KR101966183B1 - Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩에 관한 것으로, 방열 카트리지는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀 및 상기 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키는 안착부를 포함하여 배터리가 장착되는 카트리지이며, 상기 카트리지는 열전도성 비절연 플라스틱으로 성형된 카트리지 본체; 및 상기 배터리의 전극단자 및 상기 전극단자에 연결된 도전성 연결부재의 접촉시 절연될 수 있도록, 상기 카트리지 본체에 열전도성 절연 플라스틱으로 이종사출되는 열전도성 절연부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a heat dissipation cartridge and a battery pack for an electric vehicle using the heat dissipation cartridge. The heat dissipation cartridge includes a receiving hole formed in a central region and a seat portion formed on a side wall of the receiving hole to seat the battery, , The cartridge comprising: a cartridge body molded from thermally conductive non-insulating plastic; And a thermally conductive insulating member which is differentially injected into the cartridge body so as to be insulated when an electrode terminal of the battery and a conductive connecting member connected to the electrode terminal are in contact with each other.

Description

방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩{Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat dissipation cartridge and a battery pack for an electric vehicle using the heat dissipation cartridge.

본 발명은 방열 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 배터리의 전극 단자와 그 전극 단자에 연결된 도전성 연결부재가 카트리지에 접촉되더라도 전기적으로 절연될 수 있고, 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation cartridge, and more particularly, to a heat dissipation cartridge, which can electrically insulate an electrode terminal of a battery and a conductive connection member connected to the electrode terminal from contact with the cartridge, And a battery pack for an electric vehicle using the same.

최근, 전기자동차, 휴대용 전화기, 노트북, 디지털 카메라 등 박형의 에너지 저장장치의 수요 또한 급격히 증가되고 있다. In recent years, demand for thin-type energy storage devices such as electric vehicles, portable telephones, notebooks, and digital cameras is also rapidly increasing.

이와 같은 박형의 에너지 저장장치는 이차전지가 사용되고 있으며, 이차전지 중에서 고에너지밀도와 고출력 구동이 가능한 리튬이차전지의 사용이 증가되고 있다.In such a thin type energy storage device, a secondary battery is used and a lithium secondary battery capable of high energy density and high output driving is increasingly used.

리튬이차전지는 파우치 형태의 배터리로 제작되어 박형의 구조를 달성하고 있고, 파우치 형태의 배터리는 다수를 연결하여 작은 면적에 고용량 전지를 얻을 수 있는 잇점이 있다.The lithium secondary battery is made of a pouch type battery to achieve a thin structure, and a pouch type battery is advantageous in that a large number of batteries can be connected to obtain a high capacity battery in a small area.

여기서, 파우치 형태의 배터리를 다수를 연결하는 경우 용량은 증가하지만 각각의 배터리가 충방전될 때 발생된 열이 작은 면적에 집중되어 안정적으로 장시간 구동하는데 어려움이 있다.Here, when a plurality of pouch-shaped batteries are connected, the capacity increases, but the heat generated when each battery is charged and discharged is concentrated on a small area, which makes it difficult to stably operate the battery for a long time.

현재, 파우치 형태의 배터리의 열을 외부로 추출하는 기술 개발이 필요한 실정이다.At present, it is necessary to develop a technology for extracting the heat of the pouch type battery to the outside.

한국 공개특허공보 제2009-0107443호는 배터리 셀들 사이에 층간 삽입되는 방열 플레이트로서, 매트릭스 수지에 열전도성 필러가 충전되어 이루어진 복합재 시트와, 복합재 시트의 내부에 삽입된 탄소섬유들로 구성되고, 탄소섬유들이 복합재 시트의 내부에서 방열 플레이트의 가장자리부로 연장되도록 삽입된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모듈용 방열 플레이트가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0107443 discloses a heat dissipation plate interposed between battery cells. The heat dissipation plate includes a composite sheet in which a thermally conductive filler is filled in a matrix resin, carbon fibers inserted in a composite sheet, Wherein the fibers are inserted from the inside of the composite sheet so as to extend to an edge portion of the heat dissipation plate.

선행기술의 방열 플레이트는 배터리 셀들 사이에 층간에 삽입되어 배터리를 적층하는 경우 방열 플레이트의 두께가 추가된 만큼 적층된 모듈의 두께가 두꺼워져 동일면적에 많은 수의 배터리를 적층할 수 없어 용량이 감소되는 단점이 있다.When the heat dissipating plate of the prior art is interposed between the battery cells to stack the batteries, the thickness of the stacked module becomes thicker as the thickness of the heat dissipating plate is increased, so that a large number of batteries can not be stacked on the same area, .

한국 공개특허공보 제2009-0107443호Korean Patent Publication No. 2009-0107443

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 동일면적에 많은 수의 배터리를 적층 조립할 수 있고, 배터리의 전극 단자 및 전극 단자에 연결된 도전성 연결부재를 절연시킬 수 있는 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat dissipation cartridge capable of stacking and assembling a large number of batteries in the same area and insulating an electrode terminal of a battery and a conductive connection member connected to an electrode terminal, And a battery pack for an electric vehicle using the same.

본 발명의 다른 목적은 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a heat dissipation cartridge capable of efficiently dissipating heat generated from a battery and a battery pack for an electric vehicle using the same.

상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 방열 카트리지는, 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀 및 상기 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키는 안착부를 포함하여 배터리가 장착되는 카트리지이며, 상기 카트리지는 열전도성 비절연 플라스틱으로 성형된 카트리지 본체; 및 상기 배터리의 전극단자 및 상기 전극단자를 연결하는 도전성 연결부재의 접촉시 절연될 수 있도록, 상기 카트리지 본체의 양단부에 부분적으로 열전도성 절연 플라스틱으로 이종사출되는 열전도성 절연부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat dissipation cartridge comprising: a housing having a housing through hole provided in a central region thereof and a seat portion formed on a side wall of the housing through hole to seat the battery, , The cartridge comprising: a cartridge body molded from thermally conductive non-insulating plastic; And a thermally conductive insulating member that is partly injected at both ends of the cartridge body so as to be insulated at the time of contact between the electrode terminal of the battery and the conductive connecting member that connects the electrode terminal with the thermally conductive insulating plastic. .

상기 도전성 연결부재는 상기 열전도성 절연부재의 상면, 측면 및 하면을 감싸고 있을 수 있다.The conductive connecting member may surround an upper surface, a side surface, and a lower surface of the thermally conductive insulating member.

그리고, 상기 열전도성 비절연 플라스틱은 전기 전도성 방열 필러가 분산된 성형가능한 비절연수지일 수 있다.The thermally conductive non-insulating plastic may be a moldable non-insulating resin in which an electrically conductive heat-radiating filler is dispersed.

또, 상기 열전도성 절연 플라스틱은 절연성 방열 필러가 분산된 성형가능한 절연수지일 수 있다.The thermally conductive insulating plastic may be a moldable insulating resin in which an insulating heat-radiating filler is dispersed.

아울러, 상기 안착부는 상기 수용 관통홀의 측벽을 수평 이분할하도록 상기 수용 관통홀의 측벽으로부터 돌출된 돌기일 수 있다.In addition, the seating portion may be a protrusion protruding from the side wall of the receiving through-hole such that the side wall of the receiving through-hole is horizontally divided.

또, 상기 카트리지 본체의 안착부에 인서트 사출된 TIM(Thermal Interface Material)을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a thermal interface material (TIM) insert-injected into the seating portion of the main cartridge body unit.

그리고, 상기 카트리지 본체의 안착부에 결합홈이 형성되어 있고, 상기 결합홈에 TIM이 결합되어 있을 수 있다.In addition, a coupling groove is formed in the seating portion of the main cartridge body unit, and a TIM may be coupled to the coupling groove.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차용 전지팩은, 상술된 방열 카트리지가 다수 적층되어 구현될 수 있다.The battery pack for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention may be realized by stacking a plurality of the above-described heat dissipation cartridges.

본 발명에 의하면, 열전도성 비절연 플라스틱 재질의 카트리지 본체와 열전도성 절연 플라스틱 재질의 열전도성 절연부재를 이종 사출하여 방열 카트리지를 구현함으로써, 배터리의 전극 단자와 이 전극 단자에 연결된 도전성 연결부재가 방열 플라스틱에 접촉되더라도 전기적으로 절연시킬 수 있다.According to the present invention, the heat dissipation cartridge is implemented by ejecting the thermal conductive insulating member made of the thermally conductive non-insulating plastic material and the thermally conductive insulating member made of the thermally conductive insulating plastic material, so that the electrode terminal of the battery and the conductive connecting member connected to the electrode terminal are heat- Even if it is in contact with plastic, it can be electrically isolated.

즉, 배터리가 방열 카트리지에 장착되는 동시에 배터리의 전극 단자와 도전성 연결부재는 열전도성 절연부재에 접촉되어 절연 상태를 유지할 수 있다.That is, while the battery is mounted on the heat dissipation cartridge, the electrode terminal of the battery and the conductive connection member can be in contact with the thermally conductive insulation member to maintain the insulation state.

또한, 본 발명에서는 방열 카트리지가 열전도성 비절연 플라스틱 및 열전도성 절연 플라스틱으로 이루어져 배터리에서 발생된 열을 방열 카트리지를 통하여 신속하게 방열할 수 있는 장점이 있다. In addition, in the present invention, the heat dissipation cartridge is made of a thermally conductive non-insulated plastic and a thermally conductive insulation plastic, so that the heat generated from the battery can be rapidly dissipated through the heat dissipation cartridge.

그리고, 본 발명에 의하면, 하나의 방열 카트리지는 하나의 배터리 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가지므로, 다수의 방열 카트리지가 적층된 전지팩에 동일면적 대비 많은 수의 배터리를 내장할 수 있어 전지팩의 슬림화, 경박화 및 고용량화가 가능한 잇점이 있다. According to the present invention, since one heat dissipation cartridge has a thickness substantially equal to one battery thickness, it is possible to house a large number of batteries in a battery pack in which a plurality of heat dissipation cartridges are stacked, Slimming, lightening, and high capacity.

도 1은 본 발명에 따른 방열 카트리지의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 방열 카트리지의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 방열 카트리지에 배터리가 장착된 상태의 평면도,
도 4는 본 발명에 따라 적층된 방열 카트리지에 배터리가 장착된 상태의 단면도,
도 5는 본 발명에 따라 배터리들이 적층된 방열 카트리지에서 전기적으로 연결된 상태를 설명하기 위한 일부 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 전기자동차용 전지팩의 개념적인 사시도,
도 7a 및 도 7는 본 발명에 따른 방열 카트리지의 안착부에 TIM이 결합된 상태의 일부 단면도이다.1 is a perspective view of a heat dissipation cartridge according to the present invention,
2 is a plan view of a heat dissipation cartridge according to the present invention,
FIG. 3 is a plan view of the heat dissipation cartridge according to the present invention,
FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat-dissipating cartridge stacked according to the present invention,
5 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which the batteries are electrically connected to each other in the stacked heat dissipation cartridge according to the present invention;
6 is a conceptual perspective view of a battery pack for an electric vehicle according to the present invention,
7A and 7 are partial cross-sectional views illustrating a state where a TIM is coupled to a seating portion of a heat dissipation cartridge according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 방열 카트리지(300)는 열전도성 비절연 플라스틱으로 성형된 카트리지 본체(100); 및 배터리(200)(도 3 참조)의 전극단자(201,202) 및 상기 전극단자를 연결하는 도전성 연결부재(211)의 접촉시 절연될 수 있도록, 상기 카트리지 본체(100)의 양단부에 부분적으로 열전도성 절연 플라스틱으로 이종 사출되는 열전도성 절연부재(101,102);를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a heat dissipation cartridge 300 according to the present invention includes a cartridge body 100 formed of thermally conductive non-insulating plastic; Conductive portions 211 at both ends of the cartridge body 100 so that the electrode terminals 201 and 202 of the battery 200 (see FIG. 3) and the conductive connecting member 211 connecting the electrode terminals can be insulated. And thermally conductive insulating members (101, 102) which are injected differently into the insulating plastic.

그리고, 방열 카트리지(300)는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀(110) 및 상기 수용 관통홀(110)의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키는 안착부(120)를 포함한다.The heat dissipation cartridge 300 includes a receiving through hole 110 provided in a central region and a mounting portion 120 formed on a side wall of the receiving through hole 110 to seat the battery.

카트리지 본체(100)는 안착부(120)에 안착된 직사각 형상의 배터리(200)(도 3 참조)를 가이드하는 사각링 형상으로, 배터리(200)의 전극단자(201,202)가 접촉되는 카트리지 본체(100)의 영역에 열전도성 절연부재(101,102)가 이종 사출된다.The cartridge main body 100 has a square ring shape for guiding a rectangular battery 200 (see FIG. 3) mounted on the mounting portion 120 and has a rectangular shape in which the electrode terminals 201 and 202 of the battery 200 are contacted. 100 are thermally insulated from each other.

그러므로, 본 발명에서는 열전도성 비절연 플라스틱의 카트리지 본체 및 열전도성 절연 플라스틱의 열전도성 절연부재가 이종 사출된 방열 카트리지를 구현함으로써, 배터리에서 발생된 열이 방열 카트리지를 통하여 신속하게 방열될 수 있으며, 배터리의 전극 단자와 이 전극 단자에 연결된 도전성 연결부재를 방열 플라스틱에 접촉시키더라도 전기적으로 절연시킬 수 있는 것이다.Therefore, according to the present invention, since the cartridge body of the thermally conductive non-insulating plastic and the thermally conductive insulating member of the thermally conductive insulating plastic are mutually ejected, the heat generated in the battery can be quickly dissipated through the heat- Even when the electrode terminal of the battery and the conductive connecting member connected to the electrode terminal are brought into contact with the heat-dissipating plastic, the battery can be electrically isolated.

배터리가 직사각형 형상을 가지는 경우, 도 1 및 도 2와 같이 카트리지 본체(100)의 수용 관통홀(110)도 직사각형 형상을 가지게 되고, 카트리지 본체(100) 역시 직사각형의 링형상으로 구현되는 것이 바람직하다.When the battery has a rectangular shape, as shown in FIGS. 1 and 2, the receiving through-hole 110 of the cartridge body 100 also has a rectangular shape, and the cartridge body 100 is also formed into a rectangular ring shape .

여기서, 열전도성 절연부재(101,102)는 카트리지 본체(100)의 긴영역(L1)보다는 짧은 영역(L2)에 이종 사출되는 것이 바람직하다.It is preferable that the thermally conductive insulating members 101 and 102 are differentially injected into a region L2 shorter than the long region L1 of the main cartridge body unit 100. [

이때, 열전도성 절연부재(101,102)는, 도 3과 같이, 배터리(200)의 전극단자(201,202)가 접촉되는 영역 및 전극단자(201,202)와 연결된 도전성 연결부재(210)(도 5 참조)가 감싸 접촉되는 영역(방열 카트리지의 길이방향 양 단부)에 이종 사출된다.3, a region where the electrode terminals 201 and 202 of the battery 200 are in contact with each other and a conductive connecting member 210 (see FIG. 5) connected to the electrode terminals 201 and 202 are formed in the insulating insulating members 101 and 102 (Both longitudinal ends of the heat dissipation cartridge).

그 결과, 전극단자(201,202) 및 도전성 연결부재(210)(도 5 참조)는 열전도성 절연부재(101,102)에 의해 카트리지 본체와의 사이에 전기적인 쇼트는 발생하지 않는다.As a result, electrical shorting does not occur between the electrode terminals 201, 202 and the conductive connecting member 210 (see FIG. 5) by the thermally conductive insulating members 101, 102 between the electrode terminals 201, 202 and the cartridge body.

그리고, 안착부(120)는 수용 관통홀(110)의 측벽을 수평 이분할하도록 상기 수용 관통홀(110)의 측벽으로부터 돌출된 돌기로, 카트리지 본체(100) 및 열전도성 절연부재(101,102) 각각에 형성되어 있다.The mounting portion 120 is a protrusion protruding from the side wall of the receiving through hole 110 so as to horizontally divide the side wall of the receiving through hole 110. Each of the cartridge main body 100 and the heat conductive insulating members 101 and 102 As shown in Fig.

배터리는 박형의 에너지 저장장치로 고에너지밀도와 고출력 구동이 가능한 전기화학적으로 충방전되는 파우치형 배터리가 바람직하고, 이 파우치형 배터리는 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 파우치에 넣고 실링하여 제조한다.The battery is preferably an electrochemically chargeable and dischargeable pouch type battery which is a thin energy storage device capable of high energy density and high output driving. The pouch type battery is manufactured by sealing and sealing two electrodes, a separator and an electrolyte in a pouch.

열전도성 비절연 플라스틱은 그래핀, 카본 등의 소재로 이루어진 전기 전도성 방열 필러를 분산시킨 성형가능한 비절연수지를 사용하고, 열전도성 절연 플라스틱은 BN, AlN, MgO, Al2O3, SiO2 등 절연성 방열 필러를 분산시킨 성형가능한 절연수지를 사용한다. A thermally conductive non-insulating plastic is graphene, use paper moldable Non soft water obtained by dispersing electrically conductive heat radiating filler made of a material such as carbon, and the heat-conductive insulating plastics BN, AlN, MgO, Al 2 O 3, SiO 2, such as the insulating A moldable insulating resin in which a heat-radiating filler is dispersed is used.

그러므로, 카트리지 본체(100)는 열전도성 비절연 플라스틱으로, 열전도성 절연부재(101,102)는 열전도 절연 플라스틱으로 이종 사출하여 방열 카트리지(300)를 성형한다.Therefore, the cartridge main body 100 is made of a thermally conductive non-insulating plastic, and the thermally conductive insulating members 101 and 102 are injection-molded into the thermally conductive insulating plastic to mold the heat-radiating cartridge 300.

따라서, 방열 필러를 함유하고 있는 방열 카트리지(300)는 배터리의 충방전으로 발생된 열을 방열할 수 있다. 이때, 방열 카트리지(300)에 전달된 열을 열교환기가 냉각시킨다. 열교환기는 냉각팬과 같은 공랭식 열교환기, 냉각수를 이용한 수랭식 열교환기 등 방열 카트리지(300)의 온도를 낮출 수 있는 가능한 모든 열교환기를 사용할 수 있다.Therefore, the heat dissipation cartridge 300 containing the heat dissipation filler can dissipate the heat generated by the charge / discharge of the battery. At this time, the heat exchanger cools the heat transferred to the heat dissipation cartridge 300. The heat exchanger may use any possible heat exchanger capable of lowering the temperature of the heat dissipation cartridge 300, such as an air-cooled heat exchanger such as a cooling fan, and a water-cooled heat exchanger using cooling water.

따라서, 본 발명에서는 배터리를 방열 카트리지(300)에 장착하여 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 장점이 있다.
Accordingly, in the present invention, there is an advantage that a battery can be installed in the heat dissipation cartridge 300 to efficiently dissipate heat generated from the battery.

도 3을 참고하면, 배터리(200)가 카트리지 본체(100)에 안착됨과 동시에 배터리(200)의 전극단자는 열전도성 절연부재(101,102)에 접촉됨으로써, 열전도성 비절연 플라스틱으로 이루어진 카트리지 본체(100)와 전기적인 절연상태를 유지하게 된다.3, the battery 200 is mounted on the cartridge body 100 and the electrode terminals of the battery 200 are brought into contact with the thermally conductive insulating members 101 and 102, So that it maintains an electrically insulated state.

그리고, 전극단자(201,202)는 이웃 방열 카트리지에 장착된 배터리(200)의 전극단자와 연결하기 위한 도전성 연결부재(211,212)와 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 도전성 연결부재(211,212)는 방열 카트리지와 전기적으로 절연 상태를 유지하게 위해 열전도성 절연부재(101,102)를 감싸서 접촉된다.
The electrode terminals 201 and 202 are electrically connected to the conductive connection members 211 and 212 for connection to the electrode terminals of the battery 200 mounted on the neighboring heat dissipation cartridge. At this time, the conductive connecting members 211 and 212 are in contact with the heat conductive insulating members 101 and 102 so as to maintain an electrically insulating state with the heat radiating cartridge.

도 4를 참고하면, 다수의 배터리(200a,200b)는 다수의 방열 카트리지(301,302,303)가 적층된 상태에서, 다수의 방열 카트리지(301,302,303)의 수용 관통홀의 내측벽에 형성된 상부 및 하부 안착부(121,122,123,124,125,126)에 안착된다.4, the plurality of batteries 200a and 200b includes upper and lower seating portions 121, 122, 123, 124, 125, and 126 formed in the inner walls of the receiving through- holes of the plurality of heat dissipation cartridges 301, 302, and 303 in a state in which a plurality of heat dissipation cartridges 301, 302, .

여기서, 다수의 방열 카트리지(301,302,303) 각각은 수용 관통홀의 내측벽에 상부 및 하부 안착부(121,122,123,124,125,126)가 형성되어 있다. Here, each of the plurality of heat dissipation cartridges 301, 302, and 303 has upper and lower seating portions 121, 122, 123, 124, 125, and 126 formed on the inner wall of the accommodation through hole.

이때, 다수의 배터리(200a,200b)는 다수의 방열 카트리지(301,302,303)가 적층되면서 장착된다. At this time, a plurality of batteries 200a and 200b are mounted while stacking a plurality of heat dissipation cartridges 301, 302, and 303.

예컨대, 배터리 '200b'의 하부 가장자리를 방열 카트리지 '301'의 상부 안착부(125)에 안착시킨 후, 방열 카트리지 '302'의 하부 안착부(124)를 배터리 '200b'의 상부 가장자리에 접촉시키며 방열 카트리지 '302'를 방열 카트리지 '301'에 적층시키는 방법을 사용한다. 즉, 다수의 방열 카트리지(301,302,303)를 적층하면서 다수의 배터리(200a,200b)를 장착하는 것이다. For example, after the lower edge of the battery 200b is seated on the upper seating portion 125 of the heat dissipating cartridge 301, the lower seating portion 124 of the heat dissipating cartridge 302 is brought into contact with the upper edge of the battery 200b And a method of stacking the heat dissipation cartridge '302' on the heat dissipation cartridge '301' is used. That is, a plurality of batteries 200a and 200b are mounted while stacking a plurality of heat dissipation cartridges 301, 302, and 303.

그러므로, 본 발명에서는 하나의 방열 카트리지는 하나의 배터리 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가지므로, 다수의 방열 카트리지가 적층된 전지팩에 동일면적 대비 많은 수의 배터리를 내장할 수 있어 전지팩의 슬림화, 경박화 및 고용량화가 가능한 잇점이 있다. Therefore, in the present invention, since one heat dissipation cartridge has a thickness substantially equal to one battery thickness, it is possible to embed a large number of batteries in a battery pack in which a plurality of heat dissipation cartridges are stacked, It is advantageous in that it can be made thin and high in capacity.

그리고, 다수의 배터리(200a,200b)의 양단에 배치된 전극단자(201,202,203,204)는 방열 카트리지(301,302,303) 사이에 위치된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 배터리(200a,200b)의 일측에 형성된 전극단자(201,203)는 방열 카트리지(302)를 감싸며 배치된 도전성 연결부재(210)에 전기적으로 연결된다.The electrode terminals 201, 202, 203, and 204 disposed at both ends of the plurality of batteries 200a and 200b are positioned between the heat dissipation cartridges 301, 302, and 303. 5, the electrode terminals 201 and 203 formed on one side of the plurality of batteries 200a and 200b are electrically connected to the conductive connection member 210 disposed to surround the heat dissipation cartridge 302. As shown in FIG.

도 5에서, 도전성 연결부재(210)가 감싸는 방열 카트리지(302) 영역은 열전도성 절연부재(101)(도 3 참조)에 해당된다.
In Fig. 5, the region of the heat radiation cartridge 302 enclosed by the conductive connecting member 210 corresponds to the thermally conductive insulating member 101 (see Fig. 3).

삭제delete

도전성 연결부재(211,212)는 전기전도성이 우수한 Cu와 같은 금속재질의 도전성 라인 또는 그가 포함된 전기적 연결부품으로 구현할 수 있다. 예컨대, Cu 전극라인필름, 플렉서블 PCB 등이 사용될 수 있다.
The conductive connecting members 211 and 212 may be formed of a conductive line made of a metal such as Cu having excellent electrical conductivity or an electrically connected component including the conductive line. For example, a Cu electrode line film, a flexible PCB, or the like can be used.

그러므로, 본 발명에 따른 방열 카트리지(300)는 도 6과 같이, 다수 적층하여 전기자동차용 전지팩(510)으로 구현할 수 있다. 참고로, 도 6은 전지팩(510)을 설명하기 위한 것으로 배터리(200)의 전극라인에 연결된 도전성 연결부재의 도시는 생략되었다.Therefore, as shown in FIG. 6, a plurality of heat dissipation cartridges 300 according to the present invention may be stacked to form a battery pack 510 for an electric vehicle. 6 is a view for explaining the battery pack 510, and the illustration of the conductive connecting member connected to the electrode line of the battery 200 is omitted.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 방열 카트리지(300)에 배터리(200)를 장착하고 방열 카트리지(300)를 적층하는 조립 공정을 반복하여 전기자동차용 전지팩(510)을 구현할 수 있다. 그러므로, 적층된 배터리 두께(즉, 도 6의 방열 카트리지(300)의 두께(t)는 배터리(200) 두께와 실질적으로 동일함)와 거의 동일한 전기자동차용 전지팩(510)이 제작되어 슬림하고 경박화되며, 고용량의 전기자동차용 전지팩(510)을 얻을 수 있는 잇점이 있다.As described above, in the present invention, the battery pack 510 for an electric vehicle can be implemented by repeating the assembly process of mounting the battery 200 on the heat radiation cartridge 300 and laminating the heat radiation cartridge 300. Therefore, a battery pack 510 for an electric vehicle substantially identical to the stacked battery thickness (that is, the thickness t of the heat radiation cartridge 300 of FIG. 6 is substantially equal to the thickness of the battery 200) And the battery pack 510 for a high-capacity electric vehicle can be obtained.

예컨대, 전기자동차용 전지팩에 150개의 배터리가 장착되는 경우, 배터리 사이에 알루미늄핀과 같은 방열핀 또는 선행기술의 방열 플레이트를 개재하여 전지팩을 구현하면 149개의 방열핀 또는 방열 플레이트가 필요하여 전지팩을 경박화할 수 없고, 전지팩에서 149개의 방열핀 또는 방열 플레이트만큼 배터리를 조립할 수 없어 전지용량이 감소된다.
For example, when 150 batteries are mounted on a battery pack for an electric vehicle, 149 heat radiating fins or heat dissipating plates are required when a battery pack is implemented through heat dissipation fins such as aluminum fins or prior art heat dissipation plates between the batteries, The battery pack can not be assembled by as many as 149 radiating fins or heat radiating plates in the battery pack, thereby reducing the battery capacity.

또한, 본 발명에서는 도 7a와 같이, 방열 카트리지의 카트리지 본체(100)의 안착부(120)에는 TIM(Thermal Interface Material)(130)이 인서트 사출될 수 있다.7A, a thermal interface material (TIM) 130 may be insert-injected into the seating part 120 of the cartridge body 100 of the heat-dissipating cartridge.

그리고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 카트리지 본체(100)의 안착부(120)에 결합홈(127)을 형성하고, 이 결합홈(127)에 TIM(130)을 결합시킬 수 있다.7B, a coupling groove 127 may be formed in the seating portion 120 of the main cartridge body unit 100, and the TIM 130 may be coupled to the coupling groove 127. As shown in FIG.

이와같이, 카트리지 본체(100)의 안착부(120)에 TIM(130)이 인서트 사출되어 있거나 결합홈에 결합되어 있으면, 접촉 열저항이 감소되고, 한쌍의 배터리 사이의 공기층이 줄어들어 외부의 열교환기로 열방출을 원활하게 할 수 있다.Thus, when the TIM 130 is insert-injected into the seating portion 120 of the main cartridge body unit 100 or is coupled to the coupling groove, the contact thermal resistance is reduced, the air layer between the pair of batteries is reduced, The discharge can be smoothly performed.

TIM(130)의 종류는 방열그리스, 방열시트, 금속판, 열전도성 접착제 등 다양하다.
The TIM 130 may be of various types such as heat dissipating grease, heat radiation sheet, metal plate, and thermally conductive adhesive.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.

본 발명은 배터리의 전극 단자 및 전극 단자에 연결된 도전성 연결부재가 접촉되더라도 전기적으로 절연시킬 수 있고, 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 방열 카트리지에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to a heat dissipation cartridge which can electrically insulate even if a conductive connection member connected to an electrode terminal of a battery and an electrode terminal is contacted and efficiently dissipate heat generated from the battery.

100: 카트리지 본체 101,102: 열전도성 절연부재
110: 수용 관통홀 120,121,122,123,124,125,126: 안착부
127: 결합홈 130: TIM
200,200a,200b,200c: 배터리 201,202,203,204: 전극 단자
300,301,302,303: 방열 카트리지 510: 전기자동차용 전지팩 100: cartridge body 101, 102: thermally conductive insulating member
110: receiving through holes 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126:
127: coupling groove 130: TIM
200, 200a, 200b, 200c: batteries 201, 202, 203, 204:
300, 301, 302, 303: heat radiating cartridge 510: battery pack for electric vehicle

Claims (8)

중앙 영역에 마련된 수용 관통홀 및 상기 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키는 안착부를 포함하여 배터리가 장착되는 카트리지로서,
상기 카트리지는,
전기 전도성 방열 필러가 분산된 성형 가능한 비절연수지로 이루어지는 열전도성 비절연 플라스틱 재질로 성형된 카트리지 본체; 및
상기 배터리의 전극단자와 상기 전극단자를 연결하는 도전성 연결부재의 접촉시, 전기적으로 절연될 수 있도록, 상기 카트리지 본체의 양단부에 부분적으로 열전도성 절연 플라스틱으로 이종 사출되는 열전도성 절연부재;를 포함하고,
상기 도전성 연결부재는 상기 열전도성 절연부재의 상면, 측면 및 하면을 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.And a seating portion formed on a side wall of the receiving through-hole to seat the battery, the cartridge being mounted with the battery,
Wherein,
A cartridge main body molded from a thermally conductive non-insulated plastic material made of a moldable non-tacky resin in which an electrically conductive heat-radiating filler is dispersed; And
And a thermally conductive insulating member which is partly injected into both ends of the cartridge body so as to be electrically insulated when the conductive connection member connecting the electrode terminal of the battery and the electrode terminal is in contact with the thermally conductive insulating plastic, ,
And the conductive connecting member is configured to surround the upper surface, the side surface, and the lower surface of the thermally conductive insulating member. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 열전도성 절연 플라스틱은 절연성 방열 필러가 분산된 성형가능한 절연수지인 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein the thermally conductive insulating plastic is a moldable insulating resin in which an insulating heat-radiating filler is dispersed. 제1항에 있어서,
상기 안착부는 상기 수용 관통홀의 측벽을 수평 이분할하도록 상기 수용 관통홀의 측벽으로부터 돌출된 돌기인 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein the mounting portion is a protrusion protruding from the side wall of the receiving through-hole so that the side wall of the receiving through-hole is horizontally divided. 제1항에 있어서,
상기 카트리지 본체의 안착부에 인서트 사출된 TIM(Thermal Interface Material)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Further comprising: a thermal interface material (TIM) insert-injected into the seating portion of the main cartridge body unit. 제1항에 있어서,
상기 카트리지 본체의 안착부에 결합홈이 형성되어 있고, 상기 결합홈에 TIM이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein a coupling groove is formed in a seating portion of the main cartridge body unit, and a TIM is coupled to the coupling groove. 제1항, 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방열 카트리지가 다수 적층되어 구현된 전기자동차용 전지팩.




A battery pack for an electric vehicle in which a plurality of heat dissipation cartridges according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,




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