KR101976588B1 - Assembly type heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조립형 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩에 관한 것으로, 조립형 방열 카트리지는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀 및 상기 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키는 안착부를 포함하여 배터리가 장착되는 카트리지이며, 상기 카트리지는 플라스틱으로 성형되고 서로 이격되어 있는 한쌍의 가이드부재; 및 상기 한쌍의 가이드부재에 양단이 결합되는 제1 및 제2 금속가이드부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an assembly type heat dissipation cartridge and a battery pack for an electric vehicle using the assembly type heat dissipation cartridge. The assembly type heat dissipation cartridge includes a reception through hole provided in a central area and a seat part formed on a side wall of the reception through hole to seat the battery, Wherein the cartridge comprises a pair of guide members formed of plastic and spaced apart from each other; And first and second metal guide members having both ends coupled to the pair of guide members.
Description
본 발명은 조립형 방열 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 간단하게 결합하여 조립할 수 있고, 열방출 능력을 향상시킬 수 있는 조립형 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to an assembly type heat dissipation cartridge, and more particularly, to an assembled heat dissipation cartridge that can be assembled simply by assembling and capable of improving heat dissipation capability, 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 제2009-0107443호(특허문헌 1)는 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 (Patent Document 1) 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, And the carbon fibers are inserted into the composite sheet so as to extend from the inside of the heat dissipation plate to the edge of the heat dissipation plate.
특허문헌 1의 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 dissipation plate of Patent Document 1 is inserted between the battery cells to stack the batteries and the thickness of the heat dissipation plate is increased as the thickness of the heat dissipation plate is increased, the thickness of the stacked module becomes thicker so that a large number of batteries can not be stacked in the same area, .
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 동일면적에 많은 수의 배터리의 장착이 가능하고, 간단하게 결합하여 조립할 수 있는 조립형 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an assembly type heat dissipation cartridge capable of mounting a large number of batteries in the same area and assembling them in a simple manner, and a battery pack for an electric vehicle using the same. .
본 발명의 다른 목적은 열방출 효율을 극대화할 수 있는 조립형 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an assembly type heat dissipation cartridge capable of maximizing heat dissipation efficiency and a battery pack for an electric vehicle using the same.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 조립형 방열 카트리지는, 배터리의 길이방향 양 측면을 지지하며 간격을 두고 서로 이격되어 있는 제1 및 제2 가이드부재; 각각 상기 제1 및 제2 가이드부재의 양단부에 연결되며, 상기 배터리의 양단 전극단자와 접촉되는 제3 및 제4 가이드부재; 및 상기 제1 내지 제4 가이드부재에 의해 중앙 영역에 형성되는 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키기 위한 안착부;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 가이드부재와 제3 및 제4 가이드부재 사이에는 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an assembly type heat dissipation cartridge including: first and second guide members that support both longitudinal sides of a battery and are spaced apart from each other; Third and fourth guide members connected to both ends of the first and second guide members, respectively, to be in contact with both end electrode terminals of the battery; And a seating part formed on the sidewall of the accommodation hole formed in the central area by the first to fourth guide members to seat the battery, wherein the first and second guide members and the third and fourth guides And is detachably coupled between the members.
여기서, 상기 제3 및 제4 가이드부재 각각에 결합홈이 형성되어 있고, 상기 결합홈에 삽입 결합되는 결합바가 상기 제1 및 제2 가이드부재 각각의 양단에 형성될 수 있다.Here, a coupling groove is formed in each of the third and fourth guide members, and a coupling bar inserted into the coupling groove may be formed at both ends of the first and second guide members.
이때, 상기 제3 및 제4 가이드부재 및 상기 결합바에 체결홈이 형성될 수 있고, 상기 결합홈에 상기 결합바가 결합된 상태에서, 상기 체결홈에 체결핀이 삽입될 수 있다.At this time, a locking groove may be formed in the third and fourth guide members and the coupling bar, and the locking pin may be inserted into the locking groove in a state where the coupling bar is coupled to the coupling groove.
또, 상기 결합홈에 상기 결합바가 결합된 상태에서, 상기 제3 및 제4 가이드부재 및 상기 제1 및 제2 가이드부재의 외측에 노출된 경계면이 본딩 수지로 밀봉될 수 있다.Further, in a state where the coupling bar is engaged with the coupling groove, the interface exposed to the outside of the third and fourth guide members and the first and second guide members may be sealed with a bonding resin.
그리고, 상기 제3 및 제4 가이드부재는 열전도성 비절연 플라스틱 또는 열전도성 절연 플라스틱일 수 있다.The third and fourth guide members may be thermally conductive non-insulating plastic or thermally conductive insulating plastic.
상기 제3 및 제4 가이드부재가 상기 열전도성 비절연 플라스틱인 경우, 상기 배터리의 전극단자 및 상기 전극단자에 연결된 도전성 연결부재의 접촉시 절연될 수 있도록, 상기 제3 및 제4 가이드부재 각각에 열전도성 절연 플라스틱으로 이종사출되는 열전도성 절연부재를 더 포함할 수 있다.Wherein when the third and fourth guide members are made of the thermally conductive non-insulating plastic, the electrode terminals of the battery and the conductive connecting member connected to the electrode terminal are insulated from each other, And may further include a thermally conductive insulating member injected differently into 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.
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.
또한, 상기 플라스틱은 엔지니어링 플라스틱(engineering plastics)일 수 있다.The plastic may also be engineering plastics.
한편, 상기 제1 가이드부재는 상기 제2 가이드부재와 이격되어 있으며, 상기 제1 가이드부재의 측면은 열교환기에 밀착되도록 폴리싱될 수 있다.Meanwhile, the first guide member may be spaced apart from the second guide member, and the side surface of the first guide member may be polished to be in close contact with the heat exchanger.
상기 폴리싱되어 있는 제1 가이드부재의 측면에 TIM(Thermal Interface Material)이 코팅될 수 있다.A TIM (Thermal Interface Material) may be coated on the side surface of the first guide member that is polished.
그리고, 상기 제1 가이드부재는 상기 제2 가이드부재와 이격되어 있으며, 상기 제2 가이드부재의 외측면에 열방출용 요철이 형성될 수 있다.The first guide member may be spaced apart from the second guide member, and the heat releasing protrusions may be formed on the outer surface of the second guide member.
상기 열방출용 요철이 형성된 제2 가이드부재의 외측면에 열방사 효율을 우수하게할 수 있도록 방사코팅될 수 있다.The outer surface of the second guide member having the heat releasing protrusions and recesses may be spin coated so as to improve the heat radiation efficiency.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차용 전지팩은, 상술된 조립형 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 assembled heat dissipation cartridges.
본 발명에 의하면, 플라스틱으로 성형된 제3 및 제4 가이드부재에 제1 및 제2 가이드부재를 결합하여 조립형 방열 카트리지를 조립함으로써, 제조 공정을 단순하게 할 수 있고 재현성이 있는 제품을 수득할 수 있다.According to the present invention, by combining the first and second guide members with the third and fourth guide members formed of plastic to assemble the assembly type heat radiation cartridge, the manufacturing process can be simplified and a reproducible product can be obtained .
본 발명에 의하면, 조립형 방열 카트리지가 열전도도가 우수한 제1 및 제2 가이드부재를 포함하고 있어, 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방출시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, since the assembly type heat dissipation cartridge includes the first and second guide members having excellent thermal conductivity, there is an advantage that the heat generated from the battery can be efficiently discharged.
본 발명에 의하면, 조립형 방열 카트리지를 구성하는 제1 가이드부재의 외측면을 폴리싱 가공하고, 제2 가이드부재의 외측면에 열방출용 요철을 형성하여 열 방출 능력을 극대화할 수 있다.According to the present invention, the outer surface of the first guide member constituting the assembled heat radiation cartridge is polished and the heat releasing irregularities are formed on the outer surface of the second guide member, thereby maximizing the heat releasing ability.
그리고, 본 발명에 의하면, 하나의 조립형 방열 카트리지는 하나의 배터리 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가지므로, 다수의 조립형 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 assembly type heat dissipation cartridge has substantially the same thickness as one battery, it is possible to embed a large number of batteries in the battery pack in which a plurality of assembly type heat dissipation cartridges are stacked There is an advantage that the battery pack can be made slimmer, thinner, and higher capacity.
도 1은 본 발명에 따른 조립형 방열 카트리지의 조립 공정을 설명하기 위한 개념적인 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 조립형 방열 카트리지의 조립된 상태의 평면도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따라 조립형 방열 카트리지의 조립 방법을 설명하기 위한 일부 단면도,
도 4는 본 발명에 따라 결합홈 및 결합바에 의하여 조립형 방열 카트리지의 조립 방법을 설명하기 위한 일부 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 조립형 방열 카트리지에 배터리가 장착된 상태의 평면도,
도 6은 본 발명에 따라 열전도성 절연부재가 이종사출된 조립형 방열 카트리지에 배터리가 장착된 상태의 평면도,
도 7은 본 발명에 따라 방열 효율을 증가시키기 위한 조립형 방열 카트리지를 설명하기 위한 평면도,
도 8은 도 7의 구조의 조립형 방열 카트리지에 열교환기가 접촉된 상태를 설명하기 위한 모식적인 도면,
도 9는 본 발명에 따라 적층된 조립형 방열 카트리지에 배터리가 장착된 상태의 단면도,
도 10은 본 발명에 따라 배터리들이 적층된 조립형 방열 카트리지에서 전기적으로 연결된 상태를 설명하기 위한 일부 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 전기자동차용 전지팩의 개념적인 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual plan view for explaining a process of assembling an assembled heat-
2 is a plan view of the assembly type heat dissipation cartridge according to the present invention assembled,
FIGS. 3A and 3B are partial cross-sectional views illustrating a method of assembling an assembly type heat dissipation cartridge according to the present invention;
4 is a partial cross-sectional view illustrating a method of assembling the assembly type heat dissipation cartridge by the coupling groove and the coupling bar according to the present invention,
FIG. 5 is a plan view showing a state where a battery is mounted on an assembled heat-
FIG. 6 is a plan view showing a state where a battery is mounted on an assembled heat dissipation cartridge in which a thermally conductive insulating member is heterogeneously injected according to the present invention. FIG.
7 is a plan view for explaining an assembly type heat dissipation cartridge for increasing heat dissipation efficiency according to the present invention,
8 is a schematic view for explaining a state in which the heat exchanger is in contact with the assembled heat dissipation cartridge of the structure of FIG. 7,
9 is a cross-sectional view of a battery pack mounted on an assembled heat dissipation cartridge stacked according to the present invention,
10 is a partial cross-sectional view for explaining a state in which the batteries are electrically connected to each other in a stacked assembly heat-radiating cartridge according to the present invention;
11 is a conceptual perspective view of a battery pack for an electric vehicle 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.
본 발명에서는 배터리를 장착할 수 있고, 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방출할 수 있는 방열 카트리지를 간단한 조립 공정으로 제조하는 것이다.In the present invention, a heat-radiating cartridge capable of mounting a battery and capable of efficiently discharging heat generated from a battery is manufactured by a simple assembling process.
도 1를 참고하면, 본 발명의 조립형 방열 카트리지는 플라스틱으로 성형되고 서로 이격되어 있는 제3 및 제4 가이드부재(101,102); 및 상기 제3 및 제4 가이드부재(101,102)에 결합되는 제1 및 제2 가이드부재(103,104);를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the assembly type heat dissipation cartridge of the present invention includes third and
즉, 플라스틱으로 성형된 제3 및 제4 가이드부재(101,102)를 이격되게 위치시키고, 제3 및 제4 가이드부재(101,102) 사이에 제1 및 제2 가이드부재(103,104)를 착탈 가능하게 결합하여 조립형 방열 카트리지(300)를 조립한다.That is, the third and
이때, 제3 및 제4 가이드부재(101,102)에 결합홈(101a,101b,102a,102b)이 형성될 수 있고, 제3 및 제4 가이드부재(101,102)의 결합홈(101a,101b,102a,102b)에 삽입 결합되는 결합바(103a,103b,104a,104b)가 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 양단에 형성될 수 있다.At this time, the
그러므로, 본 발명에서는 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 결합바(103a,103b,104a,104b)를 제3 및 제4 가이드부재(101,102)의 결합홈(101a,101b,102a,102b)에 삽입 결합하여 조립형 방열 카트리지를 조립할 수 있는 것이다.Therefore, in the present invention, the
한편, 제1 및 제2 가이드부재(103,104)는 열전도도가 우수하고 가격이 저렴한 금속재, 예를 들어, 알루미늄 재질로 구현하는 것이 바람직하다.
Meanwhile, the first and
도 2를 참고하면, 조립형 방열 카트리지(300)는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀(110) 및 상기 수용 관통홀(110)의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키는 안착부(120)가 형성되어 있다.2, the assembly type
그러므로, 본 발명에서는 제3 및 제4 가이드부재(101,102)에 제1 및 제2 가이드부재(103,104)를 결합하여, 제3 및 제4 가이드부재(101,102)와 제1 및 제2 가이드부재(103,104)로 이루어진 링형상의 조립형 방열 카트리지(300)를 구현함으로써, 도 5와 같이, 조립형 방열 카트리지(300)의 수용 관통홀(110)의 안착부(120)에 배터리(200)를 장착할 수 있는 것이다.Therefore, in the present invention, the first and
여기서, 제3 및 제4 가이드부재(101,102)를 성형하기 위한 플라스틱은 열전도성 비절연 플라스틱 또는 열전도성 절연 플라스틱을 사용할 수 있고, 아울러, 엔지니어링 플라스틱(engineering plastics)을 사용할 수도 있다.Here, the plastic for forming the third and
그리고, 열전도성 비절연 플라스틱은 그래핀, 카본 등의 소재로 이루어진 전기 전도성 방열 필러를 분산시킨 성형가능한 비절연수지를 사용하여 열전도성이 우수하고 전도성을 가지는 제3 및 제4 가이드부재(101,102)를 구현할 수 있다.The thermally conductive non-insulating plastic includes third and
또, 열전도성 절연 플라스틱은 BN, AlN, MgO, Al2O3, SiO2 등 절연성 방열 필러를 분산시킨 성형가능한 절연수지를 사용함으로써, 열전도성이 우수하고 전기적으로 절연성을 가지는 제3 및 제4 가이드부재(101,102)를 성형할 수 있다.The thermally conductive insulating plastic can be formed by using a moldable insulating resin obtained by dispersing an insulating heat-radiating filler such as BN, AlN, MgO, Al 2 O 3 , SiO 2, etc. to form third and fourth The
또, 엔지니어링 플라스틱은 강도 및 탄성뿐만 아니라, 내충격성, 내마모성, 내열성, 내한성, 내약품성, 전기절연성 등이 뛰어난 특성이 있으므로, 강성이 높고 변형이 발생되지 않아 우수한 신뢰성을 가질 수 있는 제3 및 제4 가이드부재(101,102)를 얻을 수 있다.In addition, since engineering plastics have excellent properties such as impact resistance, abrasion resistance, heat resistance, cold resistance, chemical resistance and electrical insulation as well as strength and elasticity, they are excellent in rigidity and deformation, 4
도 3a 및 도 3b를 참고하면, 본 발명에서는 체결핀 및 본딩 수지를 사용하여 제3 및 제4 가이드부재(101,102)에 제1 및 제2 가이드부재(103,104)를 결합하여 조립형 방열 카트리지를 조립할 수 있다.3A and 3B, in the present invention, the first and
즉, 도 3a와 같이, 제3 및 제4 가이드부재(101,102)의 결합홈(101a,101b,102a,102b)에 결합된 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 결합바(103a,103b,104a,104b) 각각을 수직관통하여 체결되도록, 제3 및 제4 가이드부재(101,102) 및 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 결합바(103a,103b,104a,104b)에 체결홈(101c,104a1)이 형성된다.3A, the
그러므로, 제3 및 제4 가이드부재(101,102)의 결합홈(101a,101b,102a,102b)에 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 결합바(103a,103b,104a,104b) 각각이 결합된 상태에서, 체결핀(190)을 제3 및 제4 가이드부재(101,102) 및 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 체결홈(101c,104a1)에 체결하여 조립하는 것이다.Therefore, the
그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 결합바(103a,103b,104a,104b) 각각이 제3 및 제4 가이드부재(101,102)의 결합홈(101a,101b,102a,102b)에 결합된 후, 제1 및 제2 가이드부재(103,104)와 제3 및 제4 가이드부재(101,102) 사이를 본딩 수지(191)로 밀봉하여 조립할 수 있다.As shown in FIG. 3B, the
이때, 본딩 수지(191)로 제1 및 제2 가이드부재(103,104) 및 제3 및 제4 가이드부재(101,102)를 접착할 수도 있지만, 결합된 상태에서 제1 및 제2 가이드부재(103,104) 및 제3 및 제4 가이드부재(101,102)의 외측에 노출된 경계면을 본딩 수지(191)로 밀봉하여 결합상태를 견고하게 할 수 있다.At this time, the first and
또한, 본 발명에서는 도 4와 같이, 제1 및 제2 가이드부재(103,104)의 양단에 결합바(104a)를 다수개로 형성하고, 이 다수의 결합바(104a)에 대응되는 결합홈(101a)도 다수개로 형성하여 결합강도를 향상시킬 수 있다.
4, a plurality of
상술한 바와 같이, 제3 및 제4 가이드부재(101,102)가 열전도성 비절연 플라스틱으로 성형된 경우, 도 6과 같이, 배터리(200)의 전극단자(201,202)와 상기 전극단자(201,202)에 연결된 도전성 연결부재(211,212)가 접촉할 때 전기적으로 절연될 수 있도록, 상기 제3 및 제4 가이드부재(101,102)에 열전도성 절연 플라스틱으로 열전도성 절연부재(181,182)를 이종사출하여 구성할 수 있다.6, when the third and
그러므로, 배터리(200)가 조립형 방열 카트리지에 안착됨과 동시에 배터리(200)의 전극단자(201,202)는 열전도성 절연부재(181,182)에 접촉됨으로써, 열전도성 절연 플라스틱으로 이루어진 열전도성 절연부재(181,182)와 전기적인 절연상태를 유지하게 된다.The
그리고, 전극단자(201,202)는 이웃 조립형 방열 카트리지에 장착된 배터리(200)의 전극단자와 연결하기 위한 도전성 연결부재(211,212)와 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 도전성 연결부재(211,212)는 조립형 방열 카트리지와 전기적으로 절연 상태를 유지하게 위해 열전도성 절연부재(181,182)를 감싸서 접촉된다.
The
또한, 도 7과 같이, 제1 가이드부재(103)는 열교환기에 밀착되는 측면이 폴리싱되어 있고, 제1 가이드부재(103)와 이격되어 있는 제2 가이드부재(104)의 외부에 노출되는 측면에 열방출용 요철이 형성될 수 있다.7, the side surface of the
그러므로, 본 발명의 조립형 방열 카트리지는 제1 가이드부재(103)의 외측면이 폴리싱되어 있을 수 있고, 이 폴리싱된 제1 가이드부재(103)의 외측면이 열교환기에 완전히 밀착됨으로써, 제1 가이드부재(103)로 전달된 배터리의 열이 열교환기를 통하여 신속하게 방열될 수 있는 잇점이 있다.Therefore, in the assembled heat dissipation cartridge of the present invention, the outer surface of the
즉, 폴리싱되기 전의 제1 가이드부재(103)의 외측면의 표면에는 미세한 요철들이 존재하여 제1 가이드부재(103)의 외측면이 열교환기에 밀착되더라도 열교환기와 제1 가이드부재(103) 사이에 형성된 공기층에 의하여 제1 가이드부재(103)의 냉각 효율이 저하된다.That is, even when the outer surface of the
그러므로, 본 발명에서는 제1 가이드부재(103)의 외측면의 표면에 형성된 미세한 요철들을 폴리싱 공정에 의해 제거함으로써, 제1 가이드부재(103)의 외측면이 열교환기에 보다 더 확고하게 밀착되도록 하여 배터리에서 발생된 열의 방출 능력을 증대시킬 수 있는 것이다.
Therefore, in the present invention, by removing the fine irregularities formed on the outer surface of the outer surface of the
또한, 본 발명에서는 제2 가이드부재(104)의 외부에 노출되는 측면에 열방출용 요철이 형성되어 있으며, 이 열방출용 요철은 외기와의 접촉면적을 증가시켜 제2 가이드부재(104)으로 전달되는 열의 방출 효율을 향상시킨다.In the present invention, the heat releasing protrusions and protrusions are formed on the side exposed to the outside of the
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 조립형 방열 카트리지(300)에 장착된 배터리(200)는 충방전에 의해 열이 발생되고 이 열은 조립형 방열 카트리지(300)의 제1 가이드부재(103)에 밀착된 열교환기(500)에 의해 냉각되고, 제2 가이드부재(104)의 열방출용 요철을 통하여 방출되므로, 열방출 효율을 향상시킬 수 있다.That is, as shown in FIG. 8, the
아울러, 본 발명에서는 열방출용 요철이 형성된 제2 가이드부재(104)의 외측면에 열방사 효율을 극대화할 수 있도록 열방사성이 우수한 물질로 방사코팅을 더 수행할 수 있다.In addition, in the present invention, spin coating can be further performed on the outer surface of the
방사코팅은 제2 가이드부재(104)로 전달된 열의 방사성을 더욱 극대화하기 위한 것으로, 열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질 또는 열방사성과 비절연성을 가지는 물질을 제2 가이드부재(104)에 코팅 처리하는 것이다.The spin coating is for further maximizing the radioactivity of the heat transmitted to the
열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질은 질화붕소(BN), 알루미나, 마그네시아, 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 티타늄 카바이드, 실리콘 나이트라이드 및 알루미늄 나이트라이드 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The ceramic material having thermal radiation and insulation may comprise at least one of boron nitride (BN), alumina, magnesia, silicon oxide, silicon carbide, titanium carbide, silicon nitride and aluminum nitride.
또한, 열방사성과 비절연성을 가지는 물질은 그라파이트, 카본, CNT 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
In addition, the material having heat radiation and non-insulating properties may include at least one of graphite, carbon, and CNT.
그리고, 열교환기(500)가 밀착되는 제1 가이드부재(103)의 측면에는 TIM(Thermal Interface Material)이 코팅되어 있을 수 있다.A TIM (Thermal Interface Material) may be coated on the side surface of the
여기서, 제1 가이드부재(103)의 측면에 폴리싱 공정을 수행할 수도 있고, 또는 폴리싱 공정을 수행하지 않을 수 있다.Here, the polishing process may be performed on the side surface of the
이와 같이, 제1 가이드부재(103)의 측면에 코팅된 TIM은 열교환기(500)와의 접촉 열저항을 감소시키고, 열교환기와 제1 가이드부재(103) 사이의 공기층을 최대한 감소시켜 열교환기(500)로 열방출을 원활하게 할 수 있다.Thus, the TIM coated on the side surface of the
TIM의 종류는 방열그리스, 열전도성 접착제 등 코팅이 가능한 것으로 사용할 수 있다.
The TIM type can be used as coating material such as thermal grease or thermally conductive adhesive.
도 9를 참고하면, 다수의 배터리(200a,200b)는 다수의 조립형 방열 카트리지(301,302,303)가 적층된 상태에서, 다수의 조립형 방열 카트리지(301,302,303)의 수용 관통홀의 내측벽에 형성된 상부 및 하부 안착부(121,122,123,124,125,126)에 안착된다.9, the plurality of
여기서, 다수의 조립형 방열 카트리지(301,302,303) 각각은 수용 관통홀을 분할하도록 내측벽에 상부 및 하부 안착부(121,122,123,124,125,126)가 형성되어 있다. Here, each of the plurality of assembly type
이때, 다수의 배터리(200a,200b)는 다수의 조립형 방열 카트리지(301,302,303)가 적층되면서 장착된다. At this time, the plurality of
예컨대, 배터리 '200b'의 하부 가장자리를 조립형 방열 카트리지 '301'의 상부 안착부(125)에 안착시킨 후, 조립형 방열 카트리지 '302'의 하부 안착부(124)를 배터리 '200b'의 상부 가장자리에 접촉시키며 조립형 방열 카트리지 '302'를 조립형 방열 카트리지 '301'에 적층시키는 방법을 사용한다. 즉, 다수의 조립형 방열 카트리지(301,302,303)를 적층하면서 다수의 배터리(200a,200b)를 장착하는 것이다. For example, after the lower edge of the
그러므로, 본 발명에서는 하나의 조립형 방열 카트리지는 하나의 배터리 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가지므로, 다수의 조립형 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 assembly type heat dissipation cartridge has a thickness substantially equal to one battery thickness, it is possible to house a large number of batteries compared to the same area in a battery pack in which a plurality of assembly type heat dissipation cartridges are stacked, It is possible to make the pack slimmer, thinner, and higher capacity.
그리고, 다수의 배터리(200a,200b)의 양단에 배치된 전극단자(201,203)는 조립형 방열 카트리지(301,302,303) 사이에 위치된다. 이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 다수의 배터리(200a,200b)의 일측에 형성된 전극단자(201,203)는 조립형 방열 카트리지(302)를 감싸면서 배치되는 도전성 연결부재(210)에 전기적으로 연결된다.The
여기서, 도전성 연결부재(210)가 감싸는 조립형 방열 카트리지(302) 영역은 열전도성 절연부재에 해당된다.
도전성 연결부재(210)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.Here, the region of the assembly type
The conductive connecting
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그러므로, 본 발명에 따른 조립형 방열 카트리지(300)는 도 11과 같이, 다수 적층하여 전기자동차용 전지팩(510)으로 구현할 수 있다. 참고로, 도 11은 전지팩(510)을 설명하기 위한 것으로 배터리(200)의 전극라인에 연결된 도전성 연결부재의 도시는 생략되었다.Therefore, as shown in FIG. 11, a plurality of the assembly type
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 조립형 방열 카트리지(300)에 배터리(200)를 장착하고 조립형 방열 카트리지(300)를 적층하는 조립 공정을 반복하여 전기자동차용 전지팩(510)을 구현할 수 있다. 그러므로, 적층된 배터리 두께(즉, 도 11의 조립형 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
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.
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 열방출 능력을 향상시키고, 변형이 발생되지 않고 강성이 우수한 조립형 방열 카트리지에 적용될 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an assembled heat dissipation cartridge which improves heat dissipation capability, and which does not cause deformation and is excellent in rigidity.
101,102: 가이드 부재 101a,101b,102a,102b: 결합홈
101c,104a1: 체결홈 103,104: 가이드 부재
103a,103b,104a,104b: 결합바 110: 수용 관통홀
120,121,122,123,124,125,126: 안착부 181,182: 열전도성 절연부재
190: 체결핀 191: 본딩 수지
200,200a,200b,200c: 배터리 201,203: 전극 단자
210: 도전성 연결부재 300,301,302,303: 조립형 방열 카트리지
500: 열교환기 510: 전기자동차용 전지팩 101, 102:
101c, 104a1: fastening
103a, 103b, 104a, 104b: coupling bar 110: through hole
120, 121, 122, 123, 124, 125, 126:
190: fastening pin 191: bonding resin
200, 200a, 200b, 200c:
210: conductive connecting
500: Heat exchanger 510: Battery pack for electric vehicle
Claims (14)
각각 상기 제1 및 제2 가이드부재의 양단부에 연결되며, 상기 배터리의 양단 전극단자와 접촉되는 제3 및 제4 가이드부재; 및
상기 제1 내지 제4 가이드부재에 의해 중앙 영역에 형성되는 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 배터리를 안착시키기 위한 안착부;를 포함하며,
상기 제1 및 제2 가이드부재와 제3 및 제4 가이드부재 사이에는 착탈 가능한 결합으로 구성되며,
상기 제1 및 제2 가이드부재는 금속재로 이루어지고, 상기 제3 및 제4 가이드부재는 열전도성 비절연 플라스틱으로 이루어지며,
상기 배터리의 전극단자와 상기 전극단자를 연결하는 도전성 연결부재가 접촉할 때 전기적으로 절연될 수 있도록, 상기 제3 및 제4 가이드부재 각각에는 열전도성 절연 플라스틱으로 이종사출되는 열전도성 절연부재가 구비되고, 상기 도전성 연결부재는 상기 열전도성 절연부재의 상면, 측면 및 하면을 감싸고 있는 것이고,
상기 열전도성 비절연 플라스틱은 전기전도성 방열 필러가 분산된 성형 가능한 비절연수지인 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.First and second guide members that support both longitudinal sides of the battery and are spaced apart from each other;
Third and fourth guide members connected to both ends of the first and second guide members, respectively, to be in contact with both end electrode terminals of the battery; And
And a seating part formed on a sidewall of the accommodation hole formed in the central area by the first to fourth guide members to seat the battery,
And a detachable coupling between the first and second guide members and the third and fourth guide members,
Wherein the first and second guide members are made of a metal material, the third and fourth guide members are made of a thermally conductive non-insulating plastic,
Conductive connection member for connecting the electrode terminal of the battery and the electrode terminal is made to be electrically insulated from each other, the third and fourth guide members are each provided with a thermally conductive insulating member which is differentially injected into the thermally conductive insulating plastic And the conductive connecting member surrounds the upper surface, the side surface and the lower surface of the thermally conductive insulating member,
Wherein the thermally conductive non-insulating plastic is a moldable non-thermoplastic resin in which an electrically conductive heat-radiating filler is dispersed.
상기 제3 및 제4 가이드부재 각각에 결합홈이 형성되어 있고, 상기 결합홈에 삽입 결합되는 결합바가 상기 제1 및 제2 가이드부재 각각의 양단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein a coupling groove is formed in each of the third and fourth guide members and a coupling bar inserted into the coupling groove is formed at both ends of each of the first and second guide members.
상기 제3 및 제4 가이드부재 및 상기 결합바에 체결홈이 형성되어 있고,
상기 결합홈에 상기 결합바가 결합된 상태에서, 상기 체결홈에 체결핀이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.3. The method of claim 2,
The third and fourth guide members and the coupling bar are formed with coupling grooves,
Wherein a coupling pin is inserted into the coupling groove in a state where the coupling bar is coupled to the coupling groove.
상기 결합홈에 상기 결합바가 결합된 상태에서,
상기 제3 및 제4 가이드부재 및 상기 제1 및 제2 가이드부재의 외측에 노출된 경계면이 본딩 수지로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.3. The method of claim 2,
In a state where the coupling bar is engaged with the coupling groove,
Wherein an interface between said third and fourth guide members and said first and second guide members is sealed by a bonding resin.
상기 제1 가이드부재는 열교환기와 접촉되는 측면이 폴리싱 처리되고,
상기 제2 가이드부재의 노출되는 외측면은 열방출용 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein the first guide member is polished on a side contacting the heat exchanger,
Wherein the second guide member has an exposed outer surface formed with heat-dissipating protrusions and recesses.
상기 폴리싱되어 있는 제1 가이드부재의 측면에 TIM(Thermal Interface Material)이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.11. The method of claim 10,
And a TIM (Thermal Interface Material) is coated on a side surface of the first guide member that is polished.
상기 안착부는 수용 관통홀을 분할하도록 수용 관통홀의 측벽으로부터 상부 및 하부 안착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein the seating portion is formed with upper and lower seating portions from the side wall of the receiving through-hole so as to divide the receiving through-hole.
상기 열방출용 요철이 형성된 제2 가이드부재의 외측면에 열방사 효율을 높이기 위해 방사 코팅을 한 것을 특징으로 하는 조립형 방열 카트리지.11. The method of claim 10,
Wherein the outer surface of the second guide member having the heat releasing protrusions and protrusions is spin coated to increase the heat radiation efficiency.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
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 |