KR101311492B1 - 셀 간 절연이 가능한 배터리팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀 간 절연이 가능한 배터리팩에 관한 것이다.

본 발명은, 충전 및 방전이 가능하도록 구비된 복수개의 셀; 상기 복수개의 셀이 일렬로 나열되도록 상기 복수개의 셀을 내부에 수용하고, 상기 복수개의 셀로부터 발생하는 열을 상기 복수개의 셀 사이를 통과하는 냉각기체로 전달하는 방열체; 및 상기 방열체의 부위 중 상기 복수개의 셀 사이에 위치하는 부위를 상기 셀의 나열방향으로 양분하고, 양분된 상기 부위 간을 절연할 수 있도록 절연체로 형성된 절연판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 간 절연이 가능한 배터리팩을 제공한다.

본 발명에 의하면, 배터리팩 사용자의 안전이 종래에 비해 더욱 확실하게 보장될 수 있는 효과가 발생한다.

배터리팩, 셀, 방열체, 절연판, 냉각기체, 접지

Description

셀 간 절연이 가능한 배터리팩{Battery pack with insulating plate}

본 발명은 배터리팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀과 셀 사이에 위치하여 상기 셀로부터 발생하는 열을 상기 셀과 셀 사이의 공간을 통과하는 냉각기체에 전달하는 방열판을 포함하는 배터리팩에 관한 것이다.

화학에너지는 전기에너지로 전환될 수 있는데, 이 상태를 방전이라 한다. 그리고, 전원으로부터 전기에너지를 공급받아 이를 화학에너지로 변환시켜 축적할 수 있는데, 이 상태를 충전이라 한다. 배터리팩이란 위와 같은 충전과 방전을 반복하여 수행할 수 있는 복수개의 셀을 하나의 패키지로 구성한 것으로서, 충전된 후 방전하면서 스스로 전원의 기능을 수행할 수 있기 때문에 이동통신 단말기, 휴대용 전자기기, 자동차 등에 유용하게 사용되고 있다.

배터리팩은 위와 같이 다양한 산업 분야에서 사용되고 있고 사용되는 산업 분야에 따라 다양한 형태로 구성되나, 본 발명은 주로 자동차에 사용되는 배터리팩에 관한 것인바 이하에서는 자동차에 사용되는 배터리팩의 일반적인 구조를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 일반적인 배터리팩의 구성을 부분적으로 도시한 사시도이다.

일반적으로, 자동차에 사용되는 배터리팩은 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 셀(10)과 방열체(30)을 포함한다. 상기 복수개의 셀(10)은 상기 방열체(30)에 일렬로 나열되도록 수용되고, 그 양단에 결합된 전극(12)을 통해 충전 및 방전된다.

상기 방열체(30)는 상기 복수개의 셀(10)을 수용하기 위한 수용부(32)를 포함하고, 알루미늄 등과 같은 열전도성 금속으로 형성된다. 또한, 상기 방열체(30)에는 상기 복수개의 셀(10)을 냉각시키기 위한 냉각기체가 상기 복수개의 셀(10) 사이로 통과할 수 있도록 복수개의 관통홀(34)이 형성된다.

상기 셀(10)은 충전 또는 방전 시 열을 발생시키는데, 이와 같이 발생한 열은 상기 방열체(30)에 의해 상기 셀(10)로부터 상기 냉각기체로 전달되고, 이로 인해 상기 셀(10)이 냉각된다.

그러나, 위와 같은 배터리팩에 의하면, 상기 복수개의 셀(10)들 중 일부가 구조적으로 파손될 경우 파손된 셀(10)로부터 유출된 전류가 상기 방열체(30) 전체로 확산되게 된다. 이와 같은 경우, 상기 방열체(30) 전체로 확산된 전류로 인해 자동차에 내장된 전자부품들이 오작동할 수 있기 때문에 운전자의 안전이 확실하게 보장되지 않는 문제가 발생한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수개의 셀들 중 일부가 구조적으로 파손되더라도 파손된 셀로부터 유출된 전류가 방열체 전체로 확산되는 현상을 방지할 수 있는 셀 간 절연이 가능한 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 충전 및 방전이 가능하도록 구비된 복수개의 셀; 상기 복수개의 셀이 일렬로 나열되도록 상기 복수개의 셀을 내부에 수용하고, 상기 복수개의 셀로부터 발생하는 열을 상기 복수개의 셀 사이를 통과하는 냉각기체로 전달하는 방열체; 및 상기 방열체의 부위 중 상기 복수개의 셀 사이에 위치하는 부위를 상기 셀의 나열방향으로 양분하고, 양분된 상기 부위 간을 절연할 수 있도록 절연체로 형성된 절연판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 간 절연이 가능한 배터리팩을 제공한다.

바람직하게 상기 절연판은 상기 냉각기체의 흐름을 방해하지 않고 진동이나 충격에 대하여 내성을 가질 수 있는 두께로 형성된다. 이와 같은 경우, 상기 절연판의 절연기능이 저하되는 현상과 상기 절연판의 설치로 인해 냉각효율이 저하될 수 있는 현상을 방지할 수 있다.

바람직하게 상기 절연판은 상기 셀과 평행하게 설치된다. 이와 같은 경우, 상기 절연판의 설치로 인해 냉각효율이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.

바람직하게 상기 절연판은 상기 방열체의 열을 상기 냉각기체로 전달할 수 있도록 구비된다. 이와 같은 경우, 상기 절연판이 냉각핀의 기능을 수행하기 때문에 배터리팩의 냉각효율이 향상될 수 있다.

본 발명에 의하면, 복수개의 셀들 중 일부가 구조적으로 파손되더라도 파손된 셀로부터 유출된 전류가 방열체 전체로 확산되는 현상을 방지할 수 있기 때문에 배터리팩 사용자의 안전이 종래에 비해 더욱 확실하게 보장될 수 있는 효과가 발생한다.

이하, 본 발명에 따른 셀 간 절연이 가능한 배터리팩의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 셀 간 절연이 가능한 배터리팩의 일실시예를 부분적으로 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 셀 간 절연이 가능한 배터리팩은 복수개의 셀(110)과 방열체(130)와 절연판(150)을 포함한다.

상기 복수개의 셀(110) 각각은 상기 방열체(130)에 형성된 복수개의 수용부(132)에 일렬로 나열되도록 수용되고, 그 양단에 결합된 전극(112)을 통해 충전 및 방전된다.

상기 방열체(130)는 상기 복수개의 셀(110)을 내부에 수용하기 위한 복수개의 수용부(132)와, 상기 복수개의 셀(110)의 충/방전 시 상기 셀(110)로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위한 냉각기체가 통과할 수 있는 관통홀(134)을 포함한다. 상기 관통홀(134)은 상기 수용부(132)에 수직하게 설치된 횡판(136)과, 상기 수용부(132)에 의해 형성된다. 상기 방열체(130)는 상기 복수개의 셀(110)로부터 발생하는 열을 상기 관통홀(134)을 통과하는 냉각기체에 효율적으로 전달할 수 있도록 알루미늄 등과 같은 열전도성 금속으로 형성된다.

상기 절연판(150)은 상기 방열체(130)의 부위 중 상기 셀(110) 사이에 위치하는 부위, 즉 상기 횡판(136)을 상기 셀(110)의 나열방향으로 양분한다. 그리고, 상기 절연판(150)은 양분된 상기 횡판(136)의 두 부위가 절연될 수 있도록 폴리머, 운모 등과 같은 절연물질로 이루어진다. 이와 같이 상기 횡판(136)을 상기 절연판(150)으로 양분하여 상기 셀(110)들 간을 절연할 경우, 상기 복수개의 셀들(110) 중 일부의 구조적 파손으로 인해 유출된 전류의 확산현상이 상기 절연판(150)에 의해 방지될 수 있다. 또한, 상기 절연판(150)이 절연기능뿐만 아니라 냉각핀의 기능도 함께 수행할 수 있기 때문에 상기 배터리팩의 냉각효율이 향상될 수 있다.

한편, 상기 절연판(130)의 두께(t)는 상기 냉각기체의 흐름을 방해하지 않고 진동이나 충격에 대하여 내성을 가질 수 있는 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다. 상기 절연판(130)의 두께가 너무 두꺼운 경우 첫째, 관통홀(134)의 크기가 충분히 확보되지 않기 때문에 냉각효율이 저하되고, 둘째, 상기 절연판(130)의 제조 시 소요되는 재료가 불필요하게 증가하게 된다. 반면, 상기 절연판의 두께가 너무 얇은 경우, 이동이나 조립 시 상기 절연판(150)이 파손될 수 있고, 절연효과가 저하될 수 있다. 따라서, 상기 절연판(130)의 두께는 위와 같은 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 절연판(150)은 상기 복수개의 셀(110)과 평행하게 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 상기 관통홀(134)의 입구폭과 출구폭이 동일하기 때문에 상기 절연판(150)과 상기 셀(110)이 평행하지 않은 경우에 비해 더욱 많은 양의 냉각기체가 통과할 수 있고, 이로 인해 냉각효율이 상대적으로 높아질 수 있다.

도 1은 일반적인 배터리팩의 구성을 부분적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 셀 간 절연이 가능한 배터리팩의 일실시예를 부분적으로 도시한 사시도이다.

Claims (4)

1. 충전 및 방전이 가능하도록 구비된 복수개의 셀;

   상기 복수개의 셀이 일렬로 나열되도록 상기 셀을 내부에 수용하기 위한 수용부를 각각 구비하고, 상기 셀로부터 발생하는 열의 전달을 위해 상기 복수개의 셀 사이에 냉각기체가 통과 가능하게 배치된 복수개의 방열체; 및

   상기 복수개의 방열체 사이에 위치하여 절연 기능을 제공하는 절연판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 간 절연이 가능한 배터리팩.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 방열체는, 상기 셀 사이에 냉각기체가 통과 가능하도록 상기 수용부에 대하여 수직하게 연장된 횡판을 구비하고,

   상기 절연판은 상기 셀과 평행하게 위치하는 것을 특징으로 하는 셀 간 절연이 가능한 배터리팩.
4. 제3항에 있어서,

   상기 절연판은 상기 방열체의 열을 상기 냉각기체로 전달하는 것을 특징으로 하는 셀 간 절연이 가능한 배터리팩.

Images