KR101777335B1 - 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 잠열 저장체의 점유 면적 내에 열 전달체들과 전지 셀들을 교호적으로 배열시키고 전지 셀들의 반복적인 충전 및 방전 동안에 발생된 열을 상변화 물질에 저장시켜서 전지 셀들의 열관리를 적절하게 유지시키는데 적합한 전지 모듈을 개시한다. 본 발명에 따르는 전지 모듈은, 물질의 상태 변화에 따라 열의 출입을 가지는 잠열 저장체; 잠열 저장체의 점유 영역 내에 순차적으로 배열되는 열 전달체들; 및 열 전달체들 사이에서 열 전달체들과 교호적으로 배열되는 적어도 하나의 전지 셀을 포함하고, 열 전달체는 일부를 통해 잠열 저장체에 삽입되고 나머지를 통해 전지 셀에 부착되는 것을 특징으로 한다.

Description

전지 모듈{Battery Module}
본 발명은, 발열체의 열을 이용하여 발열체의 열관리를 적절하게 수행하는데 적합한 전지 모듈에 관한 것이다.
최근에, 차량의 배출 가스에 기인한 대기 오염을 줄이기 위해서, 차량은 내연 기관 및/ 또는 전기 모터를 이용해서 구동력을 확보하려는 연구에 바탕을 두고 제조되고 있다. 이에 따라서, 상기 차량은 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차, 및 전기 자동차의 순서로 진화되었다. 이 경우에, 상기 하이브리드 자동차 및 플러그인 하이브리드 자동차는 내연 기관, 전기 모터와 전지 팩을 가지며, 상기 전기 자동차는 내연 기관 없이 전기 모터와 전지 팩을 갖는다.
더불어서, 상기 전지 팩도 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 전기 자동차와 함께 진화되었다. 상기 전지 팩은 전기 자동차의 외부에서 충전 가능하도록 구성된다. 상기 전지 팩은 적어도 하나의 전지 셀과 냉각 구조물을 갖는다. 상기 전지 셀은 반복적인 충전 및 방전을 통해 전지 팩 주변에 위치되는 외부 전기 장치에 전기를 제공한다. 여기서, 상기 전지 셀은 반복적인 충전 및 방전을 하는 동안에 내부에서 구성 요소들의 화학적인 반응을 통해 내부로부터 외부를 향해 열을 발생시킨다.
상기 냉각 구조물은 전지 셀의 반복적인 충전 및 방전을 하는 동안에 전지 팩의 내부에서 냉매(액체 또는 기체)를 이동시켜 전지 셀의 열을 전지 팩의 내부로부터 외부를 향해 방출시킨다. 여기서, 상기 냉각 구조물이 수냉 방식 또는 공냉 방식으로 전지 셀을 냉각시키지만, 상기 냉각 구조물은 수냉 방식 또는 공냉 방식을 구현하기 위해 냉매의 이동 경로를 따라 복잡한 구조를 갖는다. 상기 냉각 구조물의 복잡한 구조는 전지 팩의 부피를 크게 하여 차량 내 전지 팩의 배치 자유도를 작게 한다.
따라서, 상기 냉각 구조물의 냉각 방식은 차량 내 전지 팩의 배치 자유도에 영향을 준다. 상기 냉각 구조물의 냉각 방식 관련한 연구들이 많이 수행되고 있다. 상기 연구들 중 일 예가 한국 공개특허공보 제10-2013-0136157호(공개일자; 2013년12월12일)의 '배터리 셀 모듈용 열 제어 플레이트 및 이를 갖는 배터리 셀 모듈' 에서 개시되었다. 상기 배터리 셀 모듈은 배터리 셀들과 열 제어 플레이트들을 갖는다. 상기 배터리 셀들은 순차적으로 적층되고, 상기 열 제어 플레이트들은 배터리 셀들 사이에 위치된다. 여기서, 상기 열 제어 플레이트는 고분자 복합재 시트, 히트 파이프들, 상전이부들과 열전달판들을 갖는다.
상기 고분자 복합재 시트는 'エ' 자의 판 형상으로 이루어지고, 상기 히트 파이프들은 고분자 복합재 시트의 양 측부들을 통해 고분자 복합재 시트에 삽입되며 고분자 복합재 시트로부터 고분자 복합재 시트의 양 측부들로부터 각각 돌출된다. 상기 상전이부들은 히트 파이프들 상에서 고분자 복합재 시트의 양 측부들에 각각 위치해서 고분자 복합재 시트 및 히트 파이프들과 접촉한다. 상기 열전달판들은 고분자 복합재 시트, 히트 파이프들과 상전이부들을 샌드위치의 구조로 둘러싼다.
여기서, 상기 열 제어 플레이트는 배터리 셀들 사이에서 열전달판들을 통해 배터리 셀들과 접촉한다. 그러나, 상기 배터리 셀 모듈은 두 개의 배터리 셀들 사이에서 배터리 셀들과 중첩하지 않도록 상전이부들을 구비하기 때문에 배터리 셀들을 동일 온도로 유지시키기 위해 시간을 필요로 한다. 또한, 상기 배터리 셀 모듈은 두 개의 배터리 셀들 마다 상전이부들을 개별적으로 구비하기 때문에 상전이부들의 잠열을 이용하여 배터리 셀들 모두를 동일 온도로 유지할 수 없다.
더불어서, 상기 배터리 셀 모듈은 배터리 셀과 열전달판 사이에 접착제를 구비하지 않고 배터리 셀과 열전달판을 접촉시키기 때문에 배터리 셀과 열전달판 사이에 공극(gap)을 갖는다. 상기 공극은 배터리 셀의 반복적인 충전 및 방전을 통해 배터리 셀의 부피 변화에 기인하여 배터리 셀의 이용 수명 동안 점진적으로 커질 수 있다. 여기서, 상기 공극은 배터리 셀의 열을 배터리 셀로부터 열전달판을 향해 전달시키는데 장벽(barrier) 역할을 한다. 따라서, 상기 상전이부들, 그리고 배터리 셀과 열전달판 사이의 공극은 배터리 셀 모듈의 전기적 특성을 열악하게 한다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 상변화 물질의 잠열을 이용하여 전지 셀들 모두를 일정한 온도로 유지시키며, 전지 셀들과 열 전달체들 사이에 공극을 제거하는데 적합한 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지 모듈은, 물질의 상태 변화에 따라 열의 출입을 가지는 잠열 저장체; 상기 잠열 저장체 주변에서 상기 잠열 저장체의 점유 영역 내에 순차적으로 배열되는 열 전달체들; 및 상기 열 전달체들 사이에 위치되어 상기 열 전달체들과 교호적으로 배열되는 적어도 하나의 전지 셀을 포함하고, 열 전달체는 히트 파이프와 히트 플레이트를 포함하며, 일부를 통해 상기 잠열 저장체에 삽입되고 나머지를 통해 상기 전지 셀에 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라서, 상기 잠열 저장체는 저장 케이스와 상기 저장 케이스에 부분적으로 채워져 서로 결합하는 상변화 물질과 열전달 촉진 물질을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 상변화 물질은 n-파라핀(paraffin), 폴리에틸렌글리콜(poly ethylene glycol), Na2S04 10H20, Na2HP04 12H20, Zn(NO3)2 6H2O, Na2S3O3 5H20, 및 NaCH3COO3H2O 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 측면에서, 상기 열전달 촉진 물질은 다공성 금속재, 고전도성 탄소 플레이크(flake), 또는 탄소 나노 튜브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 상변화 물질은 상기 열전달 촉진 물질보다 더 작은 열전도도를 가질 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 잠열 저장체는 상기 저장 케이스의 외주 면에 방열 핀들을 가질 수 있다.
여기서, 상기 잠열 저장체는 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀 아래에 위치하거나 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀 아래에 위치하여 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀을 둘러쌀 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기 전지 셀이 하나인 때에, 상기 열 전달체는 상기 전지 셀 상에서 상기 전지 셀의 전극 조립체의 측부에 위치되도록 상기 히트 플레이트를 하나 가지며 하나의 히트 플레이트로부터 이격하여 상기 전지 셀의 전극 리드들 주변에 위치되도록 상기 히트 파이프를 하나 가질 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에, 상기 열 전달체는 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며, 상기 히트 플레이트의 두께 방향에 직각으로 위치하여 상기 히트 플레이트의 내부를 관통하는 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에, 상기 열 전달체는 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며, 최외각 전지 셀 상에서 상기 히트 플레이트 상에 위치되는 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지거나 최외각 전지 셀들 사이에서 상기 히트 플레이트의 두께 방향에 직각으로 위치하여 상기 히트 플레이트의 내부를 관통하는 상기 히트 파이프를 적어도 하나를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에, 상기 열 전달체는, 최외각 전지 셀 상에서 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며 상기 히트 플레이트의 두께 방향에 직각으로 위치하여 상기 히트 플레이트의 내부를 관통하는 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지거나, 최외각 전지 셀들 사이에서 상기 히트 플레이트를 하나의 단위로 두 개씩 가지며 두 개의 히트 플레이트들 사이에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에, 상기 열 전달체는, 최외각 전지 셀 상에서 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며 상기 히트 플레이트 상에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지거나, 최외각 전지 셀들 사이에서 상기 히트 플레이트를 하나의 단위로 두 개씩 가지며 두 개의 히트 플레이트들 사이에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에, 상기 열 전달체는, 상기 히트 플레이트를 하나의 단위로 두 개씩 가지며, 두 개의 히트 플레이트들 사이에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가질 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기 열 전달체는 상기 히트 파이프 및 상기 히트 플레이트 중 적어도 하나를 통해 상기 잠열 저장체에 삽입될 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기 히트 플레이트가 상기 전지 셀 상에서 상기 히트 파이프보다 상기 전지 셀에 더 인접하는 때에, 상기 열 전달체는 상기 히트 파이프와 상기 히트 플레이트 사이에 그리고 상기 히트 플레이트와 상기 전지 셀 사이에 접착성 써멀 그리스(thermal grease)를 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 히트 파이프, 상기 히트 플레이트와 상기 접착성 써멀 그리스는 순서적으로 작아지는 열전도도를 가질 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기 히트 플레이트와 상기 히트 파이프가 상기 전지 셀 상에서 서로 이격하는 때에, 상기 열 전달체는 상기 히트 파이프와 상기 전지 셀 사이에 그리고 상기 히트 플레이트와 상기 전지 셀 사이에 써멀 그리스를 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 히트 파이프는 냉매를 금속관으로 감싸며, 상기 히트 플레이트는 금속판 또는 열분해 흑연 시트(pyrolytic graphite sheet; PGS)로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기 히트 파이프가 상기 히트 플레이트에 복수로 위치되는 때에, 상기 히트 파이프는 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀의 배열 방향에서 볼 때에 상기 잠열 저장체의 내부에서 울타리 모양을 이루는 고립된 기둥 형상, 그물망 모양을 이루는 절곡된 기둥 형상, 및 파이프 오르간 모양을 이루는 고립된 기둥 형상 중 하나를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 전지 셀은 파우치형 또는 각형으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르는 전지 모듈은, 하나의 잠열 저장체의 점유 영역 내에 위치시키도록 열 전달체들 사이에서 열 전달체와 전지 셀을 교호적으로 배열하며 열 전달체들을 잠열 저장체에 동시에 삽입하므로 전지 셀들 모두를 동일 온도로 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 전지 모듈은, 하나의 잠열 저장체의 점유 영역 내에 열 전달체들과 전지 셀들을 가지며 열 전달체들 모두를 이용하여 잠열 저장체의 일정한 온도의 열을 전지 셀들에 동시에 전달시키므로 전지 셀들 모두를 동일 온도로 신속하게 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 전지 모듈은, 하나의 잠열 저장체의 점유 영역 상에서 열 전달체들과 전지 셀들을 일 방향으로 위치시키며 열 전달체와 전지 셀 사이에 접착성 써멀 그리스를 가지므로 열 전달체와 전지 셀 사이에 공극을 제거시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 전지 모듈은, 하나의 잠열 저장체에 삽입되는 복수의 열 전달체들, 그리고 열 전달체들과 전지 셀들의 배열에서 열 전달체와 전지 셀 사이에 접착성 써멀 그리스를 이용하여 전지 셀들 모두를 동일 온도로 유지시키므로 이용 수명 동안에 전기적 특성을 일정하게 유지할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 8은, 도 1의 절단선 Ⅰ - Ⅰ' 를 따라 취해 잠열 저장체 내에 히트 파이프의 형상을 보여주는 단면도이다.
도 9는, 도 1의 절단선 Ⅰ - Ⅰ' 를 따라 취해 잠열 저장체의 저장 케이스 내에 충진된 물질의 형상을 보여주는 단면도이다.
도 10은, 도 1의 절단선 Ⅱ - Ⅱ' 를 따라 취해 전지 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 측면도이다.
도 12는, 도 11의 'A' 방향에서 전지 모듈을 보여주는 평면도이다.
도 13은, 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 전지 모듈을 평면적으로 보여주는 개략도이다.
도 14는, 본 발명의 제 8 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 15는, 본 발명의 제 9 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 16은, 도 1의 전지 모듈의 제조 방법 및 작동 메커니즘을 설명하는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 출원을 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서 설명되는 실시 예에 있어서, 전지 셀은 리튬 이차 전지를 일컫는다. 여기서, 리튬 이차 전지라 함은 충전과 방전이 이루어지는 동안 리튬 이온이 작동 이온으로 작용하여 양극과 음극에서 전기화학적 반응을 유발하는 이차 전지를 총칭한다. 하지만 본 발명은 전지의 종류에 한정되지 않음은 자명하다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 전지 모듈(71)은 잠열 저장체(21), 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들을 포함한다. 상기 잠열 저장체(21)는 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들 아래에 위치된다. 바람직하게, 상기 잠열 저장체(21)는 상변화 물질의 액체 및 고체 사이의 상태 변화에 따라 열의 출입을 가지도록 구성된다. 상기 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들은 잠열 저장체(21) 상에 위치하며 잠열 저장체(21)의 점유 면적 내에 위치된다.
여기서, 상기 열 전달체(43)들은 잠열 저장체(21) 상에 순차적으로 배열된다. 바람직하게, 상기 열 전달체(43)들의 각각은 히트 파이프(33)들과 히트 플레이트(40)를 갖는다. 상기 히트 파이프(33)는 냉매를 금속관으로 감싸도록 구성된다. 상기 히트 플레이트(40)는 금속판 또는 열분해 흑연 시트(pyrolytic graphite sheet; PGS)로 이루어진다. 상기 전지 셀(60)들은 열 전달체(43)들 사이에 위치된다. 바람직하게, 상기 전지 셀(60)들은 파우치 형이지만 각형일 수도 있다.
일 측면에서, 상기 전지 셀(60)들은 열 전달체(43)들과 교호적으로 배열된다. 상기 전지 셀(60)들은 일 방향으로 향해 전극 리드(50)들을 가지지만, 양 방향으로 향해 전극 리드들을 가질 수 있다. 이 경우에, 상기 열 전달체(43)들의 구성을 좀 더 상세하게 기술하면, 상기 열 전달체(43)는 히트 플레이트(40)를 한 개 가지며, 히트 플레이트(40)의 두께 방향에 직각으로 위치하여 히트 플레이트(40)의 내부를 관통하는 히트 파이프(33)를 복수로 갖는다.
바람직하게, 상기 열 전달체(43)는 히트 파이프(33)와 히트 플레이트(40) 사이에 접착성 써멀 그리스(thermal grease; 도면에 미도시)를 갖는다. 상기 써멀 그리스는 히트 파이프(33)와 히트 플레이트(40) 사이의 공극(gap)을 없애 히트 파이프(33)와 히트 플레이트(40)를 경유하는 열에 대한 장벽을 제거해 준다. 바람직하게, 상기 써멀 그리스는 이웃하는 히트 플레이트(40)와 전지 셀(60)에서 전지 셀(60)과 마주하는 히트 플레이트(40)의 면에 위치된다.
상기 히트 파이프(33), 히트 플레이트(40)와 써멀 그리스는 순서적으로 작아지는 열전도도를 갖는다. 본 발명의 제 1 실시 예의 변형으로써, 상기 히트 파이프(33)는 히트 플레이트(40)의 중앙 영역에만 복수로 위치할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시 예의 다른 변형으로써, 상기 히트 파이프(33)는 히트 플레이트(40)에 하나 위치할 수도 있다.
도 2는, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 전지 모듈(73)은 도 1의 전지 모듈(71)과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 상기 전지 모듈(73)은 도 1의 전지 모듈(71)과 다른 열 전달체들(43, 46) 및 전지 셀(60)들의 배열 구조를 갖는다. 여기서, 상기 열 전달체(43)는 도 1에서 설명되었고, 상기 열 전달체(46)는 히트 파이프(36)와 히트 플레이트(41)를 갖는다. 바람직하게, 상기 열 전달체(46)는 히트 파이프(36)와 히트 플레이트(41) 사이에 접착성 써멀 그리스(도면에 미도시)를 갖는다.
또한, 상기 써멀 그리스는 이웃하는 히트 플레이트(41)와 전지 셀(60)에서 전지 셀(60)과 마주하는 히트 플레이트(41)의 면 상에 위치된다. 상기 열 전달체들(46, 43)과 전지 셀(60)들의 배열 구조를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 열 전달체(46 또는 43)는 히트 플레이트(41 또는 40)를 한 개 가지며, 최외각 전지 셀(60) 상에서 히트 플레이트(41) 상에 위치되는 히트 파이프(36)를 복수로 가지거나 최외각 전지 셀(60)들 사이에서 히트 플레이트(40)의 두께 방향에 직각으로 위치하여 히트 플레이트(40)의 내부를 관통하는 히트 파이프(33)를 복수로 갖는다.
상기 히트 파이프(36)는 히트 파이프(33)와 동일한 물질로 이루어지며 히트 파이프(33)와 동일한 구조를 갖는다. 상기 히트 플레이트(41)는 히트 플레이트(40)와 동일한 물질로 이루어진다. 본 발명의 제 2 실시 예의 변형으로써, 상기 히트 파이프(33)는 히트 플레이트(40)의 중앙 영역에 복수로 위치하거나 상기 히트 파이프(36)는 히트 플레이트(41)의 중앙 영역 상에 복수로 위치할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시 예의 다른 변형으로써, 상기 히트 파이프(33)는 히트 플레이트(40)에 하나 위치하거나 상기 히트 파이프(36)는 히트 플레이트(41) 상에 하나 위치할 수도 있다.
도 3은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 전지 모듈(75)은 도 1의 전지 모듈(71)과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 상기 전지 모듈(75)은 도 1의 전지 모듈(71)과 다른 열 전달체들(43, 49) 및 전지 셀(60)들의 배열 구조를 갖는다. 여기서, 상기 열 전달체(43)는 도 1에서 설명되었고, 상기 열 전달체(49)는 히트 파이프(39)와 히트 플레이트(42)를 갖는다. 바람직하게, 상기 열 전달체(49)는 히트 파이프(39)와 히트 플레이트(42) 사이에 접착성의 써멀 그리스를 갖는다.
또한, 상기 써멀 그리스는 이웃하는 히트 플레이트(42)와 전지 셀(60)에서 전지 셀(60)과 마주하는 히트 플레이트(42)의 면 상에 위치된다. 상기 열전달체들(43, 49)과 전지 셀(60)들의 배열 구조를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 열 전달체(43 또는 49)는 최외각 전지 셀(60) 상에서 히트 플레이트(40)를 한 개 가지며 히트 플레이트(40)의 두께 방향에 직각으로 위치하여 히트 플레이트(40)의 내부를 관통하는 히트 파이프(33)를 복수로 가지거나, 최외각 전지 셀(60)들 사이에서 히트 플레이트(42)를 하나의 단위로 두 개씩 가지며 두 개의 히트 플레이트(42)들 사이에 히트 파이프(39)를 복수로 갖는다.
상기 히트 파이프(39)는 히트 파이프(33)와 동일한 물질로 이루어지며 히트 파이프(33)와 동일한 구조를 갖는다. 상기 히트 플레이트(42)는 히트 플레이트(40)와 동일한 물질로 이루어진다. 본 발명의 제 3 실시 예의 변형으로써, 상기 히트 파이프(33)는 히트 플레이트(40)의 중앙 영역에 복수로 위치하거나 상기 히트 파이프(39)는 히트 플레이트(42)들 사이의 중앙 영역에 복수로 위치할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시 예의 다른 변형으로써, 상기 히트 파이프(33)는 히트 플레이트(40)에 하나 위치하거나 상기 히트 파이프(39)는 히트 플레이트(42)들 사이에 하나 위치할 수도 있다.
도 4는, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 전지 모듈(77)은 도 1의 전지 모듈(71)과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 상기 전지 모듈(77)은 도 1의 전지 모듈(71)과 다른 열 전달체들(46, 49) 및 전지 셀(60)들의 배열 구조를 갖는다. 여기서, 상기 열 전달체(46)는 도 2에서 설명되었고, 상기 열 전달체(49)는 도 3에서 설명되었다.
상기 열 전달체들(46, 49)과 전지 셀(60)들의 배열 구조를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 열 전달체(46 또는 49)는 최외각 전지 셀(60) 상에서 히트 플레이트(41)를 한 개 가지며 히트 플레이트(41) 상에 히트 파이프(36)를 복수로 가지거나, 최외각 전지 셀(60)들 사이에서 히트 플레이트(42)를 하나의 단위로 두 개씩 가지며 두 개의 히트 플레이트(2)들 사이에 히트 파이프(39)를 복수로 갖는다.
본 발명의 제 4 실시 예의 변형으로써, 상기 히트 파이프(36)는 히트 플레이트(41)의 중앙 영역에 복수로 위치하거나 상기 히트 파이프(39)는 히트 플레이트(42)들 사이의 중앙 영역에 복수로 위치할 수 있다. 본 발명의 제 4 실시 예의 다른 변형으로써, 상기 히트 파이프(36)는 히트 플레이트(41)에 하나 위치하거나 상기 히트 파이프(39)는 히트 플레이트(42)들 사이에 하나 위치할 수도 있다.
도 5는, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 전지 모듈(79)은 도 1의 전지 모듈(71)과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 상기 전지 모듈(79)은 도 1의 전지 모듈(71)과 다른 열 전달체(49)들 및 전지 셀(60)들의 배열 구조를 갖는다. 여기서, 상기 열 전달체(49)는 도 3에서 설명되었다.
상기 열 전달체(49)들과 전지 셀(60)들의 배열 구조를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 열 전달체(49)는 히트 플레이트(42)를 하나의 단위로 두 개씩 가지며, 두 개의 히트 플레이트(42)들 사이에 히트 파이프(39)를 복수로 갖는다. 본 발명의 제 5 실시 예의 변형으로써, 상기 히트 파이프(39)는 히트 플레이트(42)들 사이의 중앙 영역에 복수로 위치할 수 있다.
본 발명의 제 5 실시 예의 다른 변형으로써, 상기 히트 파이프(39)는 히트 플레이트(42)들 사이에 하나 위치할 수도 있다.
도 6 내지 도 8은, 도 1의 절단선 Ⅰ - Ⅰ' 를 따라 취해 잠열 저장체 내에 히트 파이프의 형상을 보여주는 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 히트 파이프(33, 36 또는 39)가 도 1 내지 도 5에서 잠열 저장체(21) 상에 도시된 상태로 설명되었으나, 상기 히트 파이프(33, 36 또는 39)는 잠열 저장체(21)에 소정 깊이만큼 삽입되어 여러 가지 형상을 갖는다.
예를 들면, 상기 히트 파이프(33, 36 또는 39)는 도 1 내지 도 5의 열 전달체들(43, 46 또는 49)과 전지 셀(60)들의 배열 방향에서 볼 때에 잠열 저장체(21)의 내부에서 울타리 모양을 이루는 고립된 기둥 형상(도 6 참조), 그물망 모양을 이루는 절곡된 기둥 형상(도 7 참조), 및 파이프 오르간 모양을 이루는 고립된 기둥 형상(도 8 참조) 중 하나를 갖는다.
여기서, 상기 히트 파이프(33, 36 또는 39)의 형상은 전지 셀(60)의 열을 잠열 저장체(21)에 가장 잘 전달할 수 있도록 구성된 것이다. 물론, 상기 히트 파이프(33, 36 또는 39)는 도 6 내지 도 8에서 개시된 형상들 이외의 형상을 가질 수 있다.
이와는 다르게, 상기 히트 파이프(33, 36 또는 39)는 도 1 내지 도 5의 열 전달체들(43, 46 또는 49)과 전지 셀(60)들의 배열 방향에 직각되는 방향에서 볼 때에도 잠열 저장체(21)의 내부에서 울타리 모양을 이루는 고립된 기둥 형상(도 6 참조), 그물망 모양을 이루는 절곡된 기둥 형상(도 7 참조), 및 파이프 오르간 모양을 이루는 고립된 기둥 형상(도 8 참조) 중 하나를 가질 수 있다.
도 9는, 도 1의 절단선 Ⅰ - Ⅰ' 를 따라 취해 잠열 저장체의 저장 케이스 내에 충진된 물질의 형상을 보여주는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 잠열 저장체(21)는 저장 케이스(12), 그리고 저장 케이스(12) 내에 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)을 포함한다. 바람직하게, 상기 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)은 저장 케이스(12)에 부분적으로 채워져 저장 케이스(12) 내에 공간(18)을 남긴다.
여기서, 상기 저장 케이스(12)의 공간(18)은 상변화 물질(14)의 액체 및 고체 사이의 상태 변화에 따른 부피 변화를 고려하여 저장 케이스(12)에 가해지는 상변화 물질의 압력을 최소화하기 위해 저장 케이스(12)에 소정 부피(V)만큼 마련된다. 일 측면에서, 상기 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)가 저장 케이스(12)에서 서로 결합한다.
좀 더 상세하게는, 상기 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)의 결합은 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)의 혼합 또는 상변화 물질(14)에 열전달 촉진 물질(16)의 담지(擔持)를 통해 이루어진다. 바람직하게, 상기 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)의 혼합은 상변화 물질(14)과 혼합할 수 있는 미립자의 열전달 촉진 물질(16)을 필요로 한다.
일 측면에서, 상기 상변화 물질(14)에 열전달 촉진 물질(16)의 담지는 기공들에 상변화 물질(14)을 담을 수 있는 다공성의 열전달 촉진 물질(16)을 필요로 한다. 한편, 상기 상변화 물질(14)은 n-파라핀(paraffin), 폴리에틸렌글리콜(poly ethylene glycol), Na2S04 10H20, Na2HP04 12H20, Zn(NO3)2 6H2O, Na2S3O3 5H20, 및 NaCH3COO3H2O 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 열전달 촉진 물질(16)은 다공성 금속재, 고전도성 탄소 플레이크(flake), 및 탄소 나노 튜브 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서, 상기 상변화 물질(14)은 열전달 촉진 물질(16)보다 더 작은 열전도도를 갖는다.
도 10은, 도 1의 절단선 Ⅱ - Ⅱ' 를 따라 취해 전지 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 전지 모듈(71)은 잠열 저장체(21) 상에 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들을 갖는다. 여기서, 상기 열 전달체(43)들은 잠열 저장체(21) 및 전지 셀(50)들과 결합한다. 좀 더 상세하게는, 상기 열 전달체(43)들은 히트 파이프(33)들을 통해 잠열 저장체(21)에 삽입되며, 히트 플레이트(40)들을 통해 전지 셀(60)들에 부착된다.
한편, 상기 잠열 저장체(21)는 도 9에서 저장 케이스(12) 내에 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)을 가지며, 상기 열 전달체(43)는 히트 파이프(33), 히트 플레이트(40)와 써멀 그리스를 갖는다. 상기 써멀 그리스는 히트 파이프(33)와 히트 플레이트(40) 사이에 그리고 히트 플레이트(40)와 전지 셀(60) 사이에 위치된다.
이 경우에, 상기 잠열 저장체(21)와 열 전달체(43)의 열전도도를 비교하면, 상기 히트 파이프(33)와 히트 플레이트(40)는 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)보다 더 큰 열전도도를 갖는다. 또한, 상기 써멀 그리스는 열전달 촉진 물질(16)과 동일한 열전도도를 갖는다. 그러나, 상기 써멀 그리스는 열전달 촉진 물질(16)보다 더 작거나 더 큰 열전도도를 가질 수 있다.
여기서, 상기 히트 파이프(33)와 히트 플레이트(40)는 도 2의 히트 파이프(36)와 히트 플레이트(41), 또는 도 3의 히트 파이프(39)와 히트 플레이트(42)와 동일한 열전도도를 갖는다.
도 11은, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 측면도이고, 도 12는, 도 11의 'A' 방향에서 전지 모듈을 보여주는 평면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 전지 모듈(114)은 잠열 저장체(23) 상에 열 전달체(109)들과 전지 셀(90)을 갖는다. 상기 잠열 저장체(23)는 도 10의 잠열 저장체(21)와 동일한 구성 요소들을 갖는다. 상기 열 전달체(109)는 히트 플레이트(104)들과 히트 파이프(108)들을 갖는다. 상기 히트 플레이트(104)는 도 10의 히트 플레이트(40)과 동일한 물질로 이루어진다. 상기 히트 파이프(108)는 도 10의 히트 파이프(33)와 동일한 구성 요소를 갖는다.
상기 전지 셀(90)은 양 방향들을 향해 전극 리드(88)들을 갖는다. 한편, 상기 전지 셀(90)과 열 전달체(109)들의 배열 구조를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 열 전달체(109)는 전지 셀(90) 상에서 전지 셀의 전극 조립체(84)의 측부에 위치되도록 히트 플레이트(104)를 하나 가지며 하나의 히트 플레이트(104)로부터 이격하여 전지 셀(90)의 전극 리드(88)들 주변에 위치되도록 히트 파이프(108)를 하나 갖는다(도 11 참조).
즉, 상기 히트 플레이트(104)는 전지 셀(90)의 전극 조립체(84)의 양 측부들에 두 개 위치되며, 상기 히트 파이프(108)는 두 개의 히트 플레이트(104)들로부터 이격하여 전지 셀(90)의 전극 리드(88)들 주변에 두 개 위치된다(도 8 참조). 상기 히트 파이프(108)가 전지 셀(90)의 전극 리드(88)들 주변에만 위치되는 이유는 전지 셀(90)의 전극 리드(88)들 근처에서 온도 변화가 심하기 때문이다.
바람직하게, 상기 열 전달체(109)는 히트 플레이트(104)와 히트 파이프(108)를 통해 잠열 저장체(23)에 삽입된다. 일 측면에서, 상기 열 전달체(109)는 히트 플레이트(104)와 전지 셀(90) 사이에 그리고 히트 파이프(108)와 전지 셀(90) 사이에 써멀 그리스를 갖는다. 상기 히트 파이프(108)는 잠열 저장체(23)의 내부에서 사다리 형상을 가지지만, 이에 한정되지 않는다.
이와는 다르게, 본 발명의 제 6 실시 예의 변형으로써, 상기 히트 파이프(108)은 전지 셀(90) 상에 두 개의 히트 플레이트(104)들을 가지며 하나의 히트 플레이트(104)로부터 이격하여 전지 셀(90)의 전극 리드(88)들 주변에 하나 위치될 수 있다. 본 발명의 제 6 실시 예의 다른 변형으로써, 상기 히트 파이프(108)은 전지 셀(90) 상에 하나의 히트 플레이트(104)를 가지며 하나의 히트 플레이트(104)로부터 이격하여 전지 셀(90)의 전극 리드(88)들 주변에 하나 위치될 수 있다.
본 발명의 제 6 실시 예의 또 다른 변형으로써, 상기 히트 파이프(108)는 전지 셀(90) 상에서 써멀 그리스를 통해 히트 플레이트(104)에 부착될 수 있다.
도 13은, 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 측면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 전지 모듈(118)은 도 11 또는 도 12의 전지 모듈(114)과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 상기 전지 모듈(118)은 도 11 또는 도 12의 전지 모듈(114)과 다른 전지 셀(90)들과 열 전달체(109)들의 배열 구조를 갖는다. 여기서, 상기 열 전달체(109)는 히트 플레이트(104)와 히트 파이프(108)를 갖는다.
상기 전지 셀(90)들과 열 전달체(109)들의 배열 구조를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 배열 구조는 하나의 잠열 저장체(25) 상에서 하나의 전지 셀(90)과 두 개의 열 전달체(109)들을 하나의 그룹으로 하여 그 그룹을 반복적으로 배열시킨 것이다. 여기서, 상기 히트 플레이트(104)들은 써멀 그리스를 통해 최외각 전지 셀(90)들 사이에서 서로 접촉한다.
본 발명의 제 7 실시 예의 변형으로써, 상기 히트 파이프(108)는 전지 셀(90) 상에서 써멀 그리스를 통해 히트 플레이트(104)에 접촉될 수 있다. 본 발명의 제 7 실시 예의 다른 변형으로써, 상기 히트 플레이트(104)들은 최외각 전지 셀(90)들 사이에서 서로로부터 이격될 수도 있다.
도 14는, 본 발명의 제 8 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 14를 참조하면, 상기 전지 모듈(124)은 도 10의 전지 모듈(71)과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 상기 전지 모듈(124)은 도 10의 전지 모듈(71)과 다른 잠열 저장체(27)를 갖는다. 좀 더 상세하게는, 상기 잠열 저장체(27)는 저장 케이스(도면에 미도시)의 외주면에 방열 핀(26)들을 갖는다. 상기 방열 핀(26)들은 잠열 저장체(27)에 출입되는 열의 일부를 잠열 저장체(27)의 외부로 방출시키므로 잠열 저장체(27)의 저장 케이스 내에 상변화 물질의 사용량을 도 10의 잠열 저장체(21)보다 더 줄일 수 있게 한다.
본 발명의 제 8 실시 예의 변형으로써, 상기 방열 핀(26)들은 다른 구조물로 대체될 수 있다.
도 15는, 본 발명의 제 9 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 15를 참조하면, 상기 전지 모듈(128)은 도 10의 전지 모듈(71)과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 상기 전지 모듈(128)은 도 10의 전지 모듈(71)과 다른 잠열 저장체(29)를 갖는다. 좀 더 상세하게는, 상기 잠열 저장체(29)는 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들 아래에 위치하여 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들을 둘러싼다.
도 16은, 도 1의 전지 모듈의 제조 방법 및 작동 메커니즘을 설명하는 단면도이다.
도 16을 참조하면, 잠열 저장체(21), 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들이 도 1과 같이 준비될 수 있다. 상기 잠열 저장체(21)는 도 9에 개시된 바와 같이 저장 케이스(12)에 부분적으로 채워진 상변화 물질(14)과 열전달 촉진 물질(16)로 이루어질 수 있다. 상기 잠열 저장체(21)은 열 전달체(43)들와 전지 셀(60)들 아래에 위치될 수 있다.
상기 열 전달체(43)와 전지 셀(60)은 잠열 저장체(21) 상에서 도면과 같이 교호적으로 배열될 수 있다. 여기서, 상기 열 전달체(43)는 히트 파이프(33)들과 히트 플레이트(40)를 갖는다. 상기 히트 파이프(33)들은 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들의 배열 방향에 직각되게 위치하여 히트 플레이트(40)를 관통한다. 상기 히트 파이프(33)들과 히트 플레이트(40) 사이에 써멀 그리스가 위치될 수 있다.
계속해서, 상기 열 전달체(43)들은 잠열 저장체(21)와 전지 셀(60)들과 결합할 수 있다. 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 열 전달체(43)는 히트 파이프(33)들을 통해 잠열 저장체(21)에 삽입되며, 히트 파이프(33)들과 히트 플레이트(40)를 통해 써멀 그리스를 이용하여 전지 셀(60)에 부착될 수 있다. 이를 통해서, 상기 잠열 저장체(21), 열 전달체(43)들과 전지 셀(60)들은 하나의 전지 모듈(71)을 구성할 수 있다.
상기 전지 모듈(71)의 작동 메커니즘을 설명하기 위해, 상기 전지 셀(60)들이 외부 전원을 인가 받아서 반복적인 충전 및 방전을 할 수 있다. 상기 전지 셀(60)들은 충전 상태 또는 방전 상태에서 히트 플레이트(40)에 열을 전달할 수 있다. 상기 전지 셀(60)들의 열은 흐름선(F1)을 따라 히트 플레이트(40)와 히트 파이프(33)를 순차적으로 경유하여 잠열 저장체(21)에 전달될 수 있다.
상기 잠열 저장체(21)는 흐름선(F1)을 따라 전지 셀(60)들의 열을 상변화 물질에 흡수시켜 상변화 물질(14)을 고체 상태로부터 액체 상태로 상태 변화시킬 수 있다. 여기서, 상기 잠열 저장체(21)는 상변화 물질의 액체 상태에서 하나의 온도를 가질 수 있다.
상기 외부 환경의 온도가 전지 셀(60)들의 정상 작동을 위한 온도보다 더 낮은 때에, 상기 잠열 저장체(21)는 흐름선(F2)을 따라 상변화 물질(14)의 열을 히트 파이프(33)와 히트 플레이트(40)를 통해 전지 셀(60)들에 방출시켜 상변화 물질(14)을 액체 상태로부터 고체 상태로 상태 변화시킬 수 있다. 이 경우에, 상기 전지 셀(60)들은 상변화 물질(14)의 액체 상태의 온도를 가질 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.
12; 저장 케이스, 14; 상변화 물질
16; 열전달 촉진 물질, 18; 공간
21, 23, 25, 27, 29; 잠열 저장체, 26; 방열핀
33, 36, 39, 108; 히트 파이프, 40, 41, 42, 104; 히트 플레이트
43, 46, 49, 109; 열 전달체, 50, 88; 전극 리드
60, 90; 전지 셀, 84; 전극 조립체
71, 73, 75, 77, 79, 114, 118, 124, 128; 전지 모듈

Claims (20)

  1. 물질의 상태 변화에 따라 열의 출입을 가지는 잠열 저장체;
    상기 잠열 저장체 주변에서 상기 잠열 저장체의 점유 영역 내에 순차적으로 배열되는 열 전달체들; 및
    상기 열 전달체들 사이에 위치되어 상기 열 전달체들과 교호적으로 배열되는 적어도 하나의 전지 셀을 포함하고,
    열 전달체는 히트 파이프와 히트 플레이트를 포함하며, 일부를 통해 상기 잠열 저장체에 삽입되고 나머지를 통해 상기 전지 셀에 부착되며,
    상기 잠열 저장체는,
    상기 열 전달체들과 상기 전지 셀 아래에 위치되고, 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀의 저부 모두를 커버하여 지지할 수 있는 크기를 가지며,
    상기 잠열 저장체는 저장 케이스와 상기 저장 케이스에 부분적으로 채워져 서로 결합하는 상변화 물질과 열전달 촉진 물질을 포함하며,
    상기 상변화 물질과 상기 열전달 촉진 물질은 상태 변화에 따른 부피 변화를 고려하여 상기 저장 케이스에 가해지는 상기 상변화 물질의 압력을 최소화하기 위해 상기 저장 케이스에 소정 공간이 남겨지도록 채워지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상변화 물질은 n-파라핀(paraffin), 폴리에틸렌글리콜(poly ethylene glycol), Na2S04 10H20, Na2HP04 12H20, Zn(NO3)2 6H2O, Na2S3O3 5H20, 및 NaCH3COO3H2O 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 촉진 물질은 다공성 금속재, 고전도성 탄소 플레이크(flake), 또는 탄소 나노 튜브 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상변화 물질은 상기 열전달 촉진 물질보다 더 작은 열전도도를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 잠열 저장체는 상기 저장 케이스의 외주 면에 방열 핀들을 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 잠열 저장체는 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀 아래에 위치하거나 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀 아래에 위치하여 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀이 하나인 때에,
    상기 열 전달체는 상기 전지 셀 상에서 상기 전지 셀의 전극 조립체의 측부에 위치되도록 상기 히트 플레이트를 하나 가지며 하나의 히트 플레이트로부터 이격하여 상기 전지 셀의 전극 리드들 주변에 위치되도록 상기 히트 파이프를 하나 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에,
    상기 열 전달체는 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며, 상기 히트 플레이트의 두께 방향에 직각으로 위치하여 상기 히트 플레이트의 내부를 관통하는 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에,
    상기 열 전달체는 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며, 최외각 전지 셀 상에서 상기 히트 플레이트 상에 위치되는 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지거나 최외각 전지 셀들 사이에서 상기 히트 플레이트의 두께 방향에 직각으로 위치하여 상기 히트 플레이트의 내부를 관통하는 상기 히트 파이프를 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에,
    상기 열 전달체는, 최외각 전지 셀 상에서 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며 상기 히트 플레이트의 두께 방향에 직각으로 위치하여 상기 히트 플레이트의 내부를 관통하는 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지거나, 최외각 전지 셀들 사이에서 상기 히트 플레이트를 하나의 단위로 두 개씩 가지며 두 개의 히트 플레이트들 사이에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에,
    상기 열 전달체는, 최외각 전지 셀 상에서 상기 히트 플레이트를 한 개 가지며 상기 히트 플레이트 상에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지거나, 최외각 전지 셀들 사이에서 상기 히트 플레이트를 하나의 단위로 두 개씩 가지며 두 개의 히트 플레이트들 사이에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀이 두 개 이상인 때에,
    상기 열 전달체는, 상기 히트 플레이트를 하나의 단위로 두 개씩 가지며, 두 개의 히트 플레이트들 사이에 상기 히트 파이프를 적어도 하나 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 열 전달체는 상기 히트 파이프 및 상기 히트 플레이트 중 적어도 하나를 통해 상기 잠열 저장체에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 히트 플레이트가 상기 전지 셀 상에서 상기 히트 파이프보다 상기 전지 셀에 더 인접하는 때에,
    상기 열 전달체는 상기 히트 파이프와 상기 히트 플레이트 사이에 그리고 상기 히트 플레이트와 상기 전지 셀 사이에 접착성 써멀 그리스(thermal grease)를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 히트 파이프, 상기 히트 플레이트와 상기 접착성 써멀 그리스는 순서적으로 작아지는 열전도도를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 히트 플레이트와 상기 히트 파이프가 상기 전지 셀 상에서 서로 이격하는 때에,
    상기 열 전달체는 상기 히트 파이프와 상기 전지 셀 사이에 그리고 상기 히트 플레이트와 상기 전지 셀 사이에 써멀 그리스를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 히트 파이프는 냉매를 금속관으로 감싸며, 상기 히트 플레이트는 금속판 또는 열분해 흑연 시트(pyrolytic graphite sheet; PGS)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 히트 파이프가 상기 히트 플레이트에 복수로 위치되는 때에,
    상기 히트 파이프는 상기 열 전달체들과 상기 전지 셀의 배열 방향에서 볼 때에 상기 잠열 저장체의 내부에서 울타리 모양을 이루는 고립된 기둥 형상, 그물망 모양을 이루는 절곡된 기둥 형상, 및 파이프 오르간 모양을 이루는 고립된 기둥 형상 중 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀은 파우치형 또는 각형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
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