KR101084224B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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KR101084224B1 KR1020100055107A KR20100055107A KR101084224B1 KR 101084224 B1 KR101084224 B1 KR 101084224B1 KR 1020100055107 A KR1020100055107 A KR 1020100055107A KR 20100055107 A KR20100055107 A KR 20100055107A KR 101084224 B1 KR101084224 B1 KR 101084224B1
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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각 부재를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다. 이를 위해, 복수개의 단자들을 구비하는 복수개의 배터리 셀 및 단자들과 접촉하는 복수개의 접촉부를 구비하여 접촉부를 통해 전달되는 단자들의 발생 열을 냉각시키는 냉각 부재를 포함하는 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각 부재를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
가솔린 차량의 등장으로 차량 배기가스의 연소에 따른 질소 산화물, 불완전 연소로 인한 일산화 탄소 또는 탄화 수소 등의 유해한 성분이 다량 함유되어 대기오염 문제가 심각해지고 있다. 또한, 화석연료의 고갈로 인하여 차세대 에너지원의 개발과 그에 따른 전기 자동차의 개발은 중요한 화두가 되고 있다.
전기 자동차의 상용화에 있어서, 전기 자동차의 주행 거리는 배터리의 성능에 따라 결정된다. 통상, 배터리는 충분한 주행 거리를 확보할 만큼 전기 에너지를 공급하기 어렵다.
자동차가 휘발유, 경유 또는 가스 등의 에너지원을 이용하는 경우에는 주유소나 가스 충전소를 통해 신속한 연료의 재충전이 가능하다. 반면, 전기 자동차의 경우 전기 충전소가 설치되는 경우에도 전기에너지를 충전하는데 시간이 오래 걸리는 문제, 배터리에서 발생하는 열 등으로 전기 자동차의 상용화에 필요한 과제가 아직 남아있다. 이와 같이, 전기 자동차에 관한 여러 기술들 중 배터리의 성능 향상은 중요한 문제로 대두되고 있다.
본 발명의 일실시예는, 어느 하나의 배터리 셀의 단자에서 발생한 열을 냉각시켜, 단자의 발생 열이 도전판을 타고 다른 배터리 셀로 이동하는 것을 방지하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는, 복수개의 단자들을 구비하는 복수개의 배터리 셀 및 단자들과 접촉하는 복수개의 접촉부들을 구비하여 접촉부들을 통해 전달되는 단자들의 발생 열을 냉각시키는 냉각 부재를 포함하는 배터리 팩에 의하여 달성 가능하다.
이 경우, 접촉부들은 단자들과 서로 전기적으로 절연된다.
또한, 접촉부의 내부에는 단자를 수용할 수 있는 수용홀이 구비되어 단자가 수용홀에 끼워질 수 있다.
냉각 부재는 열전도성 소재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 냉각 부재의 일측면인 제1면은 단자들과 대응되는 위치에 접촉부들을 구비하고, 제1면과 반대측인 제2면은 평면 형상으로 구성할 수 있다.
이 경우, 냉각 부재는 외면이 산화막으로 둘러싸인 금속성 소재일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 냉각 부재의 일측면인 제1면은 단자들과 대응되는 위치에 접촉부들을 구비하고, 제1면과 반대측인 제2면은 공기가 유통될 수 있는 복수개의 유동 채널을 구비할 수 있다.
이 경우, 유동 채널은 접촉부와 대응하는 위치에 구비될 수 있다.
또한, 유동 채널은 대기와 유체적으로 연결될 수 있다.
이 경우에도, 냉각 부재는 외면이 산화막으로 둘러싸인 금속성 소재일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 냉각 부재는, 흡열부가 형성된 열전도성 소재의 케이스부 및 케이스부의 일측면에 구비되고 단자들과 대응되는 위치에 배치되는 접촉부들을 포함할 수 있다.
이 경우, 흡열부는 공기가 유통되는 중공 형상으로, 흡열부의 일단에는 외부의 공기를 상기 흡열부로 유입시키기 위한 유입관이 구비되고, 흡열부의 타단에는 흡열부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기관이 구비될 수 있다.
또는, 흡열부에는 열을 흡수할 수 있는 흡열제가 충진되어 있을 수 있다.
이 경우, 흡열제는 실리콘 오일을 포함할 수 있다.
또는, 흡열제는 상변이물질을 포함할 수 있다.
한편, 접촉부는 단자에서 먼 쪽의 단면적이 단자에 가까운 쪽의 단면적보다 더 넓어지는 형상으로 구성할 수 있다.
접촉부의 상부면 및 측면 중 적어도 일부가 흡열부에 노출될 수 있다.
한편, 케이스부와 접촉부는 일체형으로 구성할 수 있다.
이 경우, 케이스부와 접촉부는 열전도성 플라스틱일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 셀의 단자와 접촉하는 접촉부를 구비하는 냉각 부재를 배치함으로써, 각 배터리 셀의 단자에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 어느 하나의 배터리 셀의 단자에서 이상적인 열 폭주 현상이 발생하는 경우, 해당 배터리 셀에서 발생한 열이 도전판을 타고 다른 배터리 셀로 전달되는 일을 방지할 수 있어 배터리 팩의 전체적인 성능을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 주요부분을 발췌하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 냉각 부재를 하부에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 냉각 부재의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 냉각 부재의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 냉각 부재의 단면도이다.
도 9는 도 8의 변형예에 따른 냉각 부재의 단면도이다.
도 10은 도 8의 또 다른 변형예에 따른 냉각 부재의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 냉각 부재를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 단자란 배터리 셀(100)에 구비되는 부재로서, 양극단자(101)와 음극단자(102)를 모두 포함한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하기로 한다.
(제1실시 형태)
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 팩(10)에서 하우징(300)을 생략하여 나타낸 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이 배터리 팩(10)은 복수개의 배터리 셀(100), 냉각 부재(200), 하우징(300) 등을 포함한다.
배터리 셀(100)은 복수개로 이루어지고, 서로 나란하게 일렬로 배치된다. 배터리 셀(100)은 하우징(300)에 수납될 수 있다.
각 배터리 셀(100)에는 돌출된 형상의 양극단자(101)와 음극단자(102)가 배치되어 있다. 예컨대, 양극단자(101)와 음극단자(102)는 배터리 셀(100)의 상측에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 양극단자(101)와 음극단자(102)가 각 배터리 셀(100)마다 교번되도록 배터리 셀(100)이 배치되어 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 각 배터리 셀(100)의 양극단자(101)는 모두 동일한 방향에 배치되고, 음극단자(102)는 양극단자(101)와 반대 방향에 배치될 수 있다.
최외각에 배치된 배터리 셀(100)의 양극단자(101)에는 양극리드선(103)이 결합되어 있고, 반대편 최외곽에 위치한 배터리 셀(100)의 음극단자(102)에는 음극리드선(104)이 결합되어 있다. 양극리드선(103)과 음극리드선(104)은 전기 자동차의 구동 모터(미도시)와 같은 부하에 연결되어 부하에 전기를 공급한다. 한편, 양극리드선(103) 및 음극리드선(104)과 결합되지 않은 배터리 셀(100)의 양극단자(101)와 음극단자(102)는 도전판(130)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
도전판(130)은 각 배터리 셀(100)의 단자(101, 102)를 전기적으로 연결시킨다. 도전판(130)은 전기 전도성있는 소재로 제작되므로, 도전판(130)을 통해 각 배터리 셀(100)간 전기가 도통된다. 도전판(130)의 연결에 따라 각 배터리 셀(100)은 직렬 또는 병렬 연결된다.
본 실시예에서는 도전판(130)이 가장 가까운 배터리 셀(100)의 단자(101, 102)를 서로 직렬 연결하도록 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 두 개의 도전판(130)이 구비되어 하나의 도전판(130)은 각 배터리 셀(100)의 양극단자(101)들을 하나로 연결하고 또 다른 하나의 도전판(130)은 각 배터리 셀(100)의 음극단자(102)들을 하나로 연결하여 병렬 연결을 구현할 수 있다.
냉각 부재(200)는 배터리 셀(100)의 단자(101, 102)에서 발생하는 열을 냉각시킨다. 배터리 셀(100)의 충전 또는 방전시 배터리 셀(100)에서는 열이 발생하며, 발열 현상은 단자(101, 102)에서 두드러지게 나타난다. 또한, 발생된 열은 단자(101, 102)를 연결하는 도전판(130)을 통해 다른 배터리 셀(100)로 전달될 수 있다. 발열 및 열 전달 현상은 배터리 팩(10)의 전체적 성능 저하로 이어진다. 이를 방지하기 위해, 냉각 부재(200)는 복수개의 접촉부(210)를 구비하여 단자(101, 102)에서 발생하는 열을 냉각시킨다.
접촉부(210)는 냉각 부재(200)의 일측면 중 단자(101, 102)와 대응되는 위치에 복수개 배치된다. 접촉부(210)를 통해 냉각 부재(200)와 단자(101, 102)가 접촉하고, 배터리 셀(100)의 단자(101, 102)에서 발생한 열은 접촉부(210)를 통해 냉각 부재(200)로 전달된다. 이에 대한 구체적인 구성은 이하에서 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.
도 3은 냉각 부재(200)의 하측면을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.
냉각 부재(200)의 일측면, 예컨대 하측면에 배치된 접촉부(210)는 단자(101, 102)를 수용할 수 있는 수용홀(211)을 구비한다. 수용홀(211)을 통해 양극단자(101) 및 음극단자(102)가 접촉부(210)에 끼워진다. 수용홀(211)의 크기가 단자(101, 102)와 동일한 경우에는 단자(101, 102)의 외면과 접촉부(210)의 내측면이 직접 접촉하게 된다. 단자(101, 102)와 접촉부(210)의 직접 접촉에 의하여 단자(101, 102)의 발생 열이 냉각 부재(200)로 활발히 전달될 수 있다.
본 실시예에서는 단자(101, 102)와 수용홀(211)이 원통의 형상인 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 단자(101, 102)와 수용홀(211)은 다각 기둥으로 구성될 수 있다. 단자(101, 102)와 접촉부(210)의 접촉면을 증가시키는 형상으로 구성하여 단자(101, 102)의 열이 냉각부재(200) 측으로 활발히 전달되도록 한다.
냉각 부재(200)는 열전도율이 높은 열전도성 소재를 사용할 수 있다. 예컨대, 냉각 부재(200)로 알루미늄, 은 등의 금속성 소재 또는 열전도성 플라스틱과 같은 절연성 소재를 사용할 수 있다. 냉각 부재(200)로 금속과 같은 전기 전도성 소재를 사용하는 경우에는 배터리 셀(100)의 단자(101, 102)를 통해 흐르는 전류가 냉각 부재(200)로 흐르는 현상을 방지하기 위해, 접촉부(210)는 단자(101, 102)와 전기적으로 절연되어야 한다. 예컨대, 접촉부(210)에는 산화막(202)과 같은 절연층이 포함되어야 한다.
산화막(202)은 도 4에 도시된 바와 같이 냉각 부재(200)의 전면에 걸쳐 형성될 수 있다. 예컨대, 냉각 부재(200)로 알루미늄과 같은 금속성 소재(201)를 사용하는 경우에는 알루미늄 산화막(202)으로 절연층을 형성할 수 있다. 이 때, 알루미늄 산화막(202)의 두께는 배터리 셀(100)의 성능에 따라 구성할 수 있다. 예컨대, 알루미늄 산화막(202)의 두께를 약 20μm 이하로 구성하는 경우에는 최대 약 50V의 전압까지 절연이 가능하고, 약 20μm ~ 50 μm 의 두께로 알루미늄 산화막(202)을 형성하는 경우에는 최대 약 3000V의 전압까지 절연이 가능하다.
한편, 냉각 부재(200)는 열전도율이 높으면서도 열용량이 높은 소재를 사용할 수 있다. 열용량이 높은 소재를 사용하여 단자(101, 102)에서 발생한 열을 보다 많이 흡수하도록 함으로써 단자(101, 102)에 대한 냉각 효율을 증진시킬 수 있다.
냉각 부재(200)의 상측면은 평평한 판상일 수 있다. 접촉부(210)를 통해 전달된 열은 판상 냉각 부재(200)의 상측면을 통해 방열될 수 있다.
배터리 셀(100)의 충전 또는 방전시 발생하는 열뿐만 아니라 어느 하나의 배터리 셀(100)의 단자(101, 102)에서 이상적으로 열이 폭주하는 경우에도, 냉각 부재(200)를 통해 발생 열이 냉각되므로, 단자(101, 102)의 발생 열이 도전판(130)을 타고 다른 배터리 셀(100)로 전달되는 것을 방지할 수 있으므로, 배터리 팩(10)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
본 실시예에서는 하우징(300)의 내부에 배터리 셀(100)과 냉각 부재(200)가 모두 포함되는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 하우징(300)이 포함되지 않을 수 있다. 또는 하우징(300)의 외부로 냉각 부재(200)의 상측면이 노출될 수도 있다. 하우징(300)의 외부로 노출된 냉각 부재(200)의 상측면을 통해 단자(101, 102)에서 발생한 열이 방열된다.
(제2실시 형태)
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩(10)의 주요부분을 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다. 본 실시예에서도 각 배터리 셀(100)의 양극단자(101)와 음극단자(102)는 도전판(130)을 통해 전기적으로 연결되어 있고, 냉각 부재(200)의 하측면에는 단자(101, 102)와 대응되는 위치에 접촉부(210)가 배치되어 있다. 또한, 접촉부(210)에는 수용홀(211)이 구비되어 있다. 다만, 냉각 부재(200)의 상측면에 적어도 하나 이상의 유동 채널(220)이 형성되어 있는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다.
냉각 부재(200)의 상측면에 복수개의 유동 채널(220)을 형성함으로써 공기와 접촉할 수 있는 면적을 증가시킨다. 한편, 냉각 부재(200)는 열전도율이 높은 소재, 바람직하게는 열전도율과 열용량이 큰 소재를 사용할 수 있다. 유동 채널(220)을 형성하여 열용량이 크고 대류가 활발한 공기를 이용함과 동시에 냉각 부재(200)의 소재를 열전도율과 열용량이 큰 소재를 사용함으로써 냉각 효율을 증가시킬 수 있다.
다만, 냉각 부재(200)로 금속과 같이 전류가 흐를 수 있는 소재를 사용하는 경우에는 단자(101, 102) 및 도전판(130)을 통해 흐르는 전류가 냉각 부재(200)로 흐르는 현상을 방지하기 위해, 접촉부(210)는 단자(101, 102)와 전기적으로 절연되어야 한다. 예컨대, 산화막(202)과 같은 절연층이 형성되어야 한다.
산화막(202)은 도 6에 도시된 바와 같이 냉각 부재(200)의 전면에 걸쳐 형성될 수 있다. 예컨대, 냉각 부재(200)로 알루미늄과 같은 금속성 소재(201)를 사용하는 경우에는 알루미늄 산화막(202)으로 절연층을 형성할 수 있다.
한편, 냉각 부재(200)의 상측면에 형성된 유동 채널(220)은 접촉부(210)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 유동 채널(220)의 하방에 접촉부(210)가 배치된다. 유동 채널(220)이 접촉부(210)와 대응되는 위치에 구비되므로, 접촉부(210)를 통해 전달된 열은 유동 채널(220)을 지나는 공기에 의해 활발히 냉각될 수 있다.
냉각 부재(200)는 하우징(300)의 내부에 구비되거나 하우징(300)의 외부로 돌출되어 대기와 유체적으로 연결된다. 냉각 부재(200)가 하우징(300)의 내부에 구비되는 경우에는 유동 채널(220)에 대응하는 하우징(300)의 일면에 환풍기(미도시)이 구비되어 공기의 유동 속도를 촉진시킬 수 있다.
(제3실시 형태)
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 팩(10)의 주요부분을 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 8은 도 5의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 단면도이다. 본 실시예에서도 각 배터리 셀(100)의 양극단자(101)와 음극단자(102)는 도전판(130)을 통해 전기적으로 연결되어 있고, 냉각 부재(200)의 일측면에는 단자(101, 102)와 대응되는 위치에 접촉부(210)가 배치되어 있으며, 접촉부(210)에는 수용홀(211)이 구비되어 있다. 다만, 공기가 유통되는 경로가 대기 중에 노출되어 있지 않다는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다.
냉각 부재(200)는 흡열부(204)가 형성된 케이스부(203)와 접촉부(210) 등을 포함한다. 흡열부(204)는 공기가 유통할 수 있는 중공 형상이다. 공기의 유통을 위해, 흡열부(204)의 일단에는 공기가 유입되는 유입관(231)이 마련되어 있고, 흡열부(204)의 타단에는 내부의 공기를 배출하기 위한 배출관(232)이 마련되어 있다.
본 실시예에 따르면 흡열부(204)가 도시된 바와 같이 직사각형의 일체형 중공 형상으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 흡열부(204)를 굽이치는 관형으로 구성함으로써, 일체형 관에 비하여 공기의 유통 거리와 시간을 연장시킬 수 있다.
케이스부(203)는 내부에 흡열부(204)를 형성하기 위한 것으로서, 케이스부(203)의 소재는 특별히 제한되지 않는다. 다만, 케이스부(203)로 열전도성과 열용량이 큰 물질을 사용하는 경우에는 단자(101, 102)에서 발생한 열을 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있는 장점이 있다. 케이스부(203)로는 예컨대, 열전도성 플라스틱을 사용할 수 있다.
본 실시예에서도, 단자(101, 102)와 접촉하는 접촉부(210)는 단자(101, 102)에서 발생하는 열을 효과적으로 전달받을 수 있도록 열전도성이 큰 금속성 소재(213)를 사용할 수 있다. 접촉부(210)로 금속성 소재(213)를 사용하는 경우에는 전기 전도성으로 인해 단자(101, 102)에 흐르는 전류가 접촉부(210)에도 흐를 수 있으므로 접촉부(210)의 외면에는 산화막(214)과 같은 절연층이 형성되어야 한다.
접촉부(210)는 단자(101, 102)와 먼쪽의 단면적이 단자(101, 102)와 가까운 쪽의 단면적보다 넓어지는 형상일 수 있다. 이를 위해 접촉부(210)는 도 8에 도시된 바와 같이 "ㅠ"자 형상일 수 있다. 상측면이 넓은 형상으로 구성함으로써 흡열부(204)를 지나는 공기와 접촉하는 면을 그만큼 증가시킬 수 있다. 따라서, 단자(101, 102)에서 발생한 열의 냉각 효율을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예로서 도시되지는 않았으나, 접촉부(210)는 단자(101, 102)의 상부로 갈수록 면적이 넓어지는 형상으로 구성할 수도 있다.
도 9는 도 8의 변형예에 따른 냉각 부재(200)의 수직 단면도를 나타낸다. 도시된 냉각 부재(200)에서는 전술한 실시예에 비하여 접촉부(210)의 위치를 상방으로 이동시킨다. 접촉부(210)가 d만큼 이동함으로써 접촉부(210)의 상부면과 측면 중 적어도 일부가 공기에 노출된다. 접촉부(210)의 상방으로의 이동은 공기와의 노출 면적을 증가시킨다. 뿐만 아니라 접촉부(210)로 열전도성이 큰 소재를 사용하여 단자(101, 102)에서 발생하는 열의 냉각 효율을 증가시킬 수 있다.
도 10은 도 8의 또 다른 변형예에 따른 냉각 부재(200)의 수직 단면도를 나타낸다. 케이스부(203)로 열전도성 소재인 플라스틱을 사용하는 경우에는 접촉부(210)를 케이스부(203)와 일체형으로 구성할 수 있다.
열전도성 플라스틱의 소재는 전기 절연성 물질이므로, 단자(101, 102)에서 흐르는 전류가 냉각 부재(200)로 흐를 염려가 없으므로 별도의 산화막을 형성할 필요가 없다. 또한 일체형으로 구성하므로 냉각 부재(200)의 제작에 드는 비용과 시간을 크게 감소시킬 수 있다.
(제4실시 형태)
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 냉각 부재(200)의 수직 단면도를 나타낸다. 본 실시예에서도 각 배터리 셀(100)의 양극단자(101)와 음극단자(102)는 도전판(130)을 통해 전기적으로 연결되고, 냉각 부재(200)의 일측면에는 단자(101, 102)와 대응되는 위치에 접촉부(210)가 배치되어 있으며, 접촉부(210)에는 수용홀(211)이 구비되어 있다. 다만, 단자(101, 102)에서 발생한 열을 냉각시키기 위한 물질인 흡열제가 구비되어 있는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 이하, 구체적인 구성을 살펴본다.
냉각 부재(200)는 흡열부(205)가 형성된 케이스부(203)와 접촉부(210) 등을 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이 접촉부(210)는 케이스부(203)와 일체형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 단자(101, 102)에서 발생한 열의 전달을 활발하게 하기 위하여 접촉부(210)와 케이스부(203)는 열전도성이 큰 물질을 사용할 수 있다. 예컨대, 접촉부(210)와 케이스부(203)의 소재로 열전도성 플라스틱을 사용할 수 있다.
접촉부(210)와 케이스부(203)의 소재로 열전도성 플라스틱을 사용하는 경우에는, 열전도성 플라스틱이 전기 절연체이므로 접촉부(210)에 별도로 절연층을 형성할 필요가 없음은 앞서 설명한 바와 같다. 또한, 일체형으로 구성되기 때문에 냉각 부재(200)의 제작에 필요한 비용과 시간이 크게 절감된다.
흡열부(205)에는 단자(101, 102)에서 발생하는 열을 흡수하기 위한 흡열제가 충진되어 있다. 흡열제는 접촉부(210)를 통해 전달된 단자(101, 102)의 열을 흡수하는 물질로서, 열전도율 및 열용량이 큰 물질을 사용할 수 있다. 흡열제로는 실리콘 오일, 글리셀린 등을 사용할 수 있다. 또는 흡열제로 상변이물질(PCM: Phase Change Material)을 사용할 수 있다. 상변이물질로는 n-paraffin, PEG(poly ethylene glycol), Na2SO4 ㆍ10H2O, Na2HPO4 ㆍ12H2O, Zn(NO3)2 ㆍ6H2O, Na2S3O3 ㆍ5H2O 등이 있다.
본 실시예의 경우에서도, 접촉부(210) 가 도 9를 참고하여 설명한 바와 같이 상방으로 이동한 위치에 구비되어, 접촉부(210)의 상부면과 측면 중 적어도 일부가 흡열부(205)에 노출되도록 할 수 있다. 이 경우에도, 접촉부(210)의 형상을 "ㅠ"자 형상으로 구성하여, 흡열부(205)로의 노출 면적을 증가시킬 수 있음은 물론이다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: 배터리 팩 100: 배터리 셀
101; 양극단자 102: 음극단자
103: 양극리드선 104: 음극리드선
130: 도전판 200: 냉각 부재
210: 접촉부 211: 수용홀
201, 213: 금속성 소재(알루미늄)
202, 214: 산화막(알루미늄 산화막)
203: 케이스부 204: 공기가 유동하는 흡열부
205: 흡열제가 충진된 흡열부 220: 유동 채널
231: 유입관 232: 배출관
300: 하우징

Claims (19)

  1. 복수개의 단자들을 구비하는 복수개의 배터리 셀; 및
    상기 단자들과 접촉하는 복수개의 접촉부들을 구비하여 상기 접촉부들을 통해 전달되는 상기 단자들의 발생 열을 냉각시키는 냉각 부재를 포함하는, 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부들은,
    상기 단자들과 서로 전기적으로 절연된 것인, 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부들의 내부에는 상기 단자들을 수용할 수 있는 수용홀이 구비되어,
    상기 단자들은 상기 수용홀에 끼워지는 것인, 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 부재는 열전도성 소재를 포함하는, 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 일측면인 제1면은 상기 단자들과 대응되는 위치에 상기 접촉부들을 구비하고, 상기 제1면과 반대측인 제2면은 평면 형상인, 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각 부재는 외면이 산화막으로 둘러싸인 금속성 소재인, 배터리 팩
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 일측면인 제1면에는 상기 단자들과 대응되는 위치에 상기 접촉부들이 구비되고, 상기 제1면과 반대측인 제2면에는 공기가 유동되는 복수개의 유동 채널들이 형성된, 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유동 채널들은 상기 접촉부들과 대응하는 위치에 구비되는, 배터리 팩.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 유동 채널들은 대기와 유체적으로 연결된, 배터리 팩.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 냉각 부재는 외면이 산화막으로 둘러싸인 금속성 소재인, 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 부재는,
    흡열부가 형성된 열전도성 소재의 케이스부; 및
    상기 케이스부의 일측면에 구비되고, 상기 단자들과 대응되는 위치에 배치되는 접촉부들을 포함하는, 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 흡열부는 공기가 유통되는 중공 형상으로,
    상기 흡열부의 일단에는 외부의 공기를 상기 흡열부로 유입시키기 위한 유입관이 구비되고, 상기 흡열부의 타단에는 상기 흡열부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기관이 구비된, 배터리 팩.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 흡열부는 상기 열을 흡수하는 흡열제가 충진되어 있는, 배터리 팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 흡열제는 실리콘 오일을 포함하는, 배터리 팩.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 흡열제는 상변이물질을 포함하는, 배터리 팩.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 접촉부들은,
    상기 단자에서 먼 쪽의 단면적이 상기 단자에 가까운 쪽의 단면적보다 더 넓은 것인, 배터리 팩.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 접촉부들의 상부면 및 측면 중 적어도 일부는 상기 흡열부에 노출되는, 배터리 팩.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 케이스부 및 상기 접촉부들은 일체형 구조인, 배터리 팩.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 케이스부 및 상기 접촉부는 열전도성 플라스틱을 포함하는, 배터리 팩.
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