KR101692790B1 - 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리 - Google Patents

냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR101692790B1
KR101692790B1 KR1020130090788A KR20130090788A KR101692790B1 KR 101692790 B1 KR101692790 B1 KR 101692790B1 KR 1020130090788 A KR1020130090788 A KR 1020130090788A KR 20130090788 A KR20130090788 A KR 20130090788A KR 101692790 B1 KR101692790 B1 KR 101692790B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery module
coolant
module assembly
battery
unit
Prior art date
Application number
KR1020130090788A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150015149A (ko
Inventor
이범현
신진규
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130090788A priority Critical patent/KR101692790B1/ko
Priority to PCT/KR2014/006888 priority patent/WO2015016557A1/ko
Priority to JP2016516467A priority patent/JP6131502B2/ja
Priority to CN201480031483.XA priority patent/CN105247729B/zh
Priority to EP14831698.7A priority patent/EP2991157B1/en
Priority to US14/894,405 priority patent/US9673495B2/en
Publication of KR20150015149A publication Critical patent/KR20150015149A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101692790B1 publication Critical patent/KR101692790B1/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
    • H01M10/65—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
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the 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
    • H01M10/61—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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • H01M10/652—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations characterised by gradients
    • 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
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • 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
    • H01M50/10—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
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • 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
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • 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
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • 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
    • H01M50/251—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for stationary devices, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/512—Connection only in parallel
    • 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
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

본 발명은 단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 단위모듈들을 포함하고 있는 전지모듈 어셈블리로서, 적층 계면에 냉매 유로가 형성되도록 지면으로부터 수직 방향으로 적층된 둘 이상의 단위모듈들을 포함하고 있고, 냉매 유로를 제공할 수 있도록 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 서브모듈들(sub-modules); 및 상기 서브모듈들을 내부에 수납하여 고정하고, 냉매가 내부로 유입되는 냉매 유입구와 냉매가 외부로 배출되는 냉매 배출구가 형성되어 있는 모듈 케이스(module case);를 포함하고 있고, 상기 냉매 유로는 그것의 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리를 제공한다.

Description

냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리 {Battery Module Assembly Having Coolant Flow Channel}
본 발명은 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 단위모듈들을 포함하고 있는 전지모듈 어셈블리로서, 적층 계면에 냉매 유로가 형성되도록 지면으로부터 수직 방향으로 적층된 둘 이상의 단위모듈들을 포함하고 있고, 냉매 유로를 제공할 수 있도록 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 서브모듈들; 및 상기 서브모듈들을 내부에 수납하여 고정하고, 냉매가 내부로 유입되는 냉매 유입구와 냉매가 외부로 배출되는 냉매 배출구가 형성되어 있는 모듈 케이스;를 포함하고 있고, 상기 냉매 유로는 그것의 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.
이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서 주목받고 있다.
또한, 전기를 저장해 두었다가 필요한 시점에 안정적으로 전력계통에 다시 공급해주는 전력 저장 장치에 관한 기술이 개발되고 있다. 전력 저장 장치는 전력 수요가 적을 때 에너지를 저장하고, 과부하 또는 비상시에 전력을 공급하는 장치로서, 전력 품질 및 에너지 사용 효율을 향상시키는 효과를 제공하고 있다. 특히, 가정용 전력 저장 장치 및 산업용 또는 상업용 중형 전력 저장 장치는 스마트 그리드 기술과 결부되어 시장규모가 급성장하고 있다.
따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되어 가고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.
이와 같이 이차전지의 적용 분야와 제품들이 다양화됨에 따라, 전지의 종류 또한 그에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 당해 분야 및 제품들에 적용되는 전지들은 소형 경량화가 강력히 요구되고 있다.
예를 들어, 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 소형 모바일 기기들은 해당 제품들의 소형 경박화 경향에 따라 그에 상응하도록 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 소형 경량을 가진 전지셀들이 사용되고 있다. 반면에, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈 또는 전지팩이 사용되고 있다. 전지모듈의 크기와 중량은 당해 중대형 디바이스 등의 수용 공간 및 출력 등에 직접적인 관련성이 있으므로, 제조업체들은 가능한 한 소형이면서 경량의 전지모듈을 제조하려고 노력하고 있다.
한편, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다는 문제점을 가지고 있다. 충방전 과정에서 발생한 단위전지의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 단위전지의 열화를 초래한다. 더욱이, 이러한 과정에서 다양한 원인에 의해 일부 단위전지들이 과열될 경우에는 발화 또는 폭발할 가능성도 존재한다. 따라서, 고출력 대용량의 중대형 전지팩에서 냉각 시스템은 필수적이다.
중대형 전지팩의 냉각은 일반적으로 냉매의 유동에 의해 수행된다. 예를 들어, 공기 등과 같은 냉매를 냉각 팬에 의해 전지팩의 단위전지들 사이 또는 전지모듈 사이로 유동시키는 냉매-유동 냉각 시스템이 이용되고 있다. 그러나, 이러한 방식은 몇가지 문제점을 가지고 있다.
첫째, 단위전지들 간의 온도 편차가 매우 크다는 문제점을 가지고 있다. 전지팩은 다수의 단위전지들로 구성되어 있고, 이들 단위전지들 각각이 최적의 작동 상태에 놓여 있을 때, 전체 전지팩의 작동 또한 최적의 작동 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 단위전지들 간의 큰 온도 편차는 전지의 열화를 촉진할 뿐만 아니라 전지팩 전체의 작동 상태를 최적화시키는데 큰 장애 요인이 된다.
둘째, 종래의 냉각 시스템 구조는 전지팩의 대형화를 초래하는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, EV, HEV 등에 탑재될 수 있는 전지팩의 크기는 일정한 한계를 가지고 있으므로, 대형화된 전지팩은 이에 부합하지 못한다.
도 1에는 종래의 대표적인 전지팩 냉각 시스템의 모식도가 도시되어 있다.
전지팩 냉각 시스템(10)은, 다수의 전지들로 구성된 전지팩(11), 전지팩(11)의 하단면에 설치된 냉매 유입부(12), 및 전지팩(11)의 상단면에 설치된 냉매 배출부(13)로 구성되어 있다. 전지팩(11)은 전기적으로 연결되어 있는 다수의 전지군(14)으로 이루어져 있고, 각각의 전지군(14)은 전기적으로 연결되어 있는 다수의 단위전지들(15)로 이루어져 있다. 각 전지군(14)의 단위전지들(15) 사이에는 냉매가 이동할 수 있을 수는 작은 틈이 형성되어 있어서, 유입부(12)로부터 들어온 냉매가 상기 틈을 통해 이동하면서 단위전지(15)에서 발생한 열을 제거한 후 전지팩(11) 상부의 배출부(13)를 통해 배출되게 된다.
이러한 구조에서는, 냉매 유입부(12)와 배출부(13)가 전지팩(11)의 상부와 하부에 각각 설치되므로, 그러한 냉매 유도 부재들의 설치를 위한 공간이 전지팩(11)의 상부와 하부에 각각 요구되며, 이는 전지팩 전체의 크기를 더욱 커지게 만드는 주요 요인이다.
이와는 별도로, EV, HEV 등과 같은 차량과 전력저장 장치 등은 다양한 조건에서 작동하는 상황에 자주 놓이게 된다. 전지팩을 구성하는 단위전지의 최적 작동 조건은 다양한 요인들에 의해 달라질 수 있지만, 일반적으로 특정한 온도범위에서 결정된다. 반면에, 겨울철에는 저온 상태에서 작동하게 되므로 전지팩을 상기와 같은 최적 작동 온도범위로 조절할 필요가 있다. 이 경우, 냉각 시스템의 작동을 정지시키거나 시스템으로 유입되는 냉매(e.g., 공기)의 온도를 높여 냉각 대신 승온 작동을 행할 수도 있다. 그러나, 그 이전에 단위전지가 매우 낮은 온도 상태에 놓이게 될 경우에는 전지 구성요소들의 손상이 유발될 수 있고, 또한 갑작스러운 승온 작동에 의해 열화가 촉진될 수도 있다.
따라서, 이러한 다양한 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 일거에 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 통해, 특정한 구조의 냉매 유로를 제공할 수 있도록 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 서브모듈들 및 냉매 유입구와 냉매 배출구가 형성되어 있는 모듈 케이스를 포함하고, 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조의 냉매 유로를 포함하는 구조로 전지모듈 어셈블리를 구성함으로써, 전지모듈 어셈블리의 부피 증가를 억제함과 동시에 전지모듈 어셈블리의 향상된 냉각 효과 및 균일한 냉각 효과를 달성할 수 있는 구조의 전지모듈 어셈블리를 개발하고자 하였다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전지모듈 어셈블리를 콤팩트(compact) 한 구조로 조립할 수 있고, 전지모듈의 냉각 효율성의 향상을 위한 추가적인 부품의 구성이 필요치 않도록 하여, 상기 콤팩트 한 구조와 더불어 생산 공정의 효율성 증대 효과를 함께 달성할 수 있고 냉각 효율성이 향상된 구조의 전지모듈 어셈블리를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는,
단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 단위모듈들을 포함하고 있는 전지모듈 어셈블리로서,
적층 계면에 냉매 유로가 형성되도록 지면으로부터 수직 방향으로 적층된 둘 이상의 단위모듈들을 포함하고 있고, 냉매 유로를 제공할 수 있도록 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 서브모듈들(sub-modules); 및
상기 서브모듈들을 내부에 수납하여 고정하고, 냉매가 내부로 유입되는 냉매 유입구와 냉매가 외부로 배출되는 냉매 배출구가 형성되어 있는 모듈 케이스(module case);
를 포함하고 있고,
상기 냉매 유로는 그것의 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조로 이루어져 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 상기와 같은 특정한 구조의 냉매 유로를 제공함으로써, 전지모듈 어셈블리의 부피 증가를 억제함과 동시에 전지모듈 어셈블리의 향상된 냉각 효과 및 균일한 냉각 효과를 달성할 수 있다.
또한, 전지모듈 어셈블리를 콤팩트 한 구조로 조립할 수 있고, 전지모듈의 냉각 효율성의 향상을 위한 추가적인 부품의 구성이 필요치 않도록 하여, 상기 콤팩트 한 구조와 더불어 생산 공정의 효율성 증대 효과를 함께 달성할 수 있다.
또, 냉매 유입구 쪽의 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조로 형성되어 있으므로, 상기 서브모듈들이 상기 모듈 케이스에 용이하게 수납되어 안정적으로 장착될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위셀은, 판상형 전지셀이거나, 또는 전극단자들이 노출된 상태로 둘 이상의 판상형 전지셀들이 셀 커버에 장착되어 있는 전지셀 어셈블리 구조일 수 있다.
상기 전지셀은 각형 이차전지 또는 파우치형 이차전지일 수 있다.
상기 각형 이차전지는 각형의 금속 케이스에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조일 수 있고, 상기 파우치형 이차전지는 구체적으로 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 이차전지는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 및 출력 안정성의 리튬 이차전지일 수 있다. 이러한 리튬 이차전지의 기타 구성 요소들에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.
일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 리튬염 함유 비수 전해액 등으로 구성되어 있다.
양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 충진제를 더 첨가하기도 한다. 음극은 또한 음극 집전체 상에 음극 활물질과 바인더의 혼합물을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.
상기 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 비수 전해액으로는 액상 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 집전체, 전극 활물질, 도전재, 바인더, 충진제, 분리막, 전해액, 리튬염 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
이러한 리튬 이차전지는 당업계에 공지되어 있는 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 양극과 음극 사이에 다공성 분리막을 개재하고 전해액을 주입하여 제조할 수 있다.
양극은, 예를 들어, 앞서 설명한 리튬 전이 금속 산화물 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다. 마찬가지로 음극은, 예를 들어, 앞서 설명한 탄소 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 얇은 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다.
상기 단위셀의 예들 중의 하나인 전지셀 어셈블리에서, 셀 커버는 전극단자 부위를 제외하고 전지셀들의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 외장 부재로 구성될 수 있다. 이러한 셀 커버에는, 예를 들어, 2개의 전지셀들이 장착될 수 있고, 상기 2개의 전지셀들은 동일 극성의 전극단자들이 서로 접하면서 병렬 연결되도록 적층된 구조로 전지셀 어셈블리를 형성할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위모듈의 단위셀들은 상호 병렬 연결되어 있는 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 단위셀들은 전극단자들이 대면하도록 카트리지 상에 장착되어 있고, 상기 카트리지에 장착되어 있는 전지셀 연결용 버스 바들에 의해 전극단자들이 병렬로 연결되어 있는 구조일 수 있다.
이러한 카트리지는 소정의 강성을 가진 전기절연성의 부재로서, 외부의 충격으로부터 단위셀들을 보호하고, 단위셀들의 안정적인 장착을 보장한다. 또한, 카트리지에 의해 상기 단위셀들은 전극단자들이 대면하도록 배열됨으로써, 버스 바들에 의한 전기적 병렬 연결을 더욱 용이하게 할 수 있다.
더욱 구체적인 예에서, 상기 각각의 카트리지에는 전극단자들이 서로 대면하면서 2개의 단위셀들이 장착되어 있고, 상기 카트리지는 상대적으로 냉매 배출구에 가까운 제 1 단위셀이 장착되는 제 1 장착부, 상대적으로 냉매 배출구로부터 떨어져 있는 제 2 단위셀이 장착되는 제 2 장착부, 및 상기 제 1 장착부와 제 2 장착부 사이에 위치하고 버스 바가 장착되어 있는 연결부를 포함하고 있는 구조일 수 있다.
또한, 서로 다른 서브 어셈블리들 상에 위치하는 카트리지들에서, 제 1 장착부들 사이의 이격 거리는 제 2 장착부들 사이의 이격 거리보다 작은 구조일 수 있으며, 구체적인 예로서, 상기 제 1 장착부들 사이의 이격 거리는 제 2 장착부들 사이의 이격 거리의 20 이상 내지 100% 미만의 크기인 구조일 수 있다.
따라서, 이러한 이격 구조의 서브 어셈블리들은 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조의 냉매 유로를 형성하게 된다. 구체적으로, 이러한 구조를 갖는 냉매 유로는, 전지모듈 어셈블리의 전면부에는 넓은 공간의 냉매 유로를 제공하고 냉매 배출구에 가까운 후면부에는 좁은 공간의 냉매 유로를 제공하게 되므로, 냉매 배출구에 가까운 제 1 장착부에 장착되는 제 1 단위셀과 냉매 배출구로부터 떨어져 있는 제 2 장착부에 장착되는 제 2 단위셀의 온도 편차를 줄일 수 있다. 결과적으로, 전지모듈 어셈블리을 구성하고 있는 모든 전지셀 간의 온도 편차를 줄일 수 있어 향상된 냉각 효과 및 균일한 냉각 효과를 달성할 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 카트리지의 양 측면에는 체결홈을 구비한 돌출부들이 형성되어 있고, 상기 체결홈을 관통하는 체결부재에 의해 카트리지들이 상호 결합되어 서브모듈을 형성하고 있는 구조일 수 있다. 따라서, 상기 단위셀들은 카트리지에 의해 고정됨과 동시에 카트리지들이 상기 체결홈에 의해 상호 결합되어 체결될 수 있으므로, 더욱 견고하고 안정적인 고정 효과를 달성할 수 있다. 상기 체결홈들을 통해 달성되는 카트리지들의 체결은, 예를 들어, 체결홈을 관통하는 볼트 등에 의한 체결일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.
하나의 구체적인 예에서, 단위셀 연결용 버스 바는 전극단자가 결합되어 있는 면의 일측 단부가 상향 또는 하향 절곡되어 있고, 상기 절곡된 일측 단부와 접속부재가 결합되어, 인접한 단위모듈과 전기적 연결을 이루는 구조일 수 있다.
또한, 상기 서브모듈에서 단위모듈들은 직렬 연결 또는 병렬 연결되는 구조일 수 있는 바, 예를 들어, 상기 접속부재의 장착위치를 동일하게 하고 단위모듈들의 적층 구조를 달리하여 병렬 연결 구조를 달성할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 냉매 유로를 기준으로 냉매 배출구에 수직인 위치에서 모듈 케이스 상에 둘 이상의 냉매 유입구들이 형성되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 냉매 유입구들은 냉매 유로를 기준으로 모듈 케이스의 대향 부위들에 대칭적으로 형성되어 있는 구조일 수 있다.
따라서, 냉매는 전지모듈 어셈블리의 측면부에 형성된 냉매 유입구들로부터 유입되어 전지셀들의 열을 제거한 후 서브모듈들 사이의 냉매 유로로 유입되고, 전지모듈 어셈블리 후면에 형성된 냉매 배출구로 빠져나가게 된다. 이러한 냉매의 흐름을 평면상으로 표현하면 전체적으로 "T" 자형 냉매 흐름 구조를 갖게 된다.
경우에 따라서는, 냉매 배출구의 위치에 송풍기(fan) 또는 배출 덕트(duct)가 추가로 장착되어 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈 어셈블리를 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 구체적으로, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치, 비상용 전원장치, 전산실 전원장치, 휴대용 전원장치, 의료설비 전원장치, 소화설비 전원장치, 경보설비 전원장치 또는 피난설비 전원장치일 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 특정한 구조의 냉매 유로를 제공할 수 있도록 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 서브모듈들 및 냉매 유입구와 냉매 배출구가 형성되어 있는 모듈 케이스를 포함하고, 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조의 냉매 유로를 포함하는 구조로 전지모듈 어셈블리를 구성함으로써, 전지모듈 어셈블리의 부피 증가를 억제함과 동시에 전지모듈 어셈블리의 향상된 냉각 효과 및 균일한 냉각 효과를 달성할 수 있다. 또한, 전지모듈 어셈블리를 콤팩트(compact) 한 구조로 조립할 수 있고, 전지모듈의 냉각 효율성 향상을 위한 추가적인 부품의 구성이 필요치 않도록 하여, 상기 콤팩트 한 구조와 더불어 생산 공정의 효율성 증대 효과를 함께 달성할 수 있다.
도 1은 종래기술의 전지팩 냉각 시스템을 일부 투시 상태로 보여주는 모식도이다;
도 2는 본 발명에 따른 파우치형 전지셀의 사시도이다;
도 3은 도 2의 전지셀들이 셀 커버에 장착된 구조의 단위셀에 대한 사시도이다;
도 4는 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리의 평면도이다;
도 5는 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명에 따른 파우치형 전지셀의 사시도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전지셀(20)은 전극 단자들(양극단자 21, 음극단자 22)이 일측 단부에 형성되어 있는 판상형 전지셀(20)이다. 구체적으로 판상형 전지셀(20)은 금속층(도시하지 않음)과 수지층(도시하지 않음)을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스(23)에 전극조립체(도시하지 않음)를 내장하고, 예를 들어, 열융착에 의해 실링부(24)를 형성한 구조이며, 통상적으로 이를 '파우치형 전지셀'로 통칭하기도 한다.
도 3에는 도 2의 전지셀들이 셀 커버에 장착된 구조의 단위셀(전지셀 어셈블리)에 대한 사시도가 도시되어 있다.
도 3을 도 2와 함께 참조하면, 2개의 전지셀들(20)이 상부 셀 커버(111) 및 하부 셀 커버(112)로 구성된 셀 커버(111, 112)에 수납 및 고정되어 있다. 전지셀들(20)의 전극 단자들(21, 22)은, 각각 전기적으로 병렬 연결되어 두 개의 전극 단자들(110a, 110b)을 형성할 수 있도록, 셀 커버로부터 일측 방향으로 노출되어 있다.
도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리의 평면도 및 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 평면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 2개의 단위셀들(110)은 각각 카트리지(200a, 200b)에 장착되어 하나의 단위모듈을 구성하고, 이러한 단위모듈들이 수직 적층되어 하나의 서브모듈(200)을 구성한다. 단위셀들(110)은 각각의 양극단자(110a)와 음극단자(110b)가 서로 마주보도록 배열되어 있다. 또한, 이들 전극단자들(110a, 110b)은 각각 연결부(130)에 포함되어 있는 버스 바(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 병렬 연결되어 있다.
또한, 각각의 카트리지(200a, 200b)는, 제 1 단위셀(도시하지 않음)이 장착되는 제 1 장착부(120b), 제 2 단위셀(도시하지 않음)이 장착되는 제 2 장착부(120a), 및 상기 제 1 장착부(120b)와 제 2 장착부(120a) 사이에 위치하고 버스 바(도시하지 않음)가 장착되어 있는 연결부(210)를 포함하는 구조이다.
한편, 제 1 장착부들 사이의 이격 거리(W2)는 제 2 장착부들 사이의 이격 거리(W1)의 20 이상 내지 100% 미만의 크기로 형성되어 있어, 각각의 서브모듈들(200)에 의해 형성된 냉매 유로(수평 화살표 참조)는, 그것의 수직 단면적이 냉매 배출구(520)의 대향 단부 쪽(A)으로부터 냉매 배출구(520) 쪽(B)으로 감소하는 구조로 형성되어 있다.
모듈 케이스의 측면부(300)에는 냉매 유입구들(도시하지 않음)이 형성되어 있어, 냉매가 서브모듈의 측면부에서도 유입(수직 화살표 참조)되고 있으며, 모듈 케이스(300, 410, 420)는 상부 커버 플레이트(410) 및 하부 베이스 플레이트(420)를 포함하는 구조로 되어 있어, 모듈 케이스(300, 410, 420) 내부로 유입된 냉매가 냉매 배출구(520)가 아닌 다른 방향으로 유출되는 것을 막고 있다.
따라서, 냉매는 전지모듈 어셈블리(600)의 측면부(300)에 형성된 냉매 유입구들로부터 유입되어 서브모듈들(200) 내부에 수납된 전지셀들(도시하지 않음)의 열을 제거한 후 서브모듈들(200) 사이의 냉매 유로(수평 화살표 참조)로 유입되고, 전지모듈 어셈블리(600) 후면부(B)에 형성된 냉매 배출구(520)로 빠져나가게 된다. 이러한 냉매의 흐름을 평면상으로 표현하면 전체적으로 "T" 자형 냉매 흐름 구조를 갖게 된다.
경우에 따라서는, 도 6에서 보는 바와 같이, 전지모듈 어셈블리(600) 후면부(B)에 형성된 냉매 배출구(520)의 위치에 송풍기(fan, 530) 또는 배출 덕트(duct, 도시하지 않음)가 추가로 장착되어 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 단위모듈들을 포함하고 있는 전지모듈 어셈블리로서,
    적층 계면에 냉매 유로가 형성되도록 지면으로부터 수직 방향으로 적층된 둘 이상의 단위모듈들을 포함하고 있고, 냉매 유로를 제공할 수 있도록 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 서브모듈들(sub-modules); 및
    상기 서브모듈들을 내부에 수납하여 고정하고, 냉매가 내부로 유입되는 냉매 유입구와 냉매가 외부로 배출되는 냉매 배출구가 형성되어 있는 모듈 케이스(module case);
    를 포함하고 있고,
    상기 상호 이격된 서브모듈들 사이에 위치한 냉매 유로는 그것의 수직 단면적이 냉매 배출구 쪽으로 감소하는 구조로 이루어져 있으며,
    상기 단위셀은, 판상형 전지셀이거나, 또는 전극단자들이 노출된 상태로 둘 이상의 판상형 전지셀들이 셀 커버에 장착되어 있고,
    상기 셀 커버는 전극단자 부위를 제외하고 전지셀들의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 외장 부재로 구성되어 있으며,
    상기 단위셀들은 전극단자들이 대면하도록 카트리지 상에 장착되어 있고, 상기 카트리지에 장착되어 있는 버스 바들에 의해 전극단자들이 병렬로 연결되어 있으며,
    각각의 카트리지에는 전극단자들이 서로 대면하면서 2개의 단위셀들이 장착되어 있고, 상기 카트리지는 상대적으로 냉매 배출구에 가까운 제 1 단위셀이 장착되는 제 1 장착부, 상대적으로 냉매 배출구로부터 떨어져 있는 제 2 단위셀이 장착되는 제 2 장착부, 및 상기 제 1 장착부와 제 2 장착부 사이에 위치하고 버스 바가 장착되어 있는 연결부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형 이차전지 또는 파우치형 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 파우치형 이차전지는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단위모듈에서 단위셀들은 병렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 서로 다른 서브모듈들 상에 위치하는 카트리지들에서, 제 1 장착부들 사이의 이격 거리는 제 2 장착부들 사이의 이격 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 장착부들 사이의 이격 거리는 제 2 장착부들 사이의 이격 거리의 20 이상 내지 100% 미만의 크기인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 카트리지의 양 측면에는 체결홈을 구비한 돌출부들이 형성되어 있고, 상기 체결홈을 관통하는 체결부재에 의해 카트리지들이 상호 결합되어 서브모듈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 서브모듈에서 단위모듈들은 직렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 버스 바는 전극단자가 결합되어 있는 면의 일측 단부가 상향 또는 하향 절곡되어 있고, 상기 절곡된 일측 단부와 직렬 접속부재가 결합되어, 인접한 단위모듈과 직렬 연결을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 상호 이격된 서브모듈들 사이에 위치한 냉매 유로를 기준으로 냉매 배출구에 수직인 위치에서 모듈 케이스 상에 둘 이상의 냉매 유입구들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 냉매 유입구들은 상호 이격된 서브모듈들 사이에 위치한 냉매 유로를 기준으로 모듈 케이스의 대향 부위들에 대칭적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈 어셈블리의 냉매 배출구 위치에 송풍기(fan) 또는 배출 덕트(duct)가 장착되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  17. 제 1 항에 따른 전지모듈 어셈블리를 전원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치, 비상용 전원장치, 전산실 전원장치, 휴대용 전원장치, 의료설비 전원장치, 소화설비 전원장치, 경보설비 전원장치 또는 피난설비 전원장치인 것을 특징으로 하는 디바이스.
KR1020130090788A 2013-07-31 2013-07-31 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리 KR101692790B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130090788A KR101692790B1 (ko) 2013-07-31 2013-07-31 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리
PCT/KR2014/006888 WO2015016557A1 (ko) 2013-07-31 2014-07-28 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리
JP2016516467A JP6131502B2 (ja) 2013-07-31 2014-07-28 冷媒流路を含む電池モジュールアセンブリ
CN201480031483.XA CN105247729B (zh) 2013-07-31 2014-07-28 具有冷却剂流动通道的电池模块组件
EP14831698.7A EP2991157B1 (en) 2013-07-31 2014-07-28 Battery module assembly having refrigerant fluid channel
US14/894,405 US9673495B2 (en) 2013-07-31 2014-07-28 Battery module assembly having coolant flow channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130090788A KR101692790B1 (ko) 2013-07-31 2013-07-31 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150015149A KR20150015149A (ko) 2015-02-10
KR101692790B1 true KR101692790B1 (ko) 2017-01-04

Family

ID=52432029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130090788A KR101692790B1 (ko) 2013-07-31 2013-07-31 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9673495B2 (ko)
EP (1) EP2991157B1 (ko)
JP (1) JP6131502B2 (ko)
KR (1) KR101692790B1 (ko)
CN (1) CN105247729B (ko)
WO (1) WO2015016557A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024037848A1 (de) * 2022-08-18 2024-02-22 Man Truck & Bus Se Batteriemodul mit integrierten kühlkanälen

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101829093B1 (ko) * 2014-10-22 2018-03-29 주식회사 엘지화학 배터리 시스템의 냉각 공기 흐름 제어 시스템 및 방법
CN107615479B (zh) * 2015-06-03 2020-08-11 三菱电机株式会社 液冷冷却器中的散热翅片的制造方法
KR20170092982A (ko) * 2016-02-04 2017-08-14 삼성전자주식회사 배터리 열관리 장치 및 방법
US9908431B2 (en) * 2016-03-14 2018-03-06 The Raymond Corporation Battery counterweight system
US11075423B2 (en) * 2016-07-07 2021-07-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery submodule carrier, battery submodule, battery system and vehicle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
DE102016219283A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher mit zwischen den Zellen angeordneten Kühlplatten zur Notkühlung
EP3566253B1 (en) 2017-01-04 2022-12-28 Shape Corp. Battery support structure for a vehicle
HUE064001T2 (hu) 2017-01-04 2024-02-28 Samsung Sdi Co Ltd Akkukmulátorrendszer
WO2018213475A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
DE102017212745A1 (de) * 2017-07-25 2019-01-31 Mahle International Gmbh Energiespeicheranordnung
US11088412B2 (en) 2017-09-13 2021-08-10 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
KR102274518B1 (ko) * 2017-09-29 2021-07-06 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀 표면 냉각을 위한 불균일 유로를 구비한 쿨링 자켓 및 이를 포함하는 배터리 모듈
WO2019071013A1 (en) 2017-10-04 2019-04-11 Shape Corp. BATTERY SUPPORT BOTTOM ASSEMBLY FOR ELECTRIC VEHICLES
KR102204303B1 (ko) * 2017-10-27 2021-01-15 주식회사 엘지화학 전지 셀 냉각 및 고정 구조가 통합된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
SE541552C2 (en) * 2017-12-21 2019-10-29 Scania Cv Ab An arrangement for cooling of electrical energy storage units
CN112055898A (zh) 2018-03-01 2020-12-08 形状集团 与车辆电池托盘集成的冷却系统
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
EP3584877A1 (en) * 2018-05-16 2019-12-25 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack comprising a frame profile with integral coolant circuit elements
US20200152948A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 Rivian Ip Holdings, Llc Battery module with actively cooled high power electrical interface
US11129310B2 (en) * 2018-11-22 2021-09-21 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor module, vehicle and manufacturing method
CN109755436B (zh) * 2019-03-18 2024-04-16 广州拓浪智能应急科技有限公司 一种便携快拆电池
GB2588587B (en) * 2019-10-18 2022-09-21 Dyson Technology Ltd Battery pack
KR20220124218A (ko) * 2020-01-05 2022-09-13 쿨랜스, 인코퍼레이티드 냉각제 리저버 및 순환 어셈블리와 시스템
CN114421048A (zh) * 2021-11-30 2022-04-29 东风汽车集团股份有限公司 一种电池包、风冷电池系统及汽车

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100937897B1 (ko) 2008-12-12 2010-01-21 주식회사 엘지화학 신규한 공냉식 구조의 중대형 전지팩

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6613472B1 (en) * 1999-08-27 2003-09-02 Tokyo R & D Co., Ltd. Battery cooling structure
SE9903038L (sv) 1999-08-27 2001-02-28 Ericsson Telefon Ab L M Förfaranden och anordningar i ett telekommunikationssystem
EP1673821B1 (en) 2003-10-14 2017-08-30 LG Chem, Ltd. Cartridge-type lithium ion polymer battery pack
JP4400234B2 (ja) * 2004-02-03 2010-01-20 新神戸電機株式会社 組電池
KR100880389B1 (ko) * 2004-12-24 2009-01-23 주식회사 엘지화학 이차전지 모듈의 제조방법
JP4592469B2 (ja) 2005-03-29 2010-12-01 三洋電機株式会社 組電池
KR100933426B1 (ko) 2005-07-21 2009-12-23 주식회사 엘지화학 가변성 전지 카트리지 및 그것으로 구성된 중대형 전지모듈
JP5030500B2 (ja) * 2006-07-31 2012-09-19 三洋電機株式会社 電源装置
JP5259602B2 (ja) 2006-09-25 2013-08-07 エルジー・ケム・リミテッド セルモジュールカートリッジ及びそれを備えた中大型バッテリーモジュール
KR101143279B1 (ko) * 2009-08-20 2012-05-11 주식회사 엘지화학 신규한 냉각구조를 가진 전지팩
JP2011175743A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこれを備える車両
US9281546B2 (en) 2010-04-13 2016-03-08 Lg Chem, Ltd. Battery pack case having novel structure
KR101397456B1 (ko) * 2010-08-19 2014-05-26 주식회사 엘지화학 냉각성능이 향상된 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 전지팩
FR2965756B1 (fr) * 2010-10-07 2012-11-02 Renault Sa Compartiment a batteries pour un vehicule
KR20120055156A (ko) * 2010-11-23 2012-05-31 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN102074749B (zh) 2010-12-01 2012-09-26 重庆长安汽车股份有限公司 一种混合动力汽车用锂离子电池系统
EP2706589B1 (en) * 2011-06-27 2018-04-04 LG Chem, Ltd. Battery module and battery assembly including same
JP2013067335A (ja) * 2011-09-26 2013-04-18 Fuji Heavy Ind Ltd 車載バッテリの冷却構造
WO2013048060A2 (ko) * 2011-09-29 2013-04-04 주식회사 엘지화학 신규한 냉각구조를 가진 전지팩
KR101535795B1 (ko) * 2012-01-18 2015-07-10 주식회사 엘지화학 공냉식 구조의 전지팩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100937897B1 (ko) 2008-12-12 2010-01-21 주식회사 엘지화학 신규한 공냉식 구조의 중대형 전지팩

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024037848A1 (de) * 2022-08-18 2024-02-22 Man Truck & Bus Se Batteriemodul mit integrierten kühlkanälen

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150015149A (ko) 2015-02-10
US9673495B2 (en) 2017-06-06
CN105247729A (zh) 2016-01-13
JP2016524287A (ja) 2016-08-12
EP2991157A4 (en) 2016-05-18
JP6131502B2 (ja) 2017-05-24
US20160133999A1 (en) 2016-05-12
EP2991157B1 (en) 2018-09-05
WO2015016557A1 (ko) 2015-02-05
EP2991157A1 (en) 2016-03-02
CN105247729B (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101692790B1 (ko) 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리
US10862082B2 (en) Battery module assembly
KR101709555B1 (ko) 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리
EP3136497B1 (en) Battery module including water cooling structure
US9023503B2 (en) Battery module with cooling structure of high efficiency
EP3182502B1 (en) Battery pack case having efficient cooling structure
JP5723991B2 (ja) コンパクトな構造を有するバッテリーパック
KR101230130B1 (ko) 배터리 팩
KR20130116446A (ko) 신규한 구조의 외부 입출력 케이블 어셈블리 및 이를 포함하는 전지모듈 어셈블리
KR101671483B1 (ko) 냉매 유로가 형성된 카트리지 적층 구조를 포함하는 전지모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
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