KR101106373B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 셀의 성능과 수명을 향상시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 다수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀이 삽입되는 방열부재; 및 상기 배터리 셀과 방열부재를 고정시키는 고정부재를 포함하고, 상기 방열부재는 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면으로 이루어진 방열판과 상기 방열판의 제1면에 형성된 다수의 방열벽 및 상기 방열판의 제2면에 형성된 다수의 방열핀을 포함하는 배터리 팩을 개시한다.
배터리 셀, 배터리 팩, 경사각, 방열

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 충전 및 방전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지로 휴대폰, 노트북, 컴퓨터, 카메라, 캠코더 등의 휴대용 소형 전자기기에는 하나의 배터리 셀로 이루어지는 이차전지를 주로 사용하며, 하이브리드 전기 자동차(HEV), 전기 자동차(EV) 등의 모터 구동용 전원으로는 다수의 배터리 셀을 연결하여 이루어지는 배터리 팩을 주로 사용한다.
상기 배터리 팩은 수 내지 수십개의 배터리 셀을 연결시켜 하나의 배터리 팩을 구성하므로, 각 배터리 셀에서 발생되는 열을 용이하게 방출할 수 있도록 구성하는 냉각구조와 안전수단, 시스템 회로 등이 구비된다.
특히, HEV용, EV용 등의 고출력 대용량 배터리 팩은 크기를 최소화하면서 방열 특성을 향상시키고 배터리 셀의 스웰링을 방지할 수 있는 배터리 팩을 필요로 한다.
본 발명은 배터리 셀의 성능과 수명을 향상시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 배터리 셀을 용이하게 삽입할 수 있는 배터리 팩을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 배터리 팩은 다수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀이 삽입되는 방열부재; 및 상기 배터리 셀과 방열부재를 고정시키는 고정부재를 포함하고, 상기 방열부재는 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면으로 이루어진 방열판과 상기 방열판의 제1면에 형성된 다수의 방열벽 및 상기 방열판의 제2면에 형성된 다수의 방열핀을 포함한다.
상기 방열벽은 끝단으로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. 상기 방열벽은 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면을 포함하고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제1면이 이루는 각이 90°보다 크고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제2면이 이루는 각이 90°보다 클 수 있다. 상기 방열벽은 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면을 포함하고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제1면이 이루는 각이 수직이고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제2면이 이루는 각이 90°보다 클 수 있다. 상기 방열벽은 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면을 포함하고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제1면이 이루는 각이 90°보다 크고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제2면이 이루는 각이 수직일 수 있다.상기 배터리 셀은 상기 방열벽 사이에 삽입될 수 있다.
상기 고정부재는 상기 방열벽 사이에 개재된 스페이서와, 상기 방열벽과 상기 스페이서를 관통하는 볼트 및 상기 볼트를 조이는 너트를 포함할 수 있다. 상기 스페이서의 두께는 상기 배터리 셀의 두께보다 얇거나 같을 수 있다.
상기 방열부재는 상기 방열핀을 수직으로 관통하는 히트파이프를 더 포함할 수 있다. 상기 방열벽에는 절연층이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 배터리 팩은 다수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀이 삽입되는 제1 방열부재; 상기 제1 방열부재와 결합되며 제1 방열부재와 동일한 제2 방열부재; 및 상기 배터리 셀과 제1 방열부재 및 제2 방열부재를 고정시키는 고정부재를 포함한다.
상기 제1 방열부재 및 제2 방열부재는 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 제2면으로 이루어진 방열판과 상기 방열판의 제1면에 형성된 다수의 방열벽 및 상기 방열판의 제2면에 형성된 다수의 방열핀을 포함할 수 있다.
상기 방열벽은 끝단으로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. 상기 방열벽은 상기 방열판과 수직으로 만나는 수직면과 상기 수직면의 반대면으로 상기 방열판과 경사각을 이루는 경사면을 포함하고, 상기 경사각은 90°보다 클 수 있다.
상기 제1 방열부재와 상기 제2 방열부재는 상기 방열벽의 경사면이 서로 마주보며 결합될 수 있다.
상기 방열부재는 상기 방열핀을 수직으로 관통하는 히트파이프를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부재는 상기 제1 방열부재 및 제2 방열부재를 관통하는 볼트 및 상기 볼트를 조이는 너트를 포함하고, 상기 볼트는 상기 제1 방열부재의 방열판과 상기 제2 방열부재의 방열판을 관통할 수 있다. 상기 고정부재는 상기 제1 방열부재 및 제2 방열부재를 관통하는 볼트 및 상기 볼트를 조이는 너트를 포함하고, 상기 볼트는 상기 제1 방열부재의 방열벽과 상기 제2 방열부재의 방열벽을 관통할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀에서 발생하는 열을 빠르게 방출하고 배터리 셀의 스웰링을 방지함으로써, 배터리 셀의 성능과 수명을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 방열벽의 두께가 끝단으로 갈수록 얇기 때문에 배터리 셀을 용이하게 삽입할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도 및 평면도이다. 도 2는 도 1b에 도시된 방열벽의 일 실시예를 도시한 확대도이다.
도 1a 내지 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 다수의 배터리 셀(110), 상기 배터리 셀(110)이 삽입되는 방열부재(120) 및 상기 배터리 셀(110)과 상기 방열부재(120)를 고정시키는 고정부재(130)를 포함한다.
상기 배터리 셀(110)은 양극판과 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터를 삽입하여 이루어지는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장되는 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 밀폐하는 캡조립체와, 상기 캡 조립체로 돌출되고 상기 전극 조립체의 양극판 및 음극판과 각각 전기적으로 연결되는 양극단자 및 음극단자로 이루어진다. 상기 배터리 셀(110)은 상기 방열부재(120)에 삽입된다. 도면에서는 상기 배터리 셀(110)의 양극단자 및 음극단자가 위를 향하도록 삽입되어 있으나, 상기 양극단자 및 음극단자가 옆 또는 아래를 향하도록 삽입할 수도 있다. 이러한 다수의 상기 배터리 셀(110)을 연결하여 하이브리드 전기 자동차(HEV), 전기 자동차(EV) 등의 모터 구동용 전원으로 사용할 수 있다.
상기 방열부재(120)는 평평한 제1면(121a)과 상기 제1면(121a)의 반대면인 평평한 제2면(121b)으로 이루어진 방열판(121)과, 상기 방열판(121)의 제1면(121a)에 형성된 다수의 방열벽(122) 및 상기 방열판(121)의 제2면(121b)에 형성된 다수의 방열핀(123)을 포함한다. 또한, 상기 방열부재(120)는 상기 방열핀(123)을 수직으로 관통하는 히트파이프(124)를 더 포함한다. 상기 방열부재(120)는 상기 배터리 셀(110)을 냉각시키는 역할을 한다. 상기 방열부재(120)는 상기 방열판(121)과 방열벽(122) 및 방열핀(123)이 일체로 형성될 수 있다.
상기 방열판(121)은 평평한 제1면(121a)과 상기 제1면(121a)의 반대면으로 평평한 제2면(121b)을 갖는다. 상기 방열판(121)은 상기 배터리 셀(110)에서 발생하는 열을 흡수하는 역할을 한다. 상기 방열판(121)은 열전도성이 높은 알루미늄으로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 방열벽(122)은 상기 방열판(121)의 제1면(121a)에 형성된다. 상기 방열벽(122)은 다수개가 일정간격을 유지하며 형성되고, 상기 방열벽(122) 사이에 상기 배터리 셀(110)이 삽입된다. 상기 방열벽(122)의 간격은 적어도 상기 배터리 셀(110)의 두께보다는 넓게 형성된다. 상기 방열벽(122)은 상기 배터리 셀(110)에서 발생하는 열을 흡수하고, 상기 배터리 셀(110)의 스웰링(swelling) 현상을 최소화하는 역할을 한다. 상기 방열벽(122)은 상기 방열판(121)과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 방열판(121)과 일체로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 방열벽(122)은 평평한 제1면(122a)과 상기 제1면(122a)의 반대면인 평평한 제2면(122b)을 갖는다. 상기 방열판(121)의 제1면(121a)과 상기 방열벽(122)의 제1면(122a)이 이루는 각(α1)은 90°보다 크고, 상기 방열판(121)의 제1면(121a)과 상기 방열벽(122)의 제2면(122b)이 이루는 각(β1)도 90°보다 크다. 즉, 상기 방열벽(122)의 제1면(122a)과 제2면(122b) 사이의 두께는 상기 방열판(121)의 제1면(121a)에서부터 상기 방열벽(122)의 끝단(122c)으로 갈수록 얇아진다.
이와 같이, 상기 방열판(121)의 제1면(121a)과 상기 방열벽(122)의 제1면(122a)이 이루는 각(α1)과 상기 방열판(121)의 제1면(121a)과 상기 방열벽(122)의 제2면(122b)이 이루는 각(β1)이 90°보다 큰 경사각을 이루고 있으므로, 상기 방열벽(122)의 제1면(122a)과 제2면(122b) 사이의 두께는 상기 방열판(121)의 제1면(121a)에서부터 상기 방열벽(122)의 끝단(122c)으로 갈수록 얇아진다. 이로 인해, 상기 방열벽(122) 사이의 공간은 입구쪽이 안쪽보다 넓어지므로 사용자는 배터리 셀(110)을 용이하게 삽입할 수 있다.
또한, 상기 방열벽(122)에는 절연층(125)이 형성되어 상기 배터리 셀(110)과 상기 방열벽(122)을 절연시킬 수 있다. 상기 절연층(125)은 양극처리(anodizing)를 하거나 절연 패드를 붙여서 형성할 수 있다. 양극처리는 일반적으로 알루미늄 양극처리가 대부분을 차지하고 있고, 알루미늄 물품을 전해액에서 양극으로 전류를 통하면 양극에 발생하는 산소에 의해서 알루미늄 표면이 산화되어 산화알루미늄 피막이 생기게 된다. 이러한 산화알루미늄 피막은 내식성, 내마모성 및 전기절연성이 우수하다.
상기 방열핀(123)은 상기 방열판(121)의 제2면(121b)에 형성된다. 상기 방열핀(123)은 상기 배터리 셀(110)에서 발생하는 열을 방출하는 역할을 한다. 상기 방 열핀(123)은 다수개의 방열핀(123)이 일정간격을 유지하며 형성됨으로써 단위면적당 방열효율을 향상시킬 수 있다. 상기 방열핀(123)은 상기 방열판(121)과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 방열판(121)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 히트파이프(124)는 상기 방열핀(123)을 수직으로 관통하며, 다수개가 형성될 수 있다. 상기 히트파이프(124)는 내부에 중공이 형성되고 단면이 원형인 바(bar)형상으로 형성될 수 있다. 상기 히트파이프(124)는 내부에 열에 의해 기화 가능한 증류수 또는 액체질소와 같은 기화성 물질이 충진될 수 있으나, 여기서 그 물질을 한정하는 것은 아니다.
상기 히트파이프(124)의 동작을 설명하면, 상기 방열판(121)이 상기 배터리 셀(110)에서 발생하는 열을 흡수하면, 흡수된 열에 의해 상기 방열판(121)과 연결된 상기 히트파이프(124)의 내부에 충진된 기화성 물질이 기화된다. 상기 기화된 기화성 물질은 상기 방열판(121)에 비해 상대적으로 온도가 낮은 상기 방열핀(123)을 향해 상기 히트파이프(124)를 따라서 이동하게 된다. 상기 이동된 기화성 물질은 상기 방열핀(123)의 낮은 온도에 의해 액화된다. 상기 액화된 기화성 물질은 다시 상기 히트파이프(124)를 따라서 상기 방열판으로 이동하게 된다. 상기 방열판(121)은 상기 액화된 기화성 물질에 의해 냉각되고 이에 따라 상기 배터리 셀(110)이 냉각될 수 있다. 즉, 상기 히트파이프(124)는 내부의 기화성 물질이 순환하는 대류형상이 순간적이고 반복적으로 이루어짐으로써, 상기 배터리 셀(110)에서 발생된 열을 방열시킬 수 있다.
상기 고정부재(130)는 상기 방열벽(122) 사이에 개재된 스페이서(133)와 상 기 방열벽(122)과 상기 스페이서(133)를 관통하는 볼트(131) 및 상기 볼트(131)를 조이는 너트(132)를 포함한다.
상기 볼트(131)는 길이방향에 일정한 폭으로 나사선이 형성되고, 그 나사선의 일단에는 머리부(131a)가 형성되어 있다. 상기 볼트(131)는 상기 방열벽(122)과 상기 스페이서(133)를 관통하고 상기 너트(132)로 조여진다. 상기 볼트(131)가 관통할 수 있도록 상기 방열벽(122)과 상기 스페이서(133)에는 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 머리부(131a)의 직경은 상기 방열벽(122)과 상기 스페이서(133)에 형성된 관통홀의 직경보다 크게 형성된다.
상기 너트(132)는 상기 볼트(131)와 체결될 수 있도록 내측에 상기 볼트(131)와 같은 나사선이 형성되어 있다. 상기 너트(132)의 직경은 상기 방열벽(122)과 상기 스페이서(132)에 형성된 관통홀의 직경보다 크게 형성된다.
상기 스페이서(133)는 상기 방열벽(122) 사이에 개재된다. 상기 스페이서(133)는 상기 배터리 셀(110)이 상기 방열벽(122) 사이에 삽입되고 난 후, 상기 배터리 셀(110)과 상기 방열벽(122) 사이의 빈 공간에 개재된다. 상기 배터리 셀(110)을 상기 방열부재(120)에 고정시키기 위해 상기 스페이서(133)의 두께는 상기 배터리 셀(110)의 두께보다 얇거나 같을 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 상기 고정부재(130)가 배터리 셀(110)을 방열부재(120)에 고정시키는 과정을 설명하면, 상기 방열벽(122) 사이에 상기 배터리 셀(110)이 삽입되면 상기 배터리 셀(110)과 상기 방열벽(122) 사이에 상기 스페이서(133)를 삽입하고, 상기 방열벽(122)과 상기 스페이서(133)에 형성된 관통홀에 볼트(131)를 관통시키고 너트(132)로 조임으로써 상기 배터리 셀(110)을 상기 방열부재(120)에 고정시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 배터리 셀(110)에서 발생하는 열을 방열판(121), 방열벽(122), 방열핀(123) 및 히트파이프(124)로 이루어진 방열부재(120)를 통해서 빠르게 방출할 수 있으므로, 상기 배터리 셀(110)의 성능과 수명을 향상 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 배터리 셀(110)이 방열벽(122) 사이에 고정됨으로써, 상기 배터리 셀(110)의 스웰링 현상을 최소화하고 열화현상을 개선할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 배터리 셀(110)의 성능과 수명을 향상 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 방열벽(122)이 끝단(122c)으로 갈수록 두께가 얇기 때문에 상기 방열벽(122) 사이에 상기 배터리 셀(110)을 용이하게 삽입할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 방열벽의 다른 실시예를 도시한 확대도이다.
도 3에 도시된 방열벽은 도 2에 도시된 방열벽과 유사하다. 따라서 여기서는 그 차이점만 서술하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 방열벽(222)은 평평한 제1면(222a)과 상기 제1면(222a)의 반대면인 평평한 제2면(222b)을 갖는다. 상기 방열판(221)의 제1 면(221a)과 상기 방열벽(222)의 제1면(222a)이 이루는 각(α2)은 수직이고, 상기 방열판(221)의 제1면(221a)과 상기 방열벽(222)의 제2면(222b)이 이루는 각(β2)은 90°보다 크다. 즉, 상기 방열벽(222)의 제1면(222a)과 제2면(222b) 사이의 두께는 상기 방열판(221)의 제1면(221a)에서부터 상기 방열벽(222)의 끝단(222c)으로 갈수록 얇아진다.
이와 같이, 상기 방열판(221)의 제1면(221a)과 상기 방열벽(222)의 제1면(222a)이 이루는 각(α2)이 수직이고 상기 방열판(221)의 제1면(221a)과 상기 방열벽(222)의 제2면(222b)이 이루는 각(β2)이 90°보다 큰 경사각을 이루고 있으므로, 상기 방열벽(222)의 제1면(222a)과 제2면(222b) 사이의 두께는 상기 방열판(221)의 제1면(221a)에서부터 상기 방열벽(222)의 끝단(222c)으로 갈수록 얇아진다. 이로 인해 상기 방열벽(222) 사이의 공간은 입구쪽이 안쪽보다 넓어지므로 사용자는 배터리 셀(110)을 용이하게 삽입할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 방열벽의 다른 실시예를 도시한 확대도이다.
도 4에 도시된 방열벽은 도 2에 도시된 방열벽과 유사하다. 따라서 여기서는 그 차이점만 서술하기로 한다.
도 4을 참조하면, 상기 방열벽(322)은 평평한 제1면(322a)과 상기 제1면(322a)의 반대면인 평평한 제2면(322b)을 갖는다. 상기 방열판(321)의 제1면(321a)과 상기 방열벽(322)의 제1면(322a)이 이루는 각(α3)은 90°보다 크고, 상기 방열판(321)의 제1면(321a)과 상기 방열벽(322)의 제2면(322b)이 이루는 각 (β3)은 수직이다. 즉, 상기 방열벽(322)의 제1면(322a)과 제2면(322b) 사이의 두께는 상기 방열판(321)의 제1면(321a)에서부터 상기 방열벽(322)의 끝단(322c)으로 갈수록 얇아진다.
이와 같이, 상기 방열판(321)의 제1면(321a)과 상기 방열벽(322)의 제1면(322a)이 이루는 각(α3)이 90°보다 큰 경사각을 이루고 상기 방열판(321)의 제1면(321a)과 상기 방열벽(322)의 제2면(322b)이 이루는 각(β3)이 수직이므로, 상기 방열벽(322)의 제1면(322a)과 제2면(322b) 사이의 두께는 상기 방열판(321)의 제1면(321a)에서부터 상기 방열벽(322)의 끝단(322c)으로 갈수록 얇아진다. 이로 인해 상기 방열벽(322) 사이의 공간은 입구쪽이 안쪽보다 넓어지므로 사용자는 배터리 셀(110)을 용이하게 삽입할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 평면도이다. 도 5b는 도 5a에 도시된 배터리 팩의 분해도이다. 도 6은 도 5b에 도시된 방열벽의 확대도이다. 도 5a 내지 도 5b에 도시된 배터리 팩(400)은 도 1a 내지 도 1b에 도시된 배터리 팩(100)과 유사하다. 따라서 여기서는 그 차이점만 서술하기로 한다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 다수의 배터리 셀(410), 상기 배터리 셀(410)이 삽입되는 제1 방열부재(410), 상기 제1 방열부재(410)와 결합되며 상기 제1 방열부재(410)와 동일한 제2 방열부재(410') 및 상기 배터리 셀(410)과 제1 방열부재(420) 및 제2 방열부재(420')를 고정시키는 고정부재(430)를 포함한다.
상기 제1 방열부재(420)는 평평한 제1면(421a)과 상기 제1면(421a)의 반대면인 평평한 제2면(421b)으로 이루어진 방열판(421)과, 상기 방열판(421)의 제1면(421a)에 형성된 다수의 방열벽(422), 상기 방열판(421)의 제2면(421b)에 형성된 다수의 방열핀(423) 및 상기 방열핀(423)을 수직으로 관통하는 히트파이프(424)를 포함한다. 또한, 상기 제1 방열부재(420)는 상기 배터리 셀(410)과 상기 방열판(422)이 접속되는 부분에 형성된 보조턱(426)을 더 포함한다. 상기 제1 방열부재(420)는 상기 배터리 셀(410)을 냉각시키는 역할을 한다. 상기 제1 방열부재(420)는 상기 방열판(421)과 방열벽(422) 및 방열핀(423)이 일체로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 방열벽(422)은 상기 방열판(421)의 제1면(421a)과 수직으로 만나는 수직면(422a)과 상기 수직면(422a)의 반대면으로 상기 방열판(421)의 제1면(421a)과 경사각을 이루는 경사면(422b)을 포함한다. 상기 방열판(421)의 제1면(421a)과 상기 방열벽(422)의 경사면(422b)이 이루는 경사각은 90°보다 크다. 즉, 상기 방열벽(422)의 수직면(422a)과 경사면(422b) 사이의 두께는 상기 방열판(421)의 제1면(421a)에서부터 상기 방열벽(422)의 끝단(422c)으로 갈수록 얇아진다. 상기 보조턱(426)은 상기 방열판(421)의 제1면(421a)에 위치하며 상기 배터리 셀(410)이 삽입되는 방열벽(422) 사이에 형성된다. 상기 보조턱(426)은 상기 방열판(421) 및 방열벽(422)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 제2 방열부재(420')는 상기 제1 방열부재(420)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 고정부재(430)는 상기 제1 방열부재(420) 및 상기 제2 방열부재(420')를 관통하는 볼트(431) 및 상기 볼트(431)를 조이는 너트(432)를 포함한다. 상기 고정부재(430)는 상기 제1 방열부재(420)와 상기 제2 방열부재(420')가 결합된 후 양단을 고정시킬 수 있다.
상기 볼트(431)는 길이방향에 일정한 폭으로 나사선이 형성되고, 그 나사선의 일단에는 머리부(431a)가 형성되어 있다. 상기 볼트(431)는 상기 제1 방열부재(420)의 방열판(421)과 상기 제2 방열부재(420')의 방열판(421')을 관통하고 상기 너트(432)로 조여질 수 있다. 또한, 상기 볼트(431)는 제1 방열부재(420)의 방열벽(422) 또는 제2 방열부재(420')의 방열벽(422')을 관통할 수 있다. 상기 볼트(431)가 관통할 수 있도록 상기 제1 방열부재(420)의 방열판(421)과 상기 제2 방열부재(420')의 방열판(421')에는 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 머리부(431a)의 직경은 상기 제1 방열부재(420)의 방열판(421)과 상기 제2 방열부재(420')의 방열판(421')에 형성된 관통홀의 직경보다 크게 형성된다.
상기 너트(432)는 상기 볼트(431)와 체결될 수 있도록 내측에 상기 볼트(431)와 같은 나사선이 형성되어 있다. 상기 너트(432)의 직경은 상기 제1 방열부재(420)의 방열판(421)과 상기 제2 방열부재(420')의 방열판(421')에 형성된 관통홀의 직경보다 크게 형성된다.
상기와 같은 구성에 따라, 상기 고정부재(430)가 배터리 셀(410)과 제1 방열부재(420) 및 제2 방열부재(420')를 고정시키는 과정을 설명하면, 상기 제1 방열부재(420)의 방열벽(422) 사이에 상기 배터리 셀(410)이 삽입되면 상기 제2 방열부 재(420')가 상기 제1 방열부재(420)와 결합된다. 이때, 상기 제1 방열부재(420)의 경사면(422b)과 상기 제2 방열부재(420')의 경사면(422b')이 서로 마주보며 결합된다. 상기 제1 방열부재(420)의 방열판(421)과 상기 제2 방열부재(420')의 방열판(421')에 형성된 관통홀에 볼트(431)를 관통시키고 너트(432)로 조임으로써 상기 배터리 셀(410)과 상기 제1 방열부재(420) 및 상기 제2 방열부재(420')를 고정시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 배터리 셀(410)이 제1 방열부재(420) 및 제2 방열부재(420') 사이에 고정됨으로써 상기 배터리 셀(410)의 스웰링 현상을 최소화하고 열화현상을 개선할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 배터리 셀(410)의 성능과 수명을 향상 시킬 수 있다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 평면도이다. 도 7b는 도 7a에 도시된 배터리 팩의 분해도이다. 도 8은 도 7b에 도시된 방열벽의 확대도이다. 도 7a 내지 도 7b에 도시된 배터리 팩(500)은 도 5a 내지 도 5b에 도시된 배터리 팩(400)과 유사하다. 따라서 여기서는 그 차이점만 서술하기로 한다.
상기 고정부재(530)는 상기 제1 방열부재(520) 및 상기 제2 방열부재(520')를 관통하는 볼트(531) 및 상기 볼트(531)롤 조이는 너트(532)를 포함한다. 상기 고정부재(530)는 상기 제1 방열부재(520)와 상기 제2 방열부재(520')가 결합된 후 양단을 고정시킬 수 있다.
상기 볼트(531)는 길이방향에 일정한 폭으로 나사선이 형성되고, 그 나사선의 일단에는 머리부(531a)가 형성되어 있다. 상기 볼트(531)는 상기 제1 방열부재(520)의 방열벽(522)과 상기 제2 방열부재(520')의 방열벽(522')을 관통하고 상기 너트(532)로 조여진다. 자세히 설명하면, 상기 볼트(531)는 제1 방열부재(520)의 방열벽(522)과 보조턱(526) 및 제2 방열부재(520')의 방열벽(522')과 보조턱(526')을 관통하여 너트(532)로 조여진다. 상기 볼트(531)가 관통할 수 있도록 상기 제1 방열부재(520)의 방열벽(522)과 보조턱(526) 및 상기 제2 방열부재(520')의 방열벽(522')과 보조턱(526')에는 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 머리부(531a)의 직경은 상기 제1 방열부재(520)의 방열벽(522)과 보조턱(526) 및 상기 제2 방열부재(520')의 방열벽(522')과 보조턱(526')에 형성된 관통홀의 직경보다 크게 형성된다.
상기 너트(532)는 상기 볼트(531)와 체결될 수 있도록 내측에 상기 볼트(531)와 같은 나사선이 형성되어 있다. 상기 너트(532)의 직경은 상기 제1 방열부재(520)의 방열벽(522)과 보조턱(526) 및 상기 제2 방열부재(520')의 방열벽(522')과 보조턱(526')에 형성된 관통홀의 직경보다 크게 형성된다.
상기와 같은 구성에 따라, 상기 고정부재(530)가 배터리 셀(510)과 제1 방열부재(520) 및 제2 방열부재(520')를 고정시키는 과정을 설명하면, 상기 제1 방열부재(520)의 방열벽(522) 사이에 상기 배터리 셀(510)이 삽입되면 상기 제 2 방열부재(520')가 상기 제1 방열부재(520)와 결합된다. 이때, 상기 제1 방열부재(520)의 경사면(522b)과 상기 제2 방열부재(520')의 경사면(522b')이 서로 마주보며 결합된다. 상기 제1 방열부재(520)의 방열벽(522)과 보조턱(526) 및 상기 제2 방열부재(520')의 방열벽(522')과 보조턱(526')에 형성된 관통홀에 볼트(531)를 관통시키고 너트(532)로 조임으로써 상기 배터리 셀(510)과 상기 제1 방열부재(520) 및 상기 제2 방열부재(520')를 고정시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(500)은 배터리 셀(510)이 제1 방열부재(520) 및 제2 방열부재(520') 사이에 고정됨으로써 배터리 셀(510)의 스웰링 현상을 최소화하고 열화현상을 개선할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(500)은 배터리 셀(510)의 성능과 수명을 향상 시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 배터리 팩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도 및 평면도이다.
도 2는 도 1b에 도시된 방열벽의 일 실시예를 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방열벽의 다른 실시예를 도시한 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시된 방열벽의 다른 실시예를 도시한 확대도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 평면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 배터리 팩의 분해도이다.
도 6은 도 5b에 도시된 방열벽의 확대도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 평면도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 배터리 팩의 분해도이다.
도 8은 도 7b에 도시된 방열벽의 확대도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 배터리 팩 110: 배터리 셀
120: 방열부재 121: 방열판
122: 방열벽 123: 방열핀
124: 히트파이프 125: 절연층
130: 고정부재 131: 볼트
131a: 머리부 132: 너트
133: 스페이서

Claims (18)

  1. 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면으로 이루어진 방열판과 상기 방열판의 제1면에 형성된 다수의 방열벽 및 상기 방열판의 제2면에 형성된 다수의 방열핀을 포함하여 이루어진 방열부재;
    상기 방열벽 사이에 삽입되는 다수의 배터리 셀; 및
    상기 방열벽을 관통하여 결합되며, 상기 배터리 셀과 방열부재를 고정시키는 고정부재를 포함하고,
    상기 방열벽은 끝단으로 갈수록 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열벽은 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면을 포함하고,
    상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제1면이 이루는 각이 90°보다 크고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제2면이 이루는 각이 90°보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열벽은 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면을 포함하고,
    상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제1면이 이루는 각이 수직이고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제2면이 이루는 각이 90°보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열벽은 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 평평한 제2면을 포함하고,
    상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제1면이 이루는 각이 90°보다 크고, 상기 방열판의 제1면과 상기 방열벽의 제2면이 이루는 각이 수직인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재는
    상기 방열벽 사이에 개재된 스페이서와,
    상기 방열벽과 상기 스페이서를 관통하는 볼트 및
    상기 볼트를 조이는 너트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스페이서의 두께는 상기 배터리 셀의 두께보다 얇거나 같은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 방열핀을 수직으로 관통하는 히트파이프를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열벽에는 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 평평한 제1면과 상기 제1면의 반대면인 제2면으로 이루어진 방열판과 상기 방열판의 제1면에 형성된 다수의 방열벽 및 상기 방열판의 제2면에 형성된 다수의 방열핀을 포함하는 제1 방열부재;
    상기 제1 방열부재와 결합되며 제1 방열부재와 동일한 제2 방열부재;
    상기 제1 방열부재의 방열벽 및 상기 제2 방열부재의 방열벽 사이에 삽입되는 다수의 배터리 셀; 및
    상기 제1 방열부재와 제2 방열부재를 관통하여 결합되며, 상기 배터리 셀과 제1 방열부재 및 제2 방열부재를 고정시키는 고정부재를 포함하고,
    상기 방열벽은 끝단으로 갈수록 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 방열벽은 상기 방열판과 수직으로 만나는 수직면과 상기 수직면의 반대면으로 상기 방열판과 경사각을 이루는 경사면을 포함하고,
    상기 경사각은 90°보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 방열부재와 상기 제2 방열부재는 상기 방열벽의 경사면이 서로 마주보며 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 방열핀을 수직으로 관통하는 히트파이프를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 제1 방열부재 및 제2 방열부재를 관통하는 볼트 및
    상기 볼트를 조이는 너트를 포함하고,
    상기 볼트는 상기 제1 방열부재의 방열판과 상기 제2 방열부재의 방열판을 관통하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 제1 방열부재 및 제2 방열부재를 관통하는 볼트 및
    상기 볼트를 조이는 너트를 포함하고,
    상기 볼트는 상기 제1 방열부재의 방열벽과 상기 제2 방열부재의 방열벽을 관통하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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