KR101435608B1 - 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치 - Google Patents

열전달오일이 포함된 에너지 저장장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101435608B1
KR101435608B1 KR1020130081074A KR20130081074A KR101435608B1 KR 101435608 B1 KR101435608 B1 KR 101435608B1 KR 1020130081074 A KR1020130081074 A KR 1020130081074A KR 20130081074 A KR20130081074 A KR 20130081074A KR 101435608 B1 KR101435608 B1 KR 101435608B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module case
battery
secondary battery
module
heat transfer
Prior art date
Application number
KR1020130081074A
Other languages
English (en)
Inventor
양원돈
채재훈
장규환
Original Assignee
(주) 유진에너팜
채재훈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 유진에너팜, 채재훈 filed Critical (주) 유진에너팜
Priority to PCT/KR2014/002855 priority Critical patent/WO2014171651A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101435608B1 publication Critical patent/KR101435608B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치에 관한 것으로, 구체적으로는 복수의 2차 전지셀이 수용되는 모듈 케이스 내부에 열전달오일을 채워, 에너지 저장장치의 기본모듈에서부터 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보하고 2차 전지셀의 열적특성을 균일하게 유지할 수 있도록 함으로써, 2차전지셀 모듈의 수명감소를 최소화하며, 충전 및 방전의 성능을 개선시키고, 폭발의 위험성을 줄일 뿐만 아니라 외부로 열을 빠르게 방출시키며, 또한 방습 및 방청 성능을 가질 뿐만 아니라 별도로 모듈 내부에 가열수단을 구비함으로써, 극저온에서도 초기부터 최적의 성능을 유지할 수 있도록 하는, 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치에 관한 것이다.

Description

열전달오일이 포함된 에너지 저장장치{Energy Storage Device That Contains A Heat Transfer Oil}
본 발명은 복수의 2차 전지셀이 수용되는 모듈 케이스 내부에 열전달오일을 채움으로써, 에너지 저장장치의 기본모듈에서부터 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보하고 2차 전지셀의 열적특성을 균일하게 유지할 수 있도록 하는, 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치에 관한 것이다.
일반적으로 에너지 저장장치는 크게 열에너지를 저장하는 방식과 전기에너지를 저장하는 방식으로 크게 구분이 되어지며, 상기 열에너지를 저장하는 축열시스템은 태양열과 같은 신재생에너지와 더불어 많은 성장을 하였으나, 최근에는 스마크 그리드(Smart Grid)의 영향에 따라 대형 전기를 저장하는 전기저장 장치 분야가 급성장하고 있다.
특히, 전기에너지 저장장치(ESS-Energy storage system)의 경우는, 차세대 성장동력과 기술로써 2차전지 또는 축전지를 대량으로 연결함으로 통해서 대량의 전기를 저장하거나 충,방전을 할수 있는 시스템으로 녹색성장인 스마트 그리드의 핵심 기술로 알려져 있다.
이런 전기에너지 저장 장치는 특허문헌 1에서와 같이 여러 종류의 축전지를 모아 직병렬을 연결시킴을 통해 500KW 혹은 1MW 이상의 대단위 전기에너지를 축전시키고 필요시 방전시켜 전기를 전달시킬 수 있는 저장 장치를 의미하는 것으로, 이러한 전기에너지 저장장치는 최근 2년간 급속도로 성장해왔으며 각종 실증단지를 통해서 그 성능이 입증되어진 바가 있다.
그러나 이러한 전기 저장장치들은 대용량의 전기를 충방전하게되고, 또한 외부에 노출되는 등 그 사용환경이 매우 열악할 뿐만 아니라, 방수 문제, 열적 안정성 문제 등이 집중적으로 대두되고 있다.
한편, 상기와 같은 전기에너지 저장장치는 케패시터(Capacitor : 축전지) 와 1차전지 또는 2차전지를 적용할 수 있으나, 케패시터는 콘덴서로써, 고출력, 고방전은 가능한 제품이나 대용량을 충전할 수 없다는 단점이 있고, 1차전지의 경우 여러개의 셀을 하나로 연결함을 통해서 대용량화가 가능하나 충방전 수명 및 고출력이 불가능하다는 단점을 가지고 있어서 기존에는 대형의 전기에너지 저장시스템을 개발하기가 현실적으로 불가능하게 되었다.
그러나 2차전지의 보급과 리튬이온전지의 보급으로 충방전의 수명의 늘어나게 되고 출력을 향상시킬 수 있음을 통해, 전기를 자유롭게 저장시키고 또한 방전 시키는 시스템을 적용할 수 있는 단위 셀을 개발할 수 있게 되었다.
따라서, 2차전지를 전기에너지 저장장치화 하기위해서 다양한 시도들과 연구들이 진행되어져 있으며, 통상 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 2차전지 셀을 이용하여 하나의 2차전지모듈(기본모듈)을 만들고 이러한 2차전지모듈들을 연결하여서 하나의 전기에너지 저장장치를 구성하게 되며, 이러한 모듈은 셀의 용량에 따라 다양하게 제작이 가능하며 전지셀의 정류에 따라 다양한 모양으로 만들어진다.
하지만, 상기와 같이 2차전지를 하나의 모듈로 구성할 경우, 각 셀 별 열적불균형에 따른 열평형의 문제점, 이러한 기반으로 하여 각 모듈의 열적 평형의 문제를 통해 수명의 급격한 감소와 동시에 폭발의 위험성을 가지게 되고, 또한 방수성능의 하락으로 인해서 수분침투로 인해 셀 및 전극의 부식으로 인한 과부화 혹은 수명감소, 저항 증가의 문제가 발생하게 된다.
특히 전기 차량용으로 사용이 가능한 전기에너지 저장장치의 경우에는 고출력으로 인한 고방전 고효율 셀을 사용하게 되는데 이런 열적 안성정과 각 셀별의 열평형 문제는 출력에 심각한 영향을 미치게 되고 방수 문제와 열전달 문제를 모두 수반하게 된다.
이를 해결하기 위하여 전기에너지 저장장치의 기본단위 모듈을 제작하기 위해서 각각의 열평형을 만들 수 있는 특별한 조건이 부여가 되어지는데. 통상 각 셀의 간격을 최대화하여 공랭식의 최대 장점을 활용하는 방법과 냉각팬을 설치함을 통해서 냉각시키는 방법 등을 사용하고 있으나, 상기와 같은 각각의 방법들은 부피가 극대화 되는 문제, 팬 냉각 방식으로 인한 각 셀간의 열균일성 확보의 어려움, 원가상승 및 소음 문제등 다양한 문제를 가지게 된다.
또한, 전기에너지 저장장치의 경우, 셀 및 모듈의 열관리와 동시에 방수가 가능한 시스템 그리고 극저온에서도 사용이 가능한 시스템 등 동시다발적인 성능에 만족하는 시스템이 궁극적으로 필요한 상황임에도 불구하고, 모듈의 공간이 공기로 채워지는 등 단열의 성능을 가짐으로 전지 셀을 상기와 같은 환경에 직접적으로 적용하는 것이 현실적으로 불가능하게 되는 문제점이 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0116625호 "에너지 저장 시스템"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 2차 전지셀이 수용되는 모듈 케이스 내부에 열전달오일을 채워, 에너지 저장장치의 기본모듈에서부터 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보하고 2차 전지셀의 열적특성을 균일하게 유지할 수 있도록 함으로써, 2차전지셀 모듈의 수명감소를 최소화하며, 충전 및 방전의 성능을 개선시키고, 폭발의 위험성을 줄일 뿐만 아니라 외부로 열을 빠르게 방출시키며, 또한 방습 및 방청 성능을 가질 뿐만 아니라 별도로 모듈 내부에 가열수단을 구비함으로써, 극저온에서도 초기부터 최적의 성능을 유지할 수 있도록 하는, 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치를 제공함을 과제로 한다.
본 발명은 복수의 2차전지셀 및 이를 수용하는 모듈케이스로 이루어지는 2차전지모듈이 복수개로 연결되어 구성되는 에너지 저장장치에 있어서,
상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치를 과제의 해결 수단으로 한다.
한편, 본 발명은 제 1 실시예로써 상기 2차전지모듈이, 모듈케이스; 상기 모듈케이스에 수용되는 2차전지셀; 상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일; 상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부; 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구; 및 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 제 2 실시예로써 상기 2차전지모듈이, 상부면이 개방된 모듈케이스; 상기 모듈케이스의 상부면을 마감하는 덮개부; 상기 덮개부의 일단에 고정되는 제 1지지부; 상기 제 1 지지부를 매개로 상기 덮개부에 지지되며, 상기 덮개부와 모듈케이스의 결합을 통해 상기 모듈케이스 내부로 수용되는 복수의 2차전지셀; 상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달오일; 및 상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 제 2지지부;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 제 3 실시예로써 상기 2차전지모듈이, 모듈케이스; 상기 모듈케이스에 수용되는 복수의 2차전지셀; 상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일; 상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부; 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구; 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구; 및 상기 모듈케이스 내부 일단에 구성되는 가열수단;을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비될 수 있다.
그리고, 상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 모듈케이스는, 제 1 PET층; 제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층; 상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및 제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성될 수 있다.
본 발명은 열전달오일을 통해 열전달을 함으로써, 2차전지모듈의 열적 균형을 이루어 2차전지모듈의 수명감소를 최소화하며, 충전 및 방전의 성능을 개선시키고, 폭발의 위험성을 줄일 뿐만 외부로 열을 빠르게 방출시키는 효과가 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 열전달오일을 내부에 가득 채움으로써, 방습 및 방청의 효과가 있다.
또한 본 발명은 내부에 가열수단을 구비함으로써, 극저온에서도 초기부터 최적의 성능을 유지하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 에너지 저장장치를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 각 실시예에 따른 모듈케이스의 외벽 구성을 나타낸 개략도
도 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 열전달 오일 사용시 각 부위별/시간별 열안정성을 나타낸 그래프
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도이며, 도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치는 모듈케이스(10), 2차전지셀(20), 열전달 오일(30), 지지부(11), 오일 투입구(12) 및 공기 배출구(13)를 포함하여 구성되는 2차전지모듈(100)이 복수개로 연결되어 구성된다.
여기서, 복수개의 2차전지모듈(100)이 연결되는 방법은 에너지 저장장치의 설치환경, 목적 등에 따라 매우 가변적이고 그 형태 역시 다양하게 공지되어 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 특징은 상기 에너지 저장장치의 기본모듈인 2차전지모듈(100)의 구성에 있다.
상기 모듈케이스(10)는, 후술되어질 2차 전지셀(20)을 수용하는 케이스로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 PET(PolyEthylene Terephtalate)층(10a), 제 1 접착층(10b)을 매개로 상기 제 1 PET층(10a)의 상부면에 형성되는 방열소재층(10c), 상기 방열소재층(10c)의 상부면에 형성되는 알루미늄층(10d) 및 제 2 접착층(10e)을 매개로 상기 알루미늄층(10d)의 상부면에 형성되는 제 2 PET층(10f)이 순차적으로 적층되어 외벽을 구성시킴으로써, 방열성능을 향상시키게 된다.
이때, 상기 방열소재로는 각종 세라믹 코팅층, 탄소를 이용한 방열 코팅층, 방열시트, 고분자 수지를 활용한 방열소재, 그래핀을 이용한 방열 소재, 플라즈마 혹은 개질을 통한 방열코팅층 등 모든 종류의 소재의 적용이 가능하다.
즉, 상기와 같은 외벽 구조를 가지는 모듈케이스(10)로 2차전지모듈(100)의 열을 일정하게 유지케 하고 외부의 열은 차단하며, 방수성능은 개선시키는 효과를 가져온다. 그리고 방성성능의 개선은 종래 전지들의 전극부위에 발생되는 녹을 방지하고, 녹으로 인한 저항의 증가를 억제하며, 방전시 출력과 전기전달력의 하락을 근본적으로 차단하여 수명이 향상되는 효과를 가져온다.
상기 2차전지셀(20)은 복수개로 구비되어 상기 모듈케이스(10)에 수용되며, 이러한 구성을 가지는 2차전지모듈(100)은 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루질 수 있고, 통상적인 전류측정센서, 전압측정센서 등을 포함할 수 있다.
상기 열전달 오일(30)은 상기 모듈케이스(10) 내부에 채워져, 에너지 저장장치의 기본모듈에서부터 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보하고 2차 전지셀의 열적특성을 균일하게 유지할 수 있도록 하는 것으로, 아래 [표 1]에 따른 1 ~ 7종의 절연유, 엔진오일, 기어오일 웜오일과 같은 기존의 열전달 오일 등 모든 경우에 가능하나 이때 전기 전도도가 낮은 오일의 적용이 바람직한데, 이는 전지의 각 부스바가 각각 오일 속에 들어나있기 때문에 전기 전도도가 높은 오일을 사용할 경우는 합선 혹은 전기저항의 증가로 인한 수명문제가 가능하기 때문이다.
따라서 기존의 절연유는 모두 적용이 가능하며 기존의 엔진오일, 기어오일, 웜오일에서도 전기 전도도가 낮은 제품은 사용이 가능하며 투명도를 위한 일정한 점도의 실리콘 오일유, 광유도 적용이 가능하며, 구체적으로는 열전달률이 0.1W/(m2·K)이상이고, 내열온도가 250℃ 이상이며, 투습도가 4.0g/(m2·24h)이고, 절연파괴 전압이 10KV이며, 상기 모듈 케이스(10)의 내부온도가 5℃일 때, 그 점도가 30cP인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 열전달 오일(30)의 물성이 상기 범위를 벗어날 경우, 열적 안정성 확보 성능이 미비해질 우려가 있다.
상기 지지부(11)는, 상기 모듈케이스(10) 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀(20)을 지지하는 것으로, 상기 모듈케이스(10)의 내부에서 상기 2차전지셀(20)의 하단부와 대응되는 위치에 형성된다.
상기 오일 투입구(12)는, 상기 모듈케이스(10)의 상측 일단에 구성되어 열전달 오일(30)이 모듈 케이스(10) 내부로 투입될 수 있도록 하는 것으로, 타측에 공기배출구(13)가 형성됨에 따라, 열전달 오일(30)의 투입 시, 일정한 압력으로 투입이 가능해진다.
다음으로, 도 3를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치는 모듈케이스(10'), 덮개부(40), 제 1지지부(41), 2차전지셀(20'), 열전달오일(30') 및 제 2지지부(42)를 포함하여 구성되는 2차전지모듈(100')이 복수개로 연결되어 구성된다.
상기 모듈케이스(10')는 후술되어질 2차 전지셀(20)을 수용하는 케이스로써, 상기 제 1 실시예와 동일한 소재를 적용하되, 상부면이 개방되어 구성되며, 그 상부면을 덮개부(40)로 마감하게 된다.
그리고, 상기 덮개부(40)에는 제 1 지지부(41)를 매개로 복수의 2차전지셀(20')이 고정되며, 상기 덮개부(40)와 모듈케이스(10')의 결합을 통해 상기 모듈케이스(10') 내부로 수용된다.
즉, 모듈 케이스(10') 내에 미리 열전달 오일(30')을 투입하고, 상기 덮개부(40)와 모듈케이스(10')의 결합을 통해 상기 덮개부(40)에 고정된 복수의 2차전지셀(20')이 상기 열전달 오일(30')이 충전된 모듈케이스(10') 내부로 수용되도록 하며, 이때, 상기 상기 모듈케이스(10') 내부 일단에는 제 2지지부(42)가 추가로 구비되어 상기 2차전지셀(20')을 견고히 수용하게 된다.
이때, 상기 모듈케이스(10')의 소재, 2차전지셀(20)의 종류나 열전달 오일(30)의 종류 및 물성 등은 상기 제 1 실시예와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 상기 제 2 실시예에 따른 에너지 저장장치는 제 1 실시예에 비하여 생산성 향상과 공정을 줄일 수 있으며, 각 전지에 문제가 발생할 경우, 상기 덮개부(40)를 탈거하여 2차전지셀(20)을 교체할 수 있다는 장점이 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치는 모듈케이스(10''), 2차전지셀(20''), 열전달 오일(30''), 지지부(11'), 오일 투입구(12'), 공기 배출구(13') 및 가열수단(14)을 포함하여 구성되는 2차전지모듈(100'')이 복수개로 연결되어 구성된다.
여기서, 상기 모듈케이스(10''), 2차전지셀(20''), 열전달 오일(30''), 지지부(11'), 오일 투입구(12'), 공기 배출구(13')는 도 2에 따른 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 구조, 소재 및 종류 등을 가지므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 가열수단(14)은, 극저온에서도 초기부터 최적의 성능을 유지할 수 있도록 하기 위한 수단으로써, 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 경우 극지방에 적용하기에 적합하며, 상기 가열수단(14)은 통상의 열선 코일 등을 적용할 수 있고, 후술되어질 온도센서(S)와 연동하여 모듈케이스(10'')의 내부 온도가 20 ~ 40℃로 유지될 수 있도록 작동한다.
즉, 상기 모듈케이스(10, 10', 10'')의 내·외부 일단에는 복수의 온도센서(S)가 각각 구비되어 모듈케이스(10, 10', 10'') 및 2차전지셀(20a)의 온도를 실시간으로 파악함으로써, 더욱 효율적으로 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보할 수 있으며, 열적특성을 균일하게 유지시킬 수 있게 된다.
도 6은 열전달 오일 사용시 각 부위별/시간별 열안정성을 나타낸 그래프로써, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈에 대해 각 부위별(상부(A), 중간부(B), 하부(C))/시간별로 온도를 측정한 결과, 시간이 지남에 따라 각 부위의 열이 1도 내외로 균일하게 이루어지는 것을 볼 수 있으며, 이로 인해 본 발명은 열적 안정성 및 균일성과, 열 전달성능이 우수함을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 100', 100'' : 2차전지모듈 10, 10', 10'' : 모듈케이스
10a : 제 1 PET 10b : 제 1 접착층
10c : 방열소재층 10d : 알루미늄층
10e : 제 2 접착층 10f : 제 2 PET층
11, 11' : 지지부 12, 12' : 오일 투입구
13, 13' : 공기 배출구 14 : 가열수단
20, 20', 20'' : 2차전지셀 30, 30', 30'' : 열전달 오일
40 : 덮개부 41 : 제 1지지부
42 : 제 2지지부 S : 온도센서

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 복수의 2차전지셀 및 이를 수용하는 모듈케이스로 이루어지는 2차전지모듈이 복수개로 연결되어 구성되는 에너지 저장장치에 있어서,
    상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지되,
    상기 2차전지모듈은,
    모듈케이스;
    상기 모듈케이스에 수용되는 2차전지셀;
    상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일;
    상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부;
    상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구; 및
    상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구;를 포함하여 구성되며,
    상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비되고,
    상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루지며,
    상기 모듈케이스는,
    제 1 PET층;
    제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층;
    상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및
    제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성되는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치.
  3. 복수의 2차전지셀 및 이를 수용하는 모듈케이스로 이루어지는 2차전지모듈이 복수개로 연결되어 구성되는 에너지 저장장치에 있어서,
    상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지되,
    상기 2차전지모듈은,
    상부면이 개방된 모듈케이스;
    상기 모듈케이스의 상부면을 마감하는 덮개부;
    상기 덮개부의 일단에 고정되는 제 1지지부;
    상기 제 1 지지부를 매개로 상기 덮개부에 지지되며, 상기 덮개부와 모듈케이스의 결합을 통해 상기 모듈케이스 내부로 수용되는 복수의 2차전지셀;
    상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달오일; 및
    상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 제 2지지부;를 포함하여 구성되며,
    상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비되고,
    상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루지며,
    상기 모듈케이스는,
    제 1 PET층;
    제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층;
    상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및
    제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성되는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치.
  4. 복수의 2차전지셀 및 이를 수용하는 모듈케이스로 이루어지는 2차전지모듈이 복수개로 연결되어 구성되는 에너지 저장장치에 있어서,
    상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지되,
    상기 2차전지모듈은,
    모듈케이스;
    상기 모듈케이스에 수용되는 복수의 2차전지셀;
    상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일;
    상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부;
    상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구;
    상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구; 및
    상기 모듈케이스 내부 일단에 구성되는 가열수단;을 포함하여 구성되며,
    상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비되고,
    상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루지며,
    상기 모듈케이스는,
    제 1 PET층;
    제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층;
    상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및
    제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성되는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020130081074A 2013-04-19 2013-07-10 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치 KR101435608B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2014/002855 WO2014171651A1 (ko) 2013-04-19 2014-04-02 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130043735 2013-04-19
KR1020130043735 2013-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101435608B1 true KR101435608B1 (ko) 2014-08-28

Family

ID=51751572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130081074A KR101435608B1 (ko) 2013-04-19 2013-07-10 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101435608B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170041569A (ko) * 2015-10-07 2017-04-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20190041803A (ko) * 2017-10-13 2019-04-23 주식회사 엘지화학 방열 특성이 우수한 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2019107722A1 (ko) * 2017-11-30 2019-06-06 (주) 엘지화학 방열 유체 조성물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 전지 모듈 및 배터리 팩
KR20190116801A (ko) * 2018-04-05 2019-10-15 주식회사 엘지화학 간극 충전재
WO2020130721A1 (ko) * 2018-12-20 2020-06-25 주식회사 엘지화학 방열 유체 조성물 및 이를 포함하는 전지 모듈

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100850849B1 (ko) * 2004-12-09 2008-08-06 주식회사 엘지화학 열 제어를 위한 전지 케이스 및 그를 이용한 전지팩 구조
JP4564934B2 (ja) * 2005-03-21 2010-10-20 三星エスディアイ株式会社 二次電池モジュール
KR20100119500A (ko) * 2009-04-30 2010-11-09 주식회사 엘지화학 전지 시스템, 전지모듈 및 전지모듈을 냉각하기 위한 방법
KR20120053476A (ko) * 2010-11-17 2012-05-25 (주)엘지하우시스 방열과 발열 기능을 가지는 전지 조립체

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100850849B1 (ko) * 2004-12-09 2008-08-06 주식회사 엘지화학 열 제어를 위한 전지 케이스 및 그를 이용한 전지팩 구조
JP4564934B2 (ja) * 2005-03-21 2010-10-20 三星エスディアイ株式会社 二次電池モジュール
KR20100119500A (ko) * 2009-04-30 2010-11-09 주식회사 엘지화학 전지 시스템, 전지모듈 및 전지모듈을 냉각하기 위한 방법
KR20120053476A (ko) * 2010-11-17 2012-05-25 (주)엘지하우시스 방열과 발열 기능을 가지는 전지 조립체

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102084151B1 (ko) * 2015-10-07 2020-03-03 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20170041569A (ko) * 2015-10-07 2017-04-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20190041803A (ko) * 2017-10-13 2019-04-23 주식회사 엘지화학 방열 특성이 우수한 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR102442032B1 (ko) * 2017-10-13 2022-09-07 주식회사 엘지에너지솔루션 방열 특성이 우수한 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
US11101510B2 (en) 2017-11-30 2021-08-24 Lg Chem, Ltd. Heat-dissipation fluid composition, method of preparing heat-dissipation fluid composition, and battery module and battery pack including heat-dissipation fluid composition
CN110100350A (zh) * 2017-11-30 2019-08-06 株式会社Lg化学 散热流体组合物、散热流体组合物的制备方法、和包括散热流体组合物的电池模块及电池组
JP2020515652A (ja) * 2017-11-30 2020-05-28 エルジー・ケム・リミテッド 放熱流体組成物、その製造方法、それを含む電池モジュール及びバッテリーパック
KR20190064209A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 주식회사 엘지화학 방열 유체 조성물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 전지 모듈 및 배터리 팩
KR102319263B1 (ko) * 2017-11-30 2021-10-29 주식회사 엘지화학 방열 유체 조성물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 전지 모듈 및 배터리 팩
WO2019107722A1 (ko) * 2017-11-30 2019-06-06 (주) 엘지화학 방열 유체 조성물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 전지 모듈 및 배터리 팩
KR20190116801A (ko) * 2018-04-05 2019-10-15 주식회사 엘지화학 간극 충전재
KR102218858B1 (ko) * 2018-04-05 2021-02-23 주식회사 엘지화학 간극 충전재
WO2020130721A1 (ko) * 2018-12-20 2020-06-25 주식회사 엘지화학 방열 유체 조성물 및 이를 포함하는 전지 모듈
KR20200077328A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 주식회사 엘지화학 방열 유체 조성물 및 이를 포함하는 전지 모듈
CN111989381A (zh) * 2018-12-20 2020-11-24 株式会社Lg化学 散热液组合物和包括该散热液组合物的电池模块
KR102481464B1 (ko) * 2018-12-20 2022-12-23 주식회사 엘지에너지솔루션 방열 유체 조성물 및 이를 포함하는 전지 모듈
US11749857B2 (en) 2018-12-20 2023-09-05 Lg Energy Solution, Ltd. Heat-radiating fluid composition and battery module comprising the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. A high‐energy‐density potassium battery with a polymer‐gel electrolyte and a polyaniline cathode
US8795867B2 (en) Wire mounted battery module on vertical support frame
CN202067875U (zh) 一种软包装电池及其电池组
KR101435608B1 (ko) 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치
US10892528B2 (en) Battery module, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack
Zhang et al. In situ formation of polysulfonamide supported poly (ethylene glycol) divinyl ether based polymer electrolyte toward monolithic sodium ion batteries
CN105190988B (zh) 具有改善的冷却效率的车辆电池组
CN103904381B (zh) 电池内部温度测量装置
CN105051968B (zh) 电池和机动车
CN102376997B (zh) 具有温度调节装置的电池系统
JPWO2013141242A1 (ja) イオン液体を用いたリチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池モジュール並びにこれらの保温装置
CN207368170U (zh) 高寿命锂电池
CN112072217A (zh) 一种基于相变材料与电加热装置的锂电池低温保护系统及控制方法
CN102227032A (zh) 一种具有散热装置的被动式动力电池
CN104466054A (zh) 电动汽车用锂离子动力电池包
CN113644340A (zh) 一种具有多层膜散热结构的锂电池及其电池包的均热方法
Dileepan et al. Performance analysis of lithium batteries
BRPI0807833A2 (pt) " aparelho compreendendo uma fonte de potência de voltagem baixa ".
CN205810898U (zh) 圆柱电池组中用来放置圆柱电池的散热支架
CN104766999A (zh) 用于低温环境铅酸蓄电池
WO2019195899A1 (en) Heating device for lead-acid batteries operating under low temperatures and a battery with this device
WO2014171651A1 (ko) 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치
CN115395164A (zh) 一种单体电池、电池组及电池包
CN203746994U (zh) 电池内部温度测量装置
CN208111644U (zh) 一种电动自行车保温蓄电池盒

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170822

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180927

Year of fee payment: 5