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KR102684926B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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KR102684926B1
KR102684926B1 KR1020180165802A KR20180165802A KR102684926B1 KR 102684926 B1 KR102684926 B1 KR 102684926B1 KR 1020180165802 A KR1020180165802 A KR 1020180165802A KR 20180165802 A KR20180165802 A KR 20180165802A KR 102684926 B1 KR102684926 B1 KR 102684926B1
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이백산
권희용
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체; 및 배터리 셀 조립체의 일단에 배치되며, 버스 바 프레임과, 버스 바 프레임에 장착되는 버스 바를 포함하는 버스 바 조립체를 포함할 수 있고, 버스 바 프레임은, 복수의 배터리 셀로부터 인출되는 복수의 전극 리드가 통과하여 외부로 노출되는 복수의 전극 리드 슬롯과, 복수의 전극 리드를 복수의 전극 리드 슬롯으로 각각 안내하는 복수의 전극 리드 안내부를 포함할 수 있으며, 복수의 전극 리드 안내부 중 하나 이상은 물리적인 충격으로 인한 버스 바 프레임의 변형 시 배터리 셀의 적어도 일부가 위치되는 완충 공간을 제공하도록 배터리 셀로부터 멀어지는 방향으로 오목하게 형성되는 요홈부를 구비할 수 있다.

Description

배터리 모듈{BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근, 노트북, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 기기의 수요가 증대됨에 따라, 반복적으로 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
또한, 휴대용 전자 기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차, 로봇, 위성과 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 화석 연료의 고갈 및 환경 오염에 대한 관심이 높아지면서, 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 있어서의 가장 핵심적 부품은 모터로 전력을 공급하는 배터리 팩이다.
하이브리드 자동차나 전기 자동차의 경우, 배터리 팩으로부터 구동력을 얻을 수 있기 때문에, 내연 기관 만을 사용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 이점을 갖는다. 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 사용되는 배터리 팩은 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 포함하며, 복수의 배터리 셀이 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결됨에 따라, 배터리 모듈의 용량 및 출력이 증대된다.
배터리 모듈의 내부에는 복수의 배터리 셀이 밀접하게 구비되므로, 외부 충격에 대한 복수의 배터리 셀의 안전성을 확보할 필요가 있다. 배터리 모듈의 낙하와 같은 다양한 원인으로 인해 배터리 셀에 물리적인 충격이 가해지는 경우, 배터리 셀이 손상되면서 배터리 셀 내부의 전해액이 외부로 누출될 수 있다. 또한, 물리적인 충격에 의해 복수의 배터리 셀이 손상되면서 복수의 배터리 셀 사이에서 외부 단락이 발생할 수 있으며, 이러한 외부 단락으로 인해 배터리 모듈이 폭발하거나 발화할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈에 충격이 가해지는 경우에도, 복수의 배터리 셀의 손상을 방지할 수 있는 구성이 요구된다.
본 발명은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 배터리 모듈에 물리적인 충격이 가해지는 경우 배터리 셀의 손상을 방지하거나 적어도 배터리 셀이 손상될 때까지 걸리는 시간을 지연시킬 수 있도록 구성되는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체; 및 배터리 셀 조립체의 일단에 배치되며, 버스 바 프레임과, 버스 바 프레임에 장착되는 버스 바를 포함하는 버스 바 조립체를 포함할 수 있고, 버스 바 프레임은, 복수의 배터리 셀로부터 인출되는 복수의 전극 리드가 통과하여 외부로 노출되는 복수의 전극 리드 슬롯과, 복수의 전극 리드를 복수의 전극 리드 슬롯으로 각각 안내하는 복수의 전극 리드 안내부를 포함할 수 있으며, 복수의 전극 리드 안내부 중 하나 이상은 물리적인 충격으로 인한 버스 바 프레임의 변형 시 배터리 셀의 적어도 일부가 위치되는 완충 공간을 제공하도록 배터리 셀로부터 멀어지는 방향으로 오목하게 형성되는 요홈부를 구비할 수 있다.
요홈부는 전극 리드 안내부의 길이 방향으로 연장될 수 있다.
복수의 전극 리드 안내부에 각각 형성되는 복수의 요홈부는 일 방향으로 연속될 수 있다.
요홈부의 내면은 만곡면으로 이루어질 수 있다.
요홈부는 배터리 셀에서 발생한 가스를 수용하도록 구성될 수 있다.
요홈부는 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀의 팽창에 의해 돌출되는 배터리 셀의 일부를 수용하도록 구성될 수 있다.
전극 리드 안내부는 전극 리드를 전극 리드 슬롯으로 안내하도록 전극 리드와 접촉하는 경사면을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 의하면, 물리적인 충격으로 인한 버스 바 프레임의 변형 시 배터리 셀의 적어도 일부가 위치되는 완충 공간을 제공하도록 전극 리드 안내부에 요홈부가 구비된다. 따라서, 물리적인 충격에 의해 버스 바 프레임이 변형되는 경우에도 배터리 셀이 곧바로 버스 바 프레임에 충돌하여 손상되는 것을 방지할 수 있거나 적어도 배터리 셀이 손상될 때까지 걸리는 시간을 지연시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈이 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 구비되는 배터리 셀 조립체가 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 구비되는 배터리 셀이 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 구비되는 배터리 셀이 개략적으로 도시된 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 구비되는 버스 바 프레임이 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 구비되는 버스 바 프레임 및 복수의 배터리 셀이 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 구비되는 버스 바 프레임에 물리적인 충격이 가해질 때의 상태가 개략적으로 도시된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀(101)이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체(100)와, 배터리 셀 조립체(100)의 양단에 인접하게 배치되는 버스 바 조립체(200)와, 배터리 셀 조립체(100)를 감싸도록 수용하는 하우징(300)을 포함할 수 있다.
하우징(300)은 복수의 배터리 셀(101)을 수용하는 수용 공간을 갖도록 구성된다. 하우징(300)은 복수의 배터리 셀(101)의 외측 테두리를 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 하우징(300)은 복수의 배터리 셀(101)이 유동하지 않도록 지지하는 역할도 할 수 있다. 하우징(300)은 대략 직육면체로 형성될 수 있다. 하우징(300)은 양측에 개구가 형성되며, 이에 따라, 배터리 셀 조립체(100)의 양단이 하우징(300)의 양단의 개구를 통하여 외부로 노출될 수 있다. 다만, 본 발명은 하우징(300)의 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 둘 이상의 부재가 서로 일체로 결합되는 것에 의해 하우징(300)이 형성될 수 있다.
여기에서, 복수의 배터리 셀(101)은 서로 대향하도록 위치된다. 복수의 배터리 셀(101)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이하, 배터리 셀(101)의 길이 방향을 Y축 방향이라 정의하고, 배터리 셀(101)의 폭 방향을 Z축 방향이라 정의하며, 배터리 셀(101)의 두께 방향을 X축 방향이라 정의한다. 여기에서, 복수의 배터리 셀(101)은 X축 방향으로 적층된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(101)은, 전극 조립체(110)와, 전극 리드(120)와, 파우치(130)를 포함한다.
전극 조립체(110)는 복수의 전극판과 복수의 전극판 사이에 개재되는 복수의 분리막(세퍼레이터)을 포함한다. 복수의 전극판은 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판을 포함한다. 전극 조립체(110)의 각 전극판에는 전극 탭(140)이 구비된다. 전극 탭(140)은 전극판으로부터 외부로 돌출되는 형태로 구성된다.
전극 리드(120)의 단부(연결부)는 전극 탭(140)을 통해 전극 조립체(110)와 연결되며, 전극 조립체(110)와 연결되는 연결부의 반대쪽 단부는 파우치(130)의 외부로 노출된다. 전극 리드(120)는 배터리 모듈(10)의 전극 단자로서의 역할을 한다. 전극 리드(120)는 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)를 포함한다. 전극 리드(121, 122)는 전극 탭(140)을 통하여 전극 조립체(110)와 전기적으로 연결된다. 전극 리드(121, 122)는 전극 탭(140)의 연결부에 용접되는 것에 의해 전극 탭(140)과 연결된다.
복수의 전극판, 즉, 양극판 및 음극판은 각각 전극 탭(140)을 구비한다. 전극 탭(140)은, 양극 리드(121)와 연결되는 양극 탭(141)과, 음극 리드(122)와 연결되는 음극 탭(142)을 포함한다. 하나의 양극 리드(121)에는 복수의 양극 탭(141)이 연결되며, 하나의 음극 리드(122)에는 복수의 음극 탭(142)이 연결된다.
파우치(130)는 그 내부에 전극 조립체(110)와 전해액을 수용하는 수용 공간을 갖는다. 파우치(130)는 제1 파우치 부재(131) 및 제2 파우치 부재(132)를 포함한다. 제1 파우치 부재(131) 및 제2 파우치 부재(132) 중 어느 하나에는 오목한 수용홈(133)이 형성된다.
제1 파우치 부재(131) 및 제2 파우치 부재(132)는 서로 결합되어 수용 공간을 형성한다. 제1 파우치 부재(131) 및 제2 파우치 부재(132)의 테두리가 열 융착 등에 의해 실링되는 것에 의해 수용 공간이 밀폐된다. 파우치(130)는 수용 공간이 형성되는 부분으로부터 연장되는 연장부(135)를 구비하며, 연장부(135)로부터 전극 리드(120)가 외부로 인출된다.
도 1, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 버스 바 조립체(200)는 복수의 배터리 셀(101)의 전극 리드(120)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 버스 바 조립체(200)는 배터리 셀 조립체(100)의 양단에 구비될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 버스 바 조립체(200)가 배터리 셀 조립체(100)의 일단에만 구비되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
버스 바 조립체(200)는 버스 바 프레임(210)과, 버스 바 프레임(210)에 장착되는 버스 바(220)를 포함한다.
버스 바(220)는 복수의 배터리 셀(101)로부터 인출된 복수의 전극 리드(120)를 연결하도록 구성된다. 버스 바(220)는 용접, 볼팅, 리벳팅 등의 다양한 체결 방법에 의해 버스 바 프레임(210)에 장착될 수 있다. 버스 바(220)는 폭과 길이를 갖는 판 형상으로 형성될 수 있다. 버스 바(220)는 전기 전도성 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 버스 바(220)는 과전류에 따른 저항열에 의해 용융될 수 있는 재료로 이루어질 수 있다. 버스 바(220)는 복수로 구비될 수 있으며, 이에 따라, 복수의 배터리 셀(101)로부터 인출된 복수의 전극 리드(120)를 각각 전기적으로 연결할 수 있다.
버스 바 프레임(210)은 볼팅, 용접, 리벳팅 등의 다양한 체결 방법에 의해 하우징(300)에 결합될 수 있다. 버스 바 프레임(210)은 하우징(300)의 개구를 폐쇄하도록 하우징(300)에 결합될 수 있다. 버스 바 프레임(210)은 배터리 셀 조립체(100)의 양단을 지지하여 배터리 셀 조립체(100)의 팽창으로 인한 배터리 모듈의 외형 변화를 방지하는 역할을 할 수 있다. 버스 바 프레임(210)은 고강성의 금속으로 이루어질 수 있다.
버스 바 프레임(210)은, 전극 리드(120)가 외부로 노출되는 전극 리드 슬롯(211)과, 전극 리드(120)가 전극 리드 슬롯(211)을 통하여 외부로 노출되도록 안내하는 전극 리드 안내부(212)를 포함한다.
전극 리드 슬롯(211)은 복수의 배터리 셀(101)의 전극 리드(120)가 통과하도록 하는 역할을 한다. 따라서, 전극 리드(120)는 전극 리드 슬롯(211)을 통과하여 버스 바 프레임(210)의 외부로 노출될 수 있다. 전극 리드 슬롯(211)은 버스 바 프레임(210)의 상하 방향(Z축 방향)으로 형성될 수 있다.
하나의 전극 리드 슬롯(211)에는 인접하는 한 쌍의 배터리 셀(101)의 전극 리드(120)가 공동으로 통과할 수 있다. 전극 리드 슬롯(211)은 복수로 구비될 수 있다. 복수의 전극 리드 슬롯(211)은 버스 바 프레임(210)의 좌우 방향(X축 방향)으로 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
전극 리드 안내부(212)는 소정의 돌출부로서 형성될 수 있다. 전극 리드(120)가 전극 리드 슬롯(211)으로 원활하게 안내될 수 있도록, 전극 리드 안내부(212)는 전극 리드(120)와 접촉하는 경사면을 구비할 수 있다.
전극 리드 안내부(212)는 인접하는 배터리 셀(101)의 전극 리드(120)가 전극 리드 슬롯(211)을 통과하는 것을 안내하는 역할을 한다. 전극 리드 안내부(212)는 복수로 구비될 수 있다. 복수의 전극 리드 안내부(212)는 복수의 전극 리드 슬롯(211)에 대응하도록 구비될 수 있다.
복수의 전극 리드 안내부(212)는 복수의 배터리 셀(101)이 적층되는 방향(X축 방향)으로 소정의 간격으로 배치될 수 있다.
배터리 모듈의 낙하와 같은 다양한 원인으로 인해 버스 바 프레임(210)에 물리적인 충격(외력, 화살표 참조)이 가해지는 경우, 버스 바 프레임(210)이 변형되거나 붕괴되면서 복수의 배터리 셀(101)을 가압할 수 있으며, 이에 따라, 복수의 배터리 셀(101)이 손상될 수 있다. 배터리 셀(101)의 손상으로 인해 배터리 셀(101) 내부의 전해액이 외부로 누출될 수 있다. 복수의 배터리 셀(101)의 손상으로 인해 복수의 배터리 셀(101) 사이에서 외부 단락이 발생할 수 있으며, 이러한 외부 단락으로 인해 배터리 모듈이 폭발하거나 발화할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈에 물리적인 충격이 가해지는 경우 배터리 셀(101)의 손상을 방지하거나 적어도 배터리 셀(101)이 손상될 때까지 걸리는 시간을 지연시키는 것이 바람직하다.
이를 위해, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 버스 바 프레임(210)의 전극 리드 안내부(212)에는 소정의 깊이를 갖는 요홈부(217, 218)가 형성되는 것이 바람직하다. 요홈부(217, 218)은 물리적인 충격으로 인한 버스 바 프레임(210)의 변형 시 배터리 셀(101)의 적어도 일부가 위치되는 완충 공간을 제공하는 역할을 한다.
각각의 요홈부(217, 218)는 배터리 셀(101)로부터 멀어지는 방향으로 전극 리드 안내부(212)에 내입될 수 있다.
각각의 요홈부(217, 218)의 내면은 만곡면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 물리적인 충격에 의해 버스 바 프레임(210)이 변형되는 경우, 배터리 셀(101)의 일단이 각각의 요홈부(217, 218)의 만곡면을 따라 안내되면서 만곡될 수 있으므로, 배터리 셀(101)에 급격한 충격이 가해지는 것이 방지될 수 있다.
예를 들면, 요홈부(217, 218)는, 하나의 전극 리드 안내부(212)에 전극 리드 안내부(212)의 길이 방향(Z축 방향)으로 연장되는 제1 요홈부(217)를 포함할 수 있다. 제1 요홈부(217)의 형상 및/또는 깊이는 제1 요홈부(217)에 대응하는 배터리 셀(101)의 형상 및 돌출 정도에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
또한, 요홈부(217, 218)은, 복수의 전극 리드 안내부(212)가 배치되는 방향(X축 방향)으로 복수의 전극 리드 안내부(212)에 연속적으로 형성되는 복수의 제2 요홈부(218)를 포함할 수 있다. 제2 요홈부(218)의 형상 및/또는 깊이는 제2 요홈부(218)에 대응하는 배터리 셀(101)의 형상 및 돌출 정도에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 또한, 복수의 제2 요홈부(218)가 연속적으로 형성되는 형태 및 방향은 복수의 제2 요홈부(218)에 대응하는 복수의 배터리 셀(101)의 형상 및 배열 방향에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 물리적인 충격에 의해 버스 바 프레임(210)이 변형되는 경우, 배터리 셀(101)의 일부가 전극 리드 안내부(212)에 곧바로 충돌하지 않고 제1 요홈부(217) 및/또는 제2 요홈부(218)의 깊이에 대응하는 완충 공간 내에 위치될 수 있다. 따라서, 물리적인 충격에 의해 버스 바 프레임(210)이 변형되는 경우에도 배터리 셀(101)이 곧바로 버스 바 프레임(210)에 충돌하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 버스 바 프레임(210)에 물리적인 충격이 가해진 시점으로부터 배터리 셀(101)이 손상될 때까지 걸리는 시간을 지연시킬 수 있다.
또한, 요홈부(217, 218)에 의해 형성되는 완충 공간은 배터리 셀(101)에서 발생한 가스를 수용하는 가스 포켓으로서의 역할도 할 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(101)로부터 가스가 발생하는 경우, 가스가 요홈부(217, 218)에 의해 형성되는 완충 공간 내에 정체될 수 있으므로, 가스가 외부로 곧바로 누출되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 배터리 셀(101)의 내부에 가스가 발생하여 배터리 셀(101)이 팽창(swelling)하는 경우, 요홈부(217, 218)는 이러한 배터리 셀(101)의 팽창에 의해 돌출되는 배터리 셀(101)의 일부를 수용하는 역할을 할 수 있다. 이와 같이, 요홈부(217, 218)가 배터리 셀(101)의 팽창을 수용할 수 있으므로, 배터리 셀(101)의 팽창으로 인한 배터리 모듈의 외형 변화 등이 방지될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 의하면, 물리적인 충격으로 인한 버스 바 프레임(210)의 변형 시 배터리 셀(101)의 적어도 일부가 위치되는 완충 공간을 제공하도록 전극 리드 안내부(212)에 요홈부(217, 218)가 구비된다. 따라서, 물리적인 충격에 의해 버스 바 프레임(210)이 변형되는 경우에도 배터리 셀(101)이 곧바로 버스 바 프레임(210)에 충돌하여 손상되는 것을 방지할 수 있거나 적어도 배터리 셀(101)이 손상될 때까지 걸리는 시간을 지연시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은 배터리 팩에 적용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈이 적용된 배터리 팩은, 배터리 팩을 전원으로서 포함하는 디바이스에 적용될 수 있다.
예를 들면, 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자 기기, 파워 툴(power tool), 전기 자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기 자동차, 플러그-인 하이브리드 전기 자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력 저장 장치일 수 있다. 전력 저장 장치는, 전력 수급 조절을 위한 스마트 그리드 시스템이나 전기 자동차의 충전소 등 여러 분야 및 장소에 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
100: 배터리 셀 조립체
200: 버스 바 조립체
210: 버스 바 프레임
211: 전극 리드 슬롯
212: 전극 리드 안내부
217, 218: 요홈부
220: 버스 바
300: 하우징

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체; 및
    상기 배터리 셀 조립체의 일단에 배치되며, 버스 바 프레임과, 상기 버스 바 프레임에 장착되는 버스 바를 포함하는 버스 바 조립체를 포함하고,
    상기 버스 바 프레임은, 상기 복수의 배터리 셀로부터 인출되는 복수의 전극 리드가 통과하여 외부로 노출되는 복수의 전극 리드 슬롯과, 상기 복수의 전극 리드를 상기 복수의 전극 리드 슬롯으로 각각 안내하는 복수의 전극 리드 안내부를 포함하고,
    상기 복수의 전극 리드 안내부 중 하나 이상은 물리적인 충격으로 인한 상기 버스 바 프레임의 변형 시 상기 배터리 셀의 적어도 일부가 위치되는 완충 공간을 제공하도록 상기 배터리 셀로부터 멀어지는 방향으로 오목하게 형성되는 요홈부를 구비하되,
    상기 요홈부는 상기 배터리 셀에서 발생한 가스를 수용하도록 구성되 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체; 및
    상기 배터리 셀 조립체의 일단에 배치되며, 버스 바 프레임과, 상기 버스 바 프레임에 장착되는 버스 바를 포함하는 버스 바 조립체를 포함하고,
    상기 버스 바 프레임은, 상기 복수의 배터리 셀로부터 인출되는 복수의 전극 리드가 통과하여 외부로 노출되는 복수의 전극 리드 슬롯과, 상기 복수의 전극 리드를 상기 복수의 전극 리드 슬롯으로 각각 안내하는 복수의 전극 리드 안내부를 포함하고,
    상기 복수의 전극 리드 안내부 중 하나 이상은 물리적인 충격으로 인한 상기 버스 바 프레임의 변형 시 상기 배터리 셀의 적어도 일부가 위치되는 완충 공간을 제공하도록 상기 배터리 셀로부터 멀어지는 방향으로 오목하게 형성되는 요홈부를 구비하되,
    상기 요홈부는 상기 배터리 셀의 팽창 시 상기 배터리 셀의 팽창에 의해 돌출되는 상기 배터리 셀의 일부를 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 요홈부는 상기 전극 리드 안내부의 길이 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 상기 복수의 전극 리드 안내부에 각각 형성되는 상기 복수의 요홈부는 일 방향으로 연속되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 요홈부의 내면은 만곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 삭제
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 전극 리드 안내부는 상기 전극 리드를 상기 전극 리드 슬롯으로 안내하도록 상기 전극 리드와 접촉하는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 1 내지 2 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 구비하는 배터리 팩.
  9. 청구항 8에 따른 배터리 팩을 구비하는 디바이스.
  10. 청구항 9항에 있어서,
    상기 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자 기기, 파워 툴(power tool), 전기 자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기 자동차, 플러그-인 하이브리드 전기 자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력 저장 장치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220045851A (ko) * 2020-10-06 2022-04-13 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
JP2024538303A (ja) * 2022-06-16 2024-10-18 エルジー エナジー ソリューション リミテッド エンドプレートアセンブリおよびそれを含む電池モジュール
KR20240040994A (ko) 2022-09-22 2024-03-29 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR20240072713A (ko) * 2022-11-17 2024-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 상하단 분리형 버스바프레임을 포함하는 배터리 모듈 및 이를 조립하는 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN213243054U (zh) 2020-10-10 2021-05-18 桑顿新能源科技有限公司 一种汇流排、汇流排组件、软包电池模组以及软包电池

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138709A1 (ko) * 2016-02-11 2017-08-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR102034208B1 (ko) * 2016-03-03 2019-10-18 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102117859B1 (ko) * 2016-12-23 2020-06-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN213243054U (zh) 2020-10-10 2021-05-18 桑顿新能源科技有限公司 一种汇流排、汇流排组件、软包电池模组以及软包电池

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