KR101731337B1 - Battery pack having all-in-one cooling tube and heat sink - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 전지 셀들 사이에 각각 개재되어 밀착되는 방열판과 이에 결합되는 열전도성 플라스틱으로 형성되는 냉각튜브를 일체형으로 형성함으로써, 상기 방열판과 냉각튜브의 결합이 용이하며 열전도성이 향상되어 상기 전지 셀들의 냉각편차 발생을 방지할 수 있도록 한 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack, and more particularly, to a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack, in which a heat radiating plate which is interposed between a plurality of battery cells and a cooling tube, And a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack, which can easily couple the cooling tube and the cooling tube and improve the thermal conductivity to prevent a cooling deviation of the battery cells.
Description
본 발명은 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 전지 셀들 사이에 각각 개재되어 밀착되는 방열판과 이에 결합되는 열전도성 플라스틱으로 형성되는 냉각튜브를 일체형으로 형성함으로써, 상기 방열판과 냉각튜브의 결합이 용이하며 열전도성이 향상되어 상기 전지 셀들의 냉각편차 발생을 방지할 수 있도록 한 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack, and more particularly, to a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack, in which a heat radiating plate which is interposed between a plurality of battery cells and a cooling tube, And a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack, which can easily couple the cooling tube and the cooling tube and improve the thermal conductivity to prevent a cooling deviation of the battery cells.
일반적으로 배터리 팩은 충전 또는 방전시 발생하는 열을 냉각시키기 위해 다수개의 전지 셀들 사이에 각각 열전도성 플레이트가 개재되어 밀착되고 상기 열전도성 플레이트의 일측이 냉각튜브에 결합된다.Generally, a battery pack is closely contacted with a thermally conductive plate between a plurality of battery cells to cool heat generated during charging or discharging, and one side of the thermally conductive plate is coupled to a cooling tube.
그리고 공기 또는 냉각수 등의 열교환매체가 상기 냉각튜브를 통과하며 상기 열전도성 플레이트로부터 전달되는 열을 흡수하여 상기 전지 셀들의 냉각이 이루어진다.A heat exchange medium such as air or cooling water passes through the cooling tube and absorbs heat transmitted from the thermally conductive plate, thereby cooling the battery cells.
그런데 상기 열전도성 플레이트 및 냉각튜브는 상기 전지 셀의 냉각을 위해 열전도도가 높은 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 재질로 이루어지므로, 상기 열전도성 플레이트와 냉각튜브를 결합시키는데 어려움이 있다.However, since the thermally conductive plate and the cooling tube are made of aluminum (Al) or copper (Cu) having high thermal conductivity for cooling the battery cell, it is difficult to connect the thermally conductive plate and the cooling tube.
즉, 금속 재질의 상기 열전도성 플레이트와 냉각튜브를 접합하기 위해서는 용접을 하거나 또는 도 1과 같이 상기 냉각튜브(30)에 결합홈(31)을 형성하고 상기 열전도성 플레이트(20)의 일측을 절곡하여 절곡부(21)가 결합홈(31)에 삽입되는 구조로 결합될 수 있다.That is, in order to bond the thermally conductive plate made of a metallic material with the cooling tube, welding is performed or a
그러나 이는 상기 열전도성 플레이트(20)와 냉각튜브(30)를 결합하기 위한 구조가 복잡해져 제작비용이 증가되며, 또한 상기 열전도성 플레이트(20)와 냉각튜브(30)가 결합되어 접촉되는 면이 완전히 밀착되기 어려우므로 열전도도가 낮아져 전지 셀(10)들 간에 냉각 편차가 발생되는 문제점이 있다.
This is because the structure for joining the thermally
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수개의 전지 셀들 사이에 각각 개재되어 밀착되는 방열판과 이에 결합되는 열전도성 플라스틱으로 형성되는 냉각튜브를 일체형으로 형성하여, 열전도성 플라스틱의 사출을 통해 냉각튜브를 형성시키면서 동시에 상기 방열판의 일측이 상기 냉각튜브에 결합되도록 하여 구조가 간단하고 결합이 용이한 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a cooling tube which is interposed between a plurality of battery cells, The present invention provides a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack in which a cooling tube is formed through injection of a thermally conductive plastic and at the same time one side of the heat sink is coupled to the cooling tube.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩은, 일정거리 이격되어 나란히 형성되는 다수개의 전지 셀; 상기 전지 셀들 사이에 각각 개재되어 밀착되는 방열판; 및 상기 방열판들의 일측이 결합되어, 상기 전지 셀 및 방열판이 적층되는 방향을 따라 형성되며, 내부에 냉각채널이 형성되는 냉각튜브; 를 포함하여 이루어지되, 상기 냉각튜브는 상기 방열판의 일측이 포함되도록 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cooling tube and a heat sink integrated type battery pack including: a plurality of battery cells spaced apart from each other by a predetermined distance; A heat dissipating plate interposed between the battery cells; And a cooling tube coupled to one side of the heat dissipation plates, the cooling tube being formed along a direction in which the battery cells and the heat dissipation plates are stacked and having a cooling channel therein; Wherein the cooling tube is integrally formed to include one side of the heat dissipation plate.
또한, 상기 냉각튜브는 열전도성 플라스틱인 것을 특징으로 한다.Further, the cooling tube is a thermally conductive plastic.
또한, 상기 방열판은 상기 냉각튜브에 포함되도록 형성되는 일측에 수직부가 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the heat radiating plate is formed with a vertical portion formed at one side to be included in the cooling tube.
또한, 상기 냉각튜브는 내부에 핀이 형성되거나 개재되는 것을 특징으로 한다.Further, the cooling tube is characterized in that a pin is formed or interposed therebetween.
또한, 상기 냉각튜브는 열전도도가 2W/mK 보다 큰 것을 특징으로 한다.
Further, the cooling tube is characterized in that its thermal conductivity is greater than 2 W / mK.
본 발명의 본 발명의 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩은, 다수개의 전지 셀들 사이에 각각 개재되어 밀착되는 방열판과 이에 결합되는 열전도성 플라스틱으로 형성되는 냉각튜브를 일체형으로 형성하여, 열전도성 플라스틱의 사출을 통해 냉각튜브를 형성시키면서 동시에 상기 방열판의 일측이 상기 냉각튜브에 결합되므로 그 구조가 간단하고 결합이 용이한 장점이 있다.The cooling tube and the heat sink integrated battery pack according to the present invention are integrally formed by integrally forming a heat radiating plate which is interposed between a plurality of battery cells and a heat conduction plastic joined thereto, And one side of the heat sink is coupled to the cooling tube, so that the structure is simple and the connection is easy.
또한, 상기 방열판과 냉각튜브가 일체형으로 형성되므로 열전도도가 향상되어 상기 전지 셀들 간의 냉각편차 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다.
In addition, since the heat sink and the cooling tube are integrally formed, the heat conductivity is improved, thereby reducing the occurrence of a cooling deviation between the battery cells.
도 1은 종래의 배터리 팩의 냉각 구조를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩을 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 평면 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 냉각튜브의 실시 예를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩의 다른 예를 나타낸 사시도.1 is a schematic view showing a cooling structure of a conventional battery pack.
2 is a perspective view showing a cooling tube and a heat sink integrated battery pack of the present invention.
Fig. 3 is a plan sectional view of Fig. 2; Fig.
4 is a sectional view showing an embodiment of a cooling tube according to the present invention.
5 is a perspective view showing another example of the cooling tube and heat sink integrated battery pack of the present invention.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the cooling tube and the heat sink integrated battery pack of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩을 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a cooling tube and a heat sink integrated battery pack of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩은, 일정거리 이격되어 나란히 형성되는 다수개의 전지 셀(100); 상기 전지 셀(100)들 사이에 각각 개재되어 밀착되는 방열판(200); 및 상기 방열판(200)들의 일측이 결합되어, 상기 전지 셀(100) 및 방열판(200)이 적층되는 방향을 따라 형성되며, 내부에 냉각채널(330)이 형성되는 냉각튜브(300); 를 포함하여 이루어지되, 상기 냉각튜브(300)는 상기 방열판(200)의 일측이 포함되도록 일체형으로 형성된다.As shown in the figure, the cooling tube and the heat sink integrated battery pack of the present invention include a plurality of
우선, 상기 전지 셀(100)들은 일정거리 이격되어 나란하게 판형으로 형성되며, 상기 전지 셀(100)의 전극탭들은 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.First, the
그리고 상기 방열판(200)은 판형으로 형성되며, 상기 전지 셀(100)들 사이에 각각 개재된 후 밀착되어 상기 전지 셀(100)들의 충방전 과정에서 발생되는 열이 상기 방열판(200)으로 전달될 수 있도록 구성된다.The
이때, 상기 방열판(200)은 알루미늄 또는 구리와 같이 열전도도가 높은 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 전지 셀(100)에서 발생되는 열이 빠르게 전달될 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the
또한, 상기 방열판(200)들의 일측이 결합되도록 상기 전지 셀(100) 및 방열판(200)이 적층되는 방향을 따라 상기 냉각튜브(300)가 형성된다.The
이때, 상기 냉각튜브(300)는 내부에 열교환매체가 유동되도록 냉각채널(330)이 형성되며, 상기 냉각채널(330)은 다양한 구조로 이루어질 수 있다.At this time, a
또한, 상기 냉각채널(330)을 통과하는 열교환매체가 유입 또는 유출되도록 각각 유입구(310)과 유출구(320)가 형성되며, 그 위치도 다양하게 형성될 수 있다.In addition, an
그리고 상기 냉각튜브(300)는 상기 방열판(200)의 일측이 포함되도록 일체형으로 형성된다.The
또한, 상기 냉각튜브(300)는 열전도성 플라스틱으로 이루어져 상기 방열판(200)과 일체형으로 형성될 수 있다.In addition, the
즉, 상기 방열판(200)은 상기 전지 셀(100) 보다 크게 형성되어, 상기 전지 셀(100)의 외측으로 상기 방열판(200)의 일측이 돌출되도록 형성되며, 여기에 상기 방열판(200)의 돌출된 일측이 상기 냉각튜브(300)에 포함되어 열전도성 플라스틱의 사출을 통해 상기 방열판(200)과 냉각튜브(300)가 일체형으로 형성된다.That is, the
이때, 상기 냉각튜브(300)에 포함되도록 결합되는 상기 방열판(200)의 일측이 상기 냉각튜브(300) 내부에 형성되는 상기 냉각채널(330)로 돌출되도록 형성될 수도 있다.At this time, one side of the
그리하여 상기 전지 셀(100)의 충전 또는 방전 시 발생되는 열이 상기 방열판(200)을 통해 상기 냉각튜브(300)로 전달되어 상기 냉각튜브(300)의 냉각채널(310)을 통과하는 열교환매체로 전달되어 상기 전지 셀(100)이 냉각된다.Heat generated during charging or discharging of the
이때, 상기 냉각튜브(300)가 상기 방열판(200)의 일측이 포함되도록 열전도성 플라스틱의 사출을 통해 일체형으로 형성되므로, 상기 방열판(200)과 냉각튜브(300)가 결합되는 면이 완전히 접촉되어 열전도도가 향상된다.Since the
이로 인해, 상기 방열판(200)과 냉각튜브(300)의 결합이 매우 용이하게 이루어질 수 있다.Accordingly, the
또한, 상기와 같이 플라스틱 사출을 통해 일체형으로 형성되면 일반적인 용접 또는 구조적인 결합으로 이루어지는 경우에 비해 결합되는 면의 열전도도가 현저하게 향상되므로 상기 전지 셀(100)들의 냉각 편차를 줄일 수 있으며, 전체적인 배터리 팩의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, when the battery is integrally formed through the plastic injection as described above, the thermal conductivity of the coupled surface is remarkably improved as compared with the case where the battery is formed by general welding or structural coupling, so that the cooling deviation of the
이하에서 본 발명에 따른 방열판(200) 및 냉각튜브(300)의 실시 예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the
상기 방열판(200)은 상기 냉각튜브(300)에 포함되도록 형성되는 일측에 수직부(210)가 형성될 수 있다.The
즉, 도 3과 같이 상기 수직부(210)는 상기 방열판(200)의 일측에 수직한 형태(T자형)로 형성되어, 상기 냉각튜브(300)가 형성될 때 상기 방열판(200)의 수직부(210)가 형성되는 부분이 포함되도록 일체형으로 형성되는 것이다.3, the
이로 인해 상기 방열판(200)에서 냉각튜브(300)로의 열전달 면적이 넓어져 냉각 성능이 더욱 향상될 수 있다.As a result, the heat transfer area from the
그리고 각각의 방열판(200)의 수직부(210)는 이웃하는 방열판(200)의 수직부(210)와 간섭되지 않도록 형성되어야 하며, 상기 방열판(200)과 냉각튜브(300)의 결합을 위해 상기 이웃하는 수직부(210)는 일정거리 이격되도록 형성되는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 수직부(210)는 상기 냉각튜브(300)에 포함되도록 결합되되, 상기 냉각튜브(300) 내부의 냉각채널(330)로 일부가 돌출되거나 일면이 노출되도록 형성되어, 상기 냉각채널(330)을 통과하는 열교환매체와 직접 열전도가 일어나도록 구성될 수도 있다.The
그리고 상기 냉각튜브(300)는 내부에 핀(340,350)이 형성되거나 개재될 수 있다.The
이때, 도 4와 같이 상기 핀(340,350)은 얇은 평판형의 다수개의 핀(340)이 상기 냉각채널(330)에 형성될 수 있으며, 주름판 형태의 핀(350)이 개재될 수도 있다. As shown in FIG. 4, the
상기 핀(340,350)은 평면이 상기 냉각채널(330)을 통과하는 방향과 나란게 형성되는 것이 바람직하며, 열교환매체의 흐름을 방해하지 않는 한 다양한 형태로 구성될 수 있다.The
또한, 상기 평판형 핀(340)은 상기 냉각튜브(300)와 동일한 재질인 열전도성 플라스틱을 사출하여 일체형으로 형성될 수 있으며, 상기 주름판형 핀(340)은 열전도성이 높은 금속 재질로 형성하여 냉각채널(330)의 면에 접촉되도록 개재될 수 있다.The
그리고 상기 냉각튜브(300)는 열전도도가 2W/mK 보다 크게 이루어질 수 있다. 이는 일반적인 플라스틱에 비해 상기 냉각튜브(300)의 재질인 열전도성 플라스틱의 열전도도가 수배에서 수백배에 이르므로, 배터리 팩의 냉각성능을 고려하여 이중 열전도도가 2W/mK 보다 큰 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.The
또한, 도 5와 같이 상기 냉각튜브(300)가 적층되는 전지 셀(100)과 방열판(200)의 양측에 형성되도록 구성되어, 상기 방열판(200)을 통해 양측의 냉각튜브(300)로 열을 전달하여 냉각성능을 향상시킬 수도 있다.As shown in FIG. 5, the
이때, 유입구(310)와 유출구(320)의 위치를 적절히 배치하여 각각의 전지 셀(100)들의 냉각 편차발생을 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to arrange the positions of the
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1000 : (본 발명의) 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩
100 : 전지 셀
200 : 방열판 210 : 수직부
300 : 냉각튜브
310 : 유입구 320 : 유출구
330 : 냉각채널 340, 350 : 핀1000: cooling tube and heat sink integrated battery pack (of the present invention)
100: Battery cell
200: heat sink 210: vertical portion
300: cooling tube
310: Inlet port 320: Outlet port
330: cooling
Claims (5)
상기 전지 셀들 사이에 각각 개재되어 밀착되며, 상기 전지 셀의 외측으로 일측이 돌출되도록 형성된 방열판; 및
상기 방열판들의 일측이 결합되며, 결합되며, 상기 전지 셀들 및 방열판들이 적층되는 방향을 따라 내부에 냉각 채널이 형성되며, 열전도성 플라스틱으로 형성되는 냉각튜브; 를 포함하여 이루어지되,
상기 냉각튜브는 상기 방열판들의 일측이 포함되도록 상기 냉각튜브와 방열판들이 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩.
A plurality of battery cells spaced apart from each other by a predetermined distance;
A heat dissipating plate which is interposed between the battery cells, and which is formed so as to protrude outward from the battery cell; And
A cooling tube formed of a thermally conductive plastic and having a cooling channel formed along a direction in which the battery cells and the heat sinks are stacked; , ≪ / RTI >
Wherein the cooling tube and the heat dissipation plates are integrally formed so that the cooling tube includes one side of the heat dissipation plates.
상기 방열판들은 상기 냉각튜브에 포함되도록 형성되는 일측에 수직부가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the heat dissipation plates are vertically formed on one side of the heat dissipation plate that is formed to be included in the cooling tube.
상기 냉각튜브는 내부에 핀이 형성되거나 개재되는 것을 특징으로 하는 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling tube has a pin formed therein or interposed therebetween.
상기 냉각튜브는 열전도도가 2W/mK 보다 큰 것을 특징으로 하는 냉각튜브 및 방열판 일체형 배터리 팩.The method according to claim 1,
Wherein the cooling tube has a thermal conductivity greater than 2 W / mK.
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