KR101538634B1 - Battery Module For an Electric Vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 배터리모듈에 관한 것으로, 외부 몸체를 이루는 외부케이스(3); 상기 외부케이스(3) 내에 병렬로 배치되는 복수의 전지셀(5); 상기 전지셀(5)에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 복수의 방열수단(7); 및 설치 시 팽창함으로써 복수의 상기 전지셀(5)과 복수의 상기 방열수단(7)을 상기 외부케이스(3)의 내부에 고정시키는 적어도 하나 이상의 고정수단(9);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 따라서, 발포체의 발포 팽창력에 의해 복수의 전지셀과 방열수단을 외부케이스 내에 고정하므로, 복수의 전지셀과 방열수단의 설치에 필요한 부품의 수나 중량은 물론, 설치 작업의 공수 및 시간을 크게 줄일 수 있게 된다. 또한, 공냉식 또는 수냉식 냉각방식에 의해 방열수단에 의한 전지셀의 방열성능을 높이므로, 방열성능이나 내구수명 등 배터리모듈의 품질 향상을 도모할 수 있게 된다.The present invention relates to a battery module for an electric vehicle, comprising: an outer case (3) constituting an outer body; A plurality of battery cells (5) arranged in parallel in the outer case (3); A plurality of heat dissipating means 7 for absorbing heat generated in the battery cell 5 and discharging the heat to the outside; And at least one fixing means (9) for fixing the plurality of battery cells (5) and the plurality of heat dissipating means (7) to the inside of the outer case (3) by expanding at the time of installation. Therefore, since the plurality of battery cells and the heat dissipating means are fixed in the outer case by the expansion and expansion force of the foam, the number and weight of components required for installing the plurality of battery cells and the heat dissipating means, . Further, since the heat dissipation performance of the battery cell by the heat dissipating means is improved by the air cooling type or water cooling type cooling system, the quality of the battery module such as heat dissipation performance and durability life can be improved.

Description

전기자동차용 배터리모듈{Battery Module For an Electric Vehicle}[0001] The present invention relates to a battery module for an electric vehicle,

본 발명은 전기자동차용 배터리모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지셀이나 방열수단을 외부케이스에 고정하는 고정구조가 간단하고 방열수단에 의한 전지셀의 방열성능이 향상된 전기자동차용 배터리모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery module for an electric vehicle, and more particularly, to a battery module for an electric vehicle in which a fixing structure for fixing a battery cell or a heat dissipating means to an outer case is simple and heat dissipation performance of the battery cell is improved by heat dissipating means will be.

일반적으로, 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차는 동력원으로서 전원을 공급하기 위해 대용량의 배터리가 사용된다. Generally, an electric vehicle or a hybrid electric vehicle uses a large capacity battery to supply electric power as a power source.

이러한 대용량의 배터리는 도 1에 도면부호 201로 도시된 바와 같이, 전기를 만드는 복수의 전지셀(205)이 직렬 연결된 상태로 적층 배열되며, 각각의 전지셀(205)은 외곽의 고정프레임(203)이 가압 밀착된 상태로 장볼트(204)에 의해 체결됨으로써 일체로 고정된다. As shown in 201 of FIG. 1, a plurality of battery cells 205, which make electricity, are stacked in series, and each battery cell 205 is connected to an outer fixed frame 203 Are fastened together by the elongated bolts 204 in a press-fitted state, thereby being integrally fixed.

그런데, 위와 같은 종래의 배터리(201)는 고정프레임(203)의 모서리에 체결되는 각각의 장볼트(204)에 일일이 너트를 체결하여야 하고, 너트와 장볼트(204)의 체결력을 균일하게 유지하기가 어렵기 때문에, 조립 작업이 번거롭고 조립 공수가 늘어나는 문제점이 있었다.However, in the conventional battery 201, it is necessary to fasten the nut to each long bolt 204 fastened to the corner of the fixed frame 203, and to keep the fastening force of the nut and the long bolt 204 uniform The assembling work is troublesome and the assembling workload is increased.

더욱이, 장볼트(204)와 너트의 체결력이 과도한 경우 고정프레임(203)이 파손될 수 있으며, 반대로 체결력이 약한 경우에는 전지셀(205)이 유동하면서 단락이나 단선을 일으켜 전지셀(205)의 성능을 저하시키는 문제점도 있었다.If the tightening force between the long bolt 204 and the nut is excessive, the fixing frame 203 may be damaged. On the contrary, if the tightening force is weak, the battery cell 205 may be short- .

또한, 위와 같은 볼트 너트 결합방식의 문제점을 해결하기 위해 별도의 커버나 카트리지를 이용하여 전지셀을 고정하는 경우, 이들 커버나 카트리지로 인해 배터리의 중량이 증대되고, 조립 부품 및 공수가 늘어나며, 이로 인해 원가가 상승하는 문제점이 있었다. In addition, when the battery cell is fixed using a separate cover or a cartridge to solve the problem of the bolt-nut coupling method, the weight of the battery increases due to the cover or the cartridge, Thereby causing the cost to increase.

더욱이, 전지셀을 고정하기 위해 커버나 카트리지를 사용하게 되면, 그만큼 전지셀 또는 방열판 등이 외기와 접촉할 수 있는 면적이나 기회가 줄어들기 때문에, 전지셀에 대한 방열효율이 급격히 저하되는 문제점도 있었다.Furthermore, if a cover or a cartridge is used for fixing the battery cell, the area or opportunity for the battery cell or the heat sink to contact with the outside air is reduced so that the heat radiation efficiency for the battery cell is drastically lowered .

본 발명은 위와 같은 종래의 전기자동차용 배터리가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 복수의 전지셀과 방열수단을 교대로 중첩 배열하여 고정함에 있어, 고정수단의 구성을 최소화하여 전지셀과 방열수단의 고정작업 효율을 향상시킴과 동시에, 방열수단에 의한 전지셀의 방열성능을 향상시키고자 하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been proposed in order to solve the problems of the battery of the related art electric vehicle, and it is an object of the present invention to minimize the structure of the fixing means, It is an object of the present invention to improve the fixing work efficiency of the heat dissipating means and improve the heat dissipation performance of the battery cell by the heat dissipating means.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외부 몸체를 이루는 외부케이스; 상기 외부케이스 내에 병렬로 배치되는 복수의 전지셀; 상기 각각의 전지셀과 상기 각각의 전지셀에 인접한 전지셀 사이에 개재되어 상기 전지셀에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 복수의 방열수단; 및 어느 하나의 상기 전지셀 또는 상기 방열수단과 상기 전지셀 또는 상기 방열수단에 인접한 다른 하나의 상기 방열수단 또는 상기 전지셀 사이에 개재되어 하나의 단위모듈을 형성하면서, 설치 시 팽창함으로써 복수의 상기 전지셀과 복수의 상기 방열수단을 상기 외부케이스의 내부에 고정시키는 적어도 하나 이상의 고정수단;을 포함하여 이루어지는 전기자동차용 배터리모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, A plurality of battery cells arranged in parallel in the outer case; A plurality of heat dissipation means interposed between each of the battery cells and a battery cell adjacent to each of the battery cells to absorb heat generated from the battery cells and discharge the heat to the outside; And one unit module interposed between any one of the battery cells or between the heat dissipating means and the other one of the heat dissipating means or the adjacent battery cells or the heat dissipating means, And at least one fixing means for fixing the battery cell and a plurality of the heat dissipating means inside the outer case.

또한, 상기 외부케이스의 일측에 입구가, 타측에 출구가 개방된 유로를 형성하되, 상기 복수의 방열수단 각각의 적어도 일부분이 상기 유로 상에 노출되어 상기 유로를 통과하는 외기에 의해 방열되도록 하는 통기관;을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, a flow path having an inlet at one side of the outer case and an outlet at the other side is formed, at least a part of each of the plurality of heat dissipating means is exposed on the flow path, ; ≪ / RTI >

또한, 상기 통기관은 상기 단위모듈이 지지되는 상기 외부케이스의 바닥판에 설치되며, 상기 복수의 방열수단은 하단이 상기 바닥판을 관통하여 상기 통기관의 상기 유로 중에 노출되는 것이 바람직하다.It is preferable that the vent pipe is installed on a bottom plate of the outer case on which the unit module is supported and the lower ends of the plurality of heat dissipating means penetrate the bottom plate and are exposed to the flow path of the vent pipe.

또한, 상기 복수의 방열수단 각각의 적어도 일부분과 접촉하도록 상기 외부케이스 내에 설치되어, 상기 복수의 방열수단이 접촉부분에서의 열전도에 의해 방열되도록 하는 수조;를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a water tank provided in the outer case so as to be in contact with at least a part of each of the plurality of heat dissipating means and allowing the plurality of heat dissipating means to radiate heat by the heat conduction at the contact portion.

또한, 상기 수조는 상기 각각의 단위모듈과 상기 각각의 단위모듈에 인접한 단위모듈 사이에 개재되어 설치되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 수조는, 상기 단위모듈을 구성하는 일측의 단위모듈 및 타측의 단위모듈 사이에서 복수의 상기 방열수단 및 상기 전지셀의 배열방향과 직각상태로 상기 외부케이스의 내부에 설치되어 상기 일측 단위모듈의 전방단 및 상기 타측 단위모듈의 후방단과 각각 접촉되면서 열전도에 의해 방열을 실시하도록 구성되는 것이 가장 바람직하다.Preferably, the water tub is interposed between the unit modules and the unit modules adjacent to the unit modules.
Particularly, the water tank is provided inside the outer case at a right angle to the arrangement direction of the plurality of the heat dissipating means and the battery cells between one unit module and the other unit module constituting the unit module, It is most preferable that heat radiation is performed by the heat conduction while being in contact with the front end of the module and the rear end of the other unit module.

또한, 상기 수조는 상단 일측에 입수구가, 상기 입수구와 대향한 상단 타측에 출수구가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the water tank is provided with a water inlet at one upper side and a water outlet at the other side of the upper end facing the water inlet.

또한, 상기 수조는 상기 입수구로부터 유입된 냉각수가 상기 수조 전체로 분산되었다가 상기 출수구로 모여 유출되도록 유도하는 안내격벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.The water tank may further include a guide partition wall for guiding the cooling water introduced from the inlet to be dispersed throughout the water tank and to be collected and discharged through the outlet.

또한, 각각의 상기 전지셀 둘레에 직간접적으로 접촉하여, 각각의 상기 전지셀의 내부에서 발생되는 열을 방출시키는 복수의 열전도관; 및 상기 복수의 열전도관과 유체 연결되도록 상기 외부케이스 내에 설치되어, 상기 열전도관을 흐르는 냉각수를 통해 상기 열전도관과 열교환하는 수조;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 수조는, 상기 전지셀의 하단 측에 배치되는 상태로 상기 외부케이스의 내에 설치되는 것이 바람직하다.A plurality of heat conduction tubes directly or indirectly contacting each of the battery cells to emit heat generated in each of the battery cells; And a water tank installed in the outer case to be fluidly connected to the plurality of heat conduction pipes and performing heat exchange with the heat conduction tube through cooling water flowing through the heat conduction pipe.
Here, it is preferable that the water tank is installed in the outer case in a state of being disposed at the lower end side of the battery cell.

또한, 각각의 상기 전지셀의 입출력 단자와 각각의 상기 열전도관의 입출단을 노출시킨 상태에서, 각각의 상기 전지셀을 상기 열전도관과 함께 둘러싸는 밀봉수단;을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 밀봉수단은 상기 전지셀의 내장을 위해 주머니형태로 구성되는 것이 바람직하다.And sealing means for enclosing each of the battery cells with the heat conduction pipe in a state in which input / output terminals of each of the battery cells and input / output ends of the respective heat conduction tubes are exposed.
Here, it is preferable that the sealing means is formed in the form of a bag for embedding the battery cell.

또한, 상기 밀봉수단은, 상기 전지셀을 둘러싸 밀봉하는 1차 밀봉부재; 상기 1차 밀봉부재 위에 감긴 상기 열전도관을 상기 1차 밀봉부재와 함께 둘러싸 밀봉하는 2차 밀봉부재;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이렇게 구성될 경우, 상기 열전도관은, 상기 2차 밀봉부재에 둘러싸여서 밀봉된 상태로 상기 1차 밀봉부재를 통해 상기 전지셀에 간접적으로 접촉된다.The sealing means may include: a primary sealing member surrounding and sealing the battery cell; And a secondary sealing member which surrounds the heat conduction tube wound on the primary sealing member together with the primary sealing member.
When configured in this way, the heat conduction tube is indirectly brought into contact with the battery cell through the primary sealing member in a state of being surrounded by the secondary sealing member.

또한, 상기 밀봉수단은 비닐, 상기 전지셀의 열을 상기 열전도관으로 전달하는 열전도성 금속재가 부가된 메탈라이즈드 비닐, 또는 금속성 박막재 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the sealing means may be formed of any one of vinyl, metallized vinyl with thermally conductive metal material for transferring the heat of the battery cell to the heat conduction pipe, or metallic thin film material.

또한, 상기 금속성 박막재는 알루미늄, 동, 또는 마그네슘 중 어느 하나로 된 금속성 포일로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the metallic thin film material is made of a metallic foil made of any one of aluminum, copper, and magnesium.

또한, 상기 고정수단은 복수의 상기 전지셀과 복수의 상기 방열수단을 상기 외부케이스의 내주면에 대해 가압하여 고정시키는 발포체인 것이 바람직하다.It is preferable that the fixing means is a foam member which presses and fixes the plurality of battery cells and the plurality of heat dissipating means against the inner circumferential surface of the outer case.

또한, 상기 발포체는 우레탄 발포폼인 것이 바람직하다.The foam is preferably a urethane foam.

또한, 상기 발포체는 열전도성 필러를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the foam preferably further comprises a thermally conductive filler.

또한, 상기 열전도성 필러는 탄소나노튜브, 탄소섬유, 동, 또는 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the thermally conductive filler is preferably made of any one material selected from carbon nanotubes, carbon fibers, copper, and aluminum.

또한, 상기 발포체는 상기 전지셀과 동일한 평면 형상을 갖도록 발포되어 팽창하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the foam is foamed and expanded so as to have the same planar shape as the battery cell.

또한, 상기 고정수단은 상기 단위모듈과 상기 외부케이스 사이에 개재되어, 상기 단위모듈을 상기 외부케이스 내부에 고정시키는 것이 바람직하다.Preferably, the fixing unit is interposed between the unit module and the outer case to fix the unit module inside the outer case.

또한, 상기 고정수단은 상기 단위모듈이 둘 이상 열을 지어 배치될 때, 일측의 상기 단위모듈과 상기 일측의 상기 단위모듈에 인접한 타측의 상기 단위모듈 사이에 개재되는 것이 바람직하다.Preferably, the fixing unit is interposed between the unit module on one side and the unit module on the other side adjacent to the unit module on one side when the unit modules are arranged in two or more rows.

본 발명의 전기자동차용 배터리모듈에 따르면, 복수의 전지셀과 방열수단 사이에 우레탄 발포폼과 같은 발포체를 개재시키고, 발포체를 발포시킴으로써 발생하는 팽창력에 의해 복수의 전지셀과 방열수단을 외부케이스 내에 고정하고 있으므로, 복수의 전지셀과 방열수단의 설치에 필요한 부품의 수나 중량은 물론, 설치 작업의 공수 및 시간을 크게 줄일 수 있게 된다. 따라서, 배터리모듈의 생산효율성을 크게 향상시킬 수 있게 된다. 아울러, 전기자동차의 출력부담을 줄일 수 있고, 운전소음의 발생을 억제하여 쾌적한 주행 환경을 도모할 수 있게 된다. According to the battery module for an electric vehicle of the present invention, a plurality of battery cells and a heat dissipating means are disposed in an outer case by an expansion force generated by foaming a foam by interposing a foam such as a urethane foam foam between a plurality of battery cells and heat dissipating means It is possible to greatly reduce the number and weight of components required for installing the plurality of battery cells and the heat dissipating means, as well as the airflow and time for the installation work. Accordingly, the production efficiency of the battery module can be greatly improved. In addition, it is possible to reduce the burden on the output of the electric vehicle, suppress the occurrence of driving noises, and achieve a comfortable driving environment.

또한, 방열수단에 의한 전지셀의 방열성능을 공냉식 또는 수냉식 냉각방식에 의해 배가시키므로, 방열성능이나 내구수명 등 배터리모듈의 품질 향상을 기대할 수 있게 된다.
특히, 수조가 일측의 단위모듈 및 타측의 단위모듈 사이에서 방열수단 및 전지셀의 배열방향과 직각상태로 외부케이스의 내부에 설치될 경우, 즉 단위모듈들 사이에 설치될 경우, 일측 단위모듈의 후방단 및 타측 단위모듈의 전방단이 각각 접촉되므로 전지셀의 방열효율을 향상시킬 수 있다.
이에 더하여, 수조에 안내격벽이 마련될 경우, 냉각수가 분산상태로 안내되면서 수조의 내부에 전체적으로 확산되므로 효과적으로 냉각수의 온도를 낮출 수 있다.
이와 달리, 수조가 열전도관이 설치된 전지셀의 하단 측에 배치되어 열전도관과 유체 연결될 경우, 열전도관을 통해 수조의 냉각수를 이용하여 전지셀을 방열할 수 있다.
더 나아가, 전지셀이 주머니형태의 밀봉수단에 의해 밀봉될 경우, 열전도관에서 누설되거나 열전도관의 표면에 결로되는 수분이 전지셀로 옮겨가는 것을 방지할 수 있고, 더욱이 밀봉수단이 메탈라이즈드 비닐이나 금속성 박막재로 구성될 경우 전지셀의 열을 열전도관에 전달할 수 있으며, 덧붙여 밀봉수단의 1차 밀봉부재 및 2차 밀봉부재로 구성될 경우 전지셀을 이중으로 밀봉할 수 있으므로 수밀 및 방열성능을 배가시킬 수 있다.In addition, since the heat radiation performance of the battery cells by the heat dissipation means is doubled by the air cooling type or water cooling type, it is possible to expect improvements in the quality of the battery module such as heat dissipation performance and durability life.
Particularly, when the water tank is installed between the unit modules on the one side and the unit modules on the other side and inside the outer case at right angles to the arrangement direction of the battery cells, that is, between the unit modules, And the front end of the rear unit and the front unit of the other unit module are in contact with each other, so that the heat radiation efficiency of the battery cell can be improved.
In addition, when the guide wall is provided in the water tank, since the cooling water is guided to the dispersed state and is entirely diffused in the water tank, the temperature of the cooling water can be effectively lowered.
Alternatively, when the water tank is disposed at the lower end of the battery cell provided with the heat conduction pipe and fluidly connected to the heat conduction pipe, the cooling water of the water bath may be used to dissipate heat through the heat conduction pipe.
Furthermore, when the battery cell is sealed by the bag-shaped sealing means, it is possible to prevent moisture, which leaks from the heat conduction tube or condensed on the surface of the heat conduction tube, from being transferred to the battery cell, Or a metallic thin film material, the heat of the battery cell can be transmitted to the heat conduction pipe. In addition, when the battery cell is composed of the primary sealing member and the secondary sealing member of the sealing means, the battery cell can be double- Can be doubled.

도 1은 종래의 배터리모듈을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 배터리모듈의 사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 도 3의 AA선 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기자동차용 배터리모듈의 사시도.
도 6은 도 5의 평면도.
도 7은 도 6의 BB선 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기자동차용 배터리모듈의 전지셀 및 수조를 분해 상태로 부분 도시한 사시도.
도 9는 도 8의 전지셀이 수조에 중첩하여 연결된 상태를 보인 부분 절단 정면도.
도 10은 도 8에 도시된 전지셀의 다른 실시 형태를 도시한 부분 정단면도.1 is a perspective view showing a conventional battery module.
2 is a perspective view of a battery module for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention;
Figure 3 is a plan view of Figure 2;
4 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
5 is a perspective view of a battery module for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention;
Fig. 6 is a plan view of Fig. 5; Fig.
7 is a sectional view taken along line BB of Fig.
FIG. 8 is a perspective view showing a battery cell and a water tank of a battery module for an electric vehicle according to a third embodiment of the present invention in a partially decomposed state. FIG.
FIG. 9 is a partial cutaway front view showing a state in which the battery cells of FIG. 8 are overlapped and connected to a water tank.
10 is a partially sectioned sectional view showing another embodiment of the battery cell shown in Fig.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리모듈을 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, a battery module for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 배터리모듈은 실시예의 냉각방식에 따라 공냉식과 수냉식으로 분류할 수 있으며, 도 2 내지 도 4에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 외부케이스(3), 복수의 전지셀(5), 복수의 방열수단(7), 및 고정수단(9)을 포함하여 이루어진다. The battery module of the present invention can be classified into an air-cooled type and a water-cooled type according to the cooling method of the embodiment. As shown by reference numeral 1 in FIGS. 2 to 4, the battery module is largely divided into an outer case 3, , A plurality of heat dissipating means (7), and fixing means (9).

여기에서, 먼저 상기 외부케이스(3)는 배터리모듈(1)의 외부 몸체를 이루는 부분으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼, 위로 개방된 사각형의 상자 형태를 취하는 바, 사방이 외벽(11)으로 둘러싸여지며, 외벽(11)의 하단에는 바닥판(13)이 일체로 결합된다. 2 to 4, the outer case 3 has a rectangular box shape, which is open to the outside. The outer case 3 is formed as an outer body of the battery module 1, And a bottom plate 13 is integrally coupled to the lower end of the outer wall 11. [

이때, 본 발명의 공냉식 실시예에 따른 배터리모듈(1)의 외부케이스(3)는 외벽(11)을 관통하여 통기관(15)이 형성되는데, 이 통기관(15)은 아래에 설명되는 것처럼, 외부케이스(3) 내부로 외기가 통과할 수 있도록 하는 즉, 외부케이스(3) 내부의 통기성을 확보하는 수단으로서, 외기가 외부케이스(3)를 관통하여 유출입될 수 있도록 하는 위치라면 어느 위치에도 설치될 수 있다. 그러나, 통기관(15)은 본 실시예에서와 같이, 외부케이스(3) 하단의 바닥판(13) 상에 형성되는 것이 바람직하다. At this time, the outer case 3 of the battery module 1 according to the air-cooling embodiment of the present invention is formed with a vent pipe 15 through the outer wall 11, As a means for allowing the outside air to pass through the case 3, that is, for securing the air permeability inside the outside case 3, it is possible to install the air conditioner at any position as long as the outside air can flow through the outside case 3 . However, it is preferable that the vent pipe 15 is formed on the bottom plate 13 at the lower end of the outer case 3, as in this embodiment.

따라서, 본 실시예에서 통기관(15)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 외부케이스(3)의 바닥판(13) 일측에 입구(17)가, 그 반대쪽 타측에 출구(19)가 각각 개방된 유로를 형성한다. 이때, 통기관(15)은 유로 또한 다양한 형태 및 방향으로 분기될 수 있으나, 도 2에 도시된 것처럼, 입구(17)와 출구(19)가 동일 직선 상에 위치하는 직선형의 관체로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 통기관(15)은 도 4에 도시된 것처럼, 아래에 설명하는 복수의 방열수단(5) 각각의 적어도 일부분 에컨대, 도면 상 하단이 바닥판(13)을 관통하여 유로(D) 상에 노출되도록 함으로써, 유로(D)를 통과하는 외기에 의해 방열되도록 한다.2 and 4, an inlet 17 is formed on one side of the bottom plate 13 of the outer case 3, and an outlet 19 is formed on the other side of the side of the bottom plate 13 Thereby forming open channels respectively. At this time, the vent pipe 15 may be branched in various forms and directions, but it is preferable that the inlet 17 and the outlet 19 are formed as straight tubular members which are located on the same straight line as shown in Fig. 2 Do. 4, at least a part of each of the plurality of heat dissipating means 5 described below is formed so that the lower end of the through-hole passes through the bottom plate 13, So that heat is released by the outside air passing through the flow path D.

상기 복수의 전지셀(5)은 외부 전원에서 공급되는 전기로 충전되거나 반대로 주행에 필요한 전기를 외부로 방전하는 배터리모듈의 핵심 부품으로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 외부케이스(3)의 상단 개구부를 통해 외부케이스(3) 내에 차례로 세워 설치된다. 또한, 각각의 전지셀(5)은 외부케이스(3) 내에 횡으로 나란히 병렬 배치되는 바, 횡으로 일렬씩 복수열로 예컨대, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 2열로 배치될 수 있으며, 이때, 각각의 열을 하나의 단위모듈(21,23)로 취급할 수 있다. The plurality of battery cells 5 are core parts of a battery module that is charged with electricity supplied from an external power source or discharges electricity required for running to the outside as a counterpart. As shown in FIGS. 2 to 4, In the outer case 3 through the top openings of the outer case 3. Each of the battery cells 5 is arranged in parallel in the lateral direction in the outer case 3, and may be arranged in two rows in a row in a row, for example, as shown in Figs. 2 and 3, , Each column can be handled as one unit module 21, 23.

상기 복수의 방열수단(7)은 복수의 전지셀(5)에서 발생되는 열을 외부로 방출시키는 부분으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 전지셀(5)과 이 전지셀(5)의 도면 상 좌우로 인접한 전지셀(5) 사이에 개재된다. 이때, 방열수단(7)은 전지셀(5)에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하도록 열전도성이 높은 예컨대, 금속과 같은 소재로 제작되는 바, 전지셀(5)과 전지셀(5) 사이에 개재되는 것이라면 어떤 형태나 크기로도 제작이 가능하나, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 전지셀(5) 전체와 접촉면을 형성하는 판재 형태로 제작되어, 전지셀(5)의 전체면에서 방열이 일어나도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 방열수단(7)은 방열 성능을 높이기 위해 도 4에 도시된 것처럼, 그 상단이 전지셀(5)보다 위로 연장되어 외부케이스(3)의 상단 측으로 노출된다. 특히, 본 발명에 따른 방열수단(7)은 도 4에 도시된 바와 같이, 그 하단이 바닥판(13)을 관통하여 통기관(15)의 유로(D) 상에 노출되는 바, 이 통기관(15)을 통과하는 외기에 의해 하단 부분에서의 방열이 더욱 효과적으로 이루어진다.The plurality of heat dissipating means 7 is a portion for discharging the heat generated from the plurality of battery cells 5 to the outside. As shown in FIGS. 2 to 4, each of the battery cells 5, (5) on the left and right sides of the battery cell (5). At this time, the heat dissipating means 7 is made of a material having high thermal conductivity, for example, metal, so as to absorb the heat generated in the battery cell 5 and discharge it to the outside. The battery cell 5 and the battery cell 5, 3 and 4, the battery cell 5 may be manufactured in the form of a plate that forms the contact surface with the entire battery cell 5, so that the entirety of the battery cell 5 It is preferable that heat radiation is generated on the surface. At this time, the upper end of the heat dissipating means 7 extends above the battery cell 5 and is exposed to the upper end side of the outer case 3, as shown in Fig. 4, the lower end of the heat dissipating means 7 according to the present invention is exposed on the flow path D of the vent pipe 15 through the bottom plate 13, and the vent pipe 15 The heat radiation at the lower end portion is more effectively performed.

상기 고정수단(9)은 위와 같은 전지셀(5)이나 방열수단(7)을 외부케이스(3) 내에 고정시키는 수단으로서, 전지셀(5)이나 방열수단(7)을 외부케이스(3)에 대해 고정할 수 있는 것이면 예컨대, 카트리지 또는 커버 등 어떤 종류의 체결수단도 채용이 가능하다. 그러나, 본 실시예에서는 위와 같은 카트리지나 커버 등 별도의 체결부재를 최소화하기 위해 전지셀(5)과 방열수단(7)의 체결수단으로서, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 발포체를 채용한다. The fixing means 9 is a means for fixing the battery cell 5 or the heat dissipating means 7 in the outer case 3 as described above and the battery cell 5 and the heat dissipating means 7 are provided on the outer case 3 Any type of fastening means, such as a cartridge or a cover, can be employed as long as it can be fixed with respect to the fastening means. However, in this embodiment, as the fastening means of the battery cell 5 and the heat dissipating means 7, a foam is employed as shown in Figs. 3 and 4 in order to minimize the separate fastening members such as the cartridge and the cover.

이 발포체 고정수단(9)은 복수의 전지셀(5)과 복수의 방열수단(7)을 외부케이스(3)의 내주면에 대해 가압하여 고정하는데, 이를 위해 어느 하나의 전지셀(5) 또는 방열수단(7)과 이들 전지셀(5) 또는 방열수단(7)에 인접한 다른 하나의 방열수단(7) 또는 전지셀(5) 사이에 개재된다. 따라서, 발포체 고정수단(9)은 배터리모듈(1) 조립 시, 복수의 전지셀(5) 및 방열수단(7)과 함께 외부케이스(3) 내에 배치된 상태에서 발포되어 팽창함으로써, 이들 복수의 전지셀(5) 및 방열수단(7)을 외부케이스(3) 내주면에 대해 가압하여 외부케이스(3) 내에 고정한다. 이때, 본 실시예의 경우 고정수단(9)은 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 이웃한 2 개의 방열수단(7)들 사이에 개재됨으로써, 발포 팽창한 때 복수의 전지셀(5) 및 방열수단(7)을 외부케이스(3)에 고정하는 데, 발포체로는 우레탄 발포폼을 사용하는 것이 바람직하며, 발포체로 인해 전지셀(5)과 방열수단(7) 사이의 열전달 효율이 저하되지 않도록 발포체에 열전도성 필러를 포함시키는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 열전도성 필러로는 탄소나노튜브(CNT), 탄소섬유, 동, 또는 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다. 더욱이, 발포체는 발포되어 팽창한 뒤에도 전지셀(5) 벽면 전체와 접촉할 수 있도록 즉, 전지셀(5)과 동일한 평면 형상을 갖도록 하는 것이 바람직하다. The foam fixing means 9 presses and fixes the plurality of battery cells 5 and the plurality of heat dissipating means 7 against the inner circumferential surface of the outer case 3. For this purpose, any one of the battery cells 5, Is interposed between the means 7 and the other heat dissipating means 7 or the battery cell 5 adjacent to these battery cells 5 or the heat dissipating means 7. [ The foam fixing means 9 is foamed and expanded in a state in which it is disposed in the outer case 3 together with the plurality of battery cells 5 and the heat dissipating means 7 when the battery module 1 is assembled, The battery cell 5 and the heat dissipating means 7 are pressed against the inner peripheral surface of the outer case 3 and fixed in the outer case 3. [ 3 and 4, the fixing means 9 is interposed between two adjacent heat dissipating means 7, so that when the battery is expanded and expanded, the plurality of battery cells 5 and the heat dissipating means It is preferable to use a urethane foamed foam as the foamed material and to prevent the heat transfer efficiency between the battery cell 5 and the heat dissipating means 7 from being lowered due to the foamed material, It is more preferable to include the thermally conductive filler. As the thermally conductive filler, any one selected from carbon nanotube (CNT), carbon fiber, copper, and aluminum may be used. Further, it is preferable that the foam has the same planar shape as the battery cell 5 so as to be able to contact the entire wall surface of the battery cell 5 even after it is expanded and expanded.

이와 같이, 고정수단(9)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인접한 두 개의 방열수단(7) 사이에 개재되어 팽창함으로써 일렬로 배열된 복수의 전지셀(5) 및 방열수단(7)과 함께 하나의 단위모듈(21,23)을 형성하는 바, 별도로 도시하지 않았지만, 단위모듈(21)과 단위모듈(23) 사이에 개재될 수 있으며, 각각의 단위모듈(21) 및 단위모듈(23)과 외부케이스(3) 내주면 사이에 개재될 수도 있다. 3 and 4, the fixing means 9 includes a plurality of battery cells 5 and heat dissipating means 7 arranged in a line by being interposed between two adjacent heat dissipating means 7, The unit module 21 and the unit module 23 can be interposed between the unit module 21 and the unit module 23, Or between the inner case 23 and the inner circumferential surface of the outer case 3.

한편, 본 발명의 수냉식 실시예에 따른 배터리모듈(1)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 방열 수조(25)를 더 포함하는 바, 이 수조(25)를 제외한 나머지 구성은 도 2 내지 도 4에 도시된 제1 실시예에 따른 배터리모듈(1)의 구성과 동일하므로 그 설명은 생략한다.5 to 7, the battery module 1 according to the water-cooled embodiment of the present invention further includes a heat dissipating water tank 25, To the battery module 1 according to the first embodiment shown in FIG. 4, and therefore the description thereof will be omitted.

여기에서, 상기 수조(25)는 수냉식 배터리모듈(1)에서 전지셀(5)의 냉각에 사용되는 냉각수를 공급하는 수단으로서, 외부케이스(3) 내에 설치되어 복수의 방열수단(7) 각각의 적어도 일부분과 접촉함으로써, 방열수단(7)을 통해 각각의 전지셀(5)로부터 열을 빼앗도록 되어 있다. 이때, 수조(25)는 각각의 방열수단(7)과 접촉할 수 있다면 어떤 위치 및 형태로도 제작이 가능한 바, 도 5 및 도 6에 도시된 본 실시예에서와 같이, 단위모듈(21)과 단위모듈(23) 사이에서 복수의 방열수단(7) 및 전지셀(5)의 배열방향과 직각으로 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시예의 경우 각각의 방열수단(7)은 도 6에 도시된 것처럼, 앞쪽(일측) 단위모듈(21)의 경우 후방단이, 뒤쪽(타측) 단위모듈(23)의 경우 전방단이 각각 수조(25)와 접촉하며, 접촉부분에서의 열전도에 의해 열방출된다.The water tank 25 is a means for supplying cooling water used for cooling the battery cell 5 in the water-cooled battery module 1. The water tank 25 is provided in the outer case 3, So that heat is taken from each of the battery cells 5 through the heat dissipating means 7 by contacting at least a part thereof. In this case, the water tub 25 can be manufactured in any position and shape as long as it can contact the respective heat dissipating means 7. As in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, And the unit modules 23 are arranged at right angles to the arranging direction of the plurality of heat dissipating means 7 and the battery cells 5. 6, each of the heat dissipating means 7 has a rear end in the case of the front (one side) unit module 21 and a front end in the case of the rear (other side) unit module 23 Contact with the water tray 25, and are thermally discharged by the heat conduction at the contact portion.

또한, 각각의 수조(25)는 배터리모듈(1)의 구조적인 속성으로 인해 냉각수를 공급하는 입수구(35)가 상단 일측에 형성되고, 냉각수를 배출하는 출수구(37)도 입수구(35) 대향측의 상단 타측에 각각 형성되어 냉각수를 순환시키도록 되어 있다. 이때, 입수구(35)로 유입된 냉각수가 인접한 출수구(37)를 통해 곧바로 배출되는 것을 방지하기 위해, 수조(25)는 도 7에 도시된 바와 같이, 내주면 상에 복수의 안내격벽(27)이 형성되는 바, 각각의 안내격벽(27)은 좌우로 연장되어 수조(25) 내에 하나 이상의 안내유로(F)를 형성한다. 따라서, 안내격벽(27)은 입수구(35)로부터 유입된 냉각수를 안내유로(F)를 따라 유도하여 수조(25) 전체로 분산시키며, 분산 후 출수구(37)로 다시 모이게 하여 출수구(37)를 통해 외부의 냉각수원으로 유출되도록 한다.Each of the water tanks 25 is provided with a water inlet 35 for supplying cooling water due to the structural property of the battery module 1 and a water outlet 37 for discharging cooling water, Respectively, so as to circulate the cooling water. 7, in order to prevent the cooling water introduced into the inlet 35 from being immediately discharged through the adjacent outlet 37, the water tank 25 is provided with a plurality of guide ribs 27 And each of the guide ribs 27 extends laterally so as to form at least one guide passage F in the water tank 25. [ The guide wall 27 guides the cooling water introduced from the inlet 35 along the guide passage F and disperses the cooling water into the water tank 25 as a whole and then collects the cooling water back into the outlet 37 to disperse the outlet 37 So that it flows out to the outside as a cooling water source.

한편, 전술한 상기 배터리모듈(1)은 전술한 바와 같이 냉각수를 공급하는 상기 수조(25)가 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 전지셀(5)의 하부에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 배터리모듈(1)은 이와 같은 상기 수조(25)에 도시된 바와 같이 일측이 연결되고, 타측이 전지셀(5)의 둘레에 감겨진 열전도관(29)이 구비됨에 따라 열전도관(29)을 통해 수조(25)의 냉각수와 열교환(열전도)되면서 방열을 실시할 수 있다. 이때, 상기 열전도관(29)은 각각의 전지셀(5)을 개별 냉각하는 수단으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 각각의 전지셀(5) 둘레에 감겨 직접적으로 또는 도 10에 도시된 것처럼 밀봉부재(41-1)를 통해 간접적으로 접촉함으로써, 각각의 전지셀(5) 내부에서 발생되는 열을 흡수하여 수조(25)를 통해 방출한다. 이를 위해 각각 열전도관(29)은 도 8에 도시된 것처럼, 역U자 형태로 전지셀(5)에 감겨, 입출수단이 전지셀(5) 아래에 배치된 수조(25)에 연결된다.Meanwhile, in the above-described battery module 1, the water tank 25 for supplying cooling water as described above may be installed below the battery cell 5 as shown in FIGS. The battery module 1 is provided with a heat conduction pipe 29 whose one side is connected to the battery cell 5 and the other side is wound around the battery cell 5 as shown in the water tank 25, (Heat conduction) with the cooling water of the water tank 25 through the heat exchangers 29 and 29 to perform heat radiation. In this case, the heat conduction pipe 29 is a means for individually cooling each battery cell 5, and is wound around each battery cell 5 as shown in Figs. 8 and 9, So that the heat generated in each of the battery cells 5 is absorbed and discharged through the water tub 25. [ To this end, each of the heat conduction tubes 29 is wound on the battery cell 5 in an inverted U-shape as shown in FIG. 8, and the input / output means is connected to the water tank 25 disposed below the battery cell 5.

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상기 수조(25)는 도 5 내지 도 7에 도시된 제2 실시예에 따른 수조(25)와 기능 상 차이가 없으나, 도 8에 도시된 것처럼 역U자 형태의 열전도관(29)을 연결할 수 있도록 외부케이스(3)의 바닥판(13)과 전지셀(5) 사이에 또는 바닥판(13) 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 수조(25)는 열전도관(29)을 흐르는 냉각수를 통해 각각의 전지셀(5)과 열교환되고, 도 8 및 도 9에 도시된 입수구(35)를 통해 외부 급수원으로부터 저온의 냉각수를 공급받으며, 출수구(37)를 통해 고온의 냉각수를 외부로 배수 처리한다.The water tank 25 has no functional difference from the water tank 25 according to the second embodiment shown in FIGS. 5 to 7, but it is possible to connect the inverted U-shaped heat conductive pipe 29 as shown in FIG. 8 Or between the bottom plate 13 of the outer case 3 and the battery cell 5 or inside the bottom plate 13 in order to prevent the battery cell 5 from being damaged. Therefore, the water tank 25 is heat-exchanged with the respective battery cells 5 through the cooling water flowing through the heat conduction pipe 29, and the low-temperature cooling water is supplied from the external water supply source through the water inlet 35 shown in Figs. And the high temperature cooling water is drained to the outside through the outflow port 37.

한편, 본 실시예에 따른 배터리모듈(1)은 각각의 전지셀(5)과 이 전지셀(5)에 감겨 있는 각각의 열전도관(29)을 함께 밀봉하는 밀봉수단(41)을 더 포함하는 바, 이 밀봉수단(41)은 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 전지셀(5)의 입출력 단자(43)와 각각의 열전도관(29)의 입출단을 노출시킨 상태에서, 각각의 전지셀(5)을 열전도관(29)과 함께 둘러싼다.The battery module 1 according to the present embodiment further includes a sealing means 41 for sealing the respective battery cells 5 and the respective heat conduction tubes 29 wound on the battery cells 5 together As shown in Fig. 8, in the state in which the input / output terminals 43 of each battery cell 5 and the input / output ends of the respective heat conduction tubes 29 are exposed, The cell 5 is enclosed together with the heat conduction tube 29.

이와 같이, 밀봉수단(41)은 전지셀(5)과 열전도관(29)을 둘러싸 밀봉하는 바, 진공상태로 밀봉하는 것이 바람직하다. 이러한 밀봉수단(41)은 폴리머 파우치, 즉 비닐로 구성할 수 있으나, 이보다는 전지셀(5)의 열을 상기 열전도관(29)에 전달하는 도전성 금속재가 코팅되거나 부착 또는 증착된 메탈라이즈드 비닐로 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 밀봉수단(41)은 일반적인 비닐 보다는 열을 전이하는 메탈라이즈드 비닐로 구성되는 것이 바람직하다. 특히, 밀봉수단(41)은 열을 전달하는 은박이 코팅되거나 부착 또는 증착된 알루미나이즈드 비닐로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.As described above, the sealing means 41 encapsulates the battery cell 5 and the heat conduction pipe 29, and is preferably sealed in a vacuum state. The sealing means 41 may be formed of a polymer pouch, that is, a vinyl. Alternatively, the sealing means 41 may be formed of a metalized vinyl material having a conductive metal material coated thereon, . That is, the sealing means 41 is preferably made of metallized vinyl which transfers heat rather than ordinary vinyl. More preferably, the sealing means 41 is composed of alumina-coated vinyl which is coated, adhered or deposited with heat-transmitting silver foil.

또한, 밀봉수단(41)은 주머니 형태를 이루면서 사방이 밀봉되는 금속성 포일로 구성할 수도 있다. 이러한 포일은 예컨대, 알루미늄이나 동 또는 마그네슘으로 제조될 수 있다. 또, 포일은 솔더링이나 브레징 또는 열융착이나 본딩 등과 같은 일반적인 접합방식으로 개봉부위가 밀봉된다. 즉, 밀봉수단(41)은 전술한 비닐이나 메탈라이즈드 비닐 또는 금속성 포일로 한정되지 않으며, 열전도관(29) 및 전지셀(5)을 진공 상태로 밀봉할 수 있으면서 박막재로 구성되어 파우치 기능을 수행할 수 있다면 어떠한 것이든 적용이 가능하다.In addition, the sealing means 41 may be formed of a metallic foil which is in the form of a bag and sealed in all directions. Such a foil may be made of, for example, aluminum, copper, or magnesium. In addition, the foil is sealed in a general joining manner such as soldering, brazing, heat welding, bonding, or the like. That is, the sealing means 41 is not limited to the above-described vinyl, metallized vinyl or metallic foil, but may be a thin film material which can seal the heat conduction tube 29 and the battery cell 5 in a vacuum state, Any of the above can be applied.

한편, 밀봉수단(41)에 의해 밀봉되는 전지셀(5) 및 열전도관(29)은 도 8에 도시된 바와 같이 하나의 패킹을 이루며, 이웃한 패킹들과 병렬로 밀착되어 하나의 단위모듈(21,23)을 형성한다. 이때, 각각의 밀봉수단(41)은 다시 도 10에 도시된 것처럼, 1차 밀봉부재(41-1)와 2차 밀봉부재(41-2)로 나뉘어 이중 포장될 수 있다.The battery cell 5 and the heat conduction tube 29 sealed by the sealing means 41 constitute one packing as shown in FIG. 8, and are closely contacted with neighboring packings to form one unit module 21, 23). At this time, each of the sealing means 41 may be double packed into the primary sealing member 41-1 and the secondary sealing member 41-2 as shown in Fig.

여기에서, 1차 밀봉부재(41-1)는 도 10에 도시된 것처럼, 전지셀(5)을 직접 접촉하여 둘러싸는 밀봉수단으로서, 열전도관(29)을 패킹에서 제외하고 있는 것을 빼면 위에서 설명한 밀봉수단(41)과 동일하므로, 부가 설명은 생략한다. 또한, 2차 밀봉부재(41-2)도 도 10에 도시된 것처럼, 1차 밀봉부재(41-1)를 열전도관(29)과 함께 둘러싸 밀봉하는 밀봉수단으로서, 열전도관(29)을 감은 1차 밀봉부재(41-1)를 둘러싸 밀봉하는 바, 위에서 설명한 밀봉수단(41)과 동일하므로, 부가적인 설명을 생략한다.Here, the primary sealing member 41-1 is a sealing means for directly contacting and enclosing the battery cell 5 as shown in Fig. 10, except that the heat conduction pipe 29 is removed from the packing, Is the same as that of the sealing means 41, and further description is omitted. 10, the secondary sealing member 41-2 is a sealing means for sealing and sealing the primary sealing member 41-1 together with the heat conduction tube 29, Since the primary sealing member 41-1 is surrounded and sealed, the sealing member 41 is the same as the above-described sealing member 41, and further description is omitted.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기자동차용 배터리모듈(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the battery module 1 for an electric vehicle according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 배터리모듈(1)은 외부케이스(3) 내에 복수의 전지셀(5)과 방열수단(7)을 교대로 중첩 배치하여 조립함에 있어, 전지셀(5)과 전지셀(5) 사이에, 방열수단(7)과 방열수단(7) 사이에, 전지셀(5)과 방열수단(7) 사이에, 전지셀(5)과 외부케이스(3) 사이에, 또는 방열수단(7)과 외부케이스(3) 사이에 발포체와 같은 고정수단(9)을 개재시킨 다음, 발포 팽창시킴으로써 팽창력에 의해 전지셀(5) 또는 방열수단(7)을 외부케이스(3) 내주면에 대해 가압하여 외부케이스(3) 내에 고정하게 된다. 이때, 발포체 고정수단(9)에 탄소나노튜브와 같은 열전도성 필러가 첨가되어 있는 경우에는 고정수단(9) 자체만으로도 인접한 전지셀(5)이나 방열수단(7)의 방열을 도울 수 있게 된다.The battery module 1 of the present invention is assembled by arranging a plurality of battery cells 5 and heat dissipating means 7 alternately in a superposed arrangement in the outer case 3 so that the gap between the battery cells 5 and the battery cells 5 Between the battery cell 5 and the heat dissipating means 7 and between the battery cell 5 and the outer case 3 or between the heat dissipating means 7 and between the heat dissipating means 7 and the heat dissipating means 7, The battery cell 5 or the heat dissipating means 7 is pressed against the inner circumferential surface of the outer case 3 by the expansion force by expanding the foam after the fixing means 9 such as foam is interposed between the outer case 3 and the outer case 3, And is fixed in the case 3. At this time, when the thermally conductive filler such as carbon nanotubes is added to the foam fixing means 9, the fixation means 9 alone can help dissipate the heat of the adjacent battery cells 5 and the heat dissipating means 7.

또한, 위와 같이 외부케이스(3) 내에 고정된 전지셀(5)은 전지셀(5)에 밀착된 방열수단(7)에 의해 열을 빼앗겨 냉각된다. 이때, 도 2 내지 도 4에 도시된 공냉식 배터리모듈(1)의 경우, 방열수단(7)의 하단이 도 4에 도시된 것처럼, 외부케이스(3) 하단의 통기관(15) 유로(D) 상에 노출되고, 통기관(15)을 통해 외기가 유동하므로, 방열수단(7)에 의한 방열효율을 배가시킬 수 있게 된다.The battery cell 5 fixed in the outer case 3 as described above is cooled by being deprived of heat by the heat dissipating means 7 adhered to the battery cell 5. 4, the lower end of the heat dissipating means 7 is disposed on the flow path D of the vent pipe 15 at the lower end of the outer case 3, And the outside air flows through the vent pipe 15, so that the heat radiation efficiency by the heat radiation means 7 can be doubled.

한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 수냉식 배터리모듈(1)의 경우에도 위 실시예에서와 같이, 전지셀(5), 방열수단(7), 또는 외부케이스(3) 사이에 개재되는 고정수단(9)에 의해 전지셀(5)과 방열수단(7)을 외부케이스(3) 내에 고정하는 바, 선택에 따라 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 단위모듈(21)과 단위모듈(23) 사이에 또는 단위모듈(21,23)과 외부케이스(3) 사이에 수조(25)를 설치함으로써, 방열수단(7)에 의한 전지셀(5)의 방열효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 이를 위해, 각각의 방열수단(7)은 도 6에 도시된 것처럼, 적어도 일측의 모서리가 수조(25)와 접촉하여 열교환을 하도록 되어 있다.In the case of the water-cooled battery module 1 shown in Figs. 5 to 7, as in the above-described embodiment, a fixing means (not shown) interposed between the battery cell 5, the heat dissipating means 7, The battery module 5 and the heat dissipating unit 7 are fixed in the outer case 3 by the heat exchanger 9 so that the unit module 21 and the unit module 23 The heat radiation efficiency of the battery cell 5 by the heat radiation means 7 can be further improved by providing the water tank 25 between the unit modules 21 and 23 and the outer case 3. [ To this end, each of the heat dissipating means 7 is arranged so that at least one edge thereof comes into contact with the water tank 25 to perform heat exchange, as shown in Fig.

아울러, 수조(25)는 원활한 열교환 성능을 유지하기 위해, 내부에 충진된 냉각수를 주기적으로 교체하여야 하며, 이를 위해 입수구(35)를 통해 외부의 냉각수원으로부터 저온의 냉각수가 공급되고, 수조(25)에 있는 고온의 냉각수는 출수구(37)를 통해 외부로 배수 처리된다. 이때, 배터리모듈(1)의 구조적인 한계 상 입수구(35)와 출수구(37)가 수조(25)의 상변에 나란히 배치되어 있지만, 수조(25) 내부의 안내격벽(27)이 입수구(35)를 통해 유입된 냉각수를 수조(25) 내부 전체로 확산시키므로, 효과적으로 냉각수 온도를 낮출 수 있게 된다.In order to maintain smooth heat exchange performance, the water tank 25 should be periodically replaced with cooling water. To this end, low-temperature cooling water is supplied from an external cooling water source through the inlet 35, ) Is drained to the outside through the outlet port (37). At this time, although the inlet port 35 and the outlet port 37 are arranged side by side on the upper side of the water tank 25 on the structural limit of the battery module 1, the guide partition wall 27 inside the water tank 25, The temperature of the cooling water can be effectively lowered.

한편, 도 8 내지 도 10에 도시된 또 다른 수냉식 배터리모듈(1)의 경우에는 각각의 전지셀(5)을 열전도관(29)에 의해 개별적으로 냉각하도록 되어 있는 바, 전지셀(5) 아래에 배치된 수조(25)에 의해 열전도관(29)에 냉각수를 공급하며, 냉각수를 공급 받은 각각의 열전도관(29)은 각각의 전지셀(5)과 일대일로 열교환하여 전지셀(5)로부터 열을 빼앗는다.8 to 10, each of the battery cells 5 is individually cooled by the heat conduction tube 29, and the battery cells 5 are provided under the battery cells 5 The cooling water is supplied to the heat conduction pipe 29 by the water tank 25 disposed in the heat exchanger 25 and each of the heat conduction tubes 29 supplied with the cooling water is heat exchanged with the respective battery cells 5 one- It takes heat away.

이때, 각각의 전지셀(5)은 열전도관(29)과 함께 밀봉수단(41)에 의해 둘러싸여져 있으므로, 열전도관(29)에서 누설되거나 열전도관(29) 표면에 결로되는 수분이 다른 전지셀(5)로 옮겨가는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 밀봉수단(41)이 열전도성 재질로 되어 있는 경우, 수분을 밀봉하는 효과 이외에 열전도관(29)의 방열효율을 증진시키는 효과가 있으므로, 배터리 모듈(1)의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다. 아울러, 밀봉수단(41)이 1차 밀봉부재(41-1)와 2차 밀봉부재(41-2)에 의해 이중으로 되어 있는 경우, 위와 같은 수밀 및 방열 성능을 배가시킬 수 있게 된다.At this time, since each of the battery cells 5 is enclosed by the sealing means 41 together with the heat conduction pipe 29, the moisture leaked from the heat conduction pipe 29 or condensed on the surface of the heat conduction pipe 29 is transferred to other battery cells (5). In addition, when the sealing means 41 is formed of a thermally conductive material, since the heat radiation efficiency of the heat conduction tube 29 is improved in addition to the effect of sealing the moisture, it is possible to improve the cooling efficiency of the battery module 1 do. In addition, when the sealing means 41 is doubled by the primary sealing member 41-1 and the secondary sealing member 41-2, the watertightness and heat radiation performance as described above can be doubled.

1 : 배터리모듈 3 : 외부케이스
5 : 전지셀 7 : 방열수단
9 : 고정수단 11 : 외벽
13 : 바닥판 15 : 통기관
17 : 입구 19 : 출구
21, 23 : 단위모듈 25 : 수조
27 : 안내격벽 29 : 열전도관
35 : 입수구 37 : 출수구
41 : 밀봉수단 41-1 : 1차 밀봉부재
41-2 : 2차 밀봉부재 43 : 단자
D : 유로 1: Battery module 3: External case
5: Battery cell 7: Heat dissipating means
9: fixing means 11: outer wall
13: bottom plate 15: vent pipe
17: entrance 19: exit
21, 23: a unit module 25: a water tank
27: guide wall 29: heat conduction pipe
35: inlet port 37: outlet port
41: Sealing means 41-1: Primary sealing member
41-2: Secondary sealing member 43: Terminal
D: Euro

Claims (10)

외부 몸체를 이루는 외부케이스(3);
상기 외부케이스(3) 내에 병렬로 배치되는 복수의 전지셀(5);
상기 각각의 전지셀(5)과 상기 각각의 전지셀(5)에 인접한 전지셀(5) 사이에 개재되어 상기 전지셀(5)에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 복수의 방열수단(7); 및
어느 하나의 상기 전지셀(5) 또는 상기 방열수단(7)과 상기 전지셀(5) 또는 상기 방열수단(7)에 인접한 다른 하나의 상기 방열수단(7) 또는 상기 전지셀(5) 사이에 개재되어 하나의 단위모듈(21,23)을 형성하면서, 설치 시 팽창함으로써 복수의 상기 전지셀(5)과 복수의 상기 방열수단(7)을 상기 외부케이스(3)의 내부에 고정시키는 적어도 하나 이상의 고정수단(9);을 포함하고,
상기 복수의 방열수단(7) 각각의 적어도 일부분과 접촉하도록 상기 외부케이스(3) 내에 설치되어, 상기 복수의 방열수단(7)이 접촉부분에서의 열전도에 의해 방열되도록 하는 수조(25);를 더 포함하며,
상기 고정수단(9)은 복수의 상기 전지셀(5)과 복수의 상기 방열수단(7)을 상기 외부케이스(3)의 내주면에 대해 가압하여 고정시키는 발포체인 것을 특징으로 하고,
상기 발포체는 우레탄 발포폼인 것을 특징으로 하며,
상기 발포체는 열전도성 필러를 더 포함하고,
상기 열전도성 필러는 탄소나노튜브(CNT), 탄소섬유, 동, 또는 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 수조(25)는,
상기 단위모듈(21,23)을 구성하는 일측의 단위모듈(21) 및 타측의 단위모듈(23) 사이에서 복수의 상기 방열수단(7) 및 상기 전지셀(5)의 배열방향과 직각상태로 상기 외부케이스(3)의 내부에 설치되어 상기 일측 단위모듈(21)의 후방단 및 상기 타측 단위모듈(23)의 전방단과 각각 접촉되면서 열전도에 의해 방열을 실시하는 것을 특징으로 하며,
상기 수조(25)는,
냉각수를 분산상태로 안내하는 적어도 하나의 안내유로(F)를 내부에 제공하여 냉각수를 내부에 확산시키는 안내격벽(27);을 더 포함하는 전기자동차용 배터리모듈.An outer case 3 constituting an outer body;
A plurality of battery cells (5) arranged in parallel in the outer case (3);
And a plurality of heat dissipating means interposed between the respective battery cells 5 and the battery cells 5 adjacent to the respective battery cells 5 to absorb the heat generated in the battery cells 5 and discharge the heat to the outside 7); And
(7) or the battery cell (5), which is adjacent to the battery cell (5) or the heat dissipating means (7) and the battery cell (5) And at least one of the plurality of battery cells (5) and the plurality of heat dissipating means (7) is fixed to the inside of the outer case (3) by expanding at the time of installation while forming one unit module (21, 23) And a fixing means (9)
A water tank (25) installed in the outer case (3) so as to be in contact with at least a part of each of the plurality of heat dissipating means (7) and allowing the plurality of heat dissipating means (7) to radiate heat by thermal conduction at a contact portion Further,
The fixing means 9 is a foam which presses and fixes the plurality of battery cells 5 and the plurality of heat dissipating means 7 against the inner peripheral surface of the outer case 3,
Characterized in that the foam is a urethane foam foam,
Wherein the foam further comprises a thermally conductive filler,
Wherein the thermally conductive filler is made of any one material selected from carbon nanotube (CNT), carbon fiber, copper, and aluminum,
The water tank (25)
A plurality of the heat dissipating means 7 and the battery cells 5 are arranged at right angles to each other between the unit modules 21 on one side and the unit modules 23 on the other side constituting the unit modules 21, And is installed inside the outer case (3) and is in contact with the rear end of the one unit module (21) and the front end of the other unit module (23), respectively, and heat radiation is performed by thermal conduction.
The water tank (25)
And at least one guide passage (F) for guiding the cooling water in a dispersed state to the interior thereof to diffuse the cooling water therein. 청구항 1에 있어서,
상기 외부케이스(3)의 일측에 입구(17)가, 타측에 출구(19)가 개방된 유로(D)를 형성하되, 상기 복수의 방열수단(7) 각각의 적어도 일부분이 상기 유로(D) 상에 노출되어 상기 유로(D)를 통과하는 외기에 의해 방열되도록 하는 통기관(15);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리모듈. The method according to claim 1,
Wherein at least a portion of each of the plurality of heat dissipating means 7 is connected to the flow path D and the flow path D is formed at one side of the outer case 3 with an outlet 17 and an outlet 19 at the other side, And a vent pipe (15) which is exposed to the outside through the passage (D) and radiates heat by the outside air passing through the passage (D). 청구항 2에 있어서,
상기 통기관(15)은 상기 단위모듈(21,23)이 지지되는 상기 외부케이스(3)의 바닥판(13)에 설치되며, 상기 복수의 방열수단(7)은 하단이 상기 바닥판(13)을 관통하여 상기 통기관(15)의 상기 유로(D) 중에 노출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리모듈.The method of claim 2,
The ventilation pipe 15 is installed on the bottom plate 13 of the outer case 3 on which the unit modules 21 and 23 are supported and the lower ends of the plurality of heat dissipating means 7 are connected to the bottom plate 13, Is exposed through the passage (D) of the vent pipe (15). 삭제delete 외부 몸체를 이루는 외부케이스(3);
상기 외부케이스(3) 내에 병렬로 배치되는 복수의 전지셀(5);
상기 각각의 전지셀(5)과 상기 각각의 전지셀(5)에 인접한 전지셀(5) 사이에 개재되어 상기 전지셀(5)에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 복수의 방열수단(7); 및
어느 하나의 상기 전지셀(5) 또는 상기 방열수단(7)과 상기 전지셀(5) 또는 상기 방열수단(7)에 인접한 다른 하나의 상기 방열수단(7) 또는 상기 전지셀(5) 사이에 개재되어 하나의 단위모듈(21,23)을 형성하면서, 설치 시 팽창함으로써 복수의 상기 전지셀(5)과 복수의 상기 방열수단(7)을 상기 외부케이스(3)의 내부에 고정시키는 적어도 하나 이상의 고정수단(9);을 포함하고,
각각의 상기 전지셀(5) 둘레에 직간접적으로 접촉하여, 각각의 상기 전지셀(5)의 내부에서 발생되는 열을 방출시키는 복수의 열전도관(29); 및
상기 복수의 열전도관(29)과 유체 연결되도록 상기 외부케이스(3) 내에 설치되어, 상기 열전도관(29)을 흐르는 냉각수를 통해 상기 열전도관(29)과 열교환하는 수조(25);를 더 포함하며,
각각의 상기 전지셀(5)의 입출력 단자(43)와 각각의 상기 열전도관(29)의 입출단을 노출시킨 상태에서, 각각의 상기 전지셀(5)을 상기 열전도관(29)과 함께 둘러싸는 밀봉수단(41);을 더 포함하고,
상기 고정수단(9)은 복수의 상기 전지셀(5)과 복수의 상기 방열수단(7)을 상기 외부케이스(3)의 내주면에 대해 가압하여 고정시키는 발포체인 것을 특징으로 하며,
상기 발포체는 우레탄 발포폼인 것을 특징으로 하고,
상기 발포체는 열전도성 필러를 더 포함하며,
상기 열전도성 필러는 탄소나노튜브(CNT), 탄소섬유, 동, 또는 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하고,
상기 수조(25)는,
상기 전지셀(5)의 하단 측에 배치되는 상태로 상기 외부케이스(3)의 내에 설치되며,
상기 밀봉수단(41)은,
상기 전지셀(5)의 내장을 위해 주머니형태로 구성되되, 폴리머 비닐이나 상기 전지셀의 열을 상기 열전도관으로 전달하는 열전도성 금속재가 부가된 메탈라이즈드 비닐 또는 금속성 박막재 중 어느 하나에 의해 주머니형태로 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 밀봉수단(41)은,
상기 전지셀(5)을 둘러싸 밀봉하는 1차 밀봉부재(41-1); 및
상기 1차 밀봉부재(41-1) 위에 감긴 상기 열전도관(29)을 상기 1차 밀봉부재(41-1)와 함께 둘러싸 상기 전지셀(5)을 2차적으로 밀봉하는 2차 밀봉부재(41-2);를 포함하며,
상기 열전도관(29)은,
상기 2차 밀봉부재(41-2)에 둘러싸여서 밀봉된 상태로 상기 1차 밀봉부재(41-1)를 통해 상기 전지셀(5)에 간접적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리모듈.An outer case 3 constituting an outer body;
A plurality of battery cells (5) arranged in parallel in the outer case (3);
And a plurality of heat dissipating means interposed between the respective battery cells 5 and the battery cells 5 adjacent to the respective battery cells 5 to absorb the heat generated in the battery cells 5 and discharge the heat to the outside 7); And
(7) or the battery cell (5), which is adjacent to the battery cell (5) or the heat dissipating means (7) and the battery cell (5) And at least one of the plurality of battery cells (5) and the plurality of heat dissipating means (7) is fixed to the inside of the outer case (3) by expanding at the time of installation while forming one unit module (21, 23) And a fixing means (9)
A plurality of heat conduction tubes (29) directly or indirectly contacting each of the battery cells (5) to emit heat generated in each of the battery cells (5); And
And a water tank (25) installed in the outer case (3) so as to be fluidly connected to the plurality of heat conduction pipes (29) and performing heat exchange with the heat conduction pipe (29) through cooling water flowing through the heat conduction pipe In addition,
Each of the battery cells 5 is surrounded with the heat conduction pipe 29 while the input / output terminals 43 of each of the battery cells 5 and the input / output ends of the respective heat conduction pipes 29 are exposed Further comprising a sealing means (41)
The fixing means 9 is a foam member which presses and fixes the plurality of battery cells 5 and the plurality of heat dissipating means 7 against the inner peripheral surface of the outer case 3,
Characterized in that the foam is a urethane foam,
Wherein the foam further comprises a thermally conductive filler,
Wherein the thermally conductive filler is made of any one material selected from carbon nanotube (CNT), carbon fiber, copper, and aluminum,
The water tank (25)
Is disposed in the outer case (3) in a state of being disposed at the lower end side of the battery cell (5)
The sealing means (41)
The battery cell 5 is formed in a bag shape to accommodate the battery cell 5, and is made of a polymer vinyl or a metallized vinyl material or a metallic thin film material to which a thermally conductive metal material for transferring the heat of the battery cell to the thermally conductive pipe is added And is formed in a bag shape,
The sealing means (41)
A primary sealing member (41-1) surrounding and sealing the battery cell (5); And
A secondary sealing member 41 (hereinafter referred to as a secondary sealing member) 41 for sealing the battery cell 5 with the heat conductive pipe 29 wound on the primary sealing member 41-1 together with the primary sealing member 41-1 -2), < / RTI >
The heat conduction pipe (29)
Is indirectly brought into contact with the battery cell (5) through the primary sealing member (41-1) while being surrounded by the secondary sealing member (41-2) and being sealed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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