KR100948003B1 - Middle and Large-Sized Battery Pack of Excellent Cooling Efficiency - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 단위모듈들이 수직으로 세워진 상태로 충적되어 형성된 전지모듈이 하우징 부재의 밀폐된 공간에 내장되어 있는 중대형 전지팩으로서, 상기 하우징 부재는 상단 또는 하단의 일측 측면에 냉매 유입구가 형성되어 있고 대향측에 냉매 배출구가 형성되어 있으며 정위치로 직립되어 있고; 상기 전지모듈은 상기 냉매 유입구로부터 평행하게 유입된 냉매가 단위모듈을 수직으로 관통한 후 반대 쪽으로 배출될 수 있도록, 전지모듈의 상단면 또는 하단면이 상기 냉매 유입구 방향을 향해 소정의 각도로 기울어져(경사져) 설치되어 있으며; 상기 경사진 상단면 또는 하단면에서 단위모듈들 사이의 이격틈(수직 유로)은 냉매가 유입되는 방향에 대해 평행한 방향으로 배향되어 있는 구조로 이루어져 있어서, 콤팩트하면서 냉각 효율 및 냉각 균일성이 우수한 중대형 전지팩을 제공한다.The present invention is a medium-large battery pack in which a battery module formed by filling a plurality of unit modules in a vertical state is embedded in an enclosed space of a housing member, wherein the housing member has a coolant inlet formed at one side of the top or bottom thereof. A refrigerant outlet is formed on the opposite side and is upright in a position; The battery module is inclined at a predetermined angle toward the direction of the coolant inlet so that the coolant introduced in parallel from the coolant inlet may pass through the unit module vertically and then discharged to the opposite side. (Beveled) is installed; The spaced gaps (vertical flow paths) between the unit modules on the inclined top surface or bottom surface are oriented in a direction parallel to the direction in which the refrigerant flows, so that the cooling efficiency and the cooling uniformity are compact and excellent. Provides a medium to large battery pack.

Description

우수한 냉각 효율성의 중대형 전지팩 {Middle and Large-Sized Battery Pack of Excellent Cooling Efficiency}Middle and Large-Sized Battery Pack of Excellent Cooling Efficiency

도 1은 종래기술에 따른 냉각 시스템의 사시도이다;1 is a perspective view of a cooling system according to the prior art;

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도이다;2 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 사시도이다;3 is a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 정면 투시도이다.4 is a front perspective view of FIG. 3.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

100: 전지팩 10: 단위모듈100: battery pack 10: unit module

20: 전지모듈 30: 프레임20: battery module 30: frame

40: 하우징 부재40: housing member

본 발명은 우수한 냉각 효율성의 중대형 전지팩에 관한 것으로,더욱 상세하 게는, 다수의 단위모듈들이 수직으로 세워진 상태로 충적되어 형성된 전지모듈이 하우징 부재의 밀폐된 공간에 내장되어 있는 중대형 전지팩으로서, 상기 하우징 부재는 상단 또는 하단의 일측 측면에 냉매 유입구가 형성되어 있고 대향측에 냉매 배출구가 형성되어 있으며 정위치로 직립되어 있고; 상기 전지모듈은 상기 냉매 유입구로부터 평행하게 유입된 냉매가 단위모듈을 수직으로 관통한 후 반대 쪽으로 배출될 수 있도록, 전지모듈의 상단면 또는 하단면이 상기 냉매 유입구 방향을 향해 소정의 각도로 기울어져(경사져) 설치되어 있으며; 상기 경사진 상단면 또는 하단면에서 단위모듈들 사이의 이격틈(수직 유로)은 냉매가 유입되는 방향에 대해 평행한 방향으로 배향되어 있는 구조로 이루어져 있어서, 콤팩트하면서 냉각 효율 및 냉각 균일성이 우수한 중대형 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a medium-large battery pack having excellent cooling efficiency, and more particularly, a battery module formed by filling a plurality of unit modules in a vertically standing state is a medium-large battery pack built in an enclosed space of a housing member. The housing member has a coolant inlet formed at one side of an upper end or a lower end thereof, and a coolant outlet formed at an opposite side thereof and is erected in a right position; The battery module is inclined at a predetermined angle toward the direction of the coolant inlet so that the coolant introduced in parallel from the coolant inlet may pass through the unit module vertically and then discharged to the opposite side. (Beveled) is installed; The spaced gaps (vertical flow paths) between the unit modules on the inclined top surface or bottom surface are oriented in a direction parallel to the direction in which the refrigerant flows, so that the cooling efficiency and the cooling uniformity are compact and excellent. It relates to a medium-large battery pack.

가솔린, 경유 등의 화석 연료를 사용하는 차량의 가장 큰 문제점 중의 하나는 대기오염을 유발한다는 점이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 차량의 동력원을 충방전이 가능한 이차전지로 사용하는 기술이 관심을 끌고 있다. 따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 주로 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지가 사용되고 있지만, 최근에는 리튬 이차전지 등의 사용도 시도되고 있다.One of the biggest problems of vehicles using fossil fuels such as gasoline and diesel is that they cause air pollution. As a solution to this problem, a technique of using a power source of a vehicle as a secondary battery capable of charging and discharging has attracted attention. Therefore, an electric vehicle (EV) that can be driven only by a battery, a hybrid electric vehicle (HEV) using a battery and an existing engine, and the like have been developed, and some are commercialized. Nickel metal hydride (Ni-MH) batteries are mainly used as secondary batteries as power sources such as EV and HEV, but recently, use of lithium secondary batteries and the like has also been attempted.

이러한 이차전지가 EV, HEV 등의 동력원으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량이 요구되는 바, 이를 위하여 다수의 소형 이차전지(단위전지)들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 전지모듈을 형성하고 이러한 전지모듈을 다수 개 병렬 또는 직렬로 연결하여 하나의 전지팩을 형성하여 사용하고 있다.In order to use the secondary battery as a power source such as EV and HEV, a high output large capacity is required. For this purpose, a plurality of small secondary batteries (unit cells) are connected in series or in parallel to form a battery module, and a plurality of such battery modules are provided. One battery pack is formed by connecting them in parallel or in series.

그러나, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시키는 바, 충방전 과정에서 발생한 단위전지의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 단위전지의 열화를 초래한다. 따라서, 고출력 대용량의 전지인 차량용 전지팩에는 냉각 시스템이 필요하다.However, such a high output large capacity secondary battery generates a large amount of heat in the charging and discharging process. If the heat of the unit cell generated in the charging and discharging process is not effectively removed, thermal accumulation occurs, resulting in deterioration of the unit battery. Therefore, a battery pack for a vehicle that is a high output large capacity battery requires a cooling system.

냉각 시스템을 설치하는데 있어서, 가장 고려되어야 할 사항 중 하나는 냉각 시스템에 의한 전지팩의 부피 증가를 최소화하는 것이다. 일반적으로 냉각 시스템에서 냉각 효율을 향상시키기 위하여, 전지모듈의 외면을 통과하고 내부를 관통하는 구조로 냉매 유로가 형성되어 있다. 이러한 냉매 유로는 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 전지팩의 부피를 증가시키는 원인이 되기도 한다. 따라서, 도 1에서와 같이, 전지모듈의 일부에 경사진 유로를 형성하여 그러한 경사진 형태로 냉매의 흐름을 유도하는 구조가 사용되기도 한다.In installing the cooling system, one of the most considerations is to minimize the increase in the volume of the battery pack by the cooling system. In general, in order to improve the cooling efficiency in the cooling system, the refrigerant passage is formed to pass through the outer surface of the battery module and penetrate the inside. Such a coolant flow path is not only complicated in structure, but also causes an increase in the volume of the battery pack. Accordingly, as shown in FIG. 1, a structure in which a coolant flow path is formed in a part of the battery module to induce the flow of the coolant in the inclined shape may be used.

도 1을 참조하면, 전지팩 냉각 시스템(1)은, 다수의 전지들로 구성된 전지모듈(2), 전지모듈(2)의 하단면에 설치된 경사진 구조의 냉매 유입구(3), 및 전지모듈(2)의 상단면에 설치된 경사진 구조의 냉매 배출구(4)로 구성되어 있다. 전지모듈(2)은 수직으로 세워진 상태로 충적되어 전기적으로 연결되어 있는 다수의 단위모듈(5)로 이루어져 있고, 각각의 단위모듈(5)은 전기적으로 연결되어 있는 다수의 이차전지들(6)로 이루어져 있다. 각 단위모듈(5)의 이차전지들(6) 사이에는 냉매가 이동할 수 있는 작은 틈이 형성되어 있어서, 유입구(3)로부터 들어온 냉매는 유로를 따라 이동하면서, 이차전지(6)에서 발생한 열을 제거한 후 전지모듈(2) 상부 의 배출구(4)를 통해 배출되게 된다.Referring to FIG. 1, the battery pack cooling system 1 includes a battery module 2 including a plurality of batteries, a coolant inlet port 3 having an inclined structure installed on a lower surface of the battery module 2, and a battery module. It consists of the refrigerant | coolant discharge port 4 of the inclined structure provided in the upper end surface of (2). The battery module 2 is composed of a plurality of unit modules (5) that are electrically connected to each other in an upright position, each unit module (5) is a plurality of secondary batteries (6) that are electrically connected Consists of A small gap is formed between the secondary batteries 6 of each unit module 5 to allow the refrigerant to move, so that the refrigerant entering the inlet 3 moves along the flow path, thereby absorbing heat generated from the secondary battery 6. After removal, the battery module 2 is discharged through the outlet 4 at the top.

그러나, 도 1과 같은 구조의 전지팩 냉각 시스템(1)은 몇가지 문제점을 가지고 있다.However, the battery pack cooling system 1 having the structure as shown in FIG. 1 has some problems.

우선, 냉매 유입구(3)와 배출구(4)가 전지모듈(2)의 상부와 하부에 각각 덕트(duct)의 형태로 설치되기 때문에, 덕트의 크기만큼 전지 시스템의 높이가 높아지는 단점을 가지고 있다. 즉, 대략 장방형 구조로 정립된 전지모듈(2)의 상부와 하부에, 유입구(3)로부터 순차적으로 폭이 좁아지는 하부 덕트와 배출구(4)쪽으로 순차적으로 폭이 증가하는 상부 덕트가 각각 설치되므로, 상하부 덕트의 설치를 위한 별도의 공간이 필요하다. 이러한 냉각 시스템 구조는, 이차전지들(6)의 수직 적층 구조로 이루어진 전지모듈(2)이, 예를 들어, 차량 내부의 한정된 공간에 탑재되어야 하는 경우, 증가된 높이는 큰 장애요인으로 작용한다. First, since the refrigerant inlet 3 and the outlet 4 are respectively installed in the form of a duct in the upper and lower portions of the battery module 2, the height of the battery system increases as much as the size of the duct. That is, since the lower duct sequentially narrowing from the inlet 3 and the upper duct sequentially increasing in width toward the discharge port 4 are respectively installed in the upper and lower portions of the battery module 2 established in the substantially rectangular structure. In addition, a separate space is required for the installation of upper and lower ducts. This cooling system structure, when the battery module 2 consisting of a vertical stack structure of the secondary batteries (6), for example, to be mounted in a limited space inside the vehicle, the increased height serves as a big obstacle.

따라서, 전지모듈이 장착되는 공간 및 주변 구조를 최대한 활용하면서 결과적으로 도 1에서와 같은 냉매 유로가 형성될 수 있도록 냉매 시스템을 구성하는 다양한 기술들이 개발되어 있다.Therefore, various technologies have been developed to configure the refrigerant system so that the refrigerant passage as shown in FIG. 1 can be formed while maximizing the space and the surrounding structure in which the battery module is mounted.

이와 관련하여, 일본 특허공개출원 제2004-22317호와 한국 특허공개출원 제2005-35478호는 전지모듈 자체를 소정의 각도로 기울여 팩 케이스 내에 설치함으로써, 냉매의 유입 및 배출을 위한 덕트를 설치하지 않고도 유로가 형성될 수 있는 중대형 전지팩에서의 냉매 시스템을 개시하고 있다. 중대형 전지팩은 아니지만, 일본 특허출원공개 제2004-362958호에는 소형 전지모듈에서 일련의 단위전지들을 소정의 각도로 기울인 상태로 하우징 내부에 설치하여 유로를 형성하는 기술이 개 시되어 있다. 이들 출원에서의 냉각 시스템은 전지모듈이 장착되는 팩 케이스 또는 하우징의 내부공간을 최대한 이용하여 소망하는 냉매 유로를 형성한다는 점에서, 도 1에서와 같은 덕트 구조와 비교하여 더욱 작은 크기를 가진 전지팩의 제조 가능성을 제시하고 있다.In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-22317 and Korean Patent Application Laid-open No. 2005-35478 are installed in the pack case by tilting the battery module itself at a predetermined angle, thereby preventing the installation of ducts for inflow and outflow of refrigerant. Disclosed is a refrigerant system in a medium-large battery pack in which a flow path can be formed without a flow path. Although not a medium-large battery pack, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-362958 discloses a technique for forming a flow path by installing a series of unit cells in a small battery module in a state inclined at a predetermined angle. The cooling system in these applications has a battery pack having a smaller size compared with the duct structure as shown in FIG. 1 in that the cooling system in the application forms a desired refrigerant flow path using the inner space of the pack case or housing in which the battery module is mounted. It suggests the possibility of manufacturing.

그러나, 이들 출원의 냉각 시스템은 도 1의 구조에서와 마찬가지로 작동 효율면에서 단점을 가지고 있다.However, the cooling systems of these applications have disadvantages in terms of operating efficiency as in the structure of FIG.

구체적으로, 유입구로부터 도입되는 냉매는, 단위모듈 또는 이차전지의 외면에 수직으로 충돌한 후에, 단위모듈들 사이의 냉매 유로 및 단위모듈을 구성하는 이차전지(단위전지)들 사이의 냉매 유로로 진입하는 구조로 이루어져 있다. 냉매가 단위모듈 등의 외면에 수직으로 충돌한 후에 냉매 유로 유입되므로, 와류의 형성에 의해 냉각 효율을 높일 수는 있지만, 다수의 단위모듈(또는 이차전지)들이 높은 밀집도로 충적되어 있는 전지모듈에서 유체로서의 냉매는 높은 유동 저항을 받게 된다. 따라서, 전지팩의 전체 크기를 줄이기 위하여 단위모듈(또는 이차전지)들을 더욱 좁은 간격으로 밀집 배열함으로써 냉매 유로가 좁아지는 경우, 냉매 동력원(예를 들어, 송풍팬)은 더욱 높은 냉매 유동을 제공하기 위해 높은 구동력이 요구된다.Specifically, the refrigerant introduced from the inlet port, after colliding perpendicularly to the outer surface of the unit module or the secondary battery, enters the refrigerant passage between the unit modules and the refrigerant passage between the secondary batteries (unit cells) constituting the unit module. It consists of a structure. Since the refrigerant flows into the refrigerant passage after the refrigerant collides perpendicularly to the outer surface of the unit module, etc., the cooling efficiency can be increased by the formation of the vortex, but in a battery module in which a plurality of unit modules (or secondary batteries) are charged with high density. The refrigerant as a fluid is subject to high flow resistance. Therefore, when the refrigerant flow path is narrowed by densely arranging unit modules (or secondary batteries) at narrower intervals in order to reduce the overall size of the battery pack, the refrigerant power source (for example, a blower fan) provides higher refrigerant flow. High driving force is required.

또한, 유입구의 위치가 단위모듈(또는 이차전지)의 길이 방향으로 설정되어 있으므로, 고출력 대용량의 제공을 위해 다수의 단위모듈(또는 이차전지)를 충적함으로써 단위모듈의 길이 대비 폭의 크기가 매우 큰 중대형 전지팩용 전지모듈에서, 냉각 불균일성이 매우 크다는 단점을 가지고 있다. 즉, 유입구를 기준으로 가장 원거리의 단위모듈(또는 이차전지)은 가장 근거리의 단위모듈(또는 이차전지)에 비해 유입되는 냉매의 절대량이 매우 적어지게 된다. 따라서, 냉각 불균일성이 크며, 이는 앞서 설명한 바와 같은 유동 저항이 커지는 구조에서 더욱 심각해 진다. In addition, since the location of the inlet is set in the length direction of the unit module (or secondary battery), the width of the unit module is very large compared to the length of the unit module by charging a plurality of unit modules (or secondary batteries) to provide a high output capacity. In the battery module for medium and large battery packs, there is a disadvantage that the cooling nonuniformity is very large. That is, the absolute distance of the unit module (or secondary battery) farthest from the inlet is very small compared to the unit module (or secondary battery) of the shortest distance. Therefore, the cooling nonuniformity is large, which becomes more serious in the structure in which the flow resistance as described above becomes large.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can fundamentally solve these problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 하우징 부재 내부에 전지모듈을 소정의 각도로 기울여 경사진 구조로 설치하여, 하우징 부재와 전지모듈의 상단면 및 하단면 사이의 이격 공간에 자연스럽게 경사진 유로를 형성함으로써, 덕트와 같은 구조물에 의한 높이 증가 없이 더욱 콤팩트한 구조를 가질 수 있는 전지팩을 제공하는 것이다. Specifically, an object of the present invention is to install the inclined structure by tilting the battery module at a predetermined angle inside the housing member, thereby forming a naturally inclined flow path in the space between the housing member and the top and bottom surfaces of the battery module. To provide a battery pack that can have a more compact structure without increasing the height by a structure, such as a duct.

본 발명의 다른 목적은 단위모듈들 사이의 이격틈이 냉매가 유입되는 방향에 대해 평행하도록 배향함으로써, 전지모듈로의 냉매 공급을 원활하게 하고, 전지모듈의 부위별로 공급되는 냉매의 양을 균일하여, 냉각 효율 및 냉각 균일성이 향상된 전지팩을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to align the separation gap between the unit modules to be parallel to the direction in which the refrigerant flows, to facilitate the supply of refrigerant to the battery module, the amount of refrigerant supplied to each part of the battery module by To provide a battery pack with improved cooling efficiency and cooling uniformity.

본 발명의 또 다른 목적은 전지팩을 구성하는 하단 프레임의 형상을 차량 내부 구조에 일치하도록 구성함으로써, 차량 내부에 더욱 안정적으로 장착될 수 있는 전지팩을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery pack that can be mounted more stably in the vehicle by configuring the shape of the bottom frame constituting the battery pack to match the internal structure of the vehicle.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은, 다수의 단위모듈들이 수직으로 세워진 상태로 충적되어 형성된 전지모듈이 하우징 부재의 밀폐된 공간에 내장되어 있는 중대형 전지팩으로서, The battery pack according to the present invention for achieving the above object is a medium-large battery pack in which a battery module formed by filling a plurality of unit modules in a vertically standing state is embedded in a sealed space of a housing member.

상기 하우징 부재는 상단 또는 하단의 일측 측면에 냉매 유입구가 형성되어 있고 대향측에 냉매 배출구가 형성되어 있으며 정위치로 직립되어 있고; The housing member has a coolant inlet is formed on one side of the top or bottom and a coolant outlet on the opposite side and is upright in position;

상기 전지모듈은 상기 냉매 유입구로부터 평행하게 유입된 냉매가 단위모듈을 수직으로 관통한 후 반대 쪽으로 배출될 수 있도록, 전지모듈의 상단면 또는 하단면이 상기 냉매 유입구 방향을 향해 소정의 각도로 기울어져(경사져) 설치되어 있으며;The battery module is inclined at a predetermined angle toward the direction of the coolant inlet so that the coolant introduced in parallel from the coolant inlet may pass through the unit module vertically and then discharged to the opposite side. (Beveled) is installed;

상기 경사진 상단면 또는 하단면에서 단위모듈들 사이의 이격틈(수직 유로)은 냉매가 유입되는 방향에 대해 평행한 방향으로 배향되어 있는 구조로 이루어져 있다.The spaced gap (vertical flow path) between the unit modules on the inclined top surface or bottom surface is oriented in a direction parallel to the direction in which the refrigerant flows.

본 발명에서 상기 전지팩은 앞서 설명한 바와 같이 다수의 단위모듈들이 전기적으로 연결되어 있는 하나의 전지모듈 또는 그 이상의 전지모듈들이 하우징 부재에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.In the present invention, the battery pack has a structure in which one battery module or more battery modules in which a plurality of unit modules are electrically connected as described above is embedded in a housing member.

상기 단위모듈은 충방전이 가능한 전지셀 자체이거나, 또는 상기 전지셀들 둘 또는 그 이상의 조합으로 이루어진 형태일 수 있다. The unit module may be a battery cell itself capable of charging or discharging, or may be formed of a combination of two or more of the battery cells.

본 명세서에서 용어 "전기적 연결" 및 "조합"은 소망하는 출력과 용량, 바람직하게는 고출력과 대용량의 전지팩을 제공할 수 있도록, 해당 단위모듈들 또는 전지셀들이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 것을 의미한다. 상기 전지셀은 예를 들어, 양극, 음극, 분리막 및 전해액으로 구성되어 있고, 충방전이 가능한 구조로 밀폐된 용기에 내장되어 있으며, 바람직하게는 리튬이온 전지셀, 리튬이온 폴리머 전지셀, 니켈 금속수소 전지셀 등을 들 수 있다.As used herein, the terms "electrical connection" and "combination" means that the unit modules or battery cells are connected in series and / or in parallel so as to provide a battery pack of a desired output and capacity, preferably a high output and a large capacity. It means to be. The battery cell, for example, is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolyte, and is built in a sealed container in a structure capable of charging and discharging, preferably a lithium ion battery cell, a lithium ion polymer battery cell, nickel metal Hydrogen battery cell etc. are mentioned.

본 발명에 따른 전지팩에서 냉매 유입구는, 앞서 설명한 바와 같이, 경사진 단위모듈들 사이의 이격틈(수직 유로)에 대해 평행한 위치에서 하우징 부재의 상단 또는 하단 일측 측면에 형성되어 있으므로, 다수의 단위모듈들이 충적된 중대형 전지모듈에서 그것의 장변측 방향에 형성되게 된다. In the battery pack according to the present invention, as described above, since the refrigerant inlet is formed at one side of the upper side or the lower side of the housing member at a position parallel to the separation gap (vertical flow path) between the inclined unit modules, The unit modules are formed in the long side direction of the stacked medium-large battery module.

일반적으로, 다수의 단위모듈로 이루어진 전지모듈에서 장변은 사용되는 단위모듈의 수에 의해 정해진다. 예를 들어, 장방형의 단위모듈을 사용하고, 그것의 길이를 a, 폭을 b, 두께를 c 라 하며, 사용되는 단위모듈의 개수를 x 라 할 경우, x 개의 단위모듈들이 서로 밀착된 상태로 충적된 전지모듈은 변의 길이가 각각 a와 c × x 이고, 높이가 b 인 육면체의 형상을 갖는다. In general, in a battery module composed of a plurality of unit modules, the long side is determined by the number of unit modules used. For example, if a rectangular unit module is used, its length is a, width is b, thickness is c, and the number of unit modules used is x, and x unit modules are in close contact with each other. The charged battery module has a hexahedron shape having sides a and c × x and height b, respectively.

이러한 관계는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈이 도시되어 있는 도 2를 참조하여 이해할 수 있다. 도 2에서 전지모듈(20)은 x 개의 단위모듈들(10)로 이루어져 있고, 각각의 단위모듈은 a의 길이, b의 폭, 및 c의 두께를 가진다. 고출력 대용량을 위해서는 전지모듈(20)의 변의 길이가 a < c × x 의 관계가 이루어지도록 다수의 단위모듈들(10)을 충적하는 것이 필요하며, 이 경우, c × x 가 장변을 형성하게 된다.This relationship can be understood with reference to FIG. 2, in which a battery module according to one embodiment of the invention is shown. In FIG. 2, the battery module 20 is composed of x unit modules 10, and each unit module has a length of a, a width of b, and a thickness of c. In order to achieve high output capacity, it is necessary to accumulate a plurality of unit modules 10 such that the length of the side of the battery module 20 is a <c × x. In this case, c × x forms a long side. .

본 발명에서는 냉매 유입구가 단위모듈들 사이의 이격틈(수직 유로)에 대해 평행한 하우징 부재의 일측 측면에 위치하므로, 결과적으로 냉매 유입구는 전지모듈의 장변(c × x)측 방향에 형성된다. In the present invention, since the coolant inlet is located at one side of the housing member parallel to the separation gap (vertical flow path) between the unit modules, the coolant inlet is formed on the long side (c × x) side of the battery module.

이러한 구조는 다양한 잇점을 제공하는 바, 첫째, 냉매가 단위모듈들의 수직 유로로 진입할 때의 유동 저항성을 낮춤으로써 냉각 효율을 높일 수 있으며, 둘째, 수직 유로 중 유입구로부터 가장 원거리에 위치한 부위의 길이를 단축하여 냉각 균일성을 높일 수 있으며, 셋째, 전지모듈의 장변측 길이에 대응하는 많은 수의 유입구를 형성하여 작은 구동력으로도 냉매의 유동을 가능하게 할 수 있다.This structure provides various advantages: first, the cooling efficiency can be increased by reducing the flow resistance when the refrigerant enters the vertical flow path of the unit modules, and second, the length of the portion located farthest from the inlet of the vertical flow path. By shortening the cooling uniformity can be increased, and third, by forming a large number of inlets corresponding to the long side length of the battery module can enable the flow of the refrigerant even with a small driving force.

상기 첫 번째 효과와 관련하여, 하우징의 일측 측면의 유입구로부터 수평방향으로 도입된 냉매는 그에 평행한 수직 유로(단위모듈들 사이의 이격틈)로 자연스럽게 진입할 수 있으므로 유동 저항성이 매우 낮아진다. 즉, 거시적인 측면에서 냉매는 단위모듈들을 수직으로 관통하는 흐름을 보이지만, 미시적인 측면에서는 유입구로부터 순차적으로 기울어지는 유동 구배(flowing gradient)를 나타낸다. 따라서, 냉매의 유동 저항성이 낮아지고 그에 따라 작은 유동 구동력으로도 냉각 효율을 극대화할 수 있다. In relation to the first effect, the refrigerant introduced in the horizontal direction from the inlet of one side side of the housing can naturally enter the vertical flow path (gap between the unit modules) parallel to it so that the flow resistance is very low. That is, in the macroscopic view, the refrigerant shows a vertical flow through the unit modules, but in the microscopic view, the refrigerant shows a flowing gradient that is sequentially inclined from the inlet. Therefore, the flow resistance of the refrigerant is lowered, thereby maximizing the cooling efficiency even with a small flow driving force.

상기 두 번째 효과와 관련하여, 수직 유로 중 유입구로부터 가장 원거리의 유로 부위는 단위모듈의 길이(a)로 한정되므로, 종래기술의 전지모듈에서 가장 원거리 유로 부위가 전지모듈의 장변 길이에 대응하여 길어진다는 것을 고려할 때, 매우 짧다고 할 수 있다. 따라서, 가장 원거리 유로 부위에서의 냉각 불균일성을 크게 줄일 수 있다.In relation to the second effect, the portion of the flow path farthest from the inlet of the vertical flow path is limited to the length (a) of the unit module, so that the longest flow path portion in the battery module of the prior art is long corresponding to the long side length of the battery module. Considering that, it is very short. Therefore, the cooling nonuniformity in the most far flow path part can be greatly reduced.

상기 세 번째 효과와 관련하여, 다수의 유입구들은 냉매의 단위 시간당 유입량을 증가시키므로 작은 구동력에 의한 냉매 유동을 가능하게 하며, 동시에 많은 면적에 고른 냉매 투여가 가능할 수 있다. 이를 위하여, 전지모듈의 상단면에 대면하는 하우징 부재의 상단면에 직접 유입구를 형성하는 구조도 고려할 수는 있지만, 이 경우, 유입구에 대응하는 하우징 부재 외부의 공간 확보를 위해 전지팩의 전체 부피 증가 불가피하므로 바람직하지 못하다.In relation to the third effect, the plurality of inlets increase the flow rate of the refrigerant per unit time, thereby allowing the refrigerant to be flowed by a small driving force, and at the same time, it is possible to distribute the refrigerant evenly to a large area. To this end, a structure in which the inlet is formed directly on the top surface of the housing member facing the top surface of the battery module may be considered, but in this case, the total volume of the battery pack is increased to secure space outside the housing member corresponding to the inlet. It is unavoidable because it is inevitable.

상기 냉매의 배출구는 상기 냉매 유입구로부터 유입된 냉매가 단위모듈들을 관통한 후 배출될 수 있도록, 상기 냉매 유입구가 형성되어 있는 대향측에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 냉매 유입구는 상기 하우징 부재의 상단 모서리 부근의 측면에 일련의 관통구 형태로 형성되어 있고, 상기 냉매 배출구는 하우징 부재의 하단 일측 또는 양측에 형성되어 있을 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 냉매 유입구가 상기 하우징 부재의 좌측면 상단에 형성되어 있을 경우, 상기 냉매 배출구는 상기 하우징 부재의 우측면 하단 또는 우측면에 평행한 양측 하단에 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 유입구 및 배출구가 형성되는 하우징 부재의 측면은 상기 전지모듈의 기울어지는 방향에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기와 같이 유입구와 배출구를 하우징 부재의 좌측면에 형성할 경우, 하우징 부재의 우측면을 향해 전지모듈의 상단면이 기울어지도록 설치한다. The outlet of the refrigerant is preferably formed on the opposite side where the refrigerant inlet is formed so that the refrigerant introduced from the refrigerant inlet can pass through the unit modules. For example, the refrigerant inlet may be formed in the form of a series of through holes on the side of the housing member near the upper edge thereof, and the refrigerant outlet may be formed at one or both sides of the lower end of the housing member. More specifically, when the coolant inlet is formed at the upper left side of the housing member, the coolant outlet may be formed at the bottom of both sides parallel to the bottom or right side of the right side of the housing member. Here, the side surfaces of the housing member in which the inlet and the outlet are formed may vary depending on the inclination direction of the battery module. For example, when the inlet and the outlet are formed on the left side of the housing member as described above, the top surface of the battery module is installed to be inclined toward the right side of the housing member.

상기 냉매의 배출구에는 냉매의 유동 구동력을 제공하는 냉각팬(송풍팬)이 설치되어 있는 것이 바람직하다. It is preferable that a cooling fan (blowing fan) is provided at the outlet of the refrigerant to provide the flow driving force of the refrigerant.

상기 전지모듈은 1 내지 40 도로 기울어져 있는 것이 바람직하며, 전지모듈의 경사각이 너무 작은 경우에는 유입구의 크기가 감소하여 단위시간당 냉매 유입량을 높이기 어렵고, 반대로 경사각이 너무 큰 경우에는 전지모듈의 기울어진 장착 상태가 외부 충격 등에 대해 불안정할 수 있으므로, 바람직하지 않다. 더욱 바람직한 기울기는 1.5 내지 15 도이다.It is preferable that the battery module is inclined at 1 to 40 degrees, and when the inclination angle of the battery module is too small, the size of the inlet decreases, making it difficult to increase the refrigerant inflow amount per unit time. It is not preferable because the mounting state may be unstable against external impact or the like. More preferred slope is 1.5 to 15 degrees.

하나의 바람직한 예에서, 전지모듈의 양측 하단을 지지하도록 상호 이격되어 상향 돌출된 지지부가 형성되어 있는 프레임 상에 상기 전지모듈을 설치하고, 상기 전지모듈의 하단면을 제외한 외주면의 일부 또는 전부를 감싸는 구조의 하우징 부재를 상기 프레임과 결합하여 전지모듈을 밀폐시킨 구조의 전지팩일 수 있다.In one preferred example, the battery module is installed on a frame having a support portion protruded upwardly spaced apart from each other so as to support both lower ends of the battery module, and surrounds part or all of the outer circumferential surface except the bottom surface of the battery module. The battery pack may be configured to seal the battery module by coupling the housing member of the structure to the frame.

상기 한 쌍의 지지부는, 바람직하게는, 전지모듈을 양측에서 지지할 수 있도록 냉매 유입구 방향에 대해 수직으로 상향 돌출되어 있다. 즉, 수직으로 충적된 단위모듈들 각각의 양측 하단을 지지할 수 있도록, 상기 단위모듈들이 충적되는 방향을 따라 연속적으로 상향 돌출되어 있는 것이 바람직하다.Preferably, the pair of support portions project upwardly perpendicular to the direction of the refrigerant inlet port so as to support the battery module at both sides. That is, in order to support both lower ends of each of the vertically stacked unit modules, it is preferable that the unit modules continuously protrude upward along the direction in which the unit modules are stacked.

상기 프레임은 전지팩이 장착되는 차량의 내부 구조에 합체되는 형상으로 이루어져 있을 수 있으며, 예를 들어, 차량의 외부 충격을 완화시키기 위한 골과 마루 형태의 내부 구조에서, 상기 프레임 부재의 지지부를 상기 차량 내부 구조의 마루에 결합시키는 것으로 합체될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 본 출원인의 한국 특허출원 제2005-99871호에 기재되어 있으며, 상기 출원의 내용은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.The frame may be formed in a shape that is integrated with the internal structure of the vehicle in which the battery pack is mounted. For example, in the internal structure of the valley and floor shape for alleviating the external impact of the vehicle, the support of the frame member may be Can be incorporated into the floor of the vehicle interior structure. A detailed description thereof is described in Korean Patent Application No. 2005-99871 of the present applicant, the contents of which are incorporated by reference in the present invention.

본 발명에서 상기 하우징 부재와 상기 전지모듈의 상단면 및 하단면이 소정 의 각도로 기울어지는 방법의 예로서, 상기 돌출된 한 쌍의 지지부를 가진 프레임에서 상기 지지부의 돌출된 높이를 각각 다르게 구성하는 방법이 가능할 수 있다.In the present invention, as an example of a method in which the upper and lower surfaces of the housing member and the battery module are inclined at a predetermined angle, different protruding heights of the support part from the frame having the protruding pair of support parts are respectively configured. The method may be possible.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 정면 투시도가 모식적으로 도시되어 있다.Figure 3 is a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a front perspective view of Figure 3 schematically.

이들 도면을 참조하면, 전지팩(100)은 다수의 단위모듈들(10)이 수직으로 세워진 상태로 충적되어 형성된 전지모듈(20), 전지모듈(20)의 양측 하단을 지지하도록 상호 이격되어 상향 돌출된 한 쌍의 지지부(33, 34)가 형성되어 있는 프레임(30), 및 우측면 상단에 냉매 유입구(45)가 형성되어 있고 좌측면 하단에 평행한 방향으로 냉매 배출구(도시하지 않음)가 형성되어 있으며 전지모듈(20)을 감싸는 형태로 프레임(30)에 결합되는 하우징 부재(40)로 구성되어 있다. Referring to these drawings, the battery pack 100 is spaced apart from each other so as to support the lower end of both sides of the battery module 20, the battery module 20 formed by filling a plurality of unit modules 10 in a vertical state. The frame 30 is formed with a pair of protruding supports 33 and 34, and a coolant inlet 45 is formed at the upper right side, and a coolant outlet (not shown) is formed in a direction parallel to the bottom of the left side. It consists of a housing member 40 which is coupled to the frame 30 in a form surrounding the battery module 20.

전지모듈(20)은 프레임(30)으로부터 서로 다른 높이로 돌출된 한 쌍의 지지부(33, 34)에 의하여 소정의 각도로 냉매 유입구(45)를 향해 기울어져 있다. 따라서, 하우징 부재(40)와 전지모듈(20)의 상단면(21) 및 하단면(22)의 이격된 틈은 기울기를 가지며, 이러한 기울기에 의하여 냉매의 유로가 자연스럽게 형성된다.The battery module 20 is inclined toward the refrigerant inlet 45 at a predetermined angle by a pair of supports 33 and 34 protruding from the frame 30 at different heights. Therefore, the spaced apart gap between the housing member 40 and the top surface 21 and the bottom surface 22 of the battery module 20 has an inclination, and the inflow path of the coolant is naturally formed by the inclination.

유입구(45)를 통해 유입된 냉매는 그것의 유입 방향과 평행하도록 배향되어 있는 단위모듈들(10) 간의 이격틈, 즉, 수직 유로(26)을 따라 이동하고, 배출구(도 시하지 않음)로 배출된다. 따라서, 냉매가 수직 유로(26) 안으로 진입하는 과정에서 도 1의 구조에서와 같은 큰 유동 저항성을 나타내지 않으므로 냉각 효율성을 높일 수 있다. 이로 인해, 도 3에서와 같이 냉매의 유동은 수직 유로에서 완만한 경사 방향으로 진행된다. Refrigerant introduced through the inlet 45 moves along the gap, ie, the vertical flow path 26, between the unit modules 10 oriented parallel to the inflow direction thereof, and into the outlet (not shown). Discharged. Therefore, since the refrigerant does not exhibit the large flow resistance as in the structure of FIG. 1 in the process of entering the vertical flow path 26, the cooling efficiency can be increased. For this reason, as shown in FIG. 3, the flow of the refrigerant proceeds in a gentle inclined direction in the vertical flow path.

또한, 유입구(45)가 수직 유로(26)에 평행한 방향으로 하우징 부재(40)의 좌측면 상단에 형성되어 있으므로, 수직 유로(26) 중 유입구(45)로부터 가장 원거리의 부위(A)가 단위모듈(10)의 길이에 의해 한정된다. 따라서, 유입구(45)로부터의 거리가 멀어짐으로 해서 유발되는 냉각 불균일성을 크게 줄일 수 있다.In addition, since the inlet port 45 is formed at the upper end of the left side of the housing member 40 in a direction parallel to the vertical channel 26, the portion A of the vertical channel 26 farthest from the inlet port 45 is formed. It is limited by the length of the unit module 10. Therefore, the cooling nonuniformity caused by the distance from the inflow port 45 can be greatly reduced.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described above with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 하우징 부재 내부에 전지모듈을 소정의 각도로 기울어져 경사진 구조로 설치하여, 하우징 부재와 전지모듈의 상단면 및 하단면 사이의 이격 공간에 자연스럽게 경사진 유로를 형성함으로써, 냉각 구조에 의한 높이 증가 없이 더욱 콤팩트한 구조를 가질 수 있으며, 단위모듈들 사이의 이격틈(수직 유로)이 냉매가 유입되는 방향에 대해 평행하도록 배향함으로써, 전지모듈로의 냉매 공급을 원활하게 하고, 수직 유로 중 유입구로부터 가장 원거리의 부위가 단위모듈의 길이로 한정되므로 전지모듈의 각 부위별로 공급 되는 냉매의 양이 최대한 균일하여 냉각 균일성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 전지팩은 그것을 구성하는 하단 프레임의 형상을 차량 내부 구조에 일치하도록 구성할 수도 있어, 차량 내부에 더욱더 안정적으로 장착될 수 있는 효과도 있다. As described above, the battery pack according to the present invention is installed in an inclined structure by inclining the battery module at a predetermined angle inside the housing member, so that the space is naturally spaced between the housing member and the top and bottom surfaces of the battery module. By forming the inclined flow path, it can have a more compact structure without increasing the height by the cooling structure, by aligning the separation gap (vertical flow path) between the unit modules to be parallel to the direction in which the refrigerant flows into the battery module It is possible to smoothly supply the coolant and to improve the cooling uniformity because the amount of the coolant supplied to each part of the battery module is as uniform as possible because the part farthest from the inlet of the vertical flow path is limited to the length of the unit module. have. In addition, the battery pack according to the present invention can also be configured to match the shape of the lower frame constituting it to the internal structure of the vehicle, there is an effect that can be mounted more stably inside the vehicle.

Claims (9)

다수의 단위모듈들이 수직으로 세워진 상태로 충적되어 형성된 전지모듈이 하우징 부재의 밀폐된 공간에 내장되어 있는 중대형 전지팩으로서, It is a medium-large battery pack in which a battery module formed by charging a plurality of unit modules in an upright position is embedded in a sealed space of a housing member. 상기 단위모듈은 길이 a, 폭 b, 및 두께 c의 크기를 가지고, 전지모듈은 x 개의 단위모듈들을 사용하여 변의 길이가 a < c × x 의 관계가 되도록 상기 단위모듈들을 충적하며;The unit module has a length a, a width b, and a thickness c, and the battery module uses the x unit modules to fill the unit modules such that the lengths of the sides have a relationship of a <c × x; 상기 하우징 부재는 (c × x) 변에 대응하는 위치에 일련의 관통구 형태로 냉매 유입구가 형성되어 있고 대향측 하단 일측 또는 양측에 냉매 배출구가 형성되어 있으며 정위치로 직립되어 있고; The housing member has a refrigerant inlet in the form of a series of through holes at a position corresponding to the (c × x) side, the refrigerant outlet is formed on one side or both sides of the opposite lower end and is upright in position; 상기 전지모듈은 상기 냉매 유입구로부터 평행하게 유입된 냉매가 단위모듈을 수직으로 관통한 후 반대 쪽으로 배출될 수 있도록, 전지모듈의 상단면 또는 하단면이 상기 냉매 유입구 방향을 향해 소정의 각도로 기울어져(경사져) 설치되어 있으며;The battery module is inclined at a predetermined angle toward the direction of the coolant inlet so that the coolant introduced in parallel from the coolant inlet may pass through the unit module vertically and then discharged to the opposite side. (Beveled) is installed; 상기 경사진 상단면 또는 하단면에서 단위모듈들 사이의 이격틈(수직 유로)은 냉매가 유입되는 방향에 대해 평행한 방향으로 배향되어 있는 구조로 이루어져 있고;The spacing (vertical flow path) between the unit modules in the inclined top surface or bottom surface has a structure oriented in a direction parallel to the direction in which the refrigerant flows; 상기 전지모듈은 그것의 양측 하단을 지지하도록 상호 이격되어 상향 돌출된 지지부가 형성되어 있는 프레임 상에 설치되어 있고, 상기 한 쌍의 지지부는 냉매 유입구 방향에 대해 수직 방향으로 상향 돌출되어 있으며, 상기 프레임이 하우징 부재와 결합되어 전지모듈을 밀폐시키며;The battery module is installed on a frame having a support portion protruding upwardly spaced apart from each other to support the lower ends of the two sides, the pair of support portions protrude upward in the direction perpendicular to the refrigerant inlet direction, the frame Coupled to the housing member to seal the battery module; 상기 프레임은 전지팩이 장착될 차량의 내부 구조에 합체되는 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.The frame is a medium-large battery pack, characterized in that consisting of a shape that is incorporated in the internal structure of the vehicle on which the battery pack is mounted. 제 1 항에 있어서, 상기 단위모듈은 충방전이 가능한 전지셀 자체이거나, 또는 상기 전지셀들 둘 또는 그 이상의 조합으로 이루어진 형태인 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.The medium and large battery pack according to claim 1, wherein the unit module is a battery cell capable of charging or discharging, or a combination of two or more of the battery cells. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 냉매의 배출구에는 냉매의 유동 구동력을 제공하는 냉각팬(송풍팬)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩. The medium and large battery pack according to claim 1, wherein a cooling fan (blowing fan) is provided at an outlet of the coolant to provide a flow driving force of the coolant. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈은 1 내지 40 도로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.The medium and large battery pack according to claim 1, wherein the battery module is inclined at 1 to 40 degrees. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017018721A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 주식회사 엘지화학 Battery pack
US10084218B2 (en) 2014-05-09 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Battery pack and method of assembling the battery pack
US10770762B2 (en) 2014-05-09 2020-09-08 Lg Chem, Ltd. Battery module and method of assembling the battery module

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5384635B2 (en) * 2008-07-26 2014-01-08 エルジー・ケム・リミテッド Medium or large battery pack case with excellent cooling efficiency
DE102010034082A1 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 Li-Tec Battery Gmbh Heat conducting plate with a network of flow channels, method of transporting heat and electrochemical energy storage
KR101338275B1 (en) * 2010-11-18 2013-12-06 주식회사 엘지화학 Battery Pack of Excellent Cooling Efficiency
KR20120053593A (en) * 2010-11-18 2012-05-29 주식회사 엘지화학 Battery pack of excellent cooling efficiency
JP5675951B2 (en) * 2011-02-23 2015-02-25 株式会社日立製作所 Power storage system with battery
KR101749190B1 (en) 2013-05-29 2017-07-03 삼성에스디아이 주식회사 Battery module
CN103928729B (en) * 2014-04-15 2016-05-11 合肥工业大学 A kind of electric automobile power battery group temperature control system based on heat pipe
CN103996805A (en) * 2014-05-23 2014-08-20 河南速达电动汽车科技有限公司 Aluminum alloy battery box
CN108539328A (en) * 2018-06-13 2018-09-14 安徽省宁国市天成电气有限公司 A kind of series resistance silk liquid heater
CN108592408A (en) * 2018-06-19 2018-09-28 安徽省宁国市天成电气有限公司 A kind of ptc heater heating component
CN108716767A (en) * 2018-06-19 2018-10-30 安徽省宁国市天成电气有限公司 A kind of PTC liquid heater assembly
CN109028547A (en) * 2018-06-19 2018-12-18 安徽省宁国市天成电气有限公司 A kind of PTC liquid heating control system
KR102684909B1 (en) * 2019-03-12 2024-07-15 에스케이온 주식회사 Pouch-type secondary battery and battery module having thereof
JP7339065B2 (en) * 2019-08-21 2023-09-05 マツダ株式会社 vehicle battery pack
CN111916601A (en) * 2020-07-21 2020-11-10 荷氢新能源科技(山东)有限公司 Energy storage battery pack device
DE102020121205A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery case for a motor vehicle battery
CN113488709A (en) * 2021-06-04 2021-10-08 天津市捷威动力工业有限公司 Power battery pack HEV system assembly
FR3132391A1 (en) * 2022-01-28 2023-08-04 Saft Battery module, battery and associated cooling method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07320794A (en) * 1994-05-27 1995-12-08 Honda Motor Co Ltd Battery for electric motor vehicle
JP2001167806A (en) * 1999-12-09 2001-06-22 Toyota Motor Corp Battery pack for car
JP2002373709A (en) * 2001-06-15 2002-12-26 Denso Corp Battery cooling structure

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6455186B1 (en) * 1998-03-05 2002-09-24 Black & Decker Inc. Battery cooling system
JP4965012B2 (en) * 1999-12-15 2012-07-04 トヨタ自動車株式会社 Battery pack for vehicles
JP4921629B2 (en) * 2000-03-31 2012-04-25 パナソニック株式会社 Fluid-cooled battery pack system
CN2505322Y (en) * 2001-11-16 2002-08-14 清华大学 Air cooling device of nickel-hydrogen battery for mixed power vehicle
JP4262445B2 (en) * 2002-06-14 2009-05-13 パナソニックＥｖエナジー株式会社 Uninterruptible power system
KR100627335B1 (en) * 2004-06-25 2006-09-25 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery module and wall of secondary battery module
JP4576931B2 (en) * 2004-08-27 2010-11-10 トヨタ自動車株式会社 Electrical equipment mounting structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07320794A (en) * 1994-05-27 1995-12-08 Honda Motor Co Ltd Battery for electric motor vehicle
JP2001167806A (en) * 1999-12-09 2001-06-22 Toyota Motor Corp Battery pack for car
JP2002373709A (en) * 2001-06-15 2002-12-26 Denso Corp Battery cooling structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10084218B2 (en) 2014-05-09 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Battery pack and method of assembling the battery pack
US10770762B2 (en) 2014-05-09 2020-09-08 Lg Chem, Ltd. Battery module and method of assembling the battery module
WO2017018721A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 주식회사 엘지화학 Battery pack
US9960465B2 (en) 2015-07-30 2018-05-01 Lg Chem, Ltd. Battery pack

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