KR100316403B1 - 전기 자동차/하이브리드 전기자동차용 리튬 폴리머 전지 - Google Patents

전기 자동차/하이브리드 전기자동차용 리튬 폴리머 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차에 전원을 공급하는 폴리머 전지 특히 전지모듈 및 전지 팩에 관한 것으로서, 내부에 상부로 개방된 직육면 공간부를 형성하는 플라스틱 케이스, 공간부에 횡방향으로 배열 내장되는 다수개의 폴리머 단위전지, 단위전지 사이에 끼워져 서로 간격을 형성하는 플라스틱 스페이서, 플라스틱 케이스의 상부 개방부위에 씌워지며 상부에 폴리머 단위전지를 연결하여 전원을 출력하는 음양 출력단자가 돌출 형성되는 플라스틱 상부 커버를 포함하는 특징이 있으며, 이러한 본 발명에 의하면 각 단위전지간에 끼워진 플라스틱 스페이서에 의해 단위전지 냉각을 위한 공기흐름이 형성되므로 효과적인 열관리가 이루어지게 되어 단위전지내의 온도 편차에 따른 전지 모듈 및 전지 팩의 수명 및 성능 저하를 극복할 수 있게 됨은 물론 내부압력 등에 의해 부과되는 구조를 없앨 수 있게 되므로 전체구조를 간소화시켜 에너지 밀도를 높일 수 있게 되는 것이다.

Description

전기 자동차/하이브리드 전기자동차용 리튬 폴리머 전지{Lithium polymer battery for electric vehicle or hybrid electric vehicle}
본 발명은 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차용 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이스(Case)가 알루미늄 박판으로 구성된 리튬 폴리머 단위전지를 외부의 공기가 원활히 통할 수 있도록 구성된 플라스틱 케이스 안에 여러 개를 배열하여 고용량(50Ah∼150Ah), 고전압(10V∼20V)의 전지를 구성하여 차량에 장착을 용이하게 하는 것이다.
특히, 본 발명은 단위전지간에 스페이서(Spacer)를 존재하게 하여 외부에서 흐르는 공기에 의해서 단위 전지의 방열 및 단위전지 사이의 온도편차를 최소로 하여 온도 편차에 따른 성능 저하 및 단위 전지간 성능 편차에 따른 수명 및 성능 저하를 극복할 수 있도록 한 고용량 및 고전압을 필요로 하는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차와 같은 시스템에 사용하기 위하여 단위 전지를 가지고 리튬 폴리머전지의 고용량 또는 고전압 전지를 구성하는 것에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전기자동차는 현재 주류를 이루고 있는 내연기관이 장착된 차량이 가지고 있는 제반문제점 중 환경문제를 근본적으로 해결할 수 있는 자동차로서 배기가스 발생이 없는 것이 그 특징이다.
즉, 상기와 같이 전기자동차는 차량의 추진력을 종래와 같이 연료의 연소작용에 의해서 얻는 것이 아니라, 충전된 전지로부터 제공되는 전력에 의해서 얻도록 되어 있어서, 내연기관의 작동시 발생되는 배기가스가 발생되지 않는다는 것이다.
따라서 전기자동차에서 자동차의 주행에 필요한 힘을 제공하기 위한 전지는 필수적이며, 가솔린 자동차와 같은 충분한 주행거리 및 동력 성능을 가지기 위해서는 전지의 성능이 관건이다.
전기자동차의 주행거리는 차량에 탑재된 전지의 총에너지에 의해서 결정되며, 총에너지는 탑재된 전지의 용량 및 전압에 의해서 결정된다. 차량의 경우 전지 탑재 공간이 한정되어 있고, 전지가 보통 차량 무게의 30%∼40%를 차지하고 있으므로, 단위부피당 전기에너지 및 단위 무게당 전기에너지가 전기자동차용 전지에서 중요한 요소가 된다. 보통 납전지의 경우 30Wh/kg으로 50mile이내에 짧은 주행거리를 가지고 있으며, 70∼80Wh/kg의 에너지 밀도를 가지는 Ni-MH 전지의 경우 100mile정도의 주행거리를 가지는 문제점이 있다. 따라서 주행거리를 증가시키기 위해서 에너지밀도가 높은 Li계 2차 전지의 전기자동차용 개발이 진행중이다. Li계 2차 전지는 액상의 전해질을 가지는 Li-이온(ion) 전지, 고상의 전해질을 가지는 폴리머(Polymer)전지로 나뉘며, 현재 Li-이온 전지의 경우 일본의 소니(Sony)와 닛산(Nissan)에서 차량에 탑재하고 있는 실정이다. 상온에서 작동하는 Li 폴리머 전지는 현재 1Ah 급이 셀롤러 폰(Cellular phone)용으로 사용화되고 있으며, 에너지밀도가 130∼140Wh/kg 으로 Ni-MH 전지의 2배정도이며, 현재 5Ah급 노트북용이 개발되고 있다. 에너지밀도가 Ni-MH의 2배 정도이므로 차량에 적용시 200 mile의 주행거리가 예상되어 주행거리 문제가 해결 가능한 에너지 저장수단이다. 따라서전기자동차용 전원으로 사용되기 위해서는 용량을 50∼150Ah 급까지 증가한 고용량전지의 개발이 요구되고 있다. 또한 셀롤러 폰 및 노트북용의 경우 3.6V∼7.2V의 저전압을 요구하지만, 차량용의 경우 300V 이상의 고전압을 요구하므로 차량용으로 사용되기 위해서는 고전압화가 가능하도록 단위 전지간 연결이 용이하고 취급이 간단하도록 전지가 설계되어야 한다.
일반적으로 전기를 충전 및 방전할 수 있는 한 개의 단위전지가 취급할 수 있는 전압 및 용량은 낮으므로 차량에서 요구되는 전압 및 용량을 맞추기 위해서 단위전지를 이용하여 고전압화 및 고용량화가 필요하다. 납전지 및 Ni-Cd 또는 Ni-MH와 같은 알칼리 전지와 같이 수용액을 전해질로 사용하는 전지계는 물분해에 의한 가스발생으로 내압성을 가지는 구조로 케이스의 두께가 두꺼워 단위부피당 에너지가 저하되며, 스테인레스 스틸(Stainless steel)재질을 사용할 경우 두께는 0.5mm 이하가 가능하나 밀도가 7.8g/cc 로 높아 단위 중량당 에너지가 저하되는 문제가 존재한다. 따라서 에너지밀도를 희생하지 않고 고용량화를 달성하기 위해서 단위전지 자체의 고용량화가 필요하며, 이 경우 단위전지를 구성하는 극판 중 내부극판의 경우 열적으로 열악한 문제를 가지게 되는 문제점이 있다.
도 1은 Ni-MH 단위 전지 11개를 직렬로 연결되어 장착 및 취급을 용이하게 한 전지모듈(100)을 도시한 것으로, 일렬로 배열된 다수의 단위전지(110)의 내압에 견디면서 방열특성을 가지도록 설계된 엔드 플레이트(End plate; 120)와 이를 지지하는 스테인레스 스틸 밴드(stainlesssteel band; 130)구조로 되어있다.
또한 단위전지(110)는 도 2에 도시되는 바와 같이, MH와 Ni(OH)2로 이루어진 음극판(112)과 양극판(113)을 각각 20매 정도를 병렬 배열한 극판군과 음양단자(114)(115)를 갖는 리드조립체(Lid assembly; 116)에 용접 또는 볼팅에 의해 연결된 다음 캔(Can; 111)에 내장되어 용접되는 구조로 이루어져 있으며, 리드 조립체(116)의 중심부에는 캔(111) 내부의 가스가 위험 수준을 초과할 경우 배출시키기 위한 벤트구조(117)가 구비되어 있다. Ni-MH 전지는 수용액의 전해액을 사용하므로 이론적으로 가스가 발생하고 작동 압력이 보통 50∼70 psig정도 되므로 이러한 내압특성을 견디도록 캔이 설계되어야 하며, 이 때문에 하나의 캔에 많은 극판을 삽입하여 고용량화를 달성해야 에너지밀도의 희생이 최소화되나, 극판군중 중간에 위치한 극판의 열적 특성이 약한 단점이 존재한다.
현재 전기자동차의 경우 15∼60kWh 정도의 에너지가 요구되며, 이 경우 전지의 전기 용량 및 전압은 각각 50∼150Ah, 300V∼400V 정도이므로 이를 만족하기 위해서는 단위전지의 고용량화 및 고전압화가 필요하다. 단위전지의 고용량화가 현재 가능한 납전지나 Ni-MH전지의 경우 50∼150Ah급의 단위전지를 제작하고 이를 고전압화하기 위해서 단위전지(110)를 240∼260개 정도 직렬연결해야 한다. 따라서 취급 및 연결을 용이하게 하기위해서 단위전지를 10∼11개 정도 직력로 연결하여 모듈(Module; 100)을 구성한 후 이를 24∼27개를 직렬로 연결하여 15∼60kWh급의 전지 팩(Pack)을 구성하게 된다. 이와 마찬가지로 Li-폴리머 전지도 전기 자동차에 이용되기 위해서는 상기와 같은 고전압 및 고용량이 필요하며, 현재 5Ah급의 소용량 전지이므로 이를 고용량화 및 고전압화하기 위한 전지 구성이 해결되어야 하는 문제가 있다. 액상의 전해질을 사용하는 Li-이온전지와 달리 고상 및 액상의 중간형태를 띄는 전해질을 사용하는 Li-폴리머 전지의 고용량화에는 전해액 주입을 위한 추출 이온의 문제 및 고용량화시 중앙에 위치하는 극판의 열적인 문제등의 여러 기술적인 문제가 있어서 두께가 4∼6mm정도의 5Ah급 정도가 현재 개발되고 있는 실정이다. 고용량 Ni-MH 전지의 케이스는 상대적으로 무거운 스테인레스스틸을 사용하여 무게분율이 20%나 되는 단점이 있는 반면 Li-폴리머전지는 가벼운 알루미늄 박판을 사용하여 케이스가 차지하는 무게분율이 5% 이내로 가벼워 단위무게당 에너지저장에 있어서 유리한 장점을 가지고 있다.
또한 전기자동차에 사용되는 전지계의 전압은 300V이상의 고전압으로 구성되므로 개별 단위전지 수백개의 열적 관리가 전지 수명 및 특성을 크게 좌우하므로 효과적인 열적관리가 필요하다. Ni-MH 전지의 경우, 23∼27개의 전지 모듈(100)로 팩이 구성되며, 이 경우 모듈간의 온도 편차 및 모듈내의 단위전지(110)간의 온도편차가 존재하여 팩내의 전지간 성능 편차가 생겨 전지 팩의 수명 및 성능을 저하시키는 문제가 있다.
하이브리드 전기자동차의 경우 요구되는 전압은 전기자동차와 비슷하나, 직렬형 또는 병렬형에 용량의 차이가 있다. 직렬형의 경우 전기자동차와 비슷한 고용량이 요구되나, 출력보조형의 병렬형의 경우 5∼20Ah급의 소용량의 전지가 필요하며, 이 경우 특히 열적 관리가 중요하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 소용량 Li-폴리머전지를 이용하여 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차용의 고용량, 고전압을 가지는 전지 구성 방법 및 단위전지간에 공기의 흐름을 효과적으로 하기위해서 삽입된 스페이서에 의해서 단위전지내 온도편차에 따른 전지 모듈 및 전지 팩의 수명 및 성능 저하를 극복할 수 있도록한 전지 팩을 구성하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 전기 자동차용 Ni-HM 전지 모듈을 보인 사시도
도 2는 도 1에 도시된 Ni-HM 단위전지를 보인 부분 절개 사시도
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 전기 자동차용 대용량 폴리머 전지를 보인 분해 사시도
도 4는 도 2에 도시된 폴리머 단위전지의 배열상태를 부분 발췌 보인 사시도
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 전기 자동차용 11.4V 80~100 Ah급 대용량 전지 모듈을 보인 분해 사시도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 대용량 폴리머 전지 2 : 폴리머 전지 모듈
10, 50 : 플라스틱 케이스 11 : 공간부
20, 60 : 폴리머 단위전지 21 : 알루미늄 호일 케이스
25, 65 : 음단자 26, 66 : 양단자
30, 70 : 플라스틱 스페이서 40, 80 : 플라스틱 상부 커버
41, 81 : 음출력단자 42, 82 : 양출력단자
43, 83 : 음접속바 54, 84 : 양접속바
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 Li-폴리머 전지를 Ni-MH전지와 동일한 방법으로 고용량화시 열적 문제 및 기타 문제점을 가지고 있으나, 케이스가 전체 무게의 20%를 차지하는 Ni-MH전지 대비, 케이스가 차지하는 무게분율이 5% 이내로 가볍고, 열 방출효율이 우수한 알루미늄 케이스를 사용하는 장점을 이용하여 고용량화시 Ni-MH 전지와 같이 하나의 케이스에 극판을 병렬로 많이 삽입하여 50∼150Ah급의 전지를 만드는 대신 케이스의 무게분율이 크지 않고 열적특성을 감안하여 현 5Ah급의 전지를 사용하여 50∼150Ah급의 고용량화를 이루는 방법 및 이를 토대로하여 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차에 탑재 및 취급을 간단하게 하기위한 Module화 방안을 제공하는 것이다.
고용량화 및 고용량화시 발생하는 열적인 문제를 해결하기 위해서 소용량의 단위 전지를 외부의 공기가 흐를 수 있도록 양 측면, 전 후면 및 상하에 구멍이 뚤려있는 구조로된 플라스틱 케이스에 원하는 용량 및 전압을 얻기 위해서 필요한 여러 개의 단위전지를 병렬 또는/및 직렬 연결이 가능하도록 일렬로 삽입한 후 단위전지간에 공기가 흐를 수 있도록 플라스틱 스페이서가 삽입되도록 한 후, 음양 출력단자가 사출 성형된 플라스틱 덮개에 용접 또는 볼팅 방법에 의해서 단위전지의 단자를 연결하여 구성된 전기자동차용 또는 하이브리드 전기자동차용 리튬 폴리머 전지의 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부 도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
<실시예1>
도 3은 본 발명의 실시예 1로서, 4∼6Ah 급의 소용량 Li 폴리머 전지를 이용하여 3.8V , 80∼100Ah 급 고용량 리튬폴리머 전지(1)를 보인 것이다. 이 고용량 폴리머전지(1)는 외체를 형성하는 플라스틱 케이스와 다수개의 폴리머 단위전지(20)와 플라스틱 스페이서(30) 및 플라스틱 상부 커버(40)을 포함하여 구성된 것으로서, Ni-MH 전지와 같이 하나의 케이스에 극판을 삽입하여 고용량화시 발생하는 문제점을 해결하면서 에너지 밀도의 큰 희생없이 고용량화가 가능한 구조이다.
부연하면, 케이스(10)의 내부에는 폴리머 단위전자(20)의 폭과 대응하는 폭을 가지며, 외부의 공기가 공급될 수 있도록 전 후 양측면 또는 상 하면에 모두 구멍이 뚤려있는 구조로서 단순히 전지를 지지하여 모양을 유지할 수 있는 구조로 이루어진다. 고용량 전지(1)내의 폴리머 단위전지(20)는 3.8V∼4.6Ah 급으로서 도 4에 도시되는 바와 같이, 음단자(25)를 가지는 음전극판(22)과 양단자(26)를 가지는 양전극판(23) 및 폴리머 전해질막(24)으로 구서된 극판군을 알루미늄 호일 케이스(21)에 삽입하여 음단자(25) 및 양단자(26)를 돌출되는 구조로 밀봉하여 이루어진다.
또한, 폴리머 단위전지(20)는 두께(t)가 4∼6mm이고 폭(w)이 100∼150mm이며, 높이(L)가 100∼150mm로 이루어져 다수개가 플라스틱 케이스(10)의 공간부(11)에 도면상과 같이 좌우로 배열된다. 이때 각각의 음단자(25)와 양단자(26)는 같은 방향으로 위치된다. 예를들어 모든 음단자(25)가 후방에 위치되면 모든 양단자(26)는 전방에 위치된다.
또한, 외부의 공기가 원활히 흘러 단위전지(20)의 방열을 용이하게 하기 위해서, 케이스(10)의 양측면 및 앞뒷면은 유통구멍(10b)(10b)이 관통 구조로 형성되고, 상하면은 음양접속바(43)(44)사이에 유통구멍(40a)이 관통 구조로 형성된다.
플라스틱 스페이서(30)는 폴리머 단위전지(20)사이로 냉각용 공기의 흐름이 형성되도록 폴리머 단위전지(20)간에 끼워져 1mm 의 틈(G)을 형성하게 된다. 또한, 스페이서(30)는 상측과 하측에 위치되어 상하 배열관계를 안정적으로 유지시키게 되며, 스페이서의 크기는 폴리머 단위전지(20)의 폭(w)과 동일하게 하여 전후 방향의 공기 흐름을 가능하게 하거나, 폭보다 작은 것을 여러 개 배치하여 공기의 전후 방향 및 상하 방향의 흐름을 가능하게 하는 구조가 가능하다.
플라스틱 상부 커버(40)는 플라스틱 케이스(10)의 상부에 씌어지는 구조로 이루어지며, 하부면에는 폴리머 단위전지(20)를 병렬로 연결하는 구조가 형성된다. 즉, 각 음단자(25)를 일렬로 연결하고 각 양단자(26)를 일렬로 연결하는 Pb-Sn합금 표면처리된 구리 음접속바(43) 및 양접속바(44)가 플라스틱 상부커버(40)에 용접에의해서 연결되고, 커버(40)의 상부면 양측단에는 음접속바(43) 및 양접속바(44)와 각각 연결되는 음출력단자(41) 및 양출력단자(42)가 서로 대각하는 위치에서 상부로 돌출된다.
따라서, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예 1에 의하면, 내부 가스 발생이 없는 폴리머 전지의 특성으로 인하여 기존의 Ni-MH 전지와 같이 압력에 견디기 위해서 두껍게 제작되었던 캔 및 가스 방출과 같은 벤트(Vent) 구조가 필요 없게 된다.
이에 따라, 본 발명은 단위전지(20)가 단순한 구조의 알루미늄 호일 케이스(10)로 이루어짐으로써 고용량 전지의 중량당 에너지밀도를 기존 Ni-MH 전지의 70∼80Wh/kg 의 약2배에 해당하는 130∼140Wh/kg로 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상온형의 리튬 폴리머 단위 전지의 두께를 30mm 이상으로 고용량화시 전해액의 불균일한 문제 및 단위전지의 중간에 위치하는 극판의 불균일한 열적 특성으로 인하여 특성이 저하되는 문제의 해결이 가능하였으며, 이는 가스 발생이 없고 케이스가 전지의 무게에서 차지하는 비율이 특히 작아 기존의 Ni-MH와 같은 방법에 의해서 고용량화를 달성하지 않고서도 상기의 문제를 해결하면서 에너지밀도를 유지가능하게 하는 폴리머전지 특유의 특성을 이용함으로써 전기 자동차용의 고용화가 가능하였다.
또한, 본 발명은 각 폴리머 단위전지(20)간에 끼워진 플라스틱 스페이서(30)에 의해 냉각을 위한 공기 흐름이 균일하게 형성되어 효과적인 열관리가 이루어지게 됨으로써 단위전지(20)내의 온도 편차를 줄일 수 있게 된다.
<실시예 2>
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 전기자동차용 11.4V 80∼100Ah급 폴리머 전지 모듈(2)을 보인 것으로서, 이 폴리머 전지 모듈(2)은 상술한 일 실시예와 같이 외체를 형성하는 플라스틱 케이스(50)와 다수개의 폴리머 단위전지(60)와 플라스틱 스페이서(70) 및 플라스틱 상부 커버(80)로 구성된다.
다만, 11.4V를 출력할 수 있도록하기 위해서 도 4와 비슷한 방법으로 구성된 고용량 전지의 3 군(1c)(2c)(3c)으로 분리되어 각군 (1c)(2c)(3c)이 직렬로 연결되는 구조로 이루어진다. 이때, 각군 (1c)(2c)(3c)내의 단위전지(60)들은 상술한 일 실시예서와 같이 3.8V를 출력할 수있도록 병렬로 연결될 수 있도록 음양단자(65)(66)가 같은 방향으로 위치되며, 각 군(1c)(2c)(3c)간의 음양단자(65)(66)는 직렬로 연결될수 있도록 서로 반대방향으로 위치되며, 상부 커버(80)의 음양접속바(83)(84)는 옆에 위치하는 군과 직렬로 연결될 수 있는 구조로 형성된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예 2에 따른 폴리머 전지 모듈(2)은 3.8V의 각 군(1c)(2c)(3c)이 직렬로 연결됨에 따라 11.4V를 출력할 수 있게 되며, 그 외의 구성 및 작용은 상술한 실시예 1과 같다.
도면중 미설명 부호 50a, 50b, 80a는 플라스틱 케이스(50)의 전후면, 양측면, 상하면에 공기유통을 위해 형성되는 유통구멍이다. 그리고 폴리머 단위전지(60)은 상술한 실시예 1에서 폴리머 단위전지(20)을 구성하는음전극판(22), 양전극판(23) 및 폴리머 전해질막(24), 알루미늄 호일 케이스(21)과 같은 구성으로 이루어진다.
<실시예 3>
출력보조형의 하이브리드 전기자동차에 사용되기 위한 구조의 경우 용량이 5∼20Ah급이므로 상기 실시예 2의 모듈 구성 방법에서 고용량화를 위한 단위 전지수를 5∼20Ah급에 해당하는 만큼 줄이는 것에 불과하여, 남은 공간은 5∼20Ah급의 전지를 직렬로 연결하여 20∼70V의 고전압을 형성하게 하며, 이에 따른 커버 상부의 음양극 접속바의 크기가 바퀼 뿐 근본적인 구성방법은 실시예 2와 같다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 알루미늄 호일 케이스로 구성된 폴리머 단위전지를 외부 공기가 통할 수 있는 구조로 된 플라스틱케이스의 내부에 병렬로 배열하면서 단위전지간에 플라스틱 스페이서를 끼워 공기 흐름이 형성되도록 하여 이룬 고용량의 전지는 기존의 Ni-MH 전지와 같이 30mm이상의 단일 케이스에 전극을 병렬로 배열하여 고용량화시 문제인 전해액의 불균일 분포 및 극판의 열적인 문제등은 폴리머 전지가 갖는 특수한 장점을 이용하여 에너지밀도를 유지하면서 고용량 및 열적 문제를 해결하면서 용이하게 고용량의 전지를 달성가능하며, 고용량 전지를 구성하는 단위전지의 효과적인 열관리를 통하여 Ni-MH 전지와 같은 방식의 고용량 전지의 특성 저하 및 수명 저하 문제를 극복할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 고용량화를 이룸과 동시에 고전압을 가지는 모듈 구조를 상술한 바와 같이 고용량화 전지 구성방법으로 구성하여 열적인 문제 및 단위전지간 온도 편차에 의한 전지 수명 저하 및 성능 저하 문제를 극복하였으며, 전지의 운반, 장착 및 취급성을 용이하게 하여 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차에 탑재를 용이하게 하는 장점을 가지고 있다.
그리고, 본 발명은 폴리머 전지로 이루어져 각 단위전지가 내압특성이 없으므로 Ni-MH와 같은 벤트구조를 없앨 수 있고 케이스의 두께 및 중량을 현저히 줄일 수 있게 되며, 기존의 Ni-MH전지와 같은 내압성을 견디는 스틸 밴드가 필요없게 된다.
이에 따라, 본 발명은 단위전지 및 전지 모듈 및 전지 팩을 구성하는 전제 구조를 간소화시켜 에너지밀도를 높일 수 있게 되므로, 차량의 주행거리를 보다 늘릴 수 있는 잇점을 가진다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 전기자동차나 하이브리드 전기자동차에 전원을 공급하는 고용량의 전지(10) 및 장착성 및 취급을 용이하게 한 고전압 및 고용량의 전지 모듈(2)을 구성함에 있어서, 외부 공기가 원활히 통할수 있는 구조를 가지는 플라스틱 케이스(10)(50)에 수 Ah급의 다수개의 폴리머단위전지(20)(60)와 상기 단위전지(20)(60)사이에 끼워져 서로 간격을 형성하는 스페이서(30)(70)와 폴리머 단위전지를 연결하여 고용량화 및 고전압을 가능하게 하여 전원을 출력하는 음양출력단자(41)(42)(81)(82)가 돌출 형성되는 상부 커버(40)(80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고용량 리튬 폴리머 전지 및 고용량,고전압의 리튬폴리머 전지 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리머단위전지(20)(60)는 음전극판(22)과 양전극판(23) 및 폴리머전해질(24)이 알루미늄 호일 케이스(21)에 씌워지고, 상부에 음단자(25)(65) 및 양단자(26)(66)가 돌출되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고용량 리튬폴리머 전지 및 고용량, 고전압의 리튬폴리머 전지 모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서(30)(70)는 상기 폴리머 단위전지(20)(60)를가지는 플라스틱 케이스(10)(50)의 전후 방향의 공기흐름을 가능하게 하는 방향으로 2mm이하의 두께를 가지는 Bar 형성이거나, 또는 전후 방향의 공기 및 상하 방향의 공기흐름을 가능하게하는 두께 2mm 이하로서 중간이 끊어진 Bar형상을 가지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고용량 리튬 폴리머 전지 및 고용량,고전압의 리튬폴리머 전지 모듈.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서(30)(70)의 단위전지사이에 위치하는 개수는 매단위전지사이에 1개 또는 단위전지 2개 또는 단위전지 3개 사이, 또는 단위전지 4개당 1개 존재하는 특징으로 하는 전기자동차용 고용량 리튬폴리머 전지 및 고용량,고전압의 리튬폴리머 전지 모듈.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스(10)(50)는 외부 공기의 흐름을 원활히 하게 위해서 전후면 및 양측면에는 유통구멍(10a)(10b)(50a)(50b)이 형성되고, 상기 커버(40)(80) 및 하면에는 유통구멍(40a)(80a)이 형성되어 단위전지의 냉각을 원활히하여 온도편차를 최소하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고용량 리튬폴리머 전지 및 고용량,고전압의 리튬폴리머 전지 모듈.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 케이스(10)(50)와 상부 커버(40)(80) 및 스페이서(30)(70)는 플라스틱 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고용량 리튬폴리머 전지 및 고용량,고전압의 리튬폴리머 전지 모듈.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 상부 커버(40)(80)는 하부면에 상기 폴리머단위전지(20)(60)의 각 음단자(25)(65) 및 양단자(26)(66)를 병렬 또는 직렬로 연결하는 접속바(43)(44)(83)(84)가 상기 음양 출력단자(41)(42)(81)(82)와 연결되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고용량 리튬폴리머 전지 및 고용량,고전압의 리튬폴리머 전지 모듈.
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