탄소를 사용한다. 이는 각각의 양극판과 음극판이 되고 이 사이에는 세퍼레이터를 두게 된다. 이렇게 배치된 형태의 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉하는 외장재를 포함하는데, 외장재의 종류에 따라 각형 이차전지와 파우치형 이차전지로 분류 할 수 있다. These lithium secondary batteries use lithium oxide as the positive electrode active material and carbon as the negative electrode active material. These are each a positive and negative electrode plate, and a separator is placed between them. The electrode assembly arranged in this manner includes an outer material that seals the electrolyte, and can be classified into square secondary batteries and pouch-type secondary batteries depending on the type of outer material.
상기 이차전지셀을 자동차와 에너지 저장 장치(Energy Storage System: ESS) 등과 같은 장치에 설치하는 경우에, 출력과 용량을 높이기 위해 다수의 이차전지셀을 전기적으로 연결하여 배터리 모듈로 구성하게 된다.When the above secondary battery cells are installed in devices such as automobiles and energy storage systems (ESS), a number of secondary battery cells are electrically connected to form a battery module to increase output and capacity.
그런데, 다수의 이차전지셀로 구성된 배터리 모듈은 전기적 특성 때문에 전기적 안정성이 요구되는데, 종래에는 이러한 전기적 안정성을 확보할 수 있는 구성을 별도로 제시하지 못하고 있었다.However, battery modules composed of a number of secondary battery cells require electrical stability due to their electrical characteristics, but a separate configuration capable of securing such electrical stability has not been presented in the past.
따라서, 전술한 문제를 개선하기 위한 배터리 모듈에 대한 연구가 필요하게 되었다.Therefore, research on battery modules to improve the aforementioned problems became necessary.
본 발명은 전기적 안정성을 확보할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a battery module capable of ensuring electrical stability.
다른 측면에서, 본 발명은 전기적 안정성을 확보하면서도 냉각 성능을 유지할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.In another aspect, the present invention aims to provide a battery module capable of maintaining cooling performance while securing electrical stability.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은 복수의 이차전지셀, 복수의 상기 이차전지셀이 내부에 수용되는 하우징부재 및 상기 하우징부재의 내부면에 형성되며, 상기 하우징부재로의 통전을 방지하며, 상기 이차전지셀의 발열을 외부로 방출할 수 있도록, 열 전달 기능을 갖고, 일정 두께로 형성되는 절연부재를 포함할 수 있다.A battery module according to one embodiment of the present invention may include a plurality of secondary battery cells, a housing member in which the plurality of secondary battery cells are accommodated, and an insulating member formed on an inner surface of the housing member, having a heat transfer function and having a predetermined thickness so as to prevent current flow to the housing member and to release heat generated by the secondary battery cells to the outside.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 상기 절연부재와 상기 하우징부재 사이의 내전압 성능이 적어도 내전압 성능이 2000kV보다 크게 형성되는 두께로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the insulating member of the battery module according to one embodiment of the present invention may be formed with a thickness such that the withstand voltage performance between the insulating member and the housing member is at least greater than 2000 kV.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 상기 절연부재와 상기 하우징부재를 결합한 방향과 평행한 방향의 열전도도가 적어도 열전도도가 150W/mK보다 크게 형성되는 두께로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.And, the insulating member of the battery module according to one embodiment of the present invention may be formed with a thickness such that the thermal conductivity in a direction parallel to the direction in which the insulating member and the housing member are combined is at least greater than 150 W/mK.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 두께가 50 ~ 200㎛로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the insulating member of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by having a thickness of 50 to 200 μm.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 두께가 70 ~ 150㎛로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the insulating member of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by having a thickness of 70 to 150 μm.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 멜라닌계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 올레핀계 수지, EVA계 수지 또는 실리콘계 수지로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.And, the insulating material of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by being formed of a melanin-based resin, an acrylic-based resin, an epoxy-based resin, an olefin-based resin, an EVA-based resin, or a silicone-based resin.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 복수의 층으로 형성되되, 적어도 어느 하나의 층의 소재를 다르게 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the insulating member of the battery module according to one embodiment of the present invention may be formed of a plurality of layers, characterized in that the material of at least one layer is formed differently.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 상기 이차전지셀에 가장 인접한 최외각 층이 내전압 성능이 가장 높은 소재로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the insulating member of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized in that the outermost layer closest to the secondary battery cell is formed of a material having the highest withstand voltage performance.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재는, 복수의 상기 이차전지셀의 바닥면이 접하는 상기 하우징부재의 냉각판부재에 형성되는 바닥절연부 및 상기 냉각판부재의 모서리에 구비되는 상기 하우징부재의 측벽부재에 형성되는 측벽절연부를 포함할 수 있다.In addition, the insulating member of the battery module according to one embodiment of the present invention may include a bottom insulating member formed on a cooling plate member of the housing member where the bottom surfaces of the plurality of secondary battery cells come into contact, and a side insulating member formed on a side wall member of the housing member provided at a corner of the cooling plate member.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 바닥절연부는, 상기 측벽절연부보다 열전도도가 높게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the bottom insulating portion of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized in that it is formed to have a higher thermal conductivity than the side wall insulating portion.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 측벽절연부는, 상기 바닥절연부보다 내전압 성능이 높게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the side wall insulation of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized in that it is formed to have a higher withstand voltage performance than the bottom insulation.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 측벽절연부는, 상기 바닥절연부보다 두께가 두껍게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the side wall insulating portion of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized in that it is formed to have a thickness thicker than the bottom insulating portion.
본 발명의 배터리 모듈은 내전압 성능 확보 등에 의해서 전기적 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The battery module of the present invention has the advantage of improving electrical stability by securing withstand voltage performance, etc.
다른 측면에서, 본 발명의 배터리 모듈은 전기적 안정성을 확보하면서도 냉각 성능을 유지할 수 있는 이점이 있다.In another aspect, the battery module of the present invention has the advantage of maintaining cooling performance while ensuring electrical stability.
이에 따라, 전기적 안정성 향상과 냉각 성능을 유지하면서도 원가 절감 및 배터리 모듈의 수명을 연장할 수 있는 효과를 가질 수 있다.Accordingly, it can have the effect of reducing cost and extending the life of the battery module while maintaining improved electrical stability and cooling performance.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.However, the various advantageous and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above-described contents, and will be more easily understood in the process of explaining specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 배터리 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 배터리 모듈에서 하우징부재에 절연부재가 형성된 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 배터리 모듈에서 상기 절연부재가 복수의 층으로 형성된 실시예를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 배터리 모듈에서 상기 절연부재의 측벽절연부가 바닥절연부보다 두껍게 형성된 실시예를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 배터리 모듈에서 절연부재의 두께와 내전압 성능, 열전도도의 상관관계를 도시한 그래프이다.Figure 1 is a perspective view illustrating a battery module of the present invention.
Figure 2 is a front view showing a state in which an insulating member is formed in a housing member of the battery module of the present invention.
FIG. 3 is a front view illustrating an example in which the insulating material in the battery module of the present invention is formed in multiple layers.
FIG. 4 is a front view illustrating an example in which the side wall insulation portion of the insulating member in the battery module of the present invention is formed thicker than the bottom insulation portion.
Figure 5 is a graph showing the correlation between the thickness of the insulating material and the withstand voltage performance and thermal conductivity in the battery module of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the relevant technical field. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer explanation.
또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호 또는 유사한 방식으로 부여된 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.In addition, the singular expressions in this specification include the plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and the same reference signs or reference signs given in a similar manner throughout the specification are intended to refer to the same component or corresponding components.
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 내전압 성능 확보 등에 의해서 전기적 안정성을 향상시킬 수 있고, 다른 측면에서, 전기적 안정성을 확보하면서도 냉각 성능을 유지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 전기적 안정성 향상과 냉각 성능을 유지하면서도 원가 절감 및 배터리 모듈의 수명을 연장할 수 있게 된다.The present invention relates to a battery module, which can improve electrical stability by securing withstand voltage performance, etc., and in another aspect, can maintain cooling performance while securing electrical stability. Accordingly, the present invention can reduce cost and extend the life of a battery module while maintaining improved electrical stability and cooling performance.
다시 말해, 종래의 배터리 모듈은 전기적 안정성의 확보를 위한 별도의 구성을 제시하고 있지 않았으나, 본 발명에서는 절연부재(30)를 제시하여 내전압 성능을 향상시켜 전기적 안정성을 향상시키게 구성된 것이다.In other words, while conventional battery modules do not present a separate configuration for securing electrical stability, the present invention is configured to improve electrical stability by presenting an insulating member (30) to enhance withstand voltage performance.
또한, 이러한 전기적 안정성 확보를 위해서 제시한 절연부재(30)에 의해서 상기 배터리 모듈의 냉각 성능이 저하되는 문제를 방지하게 구성되었으며, 이를 위한 상기 절연부재(30)의 두께(t)를 제시하였다. 이에 따라, 상기 절연부재(30)의 낭비를 방지하고, 배터리 모듈의 부피 증가 방지 내지 이차전지셀(10)이 차지하는 공간의 감소를 저감하여 에너지 밀도의 저하를 방지하게 구성되었다.In addition, in order to secure such electrical stability, the problem of the cooling performance of the battery module being deteriorated by the insulating member (30) is prevented, and the thickness (t) of the insulating member (30) for this purpose is suggested. Accordingly, waste of the insulating member (30) is prevented, and the increase in the volume of the battery module or the decrease in the space occupied by the secondary battery cell (10) is reduced, thereby preventing a decrease in energy density.
구체적으로 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 배터리 모듈을 도시한 사시도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은 복수의 이차전지셀(10), 복수의 상기 이차전지셀(10)이 내부에 수용되는 하우징부재(20) 및 상기 하우징부재(20)의 내부면에 형성되며, 상기 하우징부재(20)로의 통전을 방지하며, 상기 이차전지셀(10)의 발열을 외부로 방출할 수 있도록, 열 전달 기능을 갖고, 일정 두께(t)로 형성되는 절연부재(30)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to the drawings, FIG. 1 is a perspective view illustrating a battery module of the present invention. Referring to the drawings, a battery module according to an embodiment of the present invention may include a plurality of secondary battery cells (10), a housing member (20) in which the plurality of secondary battery cells (10) are accommodated, and an insulating member (30) formed on an inner surface of the housing member (20), having a heat transfer function and formed with a predetermined thickness (t) so as to prevent current flow to the housing member (20) and to release heat generated by the secondary battery cells (10) to the outside.
이와 같이, 본 발명의 배터리 모듈은 상기 절연부재(30)를 포함함에 의해서 상기 이차전지셀(10)에서 발생한 전압이 상기 하우징부재(20)로 전달되는 문제를 개선할 수 있게 된다.In this way, the battery module of the present invention can improve the problem of the voltage generated from the secondary battery cell (10) being transmitted to the housing member (20) by including the insulating member (30).
즉, 상기 절연부재(30)가 구비됨에 의해서, 상기 이차전지셀(10)이 견딜 수 있는 내전압 성능보다 큰 내전압 성능을 확보할 수 있게 되며, 이에 따라 본 발명의 배터리 모듈은 전기적 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.That is, by providing the insulating material (30), it is possible to secure a withstand voltage performance greater than the withstand voltage performance that the secondary battery cell (10) can withstand, and accordingly, the battery module of the present invention can improve electrical stability.
더욱이, 상기 절연부재(30)는 적어도 상기 하우징부재(20)의 열전도도(thermal conductivity)보다 크지 않게 두께(t)를 한정함으로서, 상기 절연부재(30)가 구비됨에 의해서 본 발명의 배터리 모듈의 냉각 성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있게 된다.Furthermore, by limiting the thickness (t) of the insulating member (30) to at least not greater than the thermal conductivity of the housing member (20), it is possible to prevent the problem of the cooling performance of the battery module of the present invention being reduced due to the provision of the insulating member (30).
일례로 상기 하우징부재(20)가 알루미늄(Al)로 형성되는 경우에는 상기 절연부재(30)는 상기 알루미늄의 열전도도에 대응되는 두께(t)보다는 얇은 두께(t)로 형성되게 한정되는 것이다.For example, in the case where the housing member (20) is formed of aluminum (Al), the insulating member (30) is limited to being formed with a thickness (t) thinner than the thickness (t) corresponding to the thermal conductivity of the aluminum.
여기서, 상기 절연부재(30)는 절연체로 형성되며, 이와같이 전도체가 아닌 절연체로 상기 절연부재(30)가 형성되는 경우에, 열전도도는 상기 절연부재(30)의 두께(t)에 반비례하는 것을 확인하였고, 이에 따라 상기 절연부재(30)의 두께(t)를 한정한 것이다.Here, the insulating member (30) is formed of an insulator, and in the case where the insulating member (30) is formed of an insulator that is not a conductor, it was confirmed that the thermal conductivity is inversely proportional to the thickness (t) of the insulating member (30), and accordingly, the thickness (t) of the insulating member (30) is limited.
이러한 상기 절연부재(30)의 두께(t)는 수치로도 한정할 수 있는데, 이에 대한 자세한 내용은 도 2 및 도 4를 참조하여 후술한다.The thickness (t) of the above insulating material (30) can also be limited by a numerical value, and details about this will be described later with reference to FIGS. 2 and 4.
상기 이차전지셀(10)은 화학에너지와 전기에너지 간의 상호변환이 가역적으로 충전과 방전을 반복하는 구성이다.The above secondary battery cell (10) is configured to repeat reversible charging and discharging of mutual conversion between chemical energy and electrical energy.
여기서, 상기 이차전지셀(10)은 전극조립체 및 상기 전극조립체를 감싸는 셀바디부재를 포함할 수 있다.Here, the secondary battery cell (10) may include an electrode assembly and a cell body member surrounding the electrode assembly.
상기 전극조립체는 실질적으로 전해액을 포함하여 함께 상기 셀바디부재에 수납되어 사용된다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate) 등과 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4 등과 같은 리튬염을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.The above electrode assembly is substantially housed and used together with the cell body member including an electrolyte. The electrolyte may include a lithium salt such as LiPF 6 , LiBF 4 , etc. in an organic solvent such as EC (ethylene carbonate), PC (propylene carbonate), DEC (diethyl carbonate), EMC (ethyl methyl carbonate), DMC (dimethyl carbonate), etc. Furthermore, the electrolyte may be in a liquid, solid, or gel state.
그리고, 상기 셀바디부재는 상기 전극조립체를 보호하며, 상기 전해액을 수용하는 구성으로, 일례로, 상기 셀바디부재는 각형 부재, 파우치형 부재 또는 캔형 부재로 구비될 수 있다. 여기서, 파우치형 부재는 상기 전극조립체를 3면에서 실링하여 수용하는 형태로서, 주로 하면부인 일면부를 제외한 상면부 및 양측면부의 3면을 내부에 상기 전극조립체가 수용된 상태에서 포개어 접합하여 실링하게 구성되는 부재이다. 그리고, 상기 캔형 부재는 상기 전극조립체를 1면에서 실링하여 수용하는 형태로서, 주로 하면부 및 양측면부인 세개 면을 제외한 상면부의 1면을 내부에 상기 전극조립체가 수용된 상태에서 포개어 접합하여 실링하게 구성되는 부재이다.And, the cell body member protects the electrode assembly and is configured to accommodate the electrolyte, and for example, the cell body member may be provided as a square member, a pouch-shaped member, or a can-shaped member. Here, the pouch-shaped member is a member configured to accommodate the electrode assembly by sealing it on three sides, and is mainly configured to seal by covering and bonding three sides of the upper surface and both side surfaces excluding one side, which is the lower surface, while the electrode assembly is accommodated therein. And, the can-shaped member is a member configured to accommodate the electrode assembly by sealing it on one side, and is mainly configured to seal by covering and bonding one side of the upper surface excluding three sides, which are the lower surface and both side surfaces, while the electrode assembly is accommodated therein.
다만, 이러한 각형 이차전지셀(10), 파우치형 이차전지셀(10), 캔형 이차전지셀(10)은 본 발명의 배터리 모듈에 수용되는 이차전지셀(10)의 일례일 뿐이고, 본 발명의 배터리 모듈에 수용되는 이차전지셀(10)이 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다.However, these square secondary battery cells (10), pouch-type secondary battery cells (10), and can-type secondary battery cells (10) are only examples of secondary battery cells (10) accommodated in the battery module of the present invention, and the secondary battery cells (10) accommodated in the battery module of the present invention are not limited to these types.
상기 하우징부재(20)는, 복수의 상기 이차전지셀(10)이 수용되는 배터리 모듈의 바디 역할을 하게 된다. The above housing member (20) serves as the body of a battery module in which a plurality of secondary battery cells (10) are accommodated.
즉, 상기 하우징부재(20)는 복수의 이차전지가 설치되는 구성으로 상기 이차전지를 보호하면서도 상기 이차전지가 발생한 전기 에너지를 외부로 전달하거나, 외부에서 전기 에너지를 상기 이차전지로 전달하는 역할을 하게 된다.That is, the housing member (20) is configured to have multiple secondary batteries installed, and serves to protect the secondary batteries while transmitting electric energy generated by the secondary batteries to the outside or transmitting electric energy from the outside to the secondary batteries.
여기서, 상기 하우징부재(20)는 상기 냉각판부재(21)가 구비되어 상기 이차전지에서 발생한 열을 외부의 히트싱크로 전달하여 냉각시키게 구성되며, 상기 냉각판부재(21)는 상기 하우징부재(20)의 바닥부를 형성하게 된다. Here, the housing member (20) is configured to be provided with the cooling plate member (21) to transfer heat generated from the secondary battery to an external heat sink for cooling, and the cooling plate member (21) forms the bottom of the housing member (20).
또한, 상기 하우징부재(20)의 측부를 형성하는 측벽부재(22)는 바닥부에 구비되는 상기 냉각판부재(21)의 모서리 부분에 구비될 수 있으며, 상기 냉각판부재(21)와 상기 측벽부재(22)와 연결되어 상기 히트싱크에 의한 방열 효과가 상기 측벽부재(22)까지 확대될 수 있다.In addition, the side wall member (22) forming the side of the housing member (20) may be provided at a corner portion of the cooling plate member (21) provided at the bottom, and the cooling plate member (21) and the side wall member (22) are connected so that the heat dissipation effect by the heat sink can be extended to the side wall member (22).
그리고, 상기 측벽부재(22)의 내측면에는 압축부재(B)가 구비되어 상기 이차전지를 더욱 견고하게 보호할 수도 있다.In addition, a compression member (B) may be provided on the inner surface of the side wall member (22) to further securely protect the secondary battery.
또한, 상기 하우징부재(20)는 상기 측벽부재(22)의 상단에 구비되는 커버부재(C)를 포함하여 상기 이차전지의 상단부를 보호하게 구성될 수 있다.In addition, the housing member (20) may be configured to protect the upper portion of the secondary battery by including a cover member (C) provided on the upper portion of the side wall member (22).
그밖에 상기 하우징부재(20)에는 상기 이차전지를 외부와 전기적으로 연결하는 버스바 등의 부가 구성이 구비될 수도 있다.In addition, the housing member (20) may be provided with additional components such as a bus bar that electrically connects the secondary battery to the outside.
그리고, 상기 하우징부재(20)는 상기 이차전지셀(10)과 상기 냉각판부재(21) 사이에 구비되어, 상기 이차전지셀(10)에서 상기 냉각판부재(21)로 열을 전달하는 열경로를 형성하는 열전도부재(I)를 포함할 수도 있다.In addition, the housing member (20) may include a heat conducting member (I) that is provided between the secondary battery cell (10) and the cooling plate member (21) to form a heat path that transfers heat from the secondary battery cell (10) to the cooling plate member (21).
즉, 상기 열전도부재(I)는 상기 전극조립체의 충전 및 방전시 발생한 열을 상기 히트싱크로 전달하는 역할을 하게 된다. 이를 위해서 상기 열전도부재(I)는 상기 전극조립체가 수용된 상기 셀바디부재와 상기 히트싱크에 접하는 상기 냉각판부재(21) 사이에 구비될 수 있다.That is, the heat-conducting member (I) plays a role in transferring heat generated during charging and discharging of the electrode assembly to the heat sink. To this end, the heat-conducting member (I) may be provided between the cell body member in which the electrode assembly is accommodated and the cooling plate member (21) in contact with the heat sink.
상기 절연부재(30)는 상기 이차전지셀(10)과 상기 하우징부재(20) 사이를 절연시키는 역할을 하게 된다.The above insulating material (30) serves to insulate between the secondary battery cell (10) and the housing material (20).
즉, 상기 절연부재(30)에 의해서 상기 이차전지셀(10)에서 발생한 전압이 상기 하우징부재(20)로 전달되는 문제를 개선할 수 있게 된다.That is, the problem of the voltage generated in the secondary battery cell (10) being transmitted to the housing member (20) by the insulating member (30) can be improved.
다시 말해, 상기 절연부재(30)에 의해서, 상기 이차전지셀(10)이 견딜 수 있는 내전압 성능보다 큰 내전압 성능을 확보할 수 있게 되며, 이에 따라 본 발명의 배터리 모듈은 전기적 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.In other words, by means of the insulating material (30), a withstand voltage performance greater than the withstand voltage performance that the secondary battery cell (10) can withstand can be secured, and accordingly, the battery module of the present invention can improve electrical stability.
더욱이, 상기 절연부재(30)는 적어도 상기 하우징부재(20)의 열전도도보다 크지 않게 두께(t)를 한정함으로서, 상기 하우징부재(20)에 의한 냉각 성능을 유지하면서도, 상기 이차전지셀(10)과 상기 하우징부재(20) 사이를 절연시키는 역할을 할 수 있게 된다.Furthermore, by limiting the thickness (t) of the insulating member (30) to at least not greater than the thermal conductivity of the housing member (20), the insulating member (30) can serve to insulate between the secondary battery cell (10) and the housing member (20) while maintaining the cooling performance of the housing member (20).
일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 상기 절연부재(30)와 상기 하우징부재(20) 사이의 내전압 성능이 적어도 2000kV보다 크게 형성되는 두께(t)로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be formed with a thickness (t) such that the withstand voltage performance between the insulating member (30) and the housing member (20) is formed to be at least greater than 2000 kV.
다시 말해, 내전압 성능은 상기 절연부재(30)의 두께(t)와 비례의 관계에 있는데, 이러한 절연부재(30)의 두께(t)를 상기 내전압 성능이 적어도 2000kV보다 크게 형성하게 한정한 것이다. In other words, the voltage withstand performance is proportional to the thickness (t) of the insulating member (30), and the thickness (t) of the insulating member (30) is limited to form the voltage withstand performance to be at least greater than 2000 kV.
이에 의해서, 상기 이차전지셀(10)에서 발생한 전압에 의한 절연파괴로 상기 하우징부재(20)와의 제어되지 않은 통전, 전기 쇼트(short)의 발생 및 상기 이차전지셀(10)이 파손되는 문제를 방지할 수 있게 된다.By this, it is possible to prevent problems such as uncontrolled current flow with the housing member (20), occurrence of an electric short, and damage to the secondary battery cell (10) due to insulation breakdown caused by voltage generated in the secondary battery cell (10).
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 상기 절연부재(30)와 상기 하우징부재(20)를 결합한 방향과 평행한 방향(P)의 열전도도가 적어도 열전도도가 150W/mK보다 크게 형성되는 두께(t)로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.And, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be formed with a thickness (t) such that the thermal conductivity in the direction (P) parallel to the direction in which the insulating member (30) and the housing member (20) are combined is at least greater than 150 W/mK.
다시 말해, 상기 절연부재(30)와 상기 하우징부재(20)를 결합한 방향과 평행한 방향(P)에 대한 절연체로 형성된 상기 절연부재(30)의 열전도도는 상기 절연부재(30)의 두께(t)에 반비례하는 점을 실험을 통하여 확인하였다. 이에 따라 상기 절연부재(30)의 두께(t)를 상기 열전도도가 적어도 150W/mK보다 크게 형성되게 한정한 것이다. In other words, it was experimentally confirmed that the thermal conductivity of the insulating member (30) formed as an insulator in a direction (P) parallel to the direction in which the insulating member (30) and the housing member (20) are combined is inversely proportional to the thickness (t) of the insulating member (30). Accordingly, the thickness (t) of the insulating member (30) is limited so that the thermal conductivity is formed to be at least greater than 150 W/mK.
이에 의해서, 상기 절연부재(30)가 상기 하우징부재(20)에 구비되는 경우에도, 상기 하우징부재(20)에 의한 냉각 성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있게 된다.Accordingly, even when the insulating member (30) is provided in the housing member (20), the problem of the cooling performance of the housing member (20) being reduced can be prevented.
다시 말해, 일례로 상기 하우징부재(20)는 알루미늄을 포함하는 소재로 형성될 수 있는데, 이러한 경우에 상기 하우징부재(20)의 열전도도는 적어도 150W/mK보다 크게 형성된다. 이에 따라 상기 절연부재(30)도 열전도도가 적어도 150W/mK보다 크게 형성되는 두께(t)로 형성되게 한정한 것이다. In other words, for example, the housing member (20) may be formed of a material including aluminum, in which case the thermal conductivity of the housing member (20) is formed to be at least greater than 150 W/mK. Accordingly, the insulating member (30) is also limited to be formed to have a thickness (t) at which the thermal conductivity is formed to be at least greater than 150 W/mK.
이러한 상기 절연부재(30)의 두께(t)는 수치로도 한정할 수 있는데, 이에 대한 자세한 내용은 도 2 및 도 4를 참조하여 후술한다.The thickness (t) of the above insulating material (30) can also be limited by a numerical value, and details about this will be described later with reference to FIGS. 2 and 4.
도 2는 본 발명의 배터리 모듈에서 하우징부재(20)에 절연부재(30)가 형성된 상태를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 배터리 모듈에서 절연부재(30)의 두께(t)와 내전압 성능, 열전도도의 상관관계를 도시한 그래프이다.FIG. 2 is a front view showing a state in which an insulating member (30) is formed on a housing member (20) in a battery module of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the correlation between the thickness (t) of an insulating member (30) and the withstand voltage performance and thermal conductivity in the battery module of the present invention.
상기 도면 내지 그래프를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 두께(t)가 50 ~ 200㎛로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to the above drawing or graph, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by having a thickness (t) of 50 to 200 μm.
이와 같이 상기 절연부재(30)의 두께(t)를 한정함에 의해서, 상기 이차전지셀(10)이 견딜 수 있는 내전압 성능보다 큰 내전압 성능을 확보할 수 있게 되며, 이에 따라 본 발명의 배터리 모듈은 전기적 안정성을 향상시킬 수 있는 것과 동시에, 상기 하우징부재(20)의 냉각 성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있게 된다.By limiting the thickness (t) of the insulating member (30) in this way, it is possible to secure a withstand voltage performance greater than the withstand voltage performance that the secondary battery cell (10) can withstand, and accordingly, the battery module of the present invention can improve electrical stability while preventing the problem of the cooling performance of the housing member (20) from being reduced.
일례로, 상기 절연부재(30)는 적어도 내전압 성능이 2000kV보다 크게 형성되는 두께(t)로 형성되는데, 이를 위해서 상기 절연부재(30)의 두께(t)는 60㎛보다 크게 하한이 한정된다. 즉, 내전압 성능은 상기 절연부재(30)의 두께(t)와 비례의 관계에 있는데, 이러한 절연부재(30)의 두께(t)를 60㎛보다 크게 한정함으로써, 상기 내전압 성능이 적어도 2000kV보다 크게 형성하게 한정한 것이다. For example, the insulating member (30) is formed with a thickness (t) such that the withstand voltage performance is formed to be at least greater than 2000 kV, and for this purpose, the thickness (t) of the insulating member (30) is limited to a lower limit greater than 60 ㎛. That is, the withstand voltage performance is proportional to the thickness (t) of the insulating member (30), and by limiting the thickness (t) of the insulating member (30) to be greater than 60 ㎛, the withstand voltage performance is limited to be formed to be at least greater than 2000 kV.
다만 상기 절연부재(30)의 내전압 성능과 두께(t)의 상관 관계에 대한 측정 오차를 고려하여, 상기 절연부재(30)는 적어도 내전압 성능이 2000kV보다 크게 형성되는 두께(t)로 50㎛를 하한으로 한정할 수 있다.However, considering the measurement error in the correlation between the withstand voltage performance of the insulating member (30) and the thickness (t), the insulating member (30) may be limited to a lower limit of 50 μm as the thickness (t) at which the withstand voltage performance is formed to be greater than 2000 kV.
이에 의해서, 상기 이차전지셀(10)에서 발생한 전압에 의한 절연파괴로 상기 하우징부재(20)와의 제어되지 않은 통전, 전기 쇼트(short)의 발생 및 상기 이차전지셀(10)이 파손되는 문제를 방지할 수 있게 된다.By this, it is possible to prevent problems such as uncontrolled current flow with the housing member (20), occurrence of an electric short, and damage to the secondary battery cell (10) due to insulation breakdown caused by voltage generated in the secondary battery cell (10).
그리고, 상기 절연부재(30)는 적어도 열전도도가 150W/mK보다 크게 형성되는 두께(t)로 형성되는데, 이를 위해서 상기 절연부재(30)의 두께(t)는 210㎛보다 작게 상한이 한정된다. 다시 말해, 도 5에 도시된 바와 같이, 절연체로 형성된 상기 절연부재(30)의 열전도도는 상기 절연부재(30)의 두께(t)에 반비례하는 점을 실험을 통하여 확인하였다. 이에 따라 상기 절연부재(30)의 두께(t)를 상기 열전도도가 적어도 150W/mK보다 크게 형성되도록, 상기 절연부재(30)의 두께(t)를 210㎛보다 작게 한정한 것이다. And, the insulating member (30) is formed with a thickness (t) such that the thermal conductivity is formed to be at least greater than 150 W/mK. To this end, the thickness (t) of the insulating member (30) is limited to an upper limit of less than 210 μm. In other words, as shown in FIG. 5, it was confirmed through experiments that the thermal conductivity of the insulating member (30) formed of an insulator is inversely proportional to the thickness (t) of the insulating member (30). Accordingly, the thickness (t) of the insulating member (30) is limited to less than 210 μm so that the thermal conductivity is formed to be at least greater than 150 W/mK.
다만 상기 절연부재(30)의 열전도도와 두께(t)의 상관 관계에 대한 측정 오차를 고려하여, 상기 절연부재(30)는 적어도 열전도도가 150W/mK보다 크게 형성되는 두께(t)로 200㎛를 상한으로 한정할 수 있다.However, considering the measurement error in the correlation between the thermal conductivity and thickness (t) of the insulating member (30), the insulating member (30) may have a thickness (t) at which the thermal conductivity is formed to be greater than 150 W/mK, with an upper limit of 200 μm.
이에 의해서, 상기 절연부재(30)가 상기 하우징부재(20)에 구비되는 경우에도, 상기 하우징부재(20)에 의한 냉각 성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있게 된다.Accordingly, even when the insulating member (30) is provided in the housing member (20), the problem of the cooling performance of the housing member (20) being reduced can be prevented.
여기서, 상기 절연부재(30)의 두께(t)의 상한을 설정한 열전도도의 기준값을 150W/mK으로 제한한 것은, 상기 하우징부재(20)가 알루미늄을 포함하는 소재로 형성되는 경우에 상기 하우징부재(20)의 열전도도는 적어도 150W/mK보다 크게 형성되기 때문에다. 이에 따라 상기 절연부재(30)도 열전도도가 적어도 150W/mK보다 크게 형성되는 두께(t)인 210㎛보다 작도록 한정한 것이다. Here, the standard value of thermal conductivity, which sets the upper limit of the thickness (t) of the insulating member (30), is limited to 150 W/mK because, when the housing member (20) is formed of a material including aluminum, the thermal conductivity of the housing member (20) is formed to be at least greater than 150 W/mK. Accordingly, the insulating member (30) is also limited to be less than 210 ㎛, which is the thickness (t) at which the thermal conductivity is formed to be at least greater than 150 W/mK.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 두께(t)가 70 ~ 150㎛로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized in that it is formed with a thickness (t) of 70 to 150 μm.
즉, 상기 절연부재(30)의 두께(t) 범위를 더욱 한정하여, 70 ~ 150㎛로 형성되게 한정한 것이다. That is, the thickness (t) range of the insulating material (30) is further limited to 70 to 150 μm.
이와 같은 상기 절연부재(30)의 두께(t) 한정도, 상한값의 경우에는 상기 절연부재(30)에 의한 열전도도가 180W/mK보다 크게 형성되는 두께(t)로 한정한 것이고, 하한값의 경우에는 상기 절연부재(30)에 의한 내전압 성능이 3000kV보다 크게 형성되는 두께(t)로 한정한 것이다.In the case of the upper limit of the thickness (t) of the insulating member (30) as described above, it is limited to the thickness (t) at which the thermal conductivity of the insulating member (30) is formed to be greater than 180 W/mK, and in the case of the lower limit, it is limited to the thickness (t) at which the withstand voltage performance of the insulating member (30) is formed to be greater than 3000 kV.
여기서, 상기 절연부재(30)에 의한 열전도도가 180W/mK보다 크게 형성되는 두께(t)는 180㎛가 상한이고, 상기 절연부재(30)에 의한 내전압 성능이 3000kV보다 크게 형성되는 두께(t)는 70㎛가 하한이다. 다만 상기 절연부재(30)의 열전도도와 두께(t)의 상관 관계에 대한 측정 오차 및 상기 절연부재(30)의 내전압 성능과 두께(t)의 상관 관계에 대한 측정 오차를 고려하여, 상기 절연부재(30)는 두께(t)의 범위를 70 ~ 150㎛로 형성되게 한정한 것이다.Here, the thickness (t) at which the thermal conductivity of the insulating member (30) is formed to be greater than 180 W/mK is set to an upper limit of 180 ㎛, and the thickness (t) at which the withstand voltage performance of the insulating member (30) is formed to be greater than 3000 kV is set to a lower limit of 70 ㎛. However, considering the measurement error for the correlation between the thermal conductivity of the insulating member (30) and the thickness (t) and the measurement error for the correlation between the withstand voltage performance of the insulating member (30) and the thickness (t), the insulating member (30) is limited to be formed in a range of 70 to 150 ㎛ in thickness (t).
이러한 상기 절연부재(30)의 두께(t) 한정에 의해서, 더욱 상기 절연부재(30)에 의한 상기 하우징부재(20)를 포함하는 본 발명의 배터리 모듈의 냉각 성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있으며, 또한 상기 절연부재(30)에 의한 상기 이차전지셀(10)를 포함하는 본 발명의 배터리 모듈의 내전압 성능을 향상시킬 수 있게 된다. By limiting the thickness (t) of the insulating member (30), the problem of the cooling performance of the battery module of the present invention including the housing member (20) due to the insulating member (30) being lowered can be prevented, and also the withstand voltage performance of the battery module of the present invention including the secondary battery cell (10) due to the insulating member (30) can be improved.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 멜라닌계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 올레핀계 수지, EVA계 수지 또는 실리콘계 수지로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.And, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by being formed of a melanin-based resin, an acrylic-based resin, an epoxy-based resin, an olefin-based resin, an EVA-based resin, or a silicone-based resin.
이와 같은 소재들은 모두 절연체로서, 상기 절연부재(30)가 본 발명의 배터리 모듈에 구비됨에 의한 내전압 성능을 향상시킬 수 있는 소재들이다.All of these materials are insulators, and are materials that can improve the withstand voltage performance by providing the insulating member (30) in the battery module of the present invention.
또한, 상기 절연부재(30)는 전술한 소재들에 한정되는 것은 아니며, 절연체로 형성되고, 내전압 성능을 향상시킬 수 있는 소재라면 본 발명의 절연소재를 형성하는 소재일 수 있다.In addition, the insulating member (30) is not limited to the materials described above, and any material that is formed as an insulator and can improve withstand voltage performance may be a material forming the insulating material of the present invention.
그리고, 상기 절연부재(30)는 복수의 층으로 형성되며, 적어도 어느 하나의 층의 소재가 서로 다르게 형성될 수도 있는데, 이에 대한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.In addition, the insulating material (30) is formed of multiple layers, and the material of at least one layer may be formed differently from each other. An explanation of this will be provided later with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 배터리 모듈에서 상기 절연부재(30)가 복수의 층으로 형성된 실시예를 도시한 정면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 복수의 층으로 형성되되, 적어도 어느 하나의 층의 소재를 다르게 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.FIG. 3 is a front view illustrating an example in which the insulating member (30) of the battery module of the present invention is formed of multiple layers. Referring to the drawing, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be formed of multiple layers, but may be characterized in that the material of at least one layer is formed differently.
즉, 상기 절연부재(30)는 복수의 층으로 형성되며, 적어도 어느 하나의 층의 소재가 서로 다르게 형성될 수도 있는 것이다.That is, the insulating material (30) is formed of multiple layers, and the material of at least one layer may be formed differently from each other.
일례로, 상기 절연부재(30)는 상기 이차전지셀(10)에 가장 인접한 최외각 층(30a)은 에폭시계 수지로 형성되고, 나머지 층은 멜라닌계 수지로 형성될 수 있다.For example, the outermost layer (30a) of the insulating member (30) closest to the secondary battery cell (10) may be formed of an epoxy-based resin, and the remaining layers may be formed of a melanin-based resin.
이와 같이 상기 절연부재(30)는 복수의 층으로 형성하는 경우에도, 복수의 층의 두께(t)를 합한 두께(t)의 값은, 통전을 방지하되 상기 하우징부재(20)의 열전전도에 대응되는 열전도도를 유지할 수 있는 두께(t)로 형성되어야 한다.In this way, even when the insulating material (30) is formed of multiple layers, the thickness (t) of the multiple layers must be formed to a thickness (t) that prevents current flow while maintaining thermal conductivity corresponding to the thermal conductivity of the housing material (20).
일례로, 상기 절연부재(30)가 복수의 층으로 형성되는 경우에도, 복수의 층의 두께(t)의 합은 50 ~ 200㎛으로 형성되거나, 70 ~ 150㎛으로 형성될 수 있다.For example, even when the insulating material (30) is formed of multiple layers, the sum of the thicknesses (t) of the multiple layers may be formed to be 50 to 200 ㎛ or 70 to 150 ㎛.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 상기 이차전지셀(10)에 가장 인접한 최외각 층(30a)이 내전압 성능이 가장 높은 소재로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized in that the outermost layer (30a) closest to the secondary battery cell (10) is formed of a material with the highest withstand voltage performance.
즉, 상기 최외각 층(30a)을 형성하는 절연부재(30)의 부분을 내전압 성능이 가장 높은 소재로 형성됨에 의해서, 더욱 상기 절연부재(30)에 의한 내전압 성능을 높게 유지할 수 있게 되는 것이다.That is, by forming the portion of the insulating material (30) forming the outermost layer (30a) with a material having the highest withstand voltage performance, the withstand voltage performance of the insulating material (30) can be maintained at a higher level.
도 4는 본 발명의 배터리 모듈에서 상기 절연부재(30)의 측벽절연부(32)가 바닥절연부(31)보다 두껍게 형성된 실시예를 도시한 정면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 절연부재(30)는, 복수의 상기 이차전지셀(10)의 바닥면이 접하는 상기 하우징부재(20)의 냉각판부재(21)에 형성되는 바닥절연부(31) 및 상기 냉각판부재(21)의 모서리에 구비되는 상기 하우징부재(20)의 측벽부재(22)에 형성되는 측벽절연부(32)를 포함할 수 있다.FIG. 4 is a front view showing an example in which the side wall insulating portion (32) of the insulating member (30) in the battery module of the present invention is formed thicker than the bottom insulating portion (31). Referring to the drawing, the insulating member (30) of the battery module according to one embodiment of the present invention may include a bottom insulating portion (31) formed in the cooling plate member (21) of the housing member (20) where the bottom surfaces of the plurality of secondary battery cells (10) come into contact, and a side wall insulating portion (32) formed in the side wall member (22) of the housing member (20) provided at the corner of the cooling plate member (21).
이와 같이, 상기 절연부재(30)는 상기 냉각판부재(21)에 형성되는 부분과 상기 측벽부재(22)에 형성되는 부분을 구분하여 구체적으로 제시될 수 있는 것이다.In this way, the insulating member (30) can be specifically presented by distinguishing between a portion formed on the cooling plate member (21) and a portion formed on the side wall member (22).
즉, 상기 절연부재(30)는 상기 냉각판부재(21) 및 상기 측벽부재(22) 모두에 형성될 수도 있게 구체적으로 구성을 한정한 것이다.That is, the insulation member (30) is specifically configured so that it can be formed on both the cooling plate member (21) and the side wall member (22).
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 절연부재(30)는 상기 하우징부재(20)의 상기 냉각판부재(21) 또는 상기 측벽부재(22)에만 형성될 수도 있다. However, it is not limited thereto, and the insulating member (30) may be formed only on the cooling plate member (21) or the side wall member (22) of the housing member (20).
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 바닥절연부(31)는, 상기 측벽절연부(32)보다 열전도도가 높게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the bottom insulation part (31) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by having a higher thermal conductivity than the side wall insulation part (32).
이는 상기 바닥절연부(31)가 형성되는 상기 냉각판부재(21)가 열을 외부로 방출하는 히트싱크에 더 인접하게 배치되기 때문이다.This is because the cooling plate member (21) on which the floor insulation member (31) is formed is positioned closer to the heat sink that releases heat to the outside.
즉, 상기 바닥절연부(31)가 상기 측벽절연부(32)보다 열전도도가 높게 형성됨에 의해서, 본 발명의 배터리 모듈 전체로 보았을 때 더욱 냉각 성능을 높일 수 있게 된다.That is, since the bottom insulation part (31) is formed to have a higher thermal conductivity than the side wall insulation part (32), the cooling performance of the entire battery module of the present invention can be further improved.
일례로 상기 바닥절연부(31)는 상기 측벽절연부(32)보다 열전도도가 높게 형성되기 위해서, 상기 측벽절연부(32)보다 두께(t)가 얇게 형성될 수도 있다.For example, in order to form the bottom insulation part (31) to have a higher thermal conductivity than the side wall insulation part (32), the bottom insulation part (31) may be formed to have a thinner thickness (t) than the side wall insulation part (32).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 측벽절연부(32)는, 상기 바닥절연부(31)보다 내전압 성능이 높게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the side wall insulation (32) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by having a higher withstand voltage performance than the bottom insulation (31).
이는 상기 측벽절연부(32)가 형성되는 상기 측벽부재(22)가 상기 이차전지셀(10)과 대면하는 면적이 상기 냉각판부재(21)보다 비교적 넓기 때문에, 상기 이차전지셀(10)에서 발생한 전압에 의한 절연파괴의 가능성이 더 높은 점을 고려한 것이다.This is because the area of the side wall member (22) where the side wall insulation part (32) is formed facing the secondary battery cell (10) is relatively wider than that of the cooling plate member (21), and therefore, the possibility of insulation breakdown due to voltage generated in the secondary battery cell (10) is higher.
즉, 상기 측벽절연부(32)가 상기 바닥절연부(31)보다 내전압 성능이 더 높게 형성됨에 의해서, 본 발명의 배터리 모듈 전체로 보았을 때 더욱 전기적 안정성을 확보할 수 있게 된다.That is, since the side wall insulation part (32) is formed to have a higher voltage resistance than the bottom insulation part (31), the electrical stability of the entire battery module of the present invention can be secured.
일례로 상기 측벽절연부(32)는 상기 바닥절연부(31)보다 내전압 성능이 높게 형성되기 위해서, 상기 바닥절연부(31)보다 두께(t)가 두껍게 형성될 수도 있다.For example, in order to form the side wall insulation (32) to have a higher withstand voltage performance than the bottom insulation (31), the side wall insulation (32) may be formed to have a thickness (t) thicker than the bottom insulation (31).
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상기 측벽절연부(32)는, 상기 바닥절연부(31)보다 두께(t)가 두껍게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.And, the side wall insulation part (32) of the battery module according to one embodiment of the present invention may be characterized by being formed to have a thickness (t) thicker than the bottom insulation part (31).
이는 상기 측벽절연부(32)가 상기 바닥절연부(31)보다 내전압 성능을 높게 형성하게 하게 되는 구성이며, 반대로, 상기 바닥절연부(31)가 상기 측벽절연부(32)보다 열전도도를 높게 형성하게 하게 되는 구성이다.This is a configuration in which the side wall insulation part (32) forms a higher voltage performance than the bottom insulation part (31), and conversely, the bottom insulation part (31) forms a higher thermal conductivity than the side wall insulation part (32).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within a scope that does not depart from the technical spirit of the present invention described in the claims.
10: 이차전지셀 20: 하우징부재
21: 냉각판부재 22: 측벽부재
30: 절연부재 31: 바닥절연부
32: 측벽절연부10: Secondary battery cell 20: Housing member
21: Cooling plate member 22: Side wall member
30: Insulating member 31: Floor insulation
32: Side wall insulation
Claims (12)
복수의 상기 이차전지셀이 내부에 수용되는 하우징부재; 및
상기 하우징부재의 내부면에 형성되며, 상기 하우징부재로의 통전을 방지하며, 상기 이차전지셀의 발열을 외부로 방출할 수 있도록, 열 전달 기능을 갖고, 일정 두께로 형성되는 절연부재;
를 포함하며,
상기 하우징 부재는 상기 하우징 부재의 바닥부를 형성하는 냉각판부재와, 상기 냉각판 부재의 모서리에서 연장되며 상기 하우징 부재의 측부를 형성하는 측벽부재를 포함하며,
상기 절연부재는 상기 냉각판부재와 복수의 상기 이차전지셀 사이에 배치되어 복수의 상기 이차전지셀에서 발생한 열을 상기 냉각판부재로 전달하는 바닥절연부와, 상기 측벽부재와 복수의 상기 이차전지셀 사이에 배치되어 복수의 상기 이차전지셀에서 발생한 열을 상기 측벽부재에 전달하는 측벽절연부를 포함하는 배터리 모듈.Multiple secondary battery cells;
A housing member in which a plurality of the above secondary battery cells are accommodated inside; and
An insulating member formed on the inner surface of the housing member, having a heat transfer function and formed to a certain thickness so as to prevent current flow to the housing member and to discharge heat generated by the secondary battery cell to the outside;
Including,
The housing member includes a cooling plate member forming a bottom portion of the housing member, and a side wall member extending from a corner of the cooling plate member and forming a side portion of the housing member.
A battery module including a bottom insulating member arranged between the cooling plate member and the plurality of secondary battery cells to transfer heat generated from the plurality of secondary battery cells to the cooling plate member, and a side insulating member arranged between the side wall member and the plurality of secondary battery cells to transfer heat generated from the plurality of secondary battery cells to the side wall member.
상기 절연부재는, 상기 절연부재와 상기 하우징부재 사이의 내전압 성능이 적어도 2000kV보다 크게 형성되는 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module characterized in that the insulating member is formed with a thickness such that the withstand voltage performance between the insulating member and the housing member is at least greater than 2000 kV.
상기 절연부재는, 상기 절연부재와 상기 하우징부재를 결합한 방향과 평행한 방향의 열전도도가 적어도 150W/mK보다 크게 형성되는 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module, characterized in that the insulating member is formed with a thickness such that the thermal conductivity in a direction parallel to the direction in which the insulating member and the housing member are combined is at least greater than 150 W/mK.
상기 절연부재는, 두께가 50 ~ 200㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module, characterized in that the insulating material is formed to have a thickness of 50 to 200 μm.
상기 절연부재는, 두께가 70 ~ 150㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module, characterized in that the insulating material is formed to have a thickness of 70 to 150 μm.
상기 절연부재는, 멜라닌계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 올레핀계 수지, EVA계 수지 또는 실리콘계 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module, characterized in that the insulating material is formed of a melanin-based resin, an acrylic-based resin, an epoxy-based resin, an olefin-based resin, an EVA-based resin, or a silicone-based resin.
상기 절연부재는, 복수의 층으로 형성되되, 적어도 어느 하나의 층의 소재를 다르게 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module characterized in that the insulating material is formed of a plurality of layers, and the material of at least one layer is formed differently.
상기 절연부재는, 상기 이차전지셀에 가장 인접한 최외각 층이 내전압 성능이 가장 높은 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In Article 7,
A battery module, characterized in that the insulating material has an outermost layer closest to the secondary battery cell formed of a material having the highest withstand voltage performance.
상기 바닥절연부는, 상기 측벽절연부보다 열전도도가 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module, characterized in that the bottom insulation portion is formed to have higher thermal conductivity than the side wall insulation portion.
상기 측벽절연부는, 상기 바닥절연부보다 내전압 성능이 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module characterized in that the side wall insulation part is formed to have a higher withstand voltage performance than the bottom insulation part.
상기 측벽절연부는, 상기 바닥절연부보다 두께가 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the first paragraph,
A battery module, characterized in that the side wall insulation portion is formed to have a thickness thicker than the bottom insulation portion.
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