JP2024509132A - 放熱部材およびこれを含む電池パック - Google Patents

放熱部材およびこれを含む電池パック Download PDF

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Abstract

本発明の一実施例による放熱部材は、第１熱分散部および第２熱分散部を含む熱分散部材と、前記熱分散部材の外面に沿って形成される断熱部材と、前記第１熱分散部と前記第２熱分散部とが離隔した空間に形成される消火部材とを含む。

Description

［関連出願との相互参照］
本出願は、２０２１年１１月１５日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１５６８７１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。
本発明は、放熱部材およびこれを含む電池パックに関し、より具体的には、隣り合う電池モジュール間の熱伝播を防止しながらも効果的に熱が分散し、火炎の抑制が可能な放熱部材およびこれを含む電池パックに関する。
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大きな関心がもたれている。
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、自動車などのような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。
中大型電池モジュールは、できるだけ小さいサイズ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、容量に対する重量が小さい角型電池、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。
しかし、従来技術の電池パックは、複数の電池モジュールを備え、それぞれの電池モジュールの電池セルの一部に熱暴走が発生して、発火乃至爆発する場合、隣接した二次電池に熱または火炎が伝達されて２次爆発などが起こる場合があり、２次発火乃至爆発を防止するための努力が重ねられている。
これによって、電池パック内の一部の電池モジュールで発火乃至爆発時に隣接した電池モジュールに熱伝達されるのを防止しながらも、発生した熱が効果的に分散し、火炎の発生確率を減少させることができる放熱部材およびこれを含む電池パックを開発する必要がある。
本発明の解決しようとする課題は、隣り合う電池モジュール間の熱伝播を防止しながらも効果的に熱が分散し、火炎の発生確率を減少させる放熱部材およびこれを含む電池パックに関する。
しかし、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。
本発明の一実施例による放熱部材は、第１熱分散部および第２熱分散部を含む熱分散部材と、前記熱分散部材の外面に沿って形成される断熱部材と、前記第１熱分散部と前記第２熱分散部とが離隔した空間に形成される消火部材とを含む。
前記消火部材は、前記離隔した空間の全体または一部を満たすことができる。
前記消火部材は、消火薬剤と、前記消火薬剤を収容するケースとを含むことができる。
前記消火薬剤は、ＡＴＨ（Ａｌｕｍｉｎａ ｔｒｉｈｙｄｒａｔｅ）およびカリウム系消火薬剤のうち１種以上の消火薬剤を含むことができる。
前記ケースは、ポリプロピレン（ＰＰ、Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）素材、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）素材、ポリエチレン（ＰＥ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）素材およびアルミニウム（Ａｌ）素材のうち１種以上の素材を含むことができる。
前記消火部材は、前記離隔した空間に固定部材を介して結合される。
前記第１熱分散部および前記第２熱分散部は、それぞれ折曲されて延び、前記第１熱分散部および前記第２熱分散部が折曲される方向は、互いに反対方向であってもよい。
前記放熱部材は、前記第１熱分散部に形成される第１陥没部と、前記第２熱分散部に形成される第２陥没部と、前記第１陥没部および前記第２陥没部に形成される冷却部材とをさらに含むことができる。
前記放熱部材は、前記第１熱分散部に形成される第１湾入部と、前記第２熱分散部に形成される第２湾入部とをさらに含み、前記第１湾入部および前記第２湾入部は、互いに接触するように形成されて前記離隔した空間を形成することができる。
本発明の他の実施例による電池パックは、複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールのうち隣り合う電池モジュールの間に位置する放熱部材とを含み、前記放熱部材は、第１熱分散部および第２熱分散部を含む熱分散部材と、前記熱分散部材の外面に沿って形成される断熱部材と、前記第１熱分散部と前記第２熱分散部とが離隔した空間に形成される消火部材とを含む。
前記離隔した空間は、前記隣り合う電池モジュールの間に位置することができる。
前記消火部材は、前記離隔した空間の全体または一部を満たすことができる。
前記消火部材は、前記離隔した空間に固定部材を介して結合される。
前記断熱部材は、前記電池モジュールと接するように形成される。
前記第１熱分散部および前記第２熱分散部は、それぞれ折曲されて延び、前記第１熱分散部および前記第２熱分散部が折曲される方向は、互いに反対方向であってもよい。
本実施例による電池パックに含まれる前記放熱部材は、前記第１熱分散部に形成される第１湾入部と、前記第２熱分散部に形成される第２湾入部とをさらに含み、前記第１湾入部および前記第２湾入部は、互いに接触するように形成されて前記離隔した空間を形成することができる。
本実施例による電池パックに含まれる前記放熱部材は、前記第１熱分散部に形成される第１陥没部と、前記第２熱分散部に形成される第２陥没部と、前記第１陥没部および前記第２陥没部に形成される冷却部材とをさらに含むことができる。
本実施例による電池パックは、前記複数の電池モジュールを収容するパックフレームをさらに含み、前記冷却部材は、前記パックフレームの上部と接触できる。
本発明のさらに他の実施例による電池パックは、前記電池モジュールの下部と前記パックフレームの底部との間に形成される熱伝導性樹脂層をさらに含むことができる。
本実施例による電池パックは、前記熱伝導性樹脂層と前記パックフレームの底部との間に形成されるヒートシンクをさらに含むことができる。
実施例によれば、本発明は、放熱部材およびこれを含む電池パックにおいて、放熱部材に含まれている熱分散部材が断熱部材の間に位置し、各熱分散部材の間には離隔した空間が形成されることによって、電池モジュール間の熱伝播を防止しながらも効果的に熱が分散できる。
また、前記離隔した空間に形成される消火部材を含むことによって、火炎の発生確率を減少させ、火炎を抑制することができる。
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。
本発明の一実施例による放熱部材を示す斜視図である。 図１の放熱部材に含まれる熱分散部材を示す図である。 図２の熱分散部材の断面を示す図である。 図１の放熱部材に含まれる熱分散部材および消火部材が結合した様子を示す図である。 図４のＡ部分を拡大して示す図である。 図１の放熱部材に含まれる熱分散部材、消火部材および断熱部材が結合した様子を示す図である。 図６の熱分散部材、消火部材および断熱部材に冷却部材が結合して放熱部材が形成される様子を示す図である。 本発明の他の実施例による電池パックを示す図である。 本発明のさらに他の実施例による電池パックを示す図である。 図８および図９の電池パックに含まれる電池モジュールを示す斜視図である。
以下、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、本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、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。
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。
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ものに限定されない。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。
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは、他の部分の「直上に」ある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上に」あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。さらに、基準となる部分の「上に」あるというのは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の反対方向に向かって「上に」位置することを意味するのではない。
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。
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。
本出願で使用される第１、第２の用語は多様な構成要素を説明するのに使用できるが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。
以下、図１～図７を参照して、本発明の一実施例による放熱部材について説明する。
図１は、本発明の一実施例による放熱部材を示す斜視図である。図２は、図１の放熱部材に含まれる熱分散部材を示す図である。図３は、図２の熱分散部材の断面を示す図である。図４は、図１の放熱部材に含まれる熱分散部材および消火部材が結合した様子を示す図である。図５は、図４のＡ部分を拡大して示す図である。図６は、図１の放熱部材に含まれる熱分散部材、消火部材および断熱部材が結合した様子を示す図である。図７は、図６の熱分散部材、消火部材および断熱部材に冷却部材が結合して放熱部材が形成される様子を示す図である。
図１～図３を参照すれば、本実施例による放熱部材１００は、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２を含む熱分散部材１５０を含む。
熱分散部材１５０は、一体型で形成される第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２を含むことができる。この時、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２は、一部が互いに離隔するように形成される。したがって、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２との間には離隔した空間Ｇが形成される。
第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２は、それぞれ折曲されて延びることができ、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２が折曲される方向は、互いに反対方向であってもよい。具体的には、第１熱分散部１５１は、熱分散部材１５０（図３）の中央を基準として左側領域を意味するものであってもよく、第２熱分散部１５２は、右側領域を意味するものであってもよい。したがって、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の下端部から遠ざかることによって、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２は、折曲される部分を有することができる。したがって、このように折曲されることによって、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２は、互いに反対方向に折曲された延長部分を有することができる。
一方、図２および図３を参照すれば、本実施例による放熱部材１００は、第１熱分散部１５１に形成される第１陥没部１５６と、第２熱分散部１５２に形成される第２陥没部１５７とをさらに含むことができる。この時、第１陥没部１５６は、第１熱分散部１５１の前記折曲された延長部分に形成され、第２陥没部１５７は、第２熱分散部１５２の前記折曲された延長部分に形成されるものであってもよい。
また、放熱部材１００は、第１熱分散部１５１に形成される第１湾入部１５８と、第２熱分散部１５２に形成される第２湾入部１５９とをさらに含むことができる。この時、第１湾入部１５８と第２湾入部１５９は、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の前記下端部に隣接して形成される。
特に、第１湾入部１５８と第２湾入部１５９は、互いに接触するように形成され、第１湾入部１５８と第２湾入部１５９とが互いに接触することによって、第１熱分散部１５１または第２熱分散部１５２に伝達された熱が速やかに第２熱分散部１５２または第１熱分散部１５１に伝達される。つまり、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の前記下端部を通した熱伝達経路と共に、追加的な熱分散部材１５０内の熱伝達経路を形成できるようにすることによって、熱分散部材１５０の熱分散性能を向上させることができる。
また、第１湾入部１５８と第２湾入部１５９とが互いに接触することによって、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２との離隔した空間Ｇが形成される。したがって、離隔した空間Ｇは、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の前記下端部に隣接して形成される。離隔した空間Ｇは、第１湾入部１５８および第２湾入部１５９に隣接して形成されるものであってもよい。
一方、図６および図７を参照すれば、本実施例による放熱部材１００は、熱分散部材１５０の外面に沿って形成される断熱部材１３０を含む。具体的には、断熱部材１３０は、熱分散部材１５０の外面の一部に形成されるものであってもよい。より具体的には、断熱部材１３０は、熱分散部材１５０の外面のうち前記折曲された延長部分の下端外面に形成されるものであってもよい。
断熱部材１３０は、熱分散部材１５０の内面には形成されないものであってもよい。この時、熱分散部材１５０の第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２の間に形成される空間を熱分散部材１５０の内面と称することができる。したがって、断熱部材１３０は、熱分散部材１５０の内面には形成されない。これは、熱分散部材１５０の第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２との間の熱移動を円滑にできる。特に、断熱部材１３０は、一方の熱分散部１５１または１５２から移動した熱の熱伝播を遮断する役割を果たすことが可能なため、前記移動した熱が他方の熱分散部１５２または１５１に移動することを妨げる要素として作用しうる。そのため、本実施例による断熱部材１３０は、熱分散部材１５０の内面には形成されないことによって、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２の間の熱伝達を確保できる。
この時、断熱部材１３０が形成される部分は、後述する内容の通り、電池モジュール１０のモジュールフレーム１８と接触する部分であってもよい。したがって、断熱部材１３０の構成によって、電池モジュール１０の発火時、隣接した電池モジュール１０に熱伝達されるのを防止しながらも、発生した熱は効果的に分散できるようにする。
これとともに、図７を参照すれば、本実施例による放熱部材１００は、第１陥没部１５６および第２陥没部１５７に形成される冷却部材１７０をさらに含むことができる。この時、冷却部材１７０は、冷却パッドであってもよい。前記冷却パッドは、シリコン系またはアクリル系素材で形成される。具体的には、冷却パッドは、シリコンパッド、シリコンゴムパッド、シリコンポリマーパッドなどであってもよいし、アクリルパッド、アクリルポリマーパッドなどであってもよいが、これに制限されるわけではない。冷却部材１７０は、放熱部材１００の熱分散部材１５０から伝達された熱を冷却することができる。
また、熱分散部材１５０は、アルミニウム（Ａｌ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）などのような素材からなる。ただし、熱分散部材１５０の素材はこれに限定されるものではなく、熱伝導性の高い素材であれば本実施例に含まれる。
さらに、断熱部材１３０は、セラミック（ｃｅｒａｍｉｃ）素材を含むことができる。一例として、前記セラミック素材は、セラミックファイバー（ｃｅｒａｍｉｃ ｆｉｂｅｒ）のような素材からなる。ただし、断熱部材１３０の素材はこれに限定されるものではなく、断熱性の高い素材であれば本実施例に含まれる。
このような構造により放熱部材１００の間に形成される電池モジュール間の熱伝播を防止しながらも熱を効果的に分散させる効果を達成することができる。この時、モジュール内の火炎発生の危険性が増加したり、または火炎が発生する場合、これを鎮圧および抑制し、未然に火炎の発生確率を減少させる構造の必要性も浮上した。
したがって、図１および図４を参照すれば、本実施例による放熱部材１００は、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２との間の離隔した空間Ｇに形成される消火部材１９０を含む。消火部材１９０は、離隔した空間Ｇの全体または一部を満たすことができる。図４および図５では、離隔した空間Ｇの全体を満たす一例を示したが、離隔した空間Ｇの一部を満たす消火部材１９０も本発明に含まれる。
この時、図５を参照すれば、消火部材１９０は、固定部材１９５を介して離隔した空間Ｇに固定される。固定部材１９５は、消火部材１９０を離隔した空間Ｇ上に固定させるために接着性を有することができ、具体的には、両面接着性を有することができる。この時、固定部材１９５は、イミドテープを含むことができる。
固定部材１９５は、離隔した空間Ｇに形成され、具体的には、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２の内側面と消火部材１９０との間に形成される。固定部材１９５は、消火部材１９０の側面に形成され、側面の一部または全体を覆うように形成される。固定部材１９５によって離隔した空間Ｇに安定的に消火部材１９０が形成および固定される。
また、消火部材２００は、消火薬剤と、前記消火薬剤を収容するケース１９０ａとを含むことができる。したがって、前記消火薬剤は、ケース１９０ａの内部に収容された状態で存在し、高温発生時、外部に流出して化学反応が進行することによって、火炎の消火および抑制を可能にする。これとともに、固定部材１９５は、消火部材１９０のケース１９０ａと接触するものであってもよい。
ケース１９０ａは、高分子素材を含むことができ、具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ、Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）素材、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）素材、ポリエチレン（ＰＥ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）素材およびアルミニウム（Ａｌ）素材のうち１種以上の素材を含むことができ、ケース１９０ａは、高温発生時、消火薬剤の外部流出のために、高温の環境で溶融する素材であれば制限なく選択可能である。また、ケース１９０ａの形態は、カプセル形態またはパウチ形態であってもよい。
前記消火薬剤は、ＡＴＨ（Ａｌｕｍｉｎａ ｔｒｉｈｙｄｒａｔｅ、Ａｌ２Ｏ３・３Ｈ２Ｏ）およびカリウム系消火薬剤のうち１種以上の消火薬剤を含むことができ、より具体的には、ＡＴＨまたは炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）を含むことができる。この時、ＡＴＨは、高温環境で熱を吸収して蒸気を発生させることによって、火炎の発生確率を減少させ、火炎発生時、これを抑制および消火できる。
したがって、本実施例による放熱部材１００は、熱分散部材１５０および断熱部材１３０を含むことで熱伝播を防止しながらも効果的に熱を分散させる構造であると同時に、消火部材１９０を含むことによって、火炎の発生確率の減少および火炎の抑制効果を達成することができる。
以下、図８～図１０を参照して、本発明の他の実施例による電池パックについて説明する。本実施例による電池パックは、後述のように放熱部材を含むので、上記で説明した放熱部材の内容をすべて含むことができる。
図８は、本発明の他の実施例による電池パックを示す図である。図９は、本発明のさらに他の実施例による電池パックを示す図である。図１０は、図８および図９の電池パックに含まれる電池モジュールを示す斜視図である。
図８～図１０を参照すれば、本実施例による電池パック１０００は、複数の電池モジュール１０と、複数の電池モジュール１０を収容するパックフレーム１１００と、複数の電池モジュール１０のうち隣り合う電池モジュール１０の間に位置する放熱部材１００とを含む。
まず、図１０を参照すれば、本実施例による電池パック１０００に含まれる電池モジュール１０は、複数の電池セル１１が予め設定された方向に沿って積層された後、モジュールフレーム１８に装着される。複数の電池セル１１はその種類に特別な制限がないので、パウチ型二次電池または角型二次電池であってもよい。また、電池モジュール１０は、複数の電池セル１１の前後面をカバーするエンドプレート１５をさらに含むことができる。
この時、放熱部材１００は、上記で述べた特徴をすべて含む放熱部材１００であってもよい。つまり、放熱部材１００は、熱分散部材１５０を含み、熱分散部材１５０は、一体型で形成される第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２を含むことができる。この時、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２は、一部が互いに離隔するように形成される。したがって、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２との間には空間が形成されて、離隔した空間Ｇが形成される。
また、放熱部材１００は、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２との間の離隔した空間Ｇに形成される消火部材１９０を含む。消火部材１９０は、離隔した空間Ｇの全体または一部を満たすことができる。
消火部材１９０は、固定部材１９５を介して離隔した空間Ｇに固定される。固定部材１９５は、消火部材１９０を離隔した空間Ｇ上に固定させるために接着性を有することができ、具体的には、両面接着性を有することができる。この時、固定部材１９５は、イミドテープを含むことができる。
固定部材１９５は、離隔した空間Ｇに形成され、具体的には、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２の内側面と消火部材１９０との間に形成される。固定部材１９５は、消火部材１９０の側面に形成され、側面の一部または全体を覆うように形成される。
また、消火部材２００は、消火薬剤と、前記消火薬剤を収容するケース１９０ａとを含むことができる。したがって、前記消火薬剤は、ケース１９０ａの内部に収容された状態で存在し、高温発生時、外部に流出して化学反応が進行することによって、火炎の消火および抑制を可能にする。
ケース１９０ａは、高分子素材を含むことができ、具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ、Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）素材、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）素材、ポリエチレン（ＰＥ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）素材およびアルミニウム（Ａｌ）素材のうち１種以上の素材を含むことができ、ケース１９０ａは、高温発生時、消火薬剤の外部流出のために、高温の環境で溶融する素材であれば制限なく選択可能である。また、ケース１９０ａの形態は、カプセル形態またはパウチ形態であってもよい。
前記消火薬剤は、ＡＴＨ（Ａｌｕｍｉｎａ ｔｒｉｈｙｄｒａｔｅ、Ａｌ２Ｏ３・３Ｈ２Ｏ）およびカリウム系消火薬剤のうち１種以上の消火薬剤を含むことができ、より具体的には、ＡＴＨまたは炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）を含むことができる。この時、ＡＴＨは、高温環境で熱を吸収して蒸気を発生させることによって、火炎の発生確率を減少させ、火炎発生時、これを抑制および消火できる。
特に、後述する内容の通り、消火部材１９０は、離隔した空間Ｇに形成されることによって、隣り合う電池モジュール１０の間に位置する。そのため、火炎の発生確率を減少させることによって隣接する電池モジュールの安全性を向上させることはもちろん、火炎が発生した場合、速やかに消火部材１９０から消火薬剤が排出されて火炎を抑制することができる。したがって、消火部材１９０を介して電池モジュール１０および電池パック１０００の安全性を非常に向上させることができる。
一方、放熱部材１００の第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２は、それぞれ折曲されて延びることができ、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２が折曲される方向は、互いに反対方向であってもよい。具体的には、第１熱分散部１５１は、熱分散部材１５０（図３）の中央を基準として左側領域を意味するものであってもよく、第２熱分散部１５２は、右側領域を意味するものであってもよい。したがって、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の下端部から遠ざかることによって、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２は、折曲される部分を有することができる。また、このように折曲されることによって、第１熱分散部１５１および第２熱分散部１５２は、互いに反対方向に折曲された延長部分を有することができる。
この時、前記のように互いに反対方向に折曲された延長部分は、電池モジュール１０の上部に隣接するように電池パック１０００内に位置することができる。つまり、放熱部材１００は、熱分散部材１５０の前記折曲された延長部分が電池モジュール１０の上部に隣接するように一対の電池モジュール１０の間に挿入固定されるものであってもよい。
一方、本実施例による放熱部材１００は、第１熱分散部１５１に形成される第１陥没部１５６と、第２熱分散部１５２に形成される第２陥没部１５７とをさらに含むことができる。この時、第１陥没部１５６は、第１熱分散部１５１の前記折曲された延長部分に形成され、第２陥没部１５７は、第２熱分散部１５２の前記折曲された延長部分に形成されるものであってもよい。特に、第１陥没部１５６および第２陥没部１５７は、電池モジュール１０の上部に隣接するように形成されるものであってもよい。
また、放熱部材１００は、第１熱分散部１５１に形成される第１湾入部１５８と、第２熱分散部１５２に形成される第２湾入部１５９とをさらに含むことができる。この時、第１湾入部１５８と第２湾入部１５９は、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の前記下端部に隣接して形成される。つまり、第１湾入部１５８および第２湾入部１５９は、一対の電池モジュール１０の間に位置するように形成され、より具体的には、電池モジュール１０のモジュールフレーム１８の側面部に隣接するように形成される。
この時、第１湾入部１５８と第２湾入部１５９は、互いに接触するように形成されて第１湾入部１５８と第２湾入部１５９とが互いに接触することによって、第１熱分散部１５１または第２熱分散部１５２に伝達された熱が速やかに第２熱分散部１５２または第１熱分散部１５１に伝達される。つまり、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の前記下端部を通した熱伝達経路と共に、前記接触により熱分散部材１５０内の追加的な熱伝達経路を形成できるようにすることによって、熱分散部材１５０の熱分散性能を向上させることができる。
また、第１湾入部１５８と第２湾入部１５９は、互いに接触するように形成されて第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２との間の離隔した空間Ｇが形成されるものであってもよい。したがって、離隔した空間Ｇは、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の前記下端部に隣接して形成される。離隔した空間Ｇは、第１湾入部１５８および第２湾入部１５９に隣接して形成されるものであってもよい。
この時、第１熱分散部１５１と第２熱分散部１５２とが一体化される熱分散部材１５０の前記下端部は、一対の互いに隣り合う電池モジュール１０の間に挿入固定される。したがって、上記で説明したように、離隔した空間Ｇおよび離隔した空間Ｇに形成される消火部材１９０も、隣り合う電池モジュール１０の間に形成されるものである。
また、熱分散部材１５０は、アルミニウム（Ａｌ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）などのような素材からなる。ただし、熱分散部材１５０の素材はこれに限定されるものではなく、熱伝導性の高い素材であれば本実施例に含まれる。
一方、本実施例による放熱部材１００は、第１陥没部１５６および第２陥没部１５７に形成される冷却部材１７０をさらに含むことができる。この時、冷却部材１７０は、冷却パッドであってもよい。冷却部材１７０は、放熱部材１００の熱分散部材１５０から伝達された熱を冷却することができる。また、本実施例による冷却部材１７０は、パックフレーム１１００の上部１１００ａと接触できる。より具体的には、冷却部材１７０は、パックフレーム１１００の上部１１００ａの内側面と接触できる。したがって、電池モジュール１０内の発火時、熱エネルギーが迅速に放熱部材１００およびパックフレーム１１００の上部１１００ａを通して伝達されて外部に放出できる。
一方、本実施例による放熱部材１００は、熱分散部材１５０の外面に沿って形成される断熱部材１３０を含む。具体的には、断熱部材１３０は、熱分散部材１５０の外面の一部に形成されるものであってもよい。より具体的には、断熱部材１３０は、熱分散部材１５０の外面のうち前記折曲された延長部分の下端外面に形成されるものであってもよい。
また、断熱部材１３０は、セラミック（ｃｅｒａｍｉｃ）素材を含むことができる。一例として、前記セラミック素材は、セラミックファイバー（ｃｅｒａｍｉｃ ｆｉｂｅｒ）のような素材からなる。ただし、断熱部材１３０の素材はこれに限定されるものではなく、断熱性の高い素材であれば本実施例に含まれる。
また、本実施例によれば、放熱部材１００の断熱部材１３０は、熱分散部材１５０および電池モジュール１０の間に形成される。より具体的には、一対の電池モジュール１０のうち１つの電池モジュール１０の一側面は、断熱部材１３０と接し、一対の電池モジュール１０のうち他の１つの電池モジュール１０の一側面も、断熱部材１３０と接することができる。したがって、断熱部材１３０は、電池モジュール１０と接するように形成されるものである。
これによって、本実施例において、一部の電池モジュールで発火または爆発時、隣接した電池モジュール１０間の熱転移が放熱部材１００の断熱部材１３０によって遮断可能で、隣接した電池モジュール１０間の熱伝播による連続的な発火または爆発を防止することができる。また、電池モジュール１０および電池パック１０００内の火炎発生時、放熱部材１００の消火部材１９０によって抑制可能であり、消火部材１９０を介して火炎の発生確率も減少させることができる。
これとともに、図９を参照すれば、本発明のさらに他の実施例による電池パック１０００は、電池モジュール１０の下部とパックフレーム１１００の底部１１００ｂとの間に形成される熱伝導性樹脂層１２００をさらに含むことができる。また、電池パック１０００は、熱伝導性樹脂層１２００とパックフレーム１１００の底部１１００ｂとの間に形成されるヒートシンク１３００をさらに含むことができる。したがって、電池モジュール１０で発生する熱は、放熱部材１００だけでなく、熱伝導性樹脂層１２００およびヒートシンク１３００を通してパックフレーム１１００の底部１１００ｂに伝達されて外部に放出できる。
前記電池パックは、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、電池モジュールを用いることが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。
以上、本発明の好ましい実施例について図示および説明したが、本発明は上述した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該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よって多様な変形実施が可能であることはもちろんであり、このような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。
１０：電池モジュール
１００：放熱部材
１３０：断熱部材
１５０：熱分散部材
１５１：第１熱分散部
１５２：第２熱分散部
１５６：第１陥没部
１５７：第２陥没部
１５８：第１湾入部
１５９：第２湾入部
１７０：冷却部材
１９０：消火部材
１０００：電池パック
１１００：パックフレーム
１１００ａ：パックフレーム１１００の上部
１１００ｂ：パックフレーム１１００の底部
１２００：熱伝導性樹脂層
１３００：ヒートシンク

Claims (20)

  1. 第１熱分散部および第２熱分散部を含む熱分散部材と、
    前記熱分散部材の外面に沿って形成される断熱部材と、
    前記第１熱分散部と前記第２熱分散部とが離隔した空間に形成される消火部材とを含む放熱部材。
  2. 前記消火部材は、前記離隔した空間の全体または一部を満たす、請求項１に記載の放熱部材。
  3. 前記消火部材は、
    消火薬剤と、
    前記消火薬剤を収容するケースとを含む、請求項１に記載の放熱部材。
  4. 前記消火薬剤は、ＡＴＨ（Ａｌｕｍｉｎａ ｔｒｉｈｙｄｒａｔｅ）およびカリウム系消火薬剤のうち１種以上の消火薬剤を含む、請求項３に記載の放熱部材。
  5. 前記ケースは、ポリプロピレン（ＰＰ、Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）素材、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）素材、ポリエチレン（ＰＥ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）素材およびアルミニウム（Ａｌ）素材のうち１種以上の素材を含む、請求項３に記載の放熱部材。
  6. 前記消火部材は、前記離隔した空間に固定部材を介して結合される、請求項１～５のいずれか一項に記載の放熱部材。
  7. 前記第１熱分散部および前記第２熱分散部は、それぞれ折曲されて延び、
    前記第１熱分散部および前記第２熱分散部が折曲される方向は、互いに反対方向である、請求項１に記載の放熱部材。
  8. 前記第１熱分散部に形成される第１陥没部と、
    前記第２熱分散部に形成される第２陥没部と、
    前記第１陥没部および前記第２陥没部に形成される冷却部材とをさらに含む、請求項１に記載の放熱部材。
  9. 前記第１熱分散部に形成される第１湾入部と、
    前記第２熱分散部に形成される第２湾入部とをさらに含み、
    前記第１湾入部および前記第２湾入部は、互いに接触するように形成されて前記離隔した空間を形成する、請求項１に記載の放熱部材。
  10. 複数の電池モジュールと、
    前記複数の電池モジュールのうち隣り合う電池モジュールの間に位置する放熱部材とを含み、
    前記放熱部材は、
    第１熱分散部および第２熱分散部を含む熱分散部材と、
    前記熱分散部材の外面に沿って形成される断熱部材と、
    前記第１熱分散部と前記第２熱分散部とが離隔した空間に形成される消火部材とを含む電池パック。
  11. 前記離隔した空間は、前記隣り合う電池モジュールの間に位置する、請求項１０に記載の電池パック。
  12. 前記消火部材は、前記離隔した空間の全体または一部を満たす、請求項１０に記載の電池パック。
  13. 前記消火部材は、前記離隔した空間に固定部材を介して結合される、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の電池パック。
  14. 前記断熱部材は、前記電池モジュールと接するように形成される、請求項１０に記載の電池パック。
  15. 前記第１熱分散部および前記第２熱分散部は、それぞれ折曲されて延び、
    前記第１熱分散部および前記第２熱分散部が折曲される方向は、互いに反対方向である、請求項１０に記載の電池パック。
  16. 前記第１熱分散部に形成される第１湾入部と、
    前記第２熱分散部に形成される第２湾入部とをさらに含み、
    前記第１湾入部および前記第２湾入部は、互いに接触するように形成されて前記離隔した空間を形成する、請求項１０に記載の電池パック。
  17. 前記第１熱分散部に形成される第１陥没部と、
    前記第２熱分散部に形成される第２陥没部と、
    前記第１陥没部および前記第２陥没部に形成される冷却部材とをさらに含む、請求項１０に記載の電池パック。
  18. 前記複数の電池モジュールを収容するパックフレームをさらに含み、
    前記冷却部材は、前記パックフレームの上部と接触する、請求項１７に記載の電池パック。
  19. 前記電池モジュールの下部と前記パックフレームの底部との間に形成される熱伝導性樹脂層をさらに含む、請求項１８に記載の電池パック。
  20. 前記熱伝導性樹脂層と前記パックフレームの底部との間に形成されるヒートシンクをさらに含む、請求項１９に記載の電池パック。
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