KR101892116B1 - 배터리팩모듈, 배터리팩 및 그 제조방법 - Google Patents

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조종표
표영덕
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Abstract

본 실시예는 복수의 원통형 배터리셀, 2K·N(N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)개의 히트싱크모듈, 배터리홀더 및 메탈폼을 포함하는 배터리팩모듈을 제공하는데, 복수의 원통형 배터리셀은 M×K·N(M 및 N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)의 매트릭스 형태로 배치될 수 있고, 2K·N개의 히트싱크모듈은, 각 행에 배치되는 N개의 배터리셀 각각의 반측면을 둘러싸고 단부가 서로 연결되는 N개의 측면덮개를 포함하며, 두 개의 측면덮개 사이의 연결부위마다 히트싱크커넥터가 형성될 수 있고, 배터리홀더는 배터리셀의 단부가 삽입되는 배터리삽입부가 배터리셀의 배치와 동일한 매트릭스 형태로 형성되고, 배터리삽입부에 형성되는 전극노출부를 통해 배터리셀의 전극을 외부로 노출시킬 수 있고, 메탈폼은 전극노출부를 덮을 수 있다.

Description

배터리팩모듈, 배터리팩 및 그 제조방법{BATTERY PACKAGE MODULE, BATTERY PACKAGE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 실시예는 배터리셀을 패키징하는 기술에 관한 것이다.
최근 첨단기술의 융합과 혁신을 통해 청정에너지인 전기를 이용한 다양한 형태의 이동수단이 개발되고 있으며, 특히 도심집중화로 인한 주차공간의 제약, 교통체증 등으로 인해 마이크로 모빌리티 전기자동차(Micro Mobility Electric Vehicle)에 대한 기술개발이 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 마이크로 모빌리티 EV(Electric Vehicle)는 도심지역에서의 출퇴근, 단거리 이동수단으로서의 편의성과 효율성 등으로 인해 보급이 지속적으로 증대될 것으로 전망되고 있다.
이렇게 마이크로 모빌리티 EV에 대한 수요가 증대됨에 따라 대략 2 ~ 6 kWh급 배터리팩 개발에 대한 필요성이 증대되고 있으나, 이러한 배터리팩 개발은 주로 도 1과 같이 배터리셀 조합에 의해 단순하게 패키징하는 수준의 기술이 대부분을 차지하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리팩의 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 배터리팩은 배터리셀(12)의 양극과 음극에 연결되는 전류수집기(28), 배터리셀(12)과 전류수집기(28)가 수용되는 하우징(2), 외부 단자와 연결되도록 하우징(2)의 양단에 결합되는 상부(4)와 기저부(33) 등으로 구성된다.
그러나, 이러한 종래의 배터리팩은 단순히 복수의 배터리셀을 하우징에 패키징한 구조여서, 필요한 배터리 용량에 맞추어 각각 별개로 제작되어야 하고 공정이 늘어나며 제작비용이 증대되는 문제점이 있었다.
특히, 배터리팩에 구비되는 하우징, 전류수집기 등의 각종 부품들도 배터리셀의 갯수에 따라서 다르게 제작해야 하며, 배터리 용량을 키우기 위해서 연결할 때에도 그 크기와 부피도 필요 이상으로 커짐으로 인해 마이크로 모빌리티 EV에 장착 자체가 불가능해지는 문제점이 있었다.
또한, 사용과 보관시 온도에 민감한 배터리의 출력 특성상 배터리팩의 사용 중에 배터리셀에서 발생되는 발열로 인해 배터리의 지속 시간이 줄어들고 수명이 단축되는 문제점도 있었다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 일 목적은, 필요한 배터리 용량에 따라 배터리팩의 확장이 용이해짐과 더불어 배터리팩 전체의 부피와 무게도 최소화할 수 있는 배터리 팩킹 기술을 제공하는 것이다.
본 실시예의 다른 목적은, 사용시 배터리셀에서 발생되는 발열을 냉각시키는 구조를 배터리팩에 일체로 구비시킴으로써 배터리의 출력을 일정하게 유지하고 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 배터리 팩킹 기술을 제공하는 것이다.
본 실시예의 또 다른 목적은, 적층되는 배터리팩 사이에 결합되는 통전부재의 저항을 줄여 통전 효율을 높임과 동시에 통전부재끼리의 밀착 결합이 이루어지게 되는 배터리 팩킹 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 실시예의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 복수의 원통형 배터리셀, 2K·N(N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)개의 히트싱크모듈, 배터리홀더 및 메탈폼을 포함하는 배터리팩모듈을 제공한다.
복수의 원통형 배터리셀은 M×K·N(M 및 N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)의 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
2K·N개의 히트싱크모듈은, 각 행에 배치되는 N개의 배터리셀 각각의 반측면을 둘러싸고 단부가 서로 연결되는 N개의 측면덮개를 포함하며, 두 개의 측면덮개 사이의 연결부위마다 히트싱크커넥터가 형성될 수 있다.
배터리홀더는 배터리셀의 단부가 삽입되는 배터리삽입부가 배터리셀의 배치와 동일한 매트릭스 형태로 형성되고, 배터리삽입부에 형성되는 전극노출부를 통해 배터리셀의 전극을 외부로 노출시킬 수 있다.
메탈폼은 전극노출부를 덮을 수 있다.
각각의 히트싱크모듈은 히트싱크커넥터를 통해 다른 히트싱크모듈과 결합될 수 있다.
일 히트싱크모듈에 접하는 일 배터리셀에서 생성된 열 중 일부의 열은 측면덮개 및 히트싱크커넥터를 통해 다른 일 히트싱크모듈로 전달되고, 다른 일부의 열은 외주면이 마주보는 측면덮개들 사이에 형성되는 공기유로를 통해 외부로 배출될 수 있다.
메탈폼에 의해 복수의 원통형 배터리셀이 병렬로 연결되고, 서로 다른 배터리팩모듈에 배치되는 두 개의 메탈폼은 서로 전기적으로 연결되면서 배터리팩모듈들을 직렬로 연결시킬 수 있다.
히트싱크모듈은, 측면덮개의 내주면 측으로 형성되는 제1히트싱크커넥터를 포함하고, 제1히트싱크커넥터는 측면덮개의 단부에서 돌출되어 형성되는 제1히트싱크수커넥터 및 측면덮개의 단부에서 인입되어 형성되는 제1히트싱크암커넥터로 분류될 수 있다. 그리고, 제1히트싱크수커넥터와 제1히트싱크암커넥터는 연결부위마다 교번하여 형성될 수 있다.
히트싱크모듈은, 측면덮개의 외주면 측으로 형성되는 제2히트싱크커넥터를 포함하고, 제2히트싱크커넥터는 측면덮개 단부의 접선방향으로 형성되고, 돌출형상을 가지는 제2히트싱크수커넥터 및 인입형상을 가지는 제2히트싱크암커넥터로 분류될 수 있다. 그리고, 제2히트싱크수커넥터와 제2히트싱크암커넥터는 연결부위마다 교번하여 형성될 수 있다.
히트싱크모듈은, 외곽에 위치하는 측면덮개의 단부에 형성되는 히트싱크단부커넥터를 포함하고, 히트싱크단부커넥터는 히트싱크모듈의 제1측 외곽에 위치하는 측면덮개의 단부에 위치하는 히트싱크단부수커넥터 및 제2측 외곽에 위치하는 측면덮개의 단부에 위치하는 히트싱크단부암커넥터로 분류될 수 있다. 그리고, 히트싱크단부수커넥터 및 히트싱크단부암커넥터는 서로 결합되는 구조의 형상을 가질 수 있다.
메탈폼은 배터리셀 각각의 중심위치마다 배터리셀의 전극방향으로 돌출된 부분을 포함할 수 있다.
배터리홀더의 외곽에는 홀더암커넥터 및 홀더수커넥터를 포함하는 홀더커넥터가 배치되고, 메탈폼이 전극노출부에 결합할 때, 메탈폼은 홀더암커넥터와 동일한 높이로 돌출되거나 홀더암커넥터보다 외곽 측으로 더 돌출될 수 있다.
외주면이 마주보는 복수의 상기 측면덮개 사이에 공기유로가 형성되고, 복수의 공기유로에 대응되는 위치 중 적어도 하나의 위치에 돌출되어 형성되는 홀더수커넥터가 배치되고, 적어도 하나의 다른 위치에 홀더수커넥터에 대응되는 홀더암커넥터가 형성되며, 홀더수커넥터의 내부에는 공기유로와 연결되는 홀이 형성될 수 있다.
다른 실시예는, 복수의 배터리팩모듈이 직렬로 연결되는 배터리팩에 있어서, 복수의 원통형 배터리셀, 2K·N개의 히트싱크모듈, 배터리홀더 및 메탈폼을 포함하는 배터리팩모듈이 배터리셀의 길이 방향으로 적층되는 배터리팩을 제공한다.
복수의 원통형 배터리셀은 M×K·N(M 및 N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)의 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
2K·N개의 히트싱크모듈은, 각 행에 배치되는 N개의 배터리셀 각각의 반측면을 둘러싸고 단부가 서로 연결되는 N개의 측면덮개를 포함하며, 두 개의 측면덮개 사이의 연결부위마다 히트싱크커넥터가 형성될 수 있다.
배터리홀더는 배터리셀의 단부가 삽입되는 배터리삽입부가 배터리셀의 배치와 동일한 매트릭스 형태로 형성되고, 배터리삽입부에 형성되는 전극노출부를 통해 배터리셀의 전극을 외부로 노출시킬 수 있다.
메탈폼은 전극노출부를 덮으면서 복수의 원통형 배터리셀을 병렬로 연결시킬 수 있다.
복수의 배터리팩모듈이 배터리셀의 길이 방향으로 적층되고 각각의 배터리팩모듈에 배치되는 메탈폼 사이의 접촉에 의해 배터리팩모듈들이 전기적으로 직렬연결될 수 있다.
외주면이 마주보는 복수의 측면덮개 사이에 공기유로가 형성되고, 배터리홀더에는 공기유로에 대응되는 위치에 제1공기유로홀이 형성되고, 메탈폼에는 공기유로에 대응되는 위치에 제2공기유로홀이 형성될 수 있다.
배터리팩의 양단에 배치되는 메탈폼은 금속성의 클램핑플레이트로 덮혀지고, 클램핑플레이트에는 공기유로에 대응되는 제3공기유로홀이 형성될 수 있다.
각각의 히트싱크모듈은 히트싱크커넥터를 통해 다른 히트싱크모듈과 결합되고, 일 히트싱크모듈에 접하는 일 배터리셀에서 생성된 열 중 일부의 열은 측면덮개 및 히트싱크커넥터를 통해 다른 일 히트싱크모듈로 전달되고, 다른 일부의 열은 외주면이 마주보는 측면덮개들 사이에 형성되는 공기유로를 통해 외부로 배출될 수 있다.
메탈폼은 배터리셀 각각의 중심위치마다 배터리셀의 전극방향으로 돌출된 부분을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예는, 배터리팩을 제조하는 방법을 제공한다.
이러한 방법은, M×K·N(M 및 N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)의 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 원통형 배터리셀을 준비하는 단계; 압출을 통해, 각 행에 배치되는 N개의 상기 배터리셀 각각의 반측면을 둘러싸고 단부가 서로 연결되는 N개의 측면덮개를 포함하고, 두 개의 측면덮개 사이의 연결부위마다 히트싱크커넥터가 형성되는 2K·N개의 히트싱크모듈을 생성하는 단계; 히트싱크모듈을 N개의 배터리셀의 측면으로 결합시키고, 히트싱크커넥터를 이용하여 2K·N개의 히트싱크모듈을 결합시키는 단계; 히트싱크모듈이 결합된 복수의 원통형 배터리셀의 단부를 양단으로 배치되는 배터리홀더의 배터리삽입부에 삽입하는 단계; 배터리삽입부에 형성되고 배터리셀의 전극을 외부로 노출시키는 전극노출부를 덮도록 메탈폼을 배치하는 단계; 및 복수의 배터리팩모듈에 배치되는 메탈폼 사이의 접촉에 의해 복수의 배터리팩모듈이 전기적으로 직렬연결되도록 복수의 배터리팩모듈을 배터리셀의 길이 방향으로 적층시키는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 이러한 방법은, 배터리팩의 양단에 배치되는 메탈폼을 금속성의 클램핑플레이트로 덮는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 실시예에 의하면, 필요한 배터리 용량에 따라 배터리팩의 확장이 용이해짐과 더불어 배터리팩 전체의 부피와 무게도 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 배터리팩의 사용시 배터리셀에서 발생되는 발열을 냉각시키는 방열구조를 구비함으로써 배터리의 출력을 일정하게 유지하고 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 적층되는 배터리팩 사이에 결합되는 통전부재의 저항을 줄여 통전 효율을 높임과 동시에 통전부재끼리의 밀착 결합이 이루어지게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리팩의 분해사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리팩의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 분해사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리셀에 히트싱크모듈이 결합된 상태의 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 상면도 및 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 제1결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 제2결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 제3결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 한 행을 구성하는 배터리셀 및 히트싱크모듈의 결합도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 매트릭스 배열을 구성하는 배터리셀 및 히트싱크모듈의 상면도 및 측면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 배터리홀더의 상면도, 단면도 및 측면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 메탈폼의 상면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 제조 흐름을 나타내는 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 배터리팩모듈에 클램핑플레이트, 클램핑커버 및 브라켓이 더 결합하는 것을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리팩의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 배터리팩(100)은 배터리셀의 길이 방향으로 적층되는 다수의 배터리팩모듈(110)을 포함할 수 있다.
그리고, 배터리팩(100)에서 적층된 다수의 배터리팩모듈(110)의 양단은 금속성의 클램핑플레이트 및 클램핑커버(120)에 의해 마감될 수 있고, 외곽, 특히 모서리들은 비전도성의 브라켓들(142 및 144)에 의해 마감될 수 있다.
하나의 배터리팩모듈(110)에 배치되는 배터리셀들은 서로 병렬로 연결되고, 다수의 배터리팩모듈(110)은 전기적으로 직렬연결될 수 있다. 이러한 배치에 따라, 배터리팩(100)의 일단은 금속성의 음(-)의 단자와 연결되고, 배터리팩(100)의 타단은 금속성의 양(+)의 단자와 연결될 수 있다.
배터리팩(100)은 전압과 전류를 모니터링하거나, 전압과 전류의 이상 작동-예를 들어, 과전압, 과전류-에 대응하기 위한 BMS(Battery Management System)회로를 포함할 수 있는데, BMS회로는 전술한 모니터링 기능, 보호 기능 및 방열 제어 기능 등을 수행할 수 있다.
적층된 다수의 배터리팩모듈(110)을 덮는 커버(146) 상에 배치되는 BMS회로는 배터리팩(100)의 음의 단자 및 양의 단자와 전력선을 통해 연결될 수 있다. 그리고, 배터리팩(100)은 BMS회로의 방열을 위해 BMS회로에 부착되는 별도의 방열부재를 포함할 수 있다.
배터리팩(100)은 전체적으로 4각 기둥의 형상을 가질 수 있는데, 배터리팩(100)을 구성하는 각각의 배터리팩모듈(110)이 4각 기둥의 형상을 가질 수 있다.
배터리팩모듈(110)을 구성하는 각각의 구성들은 용접이나 접착제와 같은 비가역적인 접착 방법을 사용하지 않고 결합될 수 있다. 그리고, 다수의 배터리팩모듈(110)이 적층될 때에도 용접이나 접착제와 같은 비가역적인 접착 방법이 사용되지 않고, 커넥터와 같은 기구적인 결합에 의해서 적층될 수 있다. 또한, 클램핑커버(120) 및 브라켓들(142 및 144)도 나사/볼트와 같은 기구적인 결합에 의해서 결합되고, 단자와 전력선, 그리고, 전력선과 BMS회로도 나사/볼트와 같은 기구적인 결합에 의해서 결합될 수 있다.
배터리팩모듈(110)은 각각의 구성이 결합될 때, 용접이나 접착제와 같은 비가역적인 접착 방법이 사용되지 않고 나사/볼트/커넥터와 같은 기구적인 결합 방법이 사용됨으로써 제조가 용이하고 부품 교체와 같은 유지 보수가 용이한 장점을 가지고 있다. 여기서, 비가역적인 접착 방법이란, 전기나 열에 의해 상태가 변경되는 물질을 이용하여 두 개의 구성을 접착시키는 방법으로, 상태가 변경된 물질은 상온에서 원래의 물질로 되돌아오지 않는다.
배터리팩(100)에서 배터리셀들의 측면은 배터리팩(100)이 설치되는 장소-예를 들어, 자동차의 배터리 격납고-의 바닥면과 나란하게 배치될 수 있다. 다시 말해, 배터리팩(100)에서 배터리셀의 길이 방향과 배터리팩(100)이 설치되는 장소의 바닥면이 나란할 수 있다. 배터리셀은 일 방향으로 길게 연장되는 원통형의 형상을 가질 수 있는데, 일 실시예에 따른 배터리팩(100)과 같이 배터리셀이 배치됨으로써, 배터리팩(100)의 높이를 낮출 수 있고, 배터리팩(100)의 전압을 쉽게 조절할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 분해사시도이다.
도 3을 참조하면, 배터리팩모듈(110)은 배터리셀(310), 히트싱크모듈(320), 배터리홀더(330) 및 메탈폼(340) 등을 포함할 수 있다.
배터리팩모듈(110)에는 복수의 원통형 배터리셀(310)이 매트릭스 형태로 배치되고, 배터리셀(310)의 측면-원기둥의 측면-을 둘러싸도록 히트싱크모듈(320)이 배치될 수 있다.
히트싱크모듈(320)이 결합된 배터리셀(310)의 단부에는 배터리홀더(330)가 결합될 수 있다. 동일한 형상의 두 개의 배터리홀더(330)가 하나는 일 방향-예를 들어, 배터리셀(310)의 상측 방향-으로 다른 하나는 일 방향의 반대 방향-예를 들어, 배터리셀(310)의 하측 방향-으로 배터리셀(310)에 결합될 수 있다.
복수의 배터리셀(310)을 둘러싸는 복수의 히트싱크모듈(320)이 서로 결합되어 있기 때문에 배터리팩모듈(110)을 구성하는 복수의 배터리셀(310)은 측면 방향으로 고정되어 있는데, 이러한 측면 방향의 고정력은 배터리셀(310)의 양 단부에 결합되는 배터리홀더(330)에 의해 더 강화되게 된다. 그리고, 배터리홀더(330)는 배터리셀(310)의 길이 방향 움직임을 제어하는 기능을 수행한다.
배터리홀더(330) 상에는 메탈폼(340)이 배치된다. 배터리홀더(330) 및 메탈폼(340)은 배터리셀(310)의 상측과 하측에 대칭적으로 동일한 구조로 배치될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리셀에 히트싱크모듈이 결합된 상태의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 복수의 원통형 배터리셀(310)은 M×K·N(M 및 N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)의 매트릭스 형태로 배치되고, 각각의 배터리셀(310)은 히트싱크모듈(320)에 의해 측면이 둘러싸일 수 있다.
히트싱크모듈(320)은 일 방향으로 여러 개의 배터리셀(310)을 둘러쌀 수 있는데, 편의상 이러한 일 방향을 행으로 부르고, 그 수직된 방향을 열로 부를 수 있다.
히트싱크모듈(320)은 각 행에 배치되는 N개의 배터리셀(310)의 반측면을 둘러쌀 수 있는데, 배터리팩모듈에는 이러한 히트싱크모듈(320)이 2K·N개 배치될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 상면도 및 사시도이다.
도 5를 참조하면, 히트싱크모듈(320)은 배터리셀 각각의 반측면을 둘러싸는 복수의 측면덮개(510a ~ 510e)를 포함할 수 있다. 복수의 측면덮개(510a ~ 510e) 각각에 하나씩의 배터리셀이 결합한다.
히트싱크모듈(320)은 N개의 배터리셀의 반측면을 둘러싸기 때문에, 두 개의 히트싱크모듈(320)이 결합하여 N개의 배터리셀 전체 측면을 둘러싸게 된다.
히트싱크모듈(320)은 다른 히트싱크모듈(320)과 결합하기 위하여 여러 개의 커넥터(522, 524, 532, 534, 542 및 544)를 포함할 수 있다.
히트싱크모듈(320)에서 복수의 측면덮개(510a ~ 510e)는 단부가 서로 연결되는데, 두 개의 측면덮개(510a ~ 510e) 사이의 연결부위마다 히트싱크커넥터(522, 524, 532 및 534)가 형성될 수 있다.
히트싱크커넥터(522, 524, 532 및 534)는 측면덮개(510a ~ 510e)의 내주면 측으로 형성되는 제1히트싱크커넥터(522 및 524)와 측면덮개(510a ~ 510e)의 외주면 측으로 형성되는 제2히트싱크커넥터(532 및 534)로 분류될 수 있다.
그리고, 제1히트싱크커넥터(522 및 524)는 측면덮개(510a ~ 510e)의 단부에서 돌출되어 형성되는 제1히트싱크수커넥터(522)와 측면덮개(510a ~ 510e)의 단부에서 인입되어 형성되는 제1히트싱크암커넥터(524)로 분류될 수 있다.
제1히트싱크수커넥터(522)는 단면이 공과 같은 형상으로 구성될 수 있다. 히트싱크모듈(320)이 배터리셀의 길이 방향으로 배터리셀의 측면을 둘러싸는 형상을 가지기 때문에, 제1히트싱크수커넥터(522)도 단면이 공과 같은 형상을 가지면서 배터리셀의 길이 방향으로 길게 늘어설 수 있다.
제1히트싱크암커넥터(524)는 제1히트싱크수커넥터(522)에 대응되는 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1히트싱크암커넥터(524)는 제1히트싱크수커넥터(522)를 감싸는 단면 형상을 가질 수 있는데, 그 단면 형상은 예를 들어, 속이 비고 일부는 오픈된 링의 형상일 수 있다.
일 히트싱크모듈(320)의 제1히트싱크수커넥터(522)가 다른 일 히트싱크모듈(320)의 제1히트싱크암커넥터(524)와 결합되면서 두 개의 히트싱크모듈(320)이 결합될 수 있다.
배터리팩모듈을 구성하는 모든 히트싱크모듈(320)은 동일한 형상을 가질 수 있다. 일 방향으로 배치되는 히트싱크모듈(320)과 다른 방향-예를 들어, 일 방향이 뒤집힌 방향-으로 배치되는 히트싱크모듈(320)은 제1히트싱크커넥터(522 및 524)를 통해 서로 결합될 수 있다. 이러한 결합을 위해, 제1히트싱크수커넥터(522)와 제1히트싱크암커넥터(524)는 측면덮개(510a ~ 510e)의 연결부위마다 교번하여 형성되고, 그 수는 서로 동일할 수 있다.
제2히트싱크커넥터(532 및 534)는 측면덮개(510a ~ 510e) 단부의 접선방향으로 형성되고, 돌출형상을 가지는 제2히트싱크수커넥터(532) 및 인입형상을 가지는 제2히트싱크암커넥터(534)로 분류될 수 있다.
제2히트싱크수커넥터(522)는 돌출된 부분의 일부의 단면이 공과 같은 형상으로 구성될 수 있다. 히트싱크모듈(320)이 배터리셀의 길이 방향으로 배터리셀의 측면을 둘러싸는 형상을 가지기 때문에, 제2히트싱크수커넥터(532)도 일부분의 단면이 공과 같은 형상을 가지면서 배터리셀의 길이 방향으로 길게 늘어설 수 있다.
제2히트싱크암커넥터(534)는 제2히트싱크수커넥터(532)에 대응되는 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2히트싱크암커넥터(534)는 제2히트싱크수커넥터(532)를 감싸는 단면 형상을 가질 수 있는데, 그 단면 형상은 예를 들어, 속이 비고 일부는 오픈된 링의 형상일 수 있다.
일 히트싱크모듈(320)의 제2히트싱크수커넥터(532)가 다른 일 히트싱크모듈(320)의 제2히트싱크암커넥터(534)와 결합되면서 두 개의 히트싱크모듈(320)이 결합될 수 있다.
배터리팩모듈을 구성하는 모든 히트싱크모듈(320)은 동일한 형상을 가질 수 있다. 일 방향으로 배치되는 히트싱크모듈(320)과 다른 방향-예를 들어, 일 방향이 뒤집힌 방향-으로 배치되는 히트싱크모듈(320)은 제2히트싱크커넥터(532 및 534)를 통해 서로 결합될 수 있다. 이러한 결합을 위해, 제2히트싱크수커넥터(532)와 제2히트싱크암커넥터(534)는 측면덮개(510a ~ 510e)의 연결부위마다 교번하여 형성되고, 그 수는 서로 동일할 수 있다.
제2히트싱크커넥터(532 및 534)와 측면덮개(510a ~ 510e)의 단부 사이에는 홀(550a 및 550b)이 형성될 수 있다.
히트싱크모듈(320)에서 외곽에 위치하는 측면덮개(510a 및 510e)의 단부에는 히트싱크단부커넥터(542 및 544)가 형성될 수 있다.
히트싱크단부커넥터(542 및 544)는 히트싱크모듈(320)의 제1측 외곽에 위치하는 측면덮개(510e)의 단부에 위치하는 히트싱크단부수커넥터(542) 및 제2측 외곽에 위치하는 측면덮개(510a)의 단부에 위치하는 히트싱크단부암커넥터(544)로 분류될 수 있고, 히트싱크단부수커넥터(542) 및 히트싱크단부암커넥터(544)는 서로 결합되는 구조의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 히트싱크단부수커넥터(542)는 다른 히트싱크모듈(320) 방향으로 돌출된 형상을 가질 수 있고, 히트싱크단부암커넥터(544)는 히트싱크단부수커넥터(542)의 돌출부가 삽입될 수 있는 인입 형상을 가질 수 있다. 히트싱크모듈(320)이 배터리셀의 길이 방향으로 배터리셀의 측면을 둘러싸는 형상을 가지기 때문에, 히트싱크단부수커넥터(542) 및 히트싱크단부암커넥터(544)도 배터리셀의 길이 방향으로 길게 늘어설 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 제1결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1히트싱크모듈(320a)의 제1히트싱크수커넥터(522)와 제2히트싱크모듈(320b)의 제1히트싱크암커넥터(524)가 결합하면서 제1히트싱크모듈(320a)과 제2히트싱크모듈(320b)이 결합될 수 있다. 그리고, 제1히트싱크모듈(320a)의 제1히트싱크암커넥터(524)와 제2히트싱크모듈(320b)의 제1히트싱크수커넥터(522)가 결합하면서 제1히트싱크모듈(320a)과 제2히트싱크모듈(320b)이 결합될 수 있다. 이때, 제1히트싱크수커넥터(522)와 제1히트싱크암커넥터(524)의 결합에 의해, 제1히트싱크모듈(320a)의 내측면과 제2히트싱크모듈(320b)의 내측면이 결합되고, 그 사이에 배치되는 배터리셀(310)을 둘러쌀 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 제2결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1히트싱크모듈(320a)의 제2히트싱크수커넥터(532)와 제2히트싱크모듈(320b)의 제2히트싱크암커넥터(534)가 결합하면서 제1히트싱크모듈(320a)과 제2히트싱크모듈(320b)이 결합될 수 있다. 그리고, 제1히트싱크모듈(320a)의 제2히트싱크암커넥터(534)와 제2히트싱크모듈(320b)의 제2히트싱크수커넥터(532)가 결합하면서 제1히트싱크모듈(320a)과 제2히트싱크모듈(320b)이 결합될 수 있다. 이때, 제2히트싱크수커넥터(532)와 제2히트싱크암커넥터(534)의 결합에 의해, 제1히트싱크모듈(320a)의 외측면과 제2히트싱크모듈(320b)의 외측면이 결합될 수 있다.
배터리셀(310)과, 배터리셀(310)의 측면을 둘러싸는 두 개의 히트싱크모듈(320a 및 320b)이 제1히트싱크커넥터(도 6의 522 및 524 참조)에 의해 결합하여 하나의 서브모듈(710a, 710b)을 형성할 수 있는데, 각각의 서브모듈(710a 및 710b)은 제2히트싱크커넥터(532 및 534)에 의해 서로 결합될 수 있다.
도 7에 도시된 제2결합 구조는 각각의 서브모듈(710a 및 710b)이 열 방향으로 결합되는 것인데, 각각의 서브모듈(710a 및 710b)은 행 방향으로 결합(제3결합)될 수도 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 히트싱크모듈의 제3결합 구조를 나타내는 도면이고, 도 9는 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 한 행을 구성하는 배터리셀 및 히트싱크모듈의 결합도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1서브모듈(710a)에 포함된 제1히트싱크모듈(320a)의 히트싱크단부수커넥터(542a)와 제2서브모듈(710b)에 포함된 제3히트싱크모듈(320c)의 히트싱크단부암커넥터(544b)가 결합되고, 제1서브모듈(710a)에 포함된 제2히트싱크모듈(320b)의 히트싱크단부암커넥터(544a)와 제2서브모듈(710b)에 포함된 제4히트싱크모듈(320d)의 히트싱크단부수커넥터(542b)가 결합하면서 제1서브모듈(710a)과 제2서브모듈(710b)이 행 방향으로 결합될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 매트릭스 배열을 구성하는 배터리셀 및 히트싱크모듈의 상면도 및 측면도이다.
도 10을 참조하면, 배터리셀(310)은 히트싱크모듈(320)에 의해 둘러싸이는데, 히트싱크모듈(320)은 제1히트싱크커넥터(522 및 524), 제2히트싱크커넥터(532 및 534), 및 히트싱크단부커넥터(542 및 544)에 의해 서로 결합되면서 배터리셀(310)을 매트릭스 형태로 배치시킬 수 있다.
한편, 히트싱크모듈(320)은 배터리셀(310)의 외주면을 둘러싸는 부분(510)과 커넥터 부분(522, 524, 532, 534, 542 및 544)을 제외한 나머지 부분에서 공기유로(1010)를 형성할 수 있다.
히트싱크모듈(320)에서 공기유로(1010)는 외주면이 마주보는 측면덮개(510) 사이에 형성되는데, 이러한 공기유로(1010)는 배터리셀(310)에서 생성된 열을 외부로 배출하는 기능을 수행할 수 있다.
히트싱크모듈(320)에 접하는 배터리셀(310)에서 생성된 열 중 일부의 열은 측면덮개(510) 및 히트싱크커넥터(522, 524, 532 및 534)를 통해 다른 히트싱크모듈(320)로 전달될 수 있다. 그리고, 배터리셀(310)에서 생성된 열 중 다른 일부의 열은 공기유로(1010)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
배터리셀(310)에 히트싱크모듈(320)이 결합되고, 배터리셀(310)이 매트릭스 형태로 배치되면, 배터리셀(310)의 단부로 배터리홀더가 결합될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 배터리홀더의 상면도, 단면도 및 측면도이다.
도 11을 참조하면, 배터리홀더(330)에는 배터리셀의 단부가 삽입되는 배터리삽입부(1110)가 배터리셀의 배치와 동일한 매트릭스 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 배터리삽입부(1110)의 단부는 적어도 하나의 막대(1122)에 의해 가로막힐 수 있는데, 막대(1122)는 배터리셀의 길이 방향 움직임을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 배터리삽입부(1110)의 단부에서 막대(1122)가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역은 전극노출부(1120)를 형성할 수 있다. 배터리셀의 전극은 전극노출부(1120)를 통해 외부로 노출될 수 있다.
배터리홀더(330)의 내측프레임(1150)은 히트싱크모듈의 측면덮개 사이에 형성되는 공기유로(1010)에 대응되는 위치에 제1공기유로홀(1132)이 형성될 수 있다.
배터리홀더(330)의 외곽 프레임(1140)에는 외곽공기유로홀(1134)이 형성될 수 있는데, 외곽공기유로홀(1134)은 최외곽에 위치하는 히트싱크모듈의 측면덮개의 외주면이 만나는 부분에 대응될 수 있다. 그리고, 외곽 프레임(1140)에는 제1홀더수커넥터(1162, 1172) 및 제1홀더암커넥터(1164, 1174)를 포함하는 제1홀더커넥터(1162, 1172, 1164 및 1174)가 배치될 수 있다. 일 배터리홀더(330)의 제1홀더수커넥터(1162, 1172)는 다른 배터리홀더(330)의 제1홀더암커넥터(1164, 1174)와 연결되고, 일 배터리홀더(330)의 제1홀더암커넥터(1164, 1174)는 다른 배터리홀더(330)의 제1홀더수커넥터(1162, 1172)와 연결되면서 두 개의 배터리홀더(330)가 연결될 수 있다. 배터리홀더(330)가 연결된다는 것은 두 개의 배터리팩모듈이 결합되는 것을 의미할 수 있다.
제1홀더커넥터(1162, 1172, 1164 및 1174)는 모서리에 배치되는 커넥터(1162, 1164)와 꼭지점에 배치되는 커넥터(1172, 1174)로 구분될 수 있다. 모서리에 배치되는 커넥터(1162, 1164)는 모서리와 나란한 1자 형상을 가질 수 있고, 꼭지점에 배치되는 커넥터(1172, 1174)는 꼭지점에서 수직이 되는 L자 형상을 포함할 수 있다.
배터리홀더(330)는 내측프레임(1150)에 형성되는 제2홀더커넥터(1182, 1184)를 포함할 수 있다. 제2홀더커넥터(1182, 1184)는 측면덮개 사이의 공기유로에 대응되는 위치에 형성될 수 있는데, 내부에 공기가 유통될 수 있는 홀을 가지고 있어서, 공기유로에서의 공기 흐름을 막지는 않는 구조를 가질 수 있다.
배터리홀더(330)는 복수의 공기유로에 대응되는 위치 중 적어도 하나의 위치에 돌출되어 형성되는 홀더수커넥터(1182)가 배치되고, 적어도 하나의 다른 위치에 홀더수커넥터(1182)에 대응되는 홀더암커넥터(1184)가 형성되며, 홀더수커넥터(1182)의 내부에는 공기유로와 연결되는 홀이 형성될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 메탈폼의 상면도이다.
메탈폼(340)은 배터리홀더의 전극노출부를 덮으면서, 배터리홀더에 결합할 수 있다. 그리고, 메탈폼(340)은 전체가 전기적으로 연결되어 있어서, 전극노출부를 통해 노출되는 배터리셀들의 전극을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 하나의 배터리팩모듈에서 메탈폼(340)은 배터리셀의 상측과 하측으로 각각 2개가 배치됨으로써 배터리팩모듈 내의 전체 배터리셀을 병렬로 연결시킬 수 있다.
메탈폼(340)은 금속성의 물질로 구성되어 높은 전도성을 가지고, 다공질 구조를 가짐으로서 압축과 휨 등의 변형이 쉽다.
배터리팩모듈은 메탈폼(340)을 통해 배터리셀들의 전극을 연결시킴으로써 스폿 용접과 같은 가역적인 접착 방법을 사용할 필요가 없으며, 기구적인 결합 방법을 사용하여 배터리셀 교체 등의 유지 보수가 유리한 장점을 가진다.
메탈폼(340)은 배터리홀더의 전극노출부의 위치에 대응되는 전극접촉부(1210) 및 공기유로의 위치에 대응되는 제2공기유로홀(1220)을 포함할 수 있다.
각각의 배터리셀의 전극 위치에 형성되는 다수의 전극접촉부(1210)는 서로 연결됨으로써 전체 전극접촉부(1210)가 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
전극접촉부(1210)에서 각 배터리셀의 중심위치와 대응되는 위치에는 배터리셀의 전극방향으로 돌출된 돌출폼부(1230)를 포함할 수 있다. 이러한 돌출폼부(1230)에 의해 메탈폼(340)과 배터리셀의 전기적인 연결이 강화될 수 있다.
제2공기유로홀(1220)은 서브모듈에 형성되는 공기유로 및 배터리홀더에 형성되는 제1공기유로홀의 위치에 대응되어 형성되는데, 배터리셀에서 생성된 열은 공기유로, 제1공기유로홀 및 제2공기유로홀(1220)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
메탈폼(1240)은 평면상에서 외곽 방향으로 돌출된 부분(1240)을 포함할 수 있다. 이러한 돌출된 부분(1240)은 배터리홀더에서 제1홀더수커넥터에 근접한 위치까지 연장될 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 배터리팩모듈의 제조 흐름을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 원통형 배터리셀(310)이 준비되고, 배터리셀(310)의 측면을 둘러싸는 히트싱크모듈(320)이 배터리셀(310)에 결합될 수 있다(S1310).
여기서, 히트싱크모듈(320)은 압출에 의해 생성될 수 있다. 그리고, 생성된 히트싱크모듈(320)은 배터리셀(310)의 측면으로 결합하는데, 이때, 두 개의 히트싱크모듈(320)가 제1히트싱크커넥터를 통해 서로 결합하면서 하나의 서브모듈을 구성할 수 있다. 그리고, 서브모듈은 다시 히트싱크모듈(320)의 제2히트싱크커넥터를 통해 서로 결합할 수 있다.
그리고, 히트싱크모듈(320)이 결합된 복수의 원통형 배터리셀(310)의 단부가 양단으로 배치되는 배터리홀더(330)의 배터리삽입부에 삽입될 수 있다(S1320).
그리고, 배터리삽입부에 형성되고 배터리셀(310)의 전극을 외부로 노출시키는 전극노출부를 덮도록 두 개의 메탈폼(340)이 상측과 하측의 배터리홀더(330)에 각각 결합할 수 있다(S1330).
배터리팩모듈이 제조된 후에, 복수의 배터리팩모듈이 배터리셀(310)의 길이 방향으로 적층되면서 배터리팩을 구성할 수 있다.
한편, 배터리팩모듈 사이의 전기적인 연결은 메탈폼에 의해 이루어질 수 있다. 메탈폼이 전극노출부에 결합할 때, 메탈폼은 홀더암커넥터와 동일한 높이로 돌출되거나 홀더암커넥터보다 외곽 측으로 더 돌출될 수 있다. 홀더수커넥터는 홀더암커넥터의 내부로 삽입되기 때문에 홀더수커넥터와 홀더암커넥터의 결합에 의해서 생성되는 배터리팩모듈 사이의 간극은 홀더암커넥터의 돌출 높이로 결정될 수 있다. 이때, 메탈폼의 외부 방향 돌출 높이가 홀더암커넥터의 돌출 높이 이상이 되어 메탈폼 사이의 접촉이 이루어지고, 제1배터리팩모듈과 제2배터리팩모듈이 전기적으로 연결될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 배터리팩모듈에 클램핑플레이트, 클램핑커버 및 브라켓이 더 결합하는 것을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 배터리팩모듈(110)이 결합된 후에, 복수의 배터리팩모듈(110)에 배치되는 메탈폼 사이의 접촉에 의해 복수의 배터리팩모듈(110)이 전기적으로 직렬연결되도록 복수의 배터리팩모듈(110)이 배터리셀의 길이 방향으로 적층될 수 있다.
그리고, 배터리팩(100)의 양단에 배치되는 메탈폼을 금속성의 클램핑플레이트(1410)가 덮을 수 있다. 이때, 클램핑플레이트(1410)에는 공기유로에 대응되는 제3공기유로홀(1420)이 형성되어 있을 수 있다.
클램핑프레이트(120)가 결합된 후에는 클램핑커버(120) 및 브라켓(142)이 결합될 수 있다. 그리고, 클램핑커버(120) 및 브라켓(142)은 공기유로를 막지 않도록 공기유로에 대응되는 위치가 개방되어 있을 수 있다.
이상과 같은 본 실시예에 의하면, 필요한 배터리 용량에 따라 배터리팩의 확장이 용이해짐과 더불어 배터리팩 전체의 부피와 무게도 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 배터리팩의 사용시 배터리셀에서 발생되는 발열을 냉각시키는 방열구조를 구비함으로써 배터리의 출력을 일정하게 유지하고 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 적층되는 배터리팩 사이에 결합되는 통전부재의 저항을 줄여 통전 효율을 높임과 동시에 통전부재끼리의 밀착 결합이 이루어지게 되는 효과가 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 배터리팩모듈에 있어서,
    M×K·N(M 및 N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)의 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 원통형 배터리셀;
    각 행에 배치되는 N개의 상기 배터리셀 각각의 반측면을 둘러싸고 단부가 서로 연결되는 N개의 측면덮개를 포함하고, 두 개의 상기 측면덮개 사이의 연결부위마다 히트싱크커넥터가 형성되는 2K·N개의 히트싱크모듈;
    상기 배터리셀의 단부가 삽입되는 배터리삽입부가 상기 배터리셀의 배치와 동일한 매트릭스 형태로 형성되고, 상기 배터리삽입부에 형성되는 전극노출부를 통해 상기 배터리셀의 전극을 외부로 노출시키는 배터리홀더; 및
    상기 전극노출부를 덮는 메탈폼을 포함하고,
    각각의 히트싱크모듈은 상기 히트싱크커넥터를 통해 다른 히트싱크모듈과 결합되고,
    일 히트싱크모듈에 접하는 일 배터리셀에서 생성된 열 중 일부의 열은 상기 측면덮개 및 상기 히트싱크커넥터를 통해 다른 일 히트싱크모듈로 전달되고, 다른 일부의 열은 외주면이 마주보는 측면덮개들 사이에 형성되는 공기유로를 통해 외부로 배출되고,
    상기 메탈폼에 의해 상기 복수의 원통형 배터리셀이 병렬로 연결되고, 서로 다른 배터리팩모듈에 배치되는 두 개의 상기 메탈폼은 서로 전기적으로 연결되면서 배터리팩모듈들을 직렬로 연결시키고,
    상기 메탈폼은 금속성의 물질로 구성되고 다공질 구조를 가지며, 상기 배터리셀 각각의 중심위치마다 상기 배터리셀의 전극방향으로 돌출된 부분을 포함하고,
    상기 히트싱크모듈은, 상기 측면덮개의 내주면 측으로 형성되는 제1히트싱크커넥터, 상기 측면덮개의 외주면 측으로 형성되는 제2히트싱크커넥터, 및 외곽에 위치하는 측면덮개의 단부에 형성되는 히트싱크단부커넥터를 포함하는
    배터리팩모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1히트싱크커넥터는 상기 측면덮개의 단부에서 돌출되어 형성되는 제1히트싱크수커넥터 및 상기 측면덮개의 단부에서 인입되어 형성되는 제1히트싱크암커넥터로 분류되고,
    상기 제1히트싱크수커넥터와 상기 제1히트싱크암커넥터는 상기 연결부위마다 교번하여 형성되는 배터리팩모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2히트싱크커넥터는 상기 측면덮개 단부의 접선방향으로 형성되고, 돌출형상을 가지는 제2히트싱크수커넥터 및 인입형상을 가지는 제2히트싱크암커넥터로 분류되고,
    상기 제2히트싱크수커넥터와 상기 제2히트싱크암커넥터는 상기 연결부위마다 교번하여 형성되는 배터리팩모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히트싱크단부커넥터는 상기 히트싱크모듈의 제1측 외곽에 위치하는 측면덮개의 단부에 위치하는 히트싱크단부수커넥터 및 제2측 외곽에 위치하는 측면덮개의 단부에 위치하는 히트싱크단부암커넥터로 분류되고,
    상기 히트싱크단부수커넥터 및 상기 히트싱크단부암커넥터는 서로 결합되는 구조의 형상을 가지는 배터리팩모듈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리홀더의 외곽에는 홀더암커넥터 및 홀더수커넥터를 포함하는 홀더커넥터가 배치되고,
    상기 메탈폼이 상기 전극노출부에 결합할 때, 상기 메탈폼은 상기 홀더암커넥터와 동일한 높이로 돌출되거나 상기 홀더암커넥터보다 외곽 측으로 더 돌출되는 배터리팩모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    외주면이 마주보는 복수의 상기 측면덮개 사이에 공기유로가 형성되고,
    복수의 상기 공기유로에 대응되는 위치 중 적어도 하나의 위치에 돌출되어 형성되는 홀더수커넥터가 배치되고, 적어도 하나의 다른 위치에 상기 홀더수커넥터에 대응되는 홀더암커넥터가 형성되며, 상기 홀더수커넥터의 내부에는 상기 공기유로와 연결되는 홀이 형성되는 배터리팩모듈.
  8. 복수의 배터리팩모듈이 직렬로 연결되는 배터리팩에 있어서,
    상기 배터리팩모듈은,
    M×K·N(M 및 N은 2 이상의 자연수, K는 자연수)의 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 원통형 배터리셀;
    각 행에 배치되는 N개의 상기 배터리셀 각각의 반측면을 둘러싸고 단부가 서로 연결되는 N개의 측면덮개를 포함하고, 두 개의 상기 측면덮개 사이의 연결부위마다 히트싱크커넥터가 형성되는 2K·N개의 히트싱크모듈;
    상기 배터리셀의 단부가 삽입되는 배터리삽입부가 상기 배터리셀의 배치와 동일한 매트릭스 형태로 형성되고, 상기 배터리삽입부에 형성되는 전극노출부를 통해 상기 배터리셀의 전극을 외부로 노출시키는 배터리홀더; 및
    상기 전극노출부를 덮으면서 상기 복수의 원통형 배터리셀을 병렬로 연결시키는 메탈폼을 포함하고,
    복수의 상기 배터리팩모듈이 상기 배터리셀의 길이 방향으로 적층되고 각각의 상기 배터리팩모듈에 배치되는 상기 메탈폼 사이의 접촉에 의해 상기 배터리팩모듈들이 전기적으로 직렬연결되고,
    상기 메탈폼은 금속성의 물질로 구성되고 다공질 구조를 가지며, 상기 배터리셀 각각의 중심위치마다 상기 배터리셀의 전극방향으로 돌출된 부분을 포함하고,
    상기 히트싱크모듈은, 상기 측면덮개의 내주면 측으로 형성되는 제1히트싱크커넥터, 상기 측면덮개의 외주면 측으로 형성되는 제2히트싱크커넥터, 및 외곽에 위치하는 측면덮개의 단부에 형성되는 히트싱크단부커넥터를 포함하는
    배터리팩.
  9. 제8항에 있어서,
    외주면이 마주보는 복수의 상기 측면덮개 사이에 공기유로가 형성되고,
    상기 배터리홀더에는 상기 공기유로에 대응되는 위치에 제1공기유로홀이 형성되고, 상기 메탈폼에는 상기 공기유로에 대응되는 위치에 제2공기유로홀이 형성되는 배터리팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배터리팩의 양단에 배치되는 상기 메탈폼은 금속성의 클램핑플레이트로 덮혀지고,
    상기 클램핑플레이트에는 상기 공기유로에 대응되는 제3공기유로홀이 형성되는 배터리팩.
  11. 제8항에 있어서,
    각각의 히트싱크모듈은 상기 히트싱크커넥터를 통해 다른 히트싱크모듈과 결합되고,
    일 히트싱크모듈에 접하는 일 배터리셀에서 생성된 열 중 일부의 열은 상기 측면덮개 및 상기 히트싱크커넥터를 통해 다른 일 히트싱크모듈로 전달되고, 다른 일부의 열은 외주면이 마주보는 측면덮개들 사이에 형성되는 공기유로를 통해 외부로 배출되는 배터리팩.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1히트싱크커넥터는 상기 측면덮개의 단부에서 돌출되어 형성되는 제1히트싱크수커넥터 및 상기 측면덮개의 단부에서 인입되어 형성되는 제1히트싱크암커넥터로 분류되고,
    상기 제1히트싱크수커넥터와 상기 제1히트싱크암커넥터는 상기 연결부위마다 교번하여 형성되는 배터리팩.
  13. 삭제
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제2히트싱크커넥터는 상기 측면덮개 단부의 접선방향으로 형성되고, 돌출형상을 가지는 제2히트싱크수커넥터 및 인입형상을 가지는 제2히트싱크암커넥터로 분류되고,
    상기 제2히트싱크수커넥터와 상기 제2히트싱크암커넥터는 상기 연결부위마다 교번하여 형성되는 배터리팩.
  15. 삭제
  16. 삭제
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