KR101689220B1 - 그루브가 마련된 배터리 모듈 - Google Patents

그루브가 마련된 배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101689220B1
KR101689220B1 KR1020130019314A KR20130019314A KR101689220B1 KR 101689220 B1 KR101689220 B1 KR 101689220B1 KR 1020130019314 A KR1020130019314 A KR 1020130019314A KR 20130019314 A KR20130019314 A KR 20130019314A KR 101689220 B1 KR101689220 B1 KR 101689220B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchange
groove
exchange member
battery
battery cells
Prior art date
Application number
KR1020130019314A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130097677A (ko
Inventor
차인환
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
로베르트 보쉬 게엠베하
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 삼성에스디아이 주식회사, 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Publication of KR20130097677A publication Critical patent/KR20130097677A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101689220B1 publication Critical patent/KR101689220B1/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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • 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
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • 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
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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

Abstract

본 발명은 배터리 모듈의 가열 시 배터리 모듈과 접촉하는 열교환부재의 표면에 발생되는 응축수를 용이하게 배터리 모듈 외부로 배출시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은 전기적으로 연결되는 복수개의 배터리 셀; 상기 배터리 셀의 바닥면에 구비되는 열교환부재;를 포함하되, 상기 복수개의 배터리 셀의 바닥면과 접촉되는 상기 열교환부재의 표면에는 적어도 하나의 그루브가 형성되며, 그루브는 배터리 셀 사이의 일측으로부터 타측을 향하여 하향 경사지도록 형성된다. 이러한 구성에 의하여, 배터리 셀 간의 쇼트를 방지하여 절연 성능을 유지할 수 있다.

Description

그루브가 마련된 배터리 모듈{Battery module having groove}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 다양하게 그 형태를 변화시켜 사용한다.
전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량을 높일 수 있도록 복수개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
이러한 배터리 모듈은 사용 온도에 따라 출력 및 용량이 많은 영향을 받는다. 즉, 배터리 모듈을 저온 영역에서 사용할 때 상온 영역에서 사용할 때보다 출력이 저하된다. 이에 따라, 저온 영역에서 배터리 모듈을 사용하고자 할 때에는 냉각뿐만 아니라 가열을 고려하여 설계하여야 한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 공개특허공보 제2011-0030202호(2011.03.23)에 개시되어 있다.
본 발명은 배터리 모듈의 가열 시 배터리 모듈과 접촉하는 열교환부재의 표면에 발생되는 응축수를 용이하게 배터리 모듈 외부로 배출시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전기적으로 서로 연결된 복수의 배터리셀 및 상기 배터리셀의 바닥면에 구비되는 열교환부재를 포함하되, 상기 배터리셀의 바닥면과 마주하는 상기 열교환부재의 상부면에는 적어도 하나 이상의 그루브를 구비하는 배터리 모듈을 제공한다.
본 발명에서 상기 열교환부재는 상기 배터리셀의 바닥면을 지지한다.
본 발명에서 상기 배터리셀은 제1방향으로 배열되고, 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 상기 제1방향과 수직한 길이방향으로 연장되되, 상기 길이방향에 대하여 하향하여 경사지도록 형성된다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 그루브는 복수의 배터리셀에 대응되는 위치에서 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 연장된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 연장된 복수의 그루브를 포함하되, 상기 그루브는 복수의 배터리셀에서 인접하는 배터리셀이 대면하는 위치에 대응되게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 연장된 복수의 그루브를 포함하되, 상기 그루브는 복수의 배터리셀에서 인접하는 한쌍의 배터리셀이 상호 대면하는 위치에 대응되게 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 복수의 배터리셀의 외측에는 한쌍의 엔드 플레이트를 더욱 포함하고, 상기 한쌍의 엔드 플레이트의 각 엔드 플레이트와 복수의 배터리셀에서 인접하는 배터리셀이 상호 대면하는 위치에 대응되도록 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 연장된 복수의 그루브를 포함한다.
본 발명에서 상기 배터리셀은 제1방향으로 배열되고, 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 제1방향으로 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 하향하여 경사지도록 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 길이방향으로 연장되되, 상기 길이방향에 대하여 하향하여 경사지도록 형성되고,상기 열교환부재의 제2측에서 상기 그루브의 상부면에서의 깊이는 상기 열교환부재 높이의 30~60%인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 제1측에서는 실질적인 깊이를 가지지 않는다.
본 발명에서 상기 열교환부재는 열교환매체가 유입되는 인렛과 열교환매체가 배출되는 아웃렛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 길이방향으로 연장되되, 상기 길이방향에 대하여 하향하여 경사지도록 형성되고,상기 인렛은 제1측에 형성되고 상기 아웃렛은 제2측에 형성된다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 제2측의 아웃렛에 연결되고, 상기 열교환매체는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 프로필렌 글리콜(propylene glycol) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
본 발명에서 상기 배터리셀은 상기 바닥면의 반대측면에 단자부를 구비한다.
본 발명에서 상기 열교환부재의 상부면은 상기 배터리셀의 바닥면과 접촉한다.
본 발명에서 상기 배터리 모듈은 전기자동차 또는 하이브리드 전기 자동차에 적용될 수 있다.
본 발명에 의하면 배터리 모듈의 가열 시 배터리 모듈과 접촉하는 열교환부재의 표면에 발생되는 응축수를 용이하게 배터리 모듈 외부로 배출시킬 수 있음으로써, 배터리 셀 간의 쇼트를 방지하여 절연 성능을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부재를 나타내는 사시도.
도 2b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환부재를 나타내는 사시도.
도 3a는 도 1의 일측면에 본 배터리 모듈의 측면도.
도 3b는 도 1의 타측면에서 본 배터리 모듈의 측면도.
도 4는 도 1의 A-A'에 따른 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
이하에서 언급되는 일측은 제1측면, 타측은 제2측면과 동일한 의미로 해석된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(20)은 전기적으로 연결되는 복수개의 배터리 셀(10)과, 배터리 셀(10)의 바닥면에 구비되는 열교환부재(100)를 포함한다. 그리고, 복수개의 배터리 셀(10)의 바닥면(10a, 도 4 참조)과 접촉되는 열교환부재(100)의 표면에는 적어도 하나의 그루브(110)가 형성된다. 이러한 열교환부재(100)에 형성된 그루브(110)는 배터리 셀(10) 사이의 일측으로부터 타측을 향하여 하향 경사지도록 형성된다.
여기서, 배터리 셀(10)의 바닥면은 배터리 셀(10)의 단자부(11, 12)가 구비되는 캡 플레이트(14)에 대향하여 구비된다. 그리고, 열교환부재(100)는 배터리 셀(10)의 바닥면을 지지하도록 구비될 수 있다.
열교환부재(100)는 일측에 열교환매체가 유입되는 인렛(130)을 구비하며, 타측에 열교환매체가 배출되는 아웃렛(140)을 구비한다. 그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 열교환부재(100)의 내부에는 열교환매체가 이동할 수 있는 유로가 형성된다. 또한, 열교환매체는 냉각제(refrigerant)로 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
배터리 셀(10)을 냉각하고자 할 때에는 배터리 모듈(10)과 접촉된 열교환부재(100)에 배터리 셀(10)보다 차가운 열교환매체를 공급해야 한다. 그리고, 배터리 셀(10)을 가열하고자 할 때에는 배터리 셀(10)보다 뜨거운 열교환매체를 공급해야 한다. 이 경우, 뜨거운 열교환매체로 인하여 배터리 셀(10)의 온도가 상승하게 된다. 하지만, 배터리 셀(10)을 가열하는 경우, 열교환매체보다 배터리 셀(10)의 온도가 낮기 때문에 배터리 셀(10)과 접촉하는 열교환부재(100)의 표면에 응축수가 발생한다. 이와 같이 발생된 응축수는 배터리 셀(10) 간의 절연 성능을 저하시키고, 이로 인해 배터리 셀 간에 쇼트(short)가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 배터리 셀(10)과 접촉하는 열교환매체(100) 표면에 발생되는 응축수의 배출이 원활하도록 열교환매체(100)에 그루브(110)를 형성한다. 이러한 그루브(110)는 배터리 셀(10)의 사이마다 형성되어, 열교환매체(100)의 표면에 발생되는 응축수를 용이하게 배출할 수 있다. 이때, 그루브(110)는 인렛(130) 측으로부터 아웃렛(140) 측을 향하여 하향 경사지도록 형성될 수 있다.
이하에서는 배터리 모듈(20)에 대하여 간략하게 설명한다.
본 발명에 따른 배터리 모듈(20)은 복수개의 배터리 셀이 일 방향으로 배열된 형태이며, 각 배터리 셀(10)은 상부면에 단자부(11, 12)가 구비되는 캡 플레이트(14)가 형성된다. 그리고, 캡 플레이트(14)에 대향하여 구비되는 바닥면(10a, 도 4 참조)을 포함하고, 열교환부재(100)는 배터리 셀(10)의 바닥면을 지지하도록 구비될 수 있다.
배터리 셀(10)은 일면이 개구된 전지 케이스와 전지 케이스 내에 수납된 전극 조립체 및 전해액으로 이루어질 수 있다. 전극 조립체 및 전해액은 전기화학적 반응하여 에너지를 발생하고, 전지 케이스는 캡 플레이트(14)에 의하여 밀폐된다. 캡 플레이트(14)에는 단자부(11, 12)와 벤트부(13)가 구비될 수 있다. 단자부(11, 12)는 서로 다른 극성을 갖는 양극단자(11) 및 음극단자(12)로 이루어질 수 있고, 벤트부(13)는 배터리 셀(10)의 안전수단으로 배터리 셀(10) 내부에서 발생하는 기체롤 외부로 방출하는 통로로 작용한다. 서로 이웃하는 배터리 셀(10)의 양극단자(11) 및 음극단자(12)는 버스바(15)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 버스바(15)는 너트(16) 등의 부재로 양극단자(11) 및 음극단자(12)에 고정될 수 있다.
배터리 셀(10)은 복수개가 일 방향으로 정렬되는데, 이때 배터리 셀(10)의 정렬 상태를 고정하기 위하여 하나 이상의 플레이트(18, 19)를 이용할 수 있다. 플레이트(18, 19)는 서로 대향하여 구비되어, 배터리 셀(10)의 넓은 면과 대면하는 한 쌍의 엔드플레이트(18)와, 엔드플레이트(18)에 연결되어 배터리 셀(10)의 측면과 인접하게 측면플레이트(19)를 포함할 수 있다. 플레이트(18, 19)는 복수개의 배터리 셀(10)을 고정하기 위한 것으로, 이는 배터리 모듈(20)의 디자인에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환부재를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환부재(100)는 배터리 셀(10, 도 1 및 도 4 참조)의 바닥면을 지지하도록 구비되며, 일정 두께를 가지는 판 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 열교환부재(100)는 통상 배터리 셀(10)의 열을 제어하기 위하여 사용되며, 도면에는 도시되지 않았지만, 열교환부재(100) 내에는 배터리 모듈(20, 도 1 참조), 즉 배터리 셀(10)과 열교환을 하도록 열교환매체가 흐를 수 있는 유로가 구비되어야 한다.
이러한 열교환부재(100)의 표면에는 열교환매체의 온도가 높을 경우 응축수가 발생되는데, 이를 배출하기 위하여 열교환매체의 표면에는 적어도 하나의 그루브(100)가 형성된다. 그루브(100)는 배터리 셀(10)의 사이의 일측으로부터 타측까지 하향 경사지도록 형성되며, 이때, 배터리 셀(10)의 사이마다 형성된다. 즉, 8개의 배터리 셀(10)을 가지는 배터리 모듈(20)의 열교환부재(100) 표면에는 9개의 그루브(110)가 형성될 수 있다.
그리고, 열교환부재(100)는 일측에 열교환매체가 유입되는 인렛(130)을 구비하며, 타측에 열교환매체가 배출되는 아웃렛(140)을 구비하는데, 바람직하게, 그루브(110)는 인렛(130) 측으로부터 아웃렛(140) 측을 향하여 하향 경사지도록 형성될 수 있다.
이때, 그루브(110)의 아웃렛(140) 측의 경사 높이(h1)는 열교환부재(110) 높이(h2)의 30%~60%로 형성될 수 있다. 상기 경사 높이(h1)은 배터리셀(10)의 바닥면(10a)과 접촉하는 열교환부재(100)의 표면으로부터의 깊이로 규정할 수 있다. 그루브(110)의 아웃렛(140) 측의 경사 높이(h1)가 열교환부재(110) 높이(h2)의 30% 미만으로 형성되는 경우 충분한 경사면이 형성되지 않아 열교환부재(110)에서 발생된 응축수가 배출되기 어렵다. 그리고, 그루브(11)의 아웃렛(140) 측의 경사 높이(h1)가 열교환부재(110) 높이(h2)의 60%를 초과하여 형성되는 경우, 열교환부재(110) 내에 열교환매체가 이동하기 위한 유로가 형성될 공간이 충분하지 않다는 문제가 있다. 따라서, 그루브(110)의 아웃렛(140) 측의 경사 높이(h1)는 열교환부재(110) 높이(h2)의 30%~60%로 형성됨이 바람직하다.
도 3a는 도 1의 일측면에 본 배터리 모듈의 측면도이고, 도 3b는 도 1의 타측면에서 본 배터리 모듈의 측면도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 4를 참조하면, 배터리 셀(10)의 바닥면(10a, 도 4 참조)과 접촉하는 열교환부재(110)의 표면에 형성된 그루브(110)는 인렛(130)이 형성된 배터리 셀(10)의 측면에서는 보이지 않는다.(도 3a) 하지만, 아웃렛(140)이 형성된 배터리 셀(10)의 측면에서는 일정 깊이를 가진 그루브(110)가 보인다.(도 3b) 즉, 본 실시예에서 그루브(110)는 인렛(130)이 형성된 측면에서 배터리셀(10)의 바닥면(10a)과 접하는 열교환부재(110)의 표면으로부터의 깊이를 갖지 않는다.
이러한 그루브(110)는 배터리 셀(10) 사이의 일측으로부터 타측을 향하여 하향 경사지도록 형성되며, 그루브(110)를 통하여 열교환부재(100)에서 발생되는 응축수를 배출할 수 있다. 그루브(110)의 경사면은 인렛(130) 측으로부터 아웃렛(140) 측으로 하향 경사지도록 형성될 수 있으며, 응축수가 배출되는 그루브(110)의 끝단이 아웃렛(140)과 연결될 수 있다. 이에 의해 배터리 모듈(20)은 열교환부재(100)의 표면에서 발생된 응축수가 아웃렛(140)을 통하여 배출되는 구조를 가질 수도 있다.
이때, 그루브(110)는 배터리 셀(10) 사이마다 형성되어, 배터리 셀(10)의 바닥면(10a)과 접촉하는 열교환부재(100)의 표면에서 발생되는 응축수를 보다 용이하게 배출할 수 있다.
도 4는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 그루브(110)는 배터리 셀(10) 사이의 일측으로부터 타측을 향하여 하향 경사지도록 형성되어, 이러한 그루브(110)를 통하여 응축수를 배출할 수 있다. 여기서, 배터리 셀(10) 사이의 일단에는 인렛(130)이 형성되며, 배터리 셀(10) 사이의 타단에는 아웃렛(140)이 형성된다. 이에 의해 열교환부재(100) 표면에서 발생되는 응축수가 아웃렛(140) 측으로 용이하게 배출 가능하다.
이때, 그루브(110)의 경사 높이는 열교환부재(100) 높이의 30%~60%로 형성될 수 있다. 그루브(110)의 아웃렛(140) 측의 경사 높이가 열교환부재(110) 높이의 30% 미만으로 형성되는 경우 충분한 경사면이 형성되지 않아 열교환부재(110)에서 발생된 응축수가 배출되기 어렵다. 그리고, 그루브(11)의 아웃렛(140) 측의 경사 높이가 열교환부재(110) 높이의 60%를 초과하여 형성되는 경우, 열교환부재(110) 내에 열교환매체가 이동하기 위한 유로가 형성될 공간이 충분하지 않다는 문제가 있다. 따라서, 그루브(110)의 아웃렛(140) 측의 경사 높이는 열교환부재(110) 높이의 30%~60%로 형성됨이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈(20)은 전기적으로 연결되는 복수개의 배터리 셀(10)과, 배터리 셀(10)의 바닥면에 구비되는 열교환부재(200)를 포함한다. 그리고, 복수개의 배터리 셀(10)의 바닥면(10a, 도 4 참조)과 접촉되는 열교환부재(200)의 표면에는 적어도 하나의 그루브(210)가 형성된다.
이때, 그루브(210)는 배터리 셀(10) 사이의 일측으로부터 타측을 향하여 하향 경사지도록 형성되어, 이러한 그루브(210)를 통하여 열교환부재(200) 표면에 발생되는 응축수를 용이하게 배출할 수 있다. 그루브(210)는 일정 개수의 배터리 셀(10) 사이마다 형성될 수 있으며, 본 발명에 따른 제2 실시예에서는 2개의 배터리 셀(10) 사이마다 그루브(210)가 형성된다.
이 경우, 그루브(210)가 형성되지 않은 배터리 셀(10) 사이의 바닥면과 접촉하는 열교환부재(200) 표면에서 발생된 응축수는 인접한 배터리 셀(10) 사이에 형성된 그루브(210)를 통하여 배출될 수 있다.
그리고, 열교환부재(200)는 일측에 열교환매체가 유입되는 인렛(230)을 구비하며, 타측에 열교환매체가 배출되는 아웃렛(240)을 구비하는데, 이때, 그루브(210)의 끝단이 아웃렛(240)과 연결될 수 있다. 이에 의해 아웃렛(240)을 통하여 응축수가 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 배터리 셀 사이마다 또는 2개의 배터리 셀 사이마다 그루브가 형성되었지만, 그루브의 형태 및 개수는 본 발명의 실시예에 한정되지 않으며, 그루브는 배터리 모듈별로 하나씩 형성될 수도 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
10 : 배터리 셀 11, 12 : 단자부
13 : 벤트부 14 : 캡 플레이트
15 : 버스바 16 : 너트
18, 19 : 플레이트 20 : 배터리 모듈
100, 200 : 열교환부재 110, 210 : 응축수 배출부
130, 230 : 인렛 140, 240 : 아웃렛

Claims (17)

  1. 전기적으로 서로 연결된 복수의 배터리셀 및
    상기 배터리셀의 바닥면에 구비되는 열교환부재를 포함하되,
    상기 배터리셀의 바닥면과 마주하는 상기 열교환부재의 상부면에는 적어도 하나 이상의 그루브가 구비되고,
    상기 그루브는 복수의 배터리셀에서 인접하는 배터리셀이 상호 대면하는 위치에 대응되게 형성되며,
    상기 배터리셀의 바닥면은 상기 그루브 보다 넓은 폭으로 형성되어 상기 그루브 위에 배치되며 상기 그루브의 내부 면과 접촉하지 않고,
    상기 복수의 배터리셀의 외측에는 한쌍의 엔드 플레이트가 배치되고,
    상기 그루브는 상기 한쌍의 엔드 플레이트의 각 엔드 플레이트와 복수의 배터리셀에서 인접하는 배터리셀이 상호 대면하는 위치에도 대응되게 형성되며,
    상기 열교환부재는 열교환매체가 유입되는 인렛과 열교환매체가 배출되는 아웃렛을 포함하고,
    상기 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 길이방향으로 연장되되, 상기 길이방향에 대하여 하향하여 경사지도록 형성되고,
    상기 열교환부재의 제2측에서 상기 그루브의 상기 열교환부재의 상부면으로부터의 깊이는 상기 열교환부재 높이의 30~60%이며,
    상기 인렛은 제1측에 형성되고 상기 아웃렛은 제2측에 형성되고,
    상기 그루브는 상기 제2측의 아웃렛에 연결되는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부재는 상기 배터리셀의 바닥면을 지지하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리셀은 제1방향으로 배열되고, 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 상기 제1방향과 수직한 길이방향으로 연장되되, 상기 길이방향에 대하여 하향하여 경사지도록 형성된 배터리 모듈.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 그루브는 상기 열교환부재의 제1측에서 제2측으로 연장된 복수의 그루브를 포함하는 배터리 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 그루브는 상기 제1측에서는 깊이를 가지지 않은 배터리 모듈.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 열교환매체는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 프로필렌 글리콜(propylene glycol) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 배터리 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 배터리셀은 상기 바닥면의 반대측면에 단자부를 구비하는 배터리 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부재의 상부면은 상기 배터리셀의 바닥면과 접촉하는 배터리 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 전기자동차 또는 하이브리드 전기 자동차에 적용되는 배터리 모듈.
KR1020130019314A 2012-02-24 2013-02-22 그루브가 마련된 배터리 모듈 KR101689220B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261603159P 2012-02-24 2012-02-24
US61/603,159 2012-02-24
US13/612,693 US9461283B2 (en) 2012-02-24 2012-09-12 Battery module
US13/612,693 2012-09-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130097677A KR20130097677A (ko) 2013-09-03
KR101689220B1 true KR101689220B1 (ko) 2016-12-23

Family

ID=47429649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130019314A KR101689220B1 (ko) 2012-02-24 2013-02-22 그루브가 마련된 배터리 모듈

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9461283B2 (ko)
EP (1) EP2631986B1 (ko)
KR (1) KR101689220B1 (ko)
CN (1) CN103296332B (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102233774B1 (ko) * 2014-02-17 2021-03-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
JP6387362B2 (ja) * 2016-01-29 2018-09-05 本田技研工業株式会社 コンデンサユニット
KR101971536B1 (ko) * 2016-09-28 2019-08-13 주식회사 엘지화학 프레임의 구조가 개선된 배터리 모듈 및 이를 위한 프레임 어셈블리
CN110120492B (zh) * 2018-02-07 2021-01-26 北京好风光储能技术有限公司 一种热均衡式双极性电池堆
FR3079969B1 (fr) * 2018-04-10 2022-07-01 Valeo Systemes Thermiques Systeme de refroidissement d'au moins une batterie de vehicule automobile
US11431066B2 (en) * 2018-11-13 2022-08-30 Rivian Ip Holdings, Llc Battery pack water drain system
DE102020114373A1 (de) 2020-05-28 2021-12-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit einem Energiespeichermodul
CN111952693A (zh) * 2020-08-21 2020-11-17 华霆（合肥）动力技术有限公司 电池模组和电动车

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060132101A1 (en) * 2004-12-20 2006-06-22 Odyne Corporation Thermally managed battery enclosure for electric and hybrid electric vehicles
JP2007280890A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Toyota Motor Corp 燃料電池スタックの締結構造およびこれを備えた燃料電池
JP2010536127A (ja) * 2007-08-06 2010-11-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 特にハイブリッド駆動のためのバッテリー

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020018826A (ko) 2000-09-04 2002-03-09 이계안 이베퍼레이터 케이스내의 응축수 제거장치
JP2009534811A (ja) 2006-04-19 2009-09-24 テミツク・オートモテイーベ・エレクトリツク・モータース・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング エネルギ蓄積装置用熱交換器
KR100871088B1 (ko) 2007-03-13 2008-11-28 잘만테크 주식회사 수냉 장치
KR20080095369A (ko) 2007-04-24 2008-10-29 한라공조주식회사 증발기
JP4508221B2 (ja) * 2007-08-27 2010-07-21 豊田合成株式会社 組電池装置
KR101020587B1 (ko) * 2008-06-12 2011-03-09 주식회사 엘지화학 냉매 유량의 분배 균일성이 향상된 중대형 전지팩 케이스
IT1391687B1 (it) 2008-11-07 2012-01-17 Scuola Internaz Superiore Di Studi Avanzati S I S S A Nanoparticelle di oro rivestite con polielettroliti e loro uso come medicamento per il trattamento di malattie neurodegenerative causate da aggregati proteici
DE102008059961B4 (de) 2008-12-02 2014-08-28 Daimler Ag Batterie, umfassend einen Zellverbund aus mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen
KR101114584B1 (ko) 2009-09-17 2012-04-13 갑을오토텍(주) 자동차 시트 냉난방 장치
DE102009058880B4 (de) 2009-12-18 2020-03-26 Continental Automotive Gmbh Elektrisches Energiespeichersystem sowie Betriebsverfahren hierfür, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
KR101106308B1 (ko) * 2010-06-03 2012-01-18 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
CN102013463B (zh) * 2010-09-08 2013-11-13 深圳市智优电池集成技术有限公司 电池组安装散热架

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060132101A1 (en) * 2004-12-20 2006-06-22 Odyne Corporation Thermally managed battery enclosure for electric and hybrid electric vehicles
JP2007280890A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Toyota Motor Corp 燃料電池スタックの締結構造およびこれを備えた燃料電池
JP2010536127A (ja) * 2007-08-06 2010-11-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 特にハイブリッド駆動のためのバッテリー

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130097677A (ko) 2013-09-03
EP2631986A1 (en) 2013-08-28
CN103296332B (zh) 2017-10-17
US20130224540A1 (en) 2013-08-29
CN103296332A (zh) 2013-09-11
US9461283B2 (en) 2016-10-04
EP2631986B1 (en) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101689220B1 (ko) 그루브가 마련된 배터리 모듈
JP5938115B2 (ja) バッテリーモジュール、バッテリー温度管理システム、および、該システムを備える車両
KR102172846B1 (ko) 배터리 팩
US9499068B2 (en) Battery pack
US10632848B2 (en) Battery module of improved safety
EP2509150B1 (en) Battery module having excellent cooling efficiency and compact structure and middle or large-sized battery pack
KR101252936B1 (ko) 배터리 팩
KR101252963B1 (ko) 방열 특성이 향상된 배터리 팩
US20120129030A1 (en) Battery Pack
US20170187084A1 (en) Unit cell pack
KR100696694B1 (ko) 이차 전지 모듈
JP2017054807A (ja) 電池モジュール
US20140234688A1 (en) Battery module
KR101761825B1 (ko) 배터리 모듈 및 그를 구비하는 배터리 팩
US20140308552A1 (en) Battery pack
US10957955B2 (en) Battery module and battery pack including the same
KR101232784B1 (ko) 이차전지 냉각장치 및 이차전지 운전열을 이용한 난방 시스템
JP2014127403A (ja) 電池モジュール
KR20060086122A (ko) 이차 전지 모듈
KR200464432Y1 (ko) 단위 전지의 온도 제어에 효율적인 방열 플레이트를 포함하는 이차전지 모듈
CN112673516A (zh) 圆柱形电池单元封装和冷却配置
US20230307745A1 (en) Battery module, battery pack including the same, vehicle including the same
KR20060086123A (ko) 이차 전지 모듈 및 이에 적용되는 이차 전지
KR20060060812A (ko) 이차 전지 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191203

Year of fee payment: 4