KR101593122B1 - 이차전지 용 냉각핀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지를 균일하게 냉각시킬 수 있는 냉각핀을 개시한다. 본 발명에 따른 냉각핀은 히트싱크와 인접한 부분에 홈이 형성되어 있다. 홈이 형성된 부분은 이차전지와 접하는 면적이 다른 부분에 비해서 작다. 따라서, 다른 부분에 비해서 냉각 효율이 낮아진다. 그로 인해, 히트싱크와 상대적으로 먼 부분과 동일한 냉각 효율을 가질 수 있다.

Description

이차전지 용 냉각핀{COOLING PIN FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지 용 냉각핀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지를 균일하게 냉각시킬 수 있는 냉각핀에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
상기 전기 차량 등에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 셀(cell)을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 단위 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
이러한 기본적 구조에 더하여, 상기 배터리 팩은 모터 등의 구동부하에 대한 전력 공급 제어, 전류 또는 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 위한 알고리즘이 적용되어 이차전지의 상태를 모니터링하고 제어하는 BMS(Battery Management System) 등이 추가적으로 포함되어 구성된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
멀티 모듈 구조의 배터리 팩은 다수의 이차전지가 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차전지에서 발생되는 열을 용이하게 방출하는 것이 중요하다. 이차전지에서 발생한 열을 방출하는 다양한 방법 중 하나의 방법으로서, 일본 특허공개공보 2009-301877에는 간접 냉각 방법을 개시하고 있다.
도 1은 냉각핀과 이차전지(1)를 포함한 배터리 팩의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
간접 냉각 방법이란, 이차전지(1)의 포장재와 접하는 냉각핀(2)을 냉매를 통해 냉각시키는 방법이다. 이차전지(1)에서 발생한 열이 냉각핀(2)을 통해 전달되며, 상기 냉각핀(2)은 다시 냉매에게 열을 전달한다. 상기 냉각핀(2)의 상단 또는 하단에는 냉매와 빠른 열 교환을 위해 히트싱크(3)가 형성되어 있는 것이 일반적이다.
한편, 냉각핀의 열 분포를 분석하면 히트싱크가 형성된 부분에 가까울 수록온도가 낮을 것을 분석된다. 따라서, 냉각핀에 의해 냉각되는 이차전지 역시 상기 히트싱크와 가까운 부분이 더 많이 냉각되며, 히트싱크와 먼 부분일 수록 상대적으로 덜 냉각되는 문제가 있다. 이러한 이차전지의 불균일한 냉각은 이차전지의 원활한 작동을 기대하지 못하게 하는 원인이 될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 이차전지를 균일하게 냉각시킬 수 있는 냉각핀을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각핀은 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀으로서, 상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성되어 있으며, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈은 상기 히트싱크에 인접한 부분에 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홈은 2이상의 개수가 형성되어 있으면, 상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 홈들은 상기 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커진다.
이때, 상기 홈들은 각 홈들의 수직 방향 길이가 상기 히트싱크에 인접할 수록 커질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며, 상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 홈은 2이상의 개수가 형성되어 있으며, 상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 홈들은 상기 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며, 상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각핀은 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀으로서, 상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성되어 있으며, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 2개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며, 상기 홈들은 상기 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 크기가 크다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진다.
기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각핀은 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀으로서, 상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성되어 있으며, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 2개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며, 상기 홈들은 상기 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 간격이 좁다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각핀은 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀으로서, 상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 및 하단에 히트싱크가 형성되어 있으며, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈은 상기 상단 및 하단의 히트싱크에 인접한 부분에 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홈은 3 이상의 개수가 형성되어 있으면, 상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 홈들은 상기 상단 및 하단의 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커진다. 이때, 상기 홈들은 각 홈들의 수직 방향 길이가 상기 히트싱크에 인접할 수록 커질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 상단 및 하단 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며, 상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 홈은 2이상의 개수가 형성되어 있으며, 상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 홈들은 상기 상단 및 하단 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 상단 및 하단 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며, 상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각핀은 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀으로서, 상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 및 하단에 히트싱크가 형성되어 있으며, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 3개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며, 상기 홈들은 상기 상단 및 하단 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 크기가 크다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각핀은 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀으로서, 상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 및 하단에 히트싱크가 형성되어 있으며, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 3개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며, 상기 홈들은 상기 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 간격이 좁다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진다.
본 발명에 따른 냉각핀은, 냉각핀; 및 이차전지;를 포함하는 배터리 팩의 일 구성요소가 될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 팩; 및 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다. 상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기가 될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이차전지 전체가 균일하게 냉각될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 냉각핀과 이차전지를 포함한 배터리 팩의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제10 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제11 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제12 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 14은 본 발명의 제13 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제14 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제15 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제16 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제17 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 19는 본 발명의 제18 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 냉각핀은 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시킨다.
상기 이차전지의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 각각의 이차전지는 재충전이 가능하고 충전 또는 방전 전압을 고려해야 하는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다. 또한, 이차전지는 포장재의 종류에 따라 파우치형, 원통형, 각형 등으로 분류되는데, 본 발명은 상기 이차전지의 포장재의 종류에 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각핀(10)의 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각핀(10)은 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크(13)가 형성된다. 도 2를 참조하면, 상기 냉각핀(10)의 하단에만 히트싱크(13)가 형성된 실시예이며, 상기 냉각핀(10)의 상단에만 히트싱크가 형성되는 것도 가능하다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각핀(10)은 이차전지의 포장재와 접하는 면(11)에 홈(12)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 홈(12)은 상기 히트싱크(13)에 인접한 부분에 형성된다.
이차전지에서 상기 홈(12)과 접하는 부분은 다른 부분에 비해서 덜 냉각된다. 그 결과, 상기 홈(12)과 접하지 않는 부분 즉, 상기 히트싱크(13)에서 상대적으로 떨어진 부분은 상기 홈(12)에 접하는 부분과 비슷한 냉각 효율을 가질 수 있다. 따라서, 이차전지 전체가 균일하게 냉각될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각핀(20)의 사시도이다.
도 3을 참고하면, 이차전지의 포장재와 접하는 면(21)에 홈(22)이 3개 형성되어 있다. 그리고, 상기 홈들(22)은 상기 냉각핀(20)의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 히트싱크(23)에 인접할 수록 크기가 커지는 것을 확인할 수 있다. 이때, 상기 홈들(22)은 각 홈들의 수직 방향 길이가 상기 히트싱크(23)에 인접할 수록 커질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각핀(20)의 홈들(22)은 2이상의 개수가 형성될 수 있으며, 그 모양 역시 기하학적으로 다양할 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에 본 발명이 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각핀(30)의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 냉각핀(30)의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 히트싱크(33)에 인접할 수록 크기가 커지는 홈 세트(32)를 확인할 수 있다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각핀(30)은 상기 2이상의 홈 세트(32)가 상기 냉각핀(30)의 수평 방향을 따라 배치된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각핀(30)에 형성된 홈 세트(32)는 2 이상이다. 도 4에는 상기 홈 세트(32)가 2개인 실시예를 도시하였지만, 상기 홈 세트(32)의 개수는 다양할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각핀(40)의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 이차전지의 포장재와 접하는 면(41)에 홈(42)이 6개 형성되어 있다. 그리고, 상기 홈들(42)은 상기 냉각핀(40)의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 히트싱크(23)에 인접할 수록 상기 홈들(42)의 간격이 좁아지는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각핀(40)의 홈들(42)은 2이상의 개수가 형성될 수 있으며, 그 모양 역시 기하학적으로 다양할 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에 본 발명이 제한되지 않는다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각핀(50)의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 냉각핀(50)의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 히트싱크(53)에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 홈 세트(52)를 확인할 수 있다. 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각핀(50)은 상기 2이상의 홈 세트(52)가 상기 냉각핀(30)의 수평 방향을 따라 배치된다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각핀(50)에 형성된 홈 세트(52)는 2 이상이다. 도 6에는 상기 홈 세트(52)가 2개인 실시예를 도시하였지만, 상기 홈 세트(52)의 개수는 다양할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 냉각핀(60)의 사시도이다.
도 7을 참고하면, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면(61)에 10개의 홈(62)이 상기 냉각핀(60)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 10개의 홈들(62)은 상기 히트싱크(63)에 가까운 부분일 수록 홈(62)의 크기가 크다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 냉각핀(60)은 이차전지의 포장재와 접하는 면(61)에 2개 이상의 홈(62)이 상기 냉각핀(60)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것이 특징이다. 도 7은 10개의 홈(62)이 형성된 실시예를 도시하였지만, 상기 홈(62)의 개수는 다양할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 냉각핀(70)의 사시도이다.
도 8을 참고하면, 제6 실시예에 따른 냉각핀(60)과 구조가 동일하고 단지, 상기 홈들(72)의 모양이 원, 삼각형 및 사각형으로 서로 다른 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 냉각핀(70)은 상기 홈들(72)이 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 한다. 물론 제6 실시예에 따른 냉각핀(60)에 형성된 홈(62)처럼 동일한 기하학적 형상을 가지는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 냉각핀(80)의 사시도이다.
도 9를 참고하면, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면(81)에 24개의 홈(82)이 상기 냉각핀(80)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 24개의 홈들(82)은 상기 히트싱크(63)에 가까운 부분일 수록 홈(82)의 간격이 좁다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 냉각핀(80)은 이차전지의 포장재와 접하는 면(81)에 2개 이상의 홈(82)이 상기 냉각핀(80)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것이 특징이다. 도 9는 24개의 홈(82)이 형성된 실시예를 도시하였지만, 상기 홈(82)의 개수는 다양할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 따른 냉각핀(90)의 사시도이다.
도 10을 참고하면, 제9 실시예에 따른 냉각핀(90)과 구조가 동일하고 단지, 상기 홈들(92)의 모양이 원, 삼각형 및 사각형으로 서로 다른 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 냉각핀(90)은 상기 홈들(92)이 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 한다. 물론 제8 실시예에 따른 냉각핀(80)에 형성된 홈(82)처럼 동일한 기하학적 형상을 가지는 것도 가능하다.
한편, 제1 내지 제9 실시예에 따른 냉각핀(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 및 90)처럼 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성된 냉각핀(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 및 90)을 설명함에 있어서 'L'형태의 냉각핀(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 및 90)을 예시로 도시하였다. 하지만, 본 발명에 따른 냉각핀은 'T'형태를 가질 수도 있으며, 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성된 냉각핀은 도면에 도시된 실시예에 제한되지 않는다.
도 11는 본 발명의 제10 실시예에 따른 냉각핀(100)의 사시도이다.
도 11을 참고하면, 도 11에 도시된 냉각핀(100)은 앞서 도시된 냉각핀(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 및 90)과 다르게 상기 냉각핀(100)의 상단 및 하단 모두에 히트싱크(103)가 형성된 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 이차전지의 포장재와 접하는 면(101)에 홈(102)이 형성되어 있으나, 상기 상단 및 하단의 히트싱크(103)에 인접한 부분 모두에 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제12 실시예에 따른 냉각핀(110)의 사시도이다.
도 12를 참고하면, 이차전지의 포장재와 접하는 면(111)에 홈들(112)이 5개 형성되어 있다. 그리고, 상기 홈들(112)은 상기 냉각핀(110)의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 상단 및 하단의 히트싱크(113)에 인접할 수록 크기가 커지는 것을 확인할 수 있다. 이때, 상기 홈들(112)은 각 홈의 수직 방향 길이가 상기 히트싱크(113)에 인접할 수록 커질 수 있다.
본 발명의 제11 실시예에 따른 냉각핀(110)의 홈들(112)은 2이상의 개수가 형성될 수 있으며, 그 모양 역시 기하학적으로 다양할 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에 본 발명이 제한되지 않는다.
도 13은 본 발명의 제12 실시예에 따른 냉각핀(120)의 사시도이다.
도 13을 참조하면, 상기 냉각핀(120)의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 상단 및 하단 히트싱크(123)에 인접할 수록 크기가 커지는 홈 세트(122)를 확인할 수 있다. 본 발명의 제12 실시예에 따른 냉각핀(120)은 상기 2이상의 홈 세트(122)가 상기 냉각핀(120)의 수평 방향을 따라 배치된다.
본 발명의 제12 실시예에 따른 냉각핀(120)에 형성된 홈 세트(122)는 2 이상이다. 도 13에는 상기 홈 세트(122)가 2개인 실시예를 도시하였지만, 상기 홈 세트(122)의 개수는 다양할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제13 실시예에 따른 냉각핀(40)의 사시도이다.
도 14를 참조하면, 이차전지의 포장재와 접하는 면(131)에 홈(132)이 11개 형성되어 있다. 그리고, 상기 홈들(132)은 상기 냉각핀(130)의 수직 방향을 따라 배치되며, 상기 히트싱크(133)에 인접할 수록 상기 홈들(132)의 간격이 좁아지는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 제13 실시예에 따른 냉각핀(130)의 홈들(132)은 2이상의 개수가 형성될 수 있으며, 그 모양 역시 기하학적으로 다양할 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에 본 발명이 제한되지 않는다.
도 15는 본 발명의 제14 실시예에 따른 냉각핀(140)의 사시도이다.
도 15를 참조하면, 상기 냉각핀(140)의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 히트싱크(143)에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 홈 세트(142)를 확인할 수 있다. 본 발명의 제14 실시예에 따른 냉각핀(140)은 상기 2이상의 홈 세트(142)가 상기 냉각핀(140)의 수평 방향을 따라 배치된다.
본 발명의 제14 실시예에 따른 냉각핀(140)에 형성된 홈 세트(142)는 2 이상이다. 도 15에는 상기 홈 세트(142)가 2개인 실시예를 도시하였지만, 상기 홈 세트(142)의 개수는 다양할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제15 실시예에 따른 냉각핀(150)의 사시도이다.
도 16참고하면, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면(150)에 20개의 홈(152)이 상기 냉각핀(150)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 20개의 홈들(152)은 상기 히트싱크(153)에 가까운 부분일 수록 홈(152)의 크기가 크다.
본 발명의 제15 실시예에 따른 냉각핀(150)은 이차전지의 포장재와 접하는 면(151)에 3개 이상의 홈(152)이 상기 냉각핀(150)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것이 특징이다. 도 16은 20개의 홈(152)이 형성된 실시예를 도시하였지만, 상기 홈(152)의 개수는 다양할 수 있다.
도 17은 본 발명의 제16 실시예에 따른 냉각핀(160)의 사시도이다.
도 17을 참고하면, 제15 실시예에 따른 냉각핀(150)과 구조가 동일하고 단지, 상기 홈들(162)의 모양이 원, 삼각형 및 사각형으로 서로 다른 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 제15 실시예에 따른 냉각핀(150)은 상기 홈들(152)이 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 한다. 물론 제15 실시예에 따른 냉각핀(150)에 형성된 홈(152)처럼 동일한 기하학적 형상을 가지는 것도 가능하다.
도 18은 본 발명의 제17 실시예에 따른 냉각핀(170)의 사시도이다.
도 18을 참고하면, 상기 이차전지의 포장재와 접하는 면(171)에 42개의 홈(172)이 상기 냉각핀(170)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 42개의 홈들(172)은 상기 히트싱크(173)에 가까운 부분일 수록 홈(172)의 간격이 좁다.
본 발명의 제17 실시예에 따른 냉각핀(170)은 이차전지의 포장재와 접하는 면(171)에 3개 이상의 홈(172)이 상기 냉각핀(170)의 수직 및 수평 방향으로 형성된 것이 특징이다. 도 18은 42개의 홈(172)이 형성된 실시예를 도시하였지만, 상기 홈(172)의 개수는 다양할 수 있다.
도 19는 본 발명의 제18 실시예에 따른 냉각핀(180)의 사시도이다.
도 19를 참고하면, 제17 실시예에 따른 냉각핀(170)과 구조가 동일하고 단지, 상기 홈들(182)의 모양이 원, 삼각형 및 사각형으로 서로 다른 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 제18 실시예에 따른 냉각핀(180)은 상기 홈들(182)이 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 한다. 물론 제17 실시예에 따른 냉각핀(170)에 형성된 홈(172)처럼 동일한 기하학적 형상을 가지는 것도 가능하다.
한편, 제 10 내지 제 18 실시예에 따른 냉각핀(100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 및 180)처럼 상단 및 하단에 히트싱크가 형성된 냉각핀(100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 및 180)을 설명함에 있어서 'ㄷ'형태의 냉각핀(100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 및 180)을 예시로 도시하였다. 하지만, 본 발명에 따른 냉각핀은 'H' 또는 'I' 형태를 가질 수도 있으며, 상단 및 하단에 히트싱크가 형성된 냉각핀은 도면에 도시된 실시예에 제한되지 않는다.
한편, 본 발명에 따른 냉각핀(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 및 180)은 상기 냉각핀(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 및 180) 및 이차전지(미도시)를 포함하는 배터리 팩(미도시)의 일 구성요소가 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 팩과 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.
상기 배터리 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일예로는 배터리 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 배터리 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 : 냉각핀
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181 : 이차전지의 포장재와 접하는 면
12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 102, 112, 122, 132, 142, 152, 162, 172, 182 : 홈
13, 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83, 93, 103, 113, 123, 133, 143, 153, 163, 173, 183 : 히트싱크

Claims (27)

  1. 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀에 있어서,
    상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성되어 있으며,
    상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 홈이 형성되어 있으며,
    상기 홈은 상기 히트싱크에 인접한 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 2이상의 개수가 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며,
    상기 홈들은 상기 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈들은 각 홈들의 수직 방향 길이가 상기 히트싱크에 인접할 수록 커지는 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며,
    상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 2이상의 개수가 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며,
    상기 홈들은 상기 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며,
    상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  7. 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀에 있어서,
    상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성되어 있으며,
    상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 2개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 크기가 큰 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  10. 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀에 있어서,
    상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 또는 하단 중 어느 한 쪽에만 히트싱크가 형성되어 있으며,
    상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 2개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 간격이 좁은 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  13. 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀에 있어서,
    상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 및 하단에 히트싱크가 형성되어 있으며,
    상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 홈이 형성되어 있으며,
    상기 홈은 상기 상단 및 하단의 히트싱크에 인접한 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 홈은 3 이상의 개수가 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며,
    상기 홈들은 상기 상단 및 하단의 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 홈들은 각 홈들의 수직 방향 길이가 상기 히트싱크에 인접할 수록 커지는 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 상단 및 하단 히트싱크에 인접할 수록 크기가 커지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며,
    상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 홈은 2이상의 개수가 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되며,
    상기 홈들은 상기 상단 및 하단 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 냉각핀의 수직 방향을 따라 배치되고 상기 상단 및 하단 히트싱크에 인접할 수록 상기 홈들의 간격이 좁아지는 홈 세트가 2이상 형성되어 있으며,
    상기 2이상의 홈 세트는 상기 냉각핀의 수평 방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  19. 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀에 있어서,
    상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 및 하단에 히트싱크가 형성되어 있으며,
    상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 3개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 상단 및 하단 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 크기가 큰 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  22. 이차전지의 포장재와 접하여 이차전지를 냉각시키는 냉각핀에 있어서,
    상기 냉각핀은, 상기 냉각핀의 상단 및 하단에 히트싱크가 형성되어 있으며,
    상기 이차전지의 포장재와 접하는 면에 3개 이상의 홈이 상기 냉각핀의 수직 및 수평 방향으로 형성되어 있으며,
    상기 홈들은 상기 히트싱크에 가까운 부분일 수록 홈의 간격이 좁은 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 홈들은 동일한 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 홈들은 상이한 2이상의 기하학적 형상을 가진 것을 특징으로 하는 냉각핀.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 냉각핀; 및
    이차전지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  26. 제25항에 따른 배터리 팩; 및
    상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기임을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.
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