KR101987778B1 - 냉각 유로 관통형 이차전지모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치형 셀에서 발생하는 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 냉각 유로 관통형 이차전지모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 전지 셀이 적층되어 형성되는 전극조립체를 케이스로 밀폐되도록 형성하고 케이스에 별도의 가스 배출관을 형성하여 지정된 곳으로 가스를 배출할 수 있도록 하고, 전지 셀들과 접촉되도록 결합되며 내측에 냉각 유로가 형성된 파티션 튜브의 양단을 케이스의 외부와 연통되도록 형성함으로써, 전지 셀들에서 발생하는 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있으며 전지 셀들에서 발생되는 열을 용이하게 냉각시킬 수 있는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈에 관한 것이다.

Description

냉각 유로 관통형 이차전지모듈 {Secondary battery module having through type cool channel}
본 발명은 전지 셀에서 발생하는 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 냉각 유로 관통형 이차전지모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다. 그리고 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
그리고 이차전지모듈은 나란히 적층 배열되고 전기적으로 연결되는 다수개의 전지 셀을 포함하여 이루어지며, 전지 셀들은 케이스의 내부에 수용되도록 구성된다.
그런데 이차전지모듈은 케이스의 내부에 구비되는 전지 셀들이 충방전 과정에서 과충전이 발생하거나 다수개의 셀 중 특정한 셀의 고장으로 인한 내부 쇼트 발생 등에 의해 순식간에 셀 내부의 온도가 상승하고 이로 인해 유해가스가 발생하며, 이러한 유해가스가 이차전지모듈의 케이스 외부로 유출되어 차량 내부로 유입되는 문제점이 있다.
또한, 전지 셀에서 발생하는 유해가스를 특정한 부분으로 배출하기 위해 전지 셀이 수용되는 케이스를 밀폐되도록 형성할 수 있으나, 전지 셀의 충방전시 발생하는 열을 냉각시키기 위한 냉각부가 구성되어야 하므로 전지 셀들을 밀폐시키기 어려운 문제점이 있다.
이와 관련된 종래 기술로는 미국공개특허(20110027632)인 "Battery pack and vehicle with the battery pack(배터리 팩 및 배터리 팩이 탑재된 차량)"이 개시되어 있다.
US 20110027632 A1 (2011.02.03.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수개의 전지 셀이 적층되어 형성되는 전극조립체를 케이스로 밀폐되도록 형성하고 케이스에 별도의 가스 배출관을 형성하여 지정된 곳으로 가스를 배출할 수 있도록 하고, 전지 셀들과 접촉되도록 결합되며 내측에 냉각 유로가 형성된 파티션 튜브의 양단을 케이스의 외부와 연통되도록 형성함으로써, 전지 셀들에서 발생하는 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있으며 전지 셀들에서 발생되는 열을 용이하게 냉각시킬 수 있는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈은, 일정거리 이격되어 나란히 적층 배열되는 다수개의 전지 셀; 상기 전지 셀들 사이 및 최외측 전지 셀에 적층되어 밀착되며, 내측에 열교환매체가 통과되도록 냉각 유로가 형성되는 다수개의 파티션 튜브; 상기 전지 셀들이 내부에 수용되어 밀폐되도록 형성되며, 상기 파티션 튜브들의 양단이 외부와 연통되도록 결합되는 케이스; 및 상기 케이스에 연결되어 케이스 내부의 가스를 외부로 배출하는 가스 배출관; 을 포함한다.
또한, 상기 전지 셀은 두 개의 전지 셀 사이에 절연 패드가 개재되어 밀착되고, 두 개의 전지 셀 외측에는 각각 파티션 튜브가 밀착 결합된다.
또한, 상기 케이스는 내부가 중공되고 하측과 길이 방향 양측이 개방되는 상부 케이스; 상기 상부 케이스의 하측에 결합되며 내부가 중공되고 상측과 길이 방향 양측이 개방되는 하부 케이스; 및 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 양측에 결합되고 다수개의 슬롯이 형성되어 상기 파티션 튜브들의 양단이 결합되는 한 쌍의 측면 커버; 를 포함한다.
또한, 상기 하부 케이스의 내측 하면에는 상기 전지 셀들 및 파티션 튜브들의 하측을 지지하는 하부 지지대가 형성된다.
또한, 상기 파티션 튜브는 양측에 지지부가 형성되어, 상기 지지부는 상기 측면 커버와 밀착된다.
또한, 상기 파티션 튜브의 양단은 지지부보다 길이 방향 외측으로 돌출 형성되어, 상기 파티션 튜브의 양단이 상기 측면 커버의 슬롯에 삽입되도록 결합된다.
또한, 상기 상부 케이스와 하부 케이스가 밀착되는 테두리, 상부 케이스와 하부 케이스의 측면에 밀착되는 측면 커버 일면의 테두리 및 측면 커버와 파티션 튜브의 지지부가 밀착되는 파티션 튜브 일면의 슬롯 테두리에 실링부재가 형성된다.
또한, 상기 파티션 튜브의 지지부 상측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 고정되고 상기 전지 셀의 전극탭과 연결되는 버스바를 더 포함한다.
본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈은 케이스에 의해 밀폐된 다수개의 전지 셀들에서 발생되는 유해가스를 별도의 가스 배출관을 통해 지정된 곳으로 배출할 수 있어 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 전지 셀들에서 발생되는 열을 용이하게 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈을 나타낸 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전지 셀 및 파티션 튜브를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체 및 방열핀을 나타낸 분해사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 6 및 도 7은 도 5의 AA'방향 및 BB'방향 단면도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈을 나타낸 개략도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈(1000)은, 일정거리 이격되어 나란히 적층 배열되는 다수개의 전지 셀(100); 상기 전지 셀(100)들 사이 및 최외측 전지 셀(100)에 적층되어 밀착되며, 내측에 열교환매체가 통과되도록 냉각 유로(210)가 형성되는 다수개의 파티션 튜브(200); 상기 전지 셀(100)들이 내부에 수용되어 밀폐되도록 형성되며, 상기 파티션 튜브(200)들의 양단이 외부와 연통되도록 결합되는 케이스(400); 및 상기 케이스(400)에 연결되어 케이스(400) 내부의 가스를 외부로 배출하는 가스 배출관(500); 을 포함한다.
우선, 전지 셀(100)은 전극체(110)의 일측에 전극탭(120)이 형성된다. 전극체(110)는 양극, 음극, 전해질 및 양극과 음극을 분리하는 격리판으로 구성되어 전기가 충전 및 방전되는 부분이며, 전극탭(120)은 전극체(110)에서 방전시 발생되거나 외부로부터 충전시 유입되는 전류를 전달하는 부분이다.
이때, 전지 셀(100)은 파우치로 둘러싸여 밀봉된 파우치형 셀이거나 파우치형 셀의 외측에 케이스가 결합된 형태일 수 있으며, 전지 셀(100)이 다수개가 적층된 형태일 수 있다.
그리고 파티션 튜브(200)는 전지 셀(100)들 사이 및 최외측 전지 셀(100)에 적층되어 밀착되며, 내측에 열교환매체가 통과되도록 냉각 유로(210)가 형성된다. 즉, 전지 셀(100)에서 발생되는 열을 파티션 튜브(200)의 냉각 유로(210)를 따라 통과되는 열교환매체에 의해 냉각시킬 수 있도록 구성된다. 이때, 파티션 튜브(200)는 전지 셀(100)보다 길게 형성되어 길이 방향 양단이 전지 셀(100)의 양측으로 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 전지 셀(100)은 도 2 및 도 3과 같이 두 개의 전지 셀(100) 사이에 절연 패드(130)가 개재되어 밀착되고, 두 개의 전지 셀(100) 외측에는 각각 파티션 튜브(200)가 밀착 결합될 수 있으며, 파티션 튜브(200)의 냉각 유로(210)는 내측에 길이 방향으로 핀 형태의 리브가 형성되어 파티션 튜브(200)의 구조적인 강성 및 열교환 효율 향상시킬 수 있다. 또한, 냉각 유로(210) 및 열교환매체는 다양하게 형성될 수 있다.
이때, 절연 패드(130)는 두 개의 전지 셀(100)사이의 전기적인 절연과 동시에 탄성체로 형성되어 적층 방향의 치수 공차와 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.
이와 같이 다수개의 전지 셀(100)과 파티션 튜브(200)가 밀착되도록 적층되어 전극조립체(300)를 형성한다.
또한, 케이스(400)는 전지 셀(100)들이 내부에 수용되어 밀폐될 수 있도록 형성된다. 이때, 케이스(400)의 양측에 파티션 튜브(200)의 양단이 결합되어 전지 셀(100)들은 케이스(400)에 의해 밀폐된 상태에서, 케이스(400)의 외부 일측에서 파티션 튜브(200)의 냉각 유로(210)를 따라 열교환매체가 통과되어 열교환을 일으킨 후 케이스(400)의 외부 타측으로 빠져나가도록 형성된다. 즉, 파티션 튜브(200)는 케이스(400)의 외측과 양단이 연결되어 열교환매체가 파티션 튜브(200)의 냉각 유로(210)를 통해 케이스(400) 내부를 통과하며, 전지 셀(100)들은 케이스(400)에 의해 완전히 밀폐 되도록 구성된다.
여기에서 가스 배출관(500)이 케이스(400)에 연결되어, 케이스(400) 내부의 전지 셀(100)에서 발생되는 유해가스가 가스 배출관(500)을 따라 외부로 배출되도록 구성된다. 이때, 가스 배출관(500)은 일측이 케이스(400)에 연결되고 타측은 지정된 장소에 위치되도록 하여 유해가스가 지정된 장소로만 배출되도록 형성된다.
그리하여 전지 셀(100)의 이상으로 인해 유해가스가 발생하였을 때, 밀폐된 케이스에 의해 다른 곳으로는 가스가 배출되지 않고 가스 배출관(500)을 따라 지정된 장소로만 배출되도록 하여 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 케이스에 의해 밀폐된 전지 셀들이 케이스 외부와 냉각 유로가 연통되는 파티션 튜브에 의해 용이하게 냉각될 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈은 전지 셀에서 발생하는 유해가스를 지정된 장소로 배출할 수 있도록 전지 셀이 케이스에 의해 밀폐되는 구조로 형성되면서, 전지 셀과 밀착되는 파티션 튜브의 냉각 유로를 케이스의 외부와 연통시켜 용이하게 냉각시킬 수 있도록 하는 것이다.
그리고 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈(1000)의 케이스(400)는 내부가 중공되고 하측과 길이 방향 양측이 개방되는 상부 케이스(410); 상기 상부 케이스(410)의 하측에 결합되며 내부가 중공되고 상측과 길이 방향 양측이 개방되는 하부 케이스(420); 및 상기 상부 케이스(410)와 하부 케이스(420)의 양측에 결합되고 다수개의 슬롯(431)이 형성되어 상기 파티션 튜브(200)들의 양단이 결합되는 한 쌍의 측면 커버(430); 를 포함할 수 있다.
이는 도 2 내지 도 5와 같이 나란히 적층 배열되는 다수개의 전지 셀(100)들 사이에 파티션 튜브(200)들이 개재되어 밀착되고, 최외측에 배치되는 전지 셀(100)에 파티션 튜브(200)가 밀착되도록 체결수단에 의해 결합되어 전극조립체(300)가 형성되며, 이러한 전극조립체(300)가 상부 케이스(410), 하부 케이스(420) 및 한 쌍의 측면 커버(430)에 의해 둘러싸이되, 파티션 튜브(200)의 양단이 측면 커버(430)에 형성된 슬롯(431)에 연결되도록 결합되는 것이다.
즉, 상하부 케이스(410,420) 및 한 쌍의 측면 커버(430)에 의해 전지 셀(100)들이 밀폐되어 전지 셀(100)에서 발생되는 유해가스는 상부 케이스(410)에 연결되는 가스 배출관(500)을 통해 지정된 장소로 배출되도록 구성된다. 그리고 일측의 측면 커버(430)의 슬롯(431)을 통해 유입된 열교환매체가 파티션 튜브(200)의 냉각 유로(210)를 통과하며 열교환되어 타측의 측면 커버(430)에 형성된 슬롯(431)으로 배출됨으로써 전지 셀(100)들이 냉각된다.
이때, 파티션 튜브(200)는 판형으로 형성되고 전지 셀(100)에 밀착되어 전지 셀(100)들의 충전 또는 방전 과정에서 발생되는 열이 냉각 유로(210)를 통과하는 열교환매체로 빠르게 전달될 수 있도록 구성된다. 그리고 파티션 튜브(200)는 알루미늄 또는 구리와 같이 열전도도가 높은 재질로 이루어질 수 있으며, 전지 셀(100)에서 발생되는 열이 빠르게 전달될 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 하부 케이스(420)의 내측 하면에는 전지 셀(100)들 및 파티션 튜브(200)들의 하측을 지지하는 하부 지지대(450)가 형성된다. 즉, 하부 지지대(450)는 도 6과 같이 전지 셀(100)들 및 파티션 튜브(200)들을 하부 케이스(420)의 바닥면에서 일정높이 이격되도록 하며 측면 커버(430)와 파티션 튜브(200)의 높이를 맞추어 용이하게 결합되도록 할 수 있다.
또한, 파티션 튜브(200)는 양측에 지지부(220)가 형성되어, 지지부(220)는 측면 커버(430)와 밀착된다. 이는 파티션 튜브(200)의 양단이 측면 커버(430)의 슬롯(431)과 연결되도록 결합될 때 파티션 튜브(200)의 단부와 슬롯(431)이 밀폐되기 용이하도록 하기위한 것이며, 측면 커버(430)가 파티션 튜브(200)의 지지부(220)에 걸려 내측으로 더 이상 들어가지 않도록 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 지지부(220)에는 관통공을 형성하여 전지 셀(100)들과 파티션 튜브(200)들을 적층하고 장볼트 및 너트 등의 체결수단으로 용이하게 결합되도록 할 수 있다.
또한, 파티션 튜브(200)의 양단은 도 3 내지 도 5와 같이 지지부(220)보다 길이 방향 외측으로 돌출 형성되어, 파티션 튜브(200)의 양단이 측면 커버(430)의 슬롯(431)에 삽입되도록 결합될 수 있다. 그리하여 상하부 케이스(410,420)에 결합되는 측면 커버(430)의 슬롯(431)에 파티션 튜브(200)의 양단이 삽입되도록 결합되므로 파티션 튜브(200)들이 케이스(400)에 견고하게 고정될 수 있으며, 슬롯(431)과 파티션 튜브(200) 외측이 결합되는 부분의 기밀을 유지하기 용이하다.
또한, 도 5 및 도 7과 같이 상부 케이스(410)와 하부 케이스(420)가 밀착되는 테두리, 상부 케이스(410)와 하부 케이스(420)의 측면에 밀착되는 측면 커버(430) 일면의 테두리 및 측면 커버(430)와 파티션 튜브(200)의 지지부(220)가 밀착되는 파티션 튜브(200) 일면의 슬롯(431) 테두리에 실링부재(440)가 형성된다. 즉, 결합되는 부분이 기밀을 유지하여 전지 셀(100)이 밀폐될 수 있도록 각각의 결합부에 실링부재(440)가 형성되는 것이며, 상하부 케이스(410,420)에는 테두리 부분에 플랜지를 형성하고 체결수단을 이용하여 결합되도록 할 수 있으며, 여기에 측면 커버(430)의 내측면 테두리 부분이 상하부 케이스(410,420)의 측면에 결합된다. 그리고 측면 커버(430)는 파티션 튜브(200)가 슬롯(431)에 삽입되어 지지부(220)에 밀착되는 부분인 측면 커버(430)의 내측면 슬롯(431) 주변에 실링부재(440)가 형성되어 지지부(220)에 밀착됨으로써 전지 셀(100)들이 용이하게 밀폐되도록 할 수 있다.
또한, 파티션 튜브(200)의 지지부(220) 상측에는 돌출부(221)가 형성되고, 돌출부(221)에 고정되고 전지 셀(100)의 전극탭(120)과 연결되는 버스바(600)를 더 포함할 수 있다. 즉, 전극탭(120)과 연결되는 버스바(600)를 도 4 및 도 6과 같이 지지부(220)의 상측에 형성되는 돌출부(221)에 고정할 수 있도록 하여, 별도의 버스바(600) 고정부를 형성할 필요가 없다. 이때, 지지부(220) 및 돌출부(221)는 파티션 튜브(200)를 압출을 통해 제작하고, 제작된 파티션 튜브(200)를 인서트 사출하여 파티션 튜브(200), 지지부(220) 및 돌출부(221)가 일체형이 되도록 제작할 수 있다.
그리고 전극조립체(300)의 상측에는 전지 셀(100)의 전극탭(120)에 연결되는 회로기판(700)이 결합될 수 있으며, 상부 케이스(410)에는 상면에 회로기판(700)을 점검할 수 있도록 점검구(411)가 형성되어 상부 커버(412)가 결합될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 냉각 유로 관통형 이차전지모듈은 케이스에 의해 밀폐된 다수개의 전지 셀들에서 발생되는 유해가스를 별도의 가스 배출관을 통해 지정된 곳으로 배출할 수 있어 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 전지 셀들에서 발생되는 열을 용이하게 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 냉각 유로 관통형 이차전지모듈
100 : 전지 셀
110 : 전극체 120 : 전극탭
130 : 절연 패드
200 : 파티션 튜브
210 : 냉각 유로 220 : 지지부
221 : 돌출부
300 : 전극조립체
400 : 케이스
410 : 상부 케이스 411 : 점검구
412 : 상부 커버
420 : 하부 케이스
430 : 측면 커버 431 : 슬롯
440 : 실링부재 450 : 하부 지지대
500 : 가스 배출관
600 : 버스바
700 : 회로기판

Claims (8)

  1. 일정거리 이격되어 적층 배열되는 다수개의 전지 셀;
    상기 전지 셀들 사이 또는 최외측 전지 셀에 적층되어 밀착되며, 내측에 열교환매체가 통과되도록 냉각 유로가 형성되는 다수개의 파티션 튜브;
    상기 전지 셀들이 내부에 수용되어 밀폐되도록 형성되며, 상기 파티션 튜브들의 양단이 외부와 연통되도록 결합되는 케이스; 및
    상기 케이스에 연결되어 케이스 내부의 가스를 외부로 배출하는 가스 배출관; 을 포함하며,
    상기 케이스는 내부가 중공되고 하측과 길이 방향 양측이 개방되는 상부 케이스; 상기 상부 케이스의 하측에 결합되며 내부가 중공되고 상측과 길이 방향 양측이 개방되는 하부 케이스; 및 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 길이 방향 양측에 결합되고 다수개의 슬롯이 형성되어 상기 파티션 튜브들의 길이 방향 양단이 결합되는 한 쌍의 측면 커버; 를 포함하는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀 사이에 절연 패드가 개재되어 밀착되는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 케이스의 내측 하면에는 상기 전지 셀들 및 파티션 튜브들의 하측을 지지하는 하부 지지대가 형성되는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파티션 튜브는 양측에 지지부가 형성되어, 상기 지지부는 상기 측면 커버와 밀착되는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파티션 튜브의 양단은 지지부보다 길이 방향 외측으로 돌출 형성되어, 상기 파티션 튜브의 양단이 상기 측면 커버의 슬롯에 삽입되도록 결합되는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 상부 케이스와 하부 케이스가 밀착되는 테두리, 상부 케이스와 하부 케이스의 측면에 밀착되는 측면 커버 일면의 테두리 및 측면 커버와 파티션 튜브의 지지부가 밀착되는 파티션 튜브 일면의 슬롯 테두리에 실링부재가 형성되는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 파티션 튜브의 지지부 상측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 고정되고 상기 전지 셀의 전극탭과 연결되는 버스바를 더 포함하는 냉각 유로 관통형 이차전지모듈.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124700A1 (ko) * 2020-12-07 2022-06-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101673972B1 (ko) 2014-02-17 2016-11-08 주식회사 엘지화학 배터리 팩
CN103904264B (zh) * 2014-04-08 2016-01-06 淄博贝林电子有限公司 一种具有介质冷却和气体均衡功能的电池模块
KR101671483B1 (ko) * 2014-04-25 2016-11-01 주식회사 엘지화학 냉매 유로가 형성된 카트리지 적층 구조를 포함하는 전지모듈
KR102327559B1 (ko) * 2014-12-22 2021-11-17 현대두산인프라코어 주식회사 에너지 저장 유닛의 냉각 모듈
KR102392920B1 (ko) * 2015-06-02 2022-05-02 현대두산인프라코어(주) 에너지 저장 유닛의 냉각 모듈
KR101881196B1 (ko) * 2015-06-16 2018-07-23 주식회사 엘지화학 전지 팩
KR101928369B1 (ko) * 2015-06-16 2018-12-12 주식회사 엘지화학 전지 모듈
EP3331054B1 (en) * 2015-07-27 2024-06-05 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery module heat management assembly
DE102015217644A1 (de) * 2015-09-15 2017-03-16 Robert Bosch Gmbh Deckelelement eines Batteriemodulgehäuses, Batteriemodul mit einem solchen Deckelelement und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Batterie
KR102014462B1 (ko) * 2015-10-23 2019-08-26 주식회사 엘지화학 이차 전지용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈
CN105449136B (zh) * 2015-12-16 2017-10-13 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 一种水下航行器电池组的安装支撑轨道
CN107093781B (zh) * 2016-02-18 2024-04-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
KR102066701B1 (ko) * 2016-03-03 2020-01-15 주식회사 엘지화학 냉각 성능이 개선된 배터리 팩의 케이스 구조
KR102092113B1 (ko) * 2016-06-15 2020-05-27 주식회사 엘지화학 클램핑 방식의 체결 부재로 결합된 외장 부재를 포함하는 전지모듈
EP3291359B1 (en) 2016-09-01 2020-05-13 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack and encapsulated interconnection for a battery pack
CN106784511B (zh) * 2017-03-15 2023-08-15 华霆（合肥）动力技术有限公司 半密封电源系统及汽车
KR102378425B1 (ko) 2017-06-07 2022-03-24 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102244139B1 (ko) * 2017-07-31 2021-04-22 주식회사 엘지화학 배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102378539B1 (ko) * 2017-12-06 2022-03-23 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 에지 직접 냉각 방식의 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102315847B1 (ko) 2018-10-05 2021-10-21 주식회사 엘지에너지솔루션 용접 불량을 방지할 수 있는 전지팩 프레임을 포함하는 전지팩 및 이를 제조하기 위한 가압 지그
US20210313664A1 (en) * 2019-03-19 2021-10-07 Lg Chem, Ltd. Battery Module Having Insulation Pad With Extended Length, and Battery Pack and Vehicle Comprising Same
KR102469872B1 (ko) * 2019-04-15 2022-11-23 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR102465864B1 (ko) * 2019-06-12 2022-11-09 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR102391985B1 (ko) 2019-06-14 2022-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 그 제조 방법
CN112117508B (zh) * 2019-06-21 2022-06-14 比亚迪股份有限公司 动力电池包及具有其的车辆
US11437666B2 (en) * 2019-07-31 2022-09-06 Karma Automotive Llc Battery module including side pressure plates and pouch cell modules
KR102473125B1 (ko) * 2019-11-25 2022-11-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN112635879B (zh) * 2020-11-30 2022-11-22 中山中能时代新能源有限公司 一种适用新能源电动车的动力电池包总成
KR102696390B1 (ko) * 2021-10-12 2024-08-19 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
KR20240007856A (ko) * 2022-07-08 2024-01-17 주식회사 엘지에너지솔루션 벤팅 구조가 개선된 전지 모듈

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4298867B2 (ja) * 1999-09-28 2009-07-22 パナソニック株式会社 集合型密閉二次電池
KR100648697B1 (ko) 2005-03-11 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
CN2847550Y (zh) 2005-03-11 2006-12-13 北京天睿力迈科技有限公司 潜艇用新型高能量密封铅酸蓄电池结构及散热
US7892669B2 (en) * 2006-03-06 2011-02-22 Lg Chem, Ltd. Middle or large-sized battery module
KR101260470B1 (ko) 2006-04-07 2013-05-06 타이코에이엠피(유) 배터리 셀 모듈의 접속장치
JP4434237B2 (ja) * 2007-06-20 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 車両用の蓄電装置及び車両
KR101106111B1 (ko) * 2007-06-28 2012-01-18 주식회사 엘지화학 효율적인 냉각 및 배기 구조의 중대형 전지팩
KR100998845B1 (ko) * 2007-11-09 2010-12-08 주식회사 엘지화학 방열특성의 전지모듈, 열교환 부재 및 이를 이용하는 중대형 전지팩
JP5231026B2 (ja) 2008-01-10 2013-07-10 日立ビークルエナジー株式会社 電池モジュール
FR2929760B1 (fr) * 2008-04-08 2010-10-01 Vehicules Electr Soc D Batterie electrique comprenant des elements generateurs souples et un systeme de conditionnement mecanique et thermique desdits elements
JP5331517B2 (ja) 2008-04-14 2013-10-30 日産自動車株式会社 組電池、および組電池を搭載した車両
CN101546843A (zh) * 2009-04-30 2009-09-30 广东工业大学 带有相变材料冷却系统的动力电池装置
US8383260B2 (en) 2010-02-26 2013-02-26 GM Global Technology Operations LLC U-formed cooling plate with solid fins for lithium pouch cells
KR101156958B1 (ko) * 2010-05-27 2012-06-21 주식회사 코캄 전기 자동차용 배터리 팩과, 조립체 및, 이를 이용한 온도제어 시스템
US8343650B2 (en) 2010-08-11 2013-01-01 GM Global Technology Operations LLC Modular plate carrier concept for mounting and embedded cooling of pouch cell battery assemblies
JP5625115B2 (ja) * 2010-08-16 2014-11-12 エルジー・ケム・リミテッド 優れた熱放射特性を有する小型構造のバッテリーモジュール、及びそのバッテリーモジュールを使用する中型又は大型のバッテリーパック
KR101680709B1 (ko) * 2010-11-12 2016-12-12 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 케이스
JP5878048B2 (ja) * 2012-03-16 2016-03-08 本田技研工業株式会社 バッテリユニット
KR101908441B1 (ko) * 2012-05-10 2018-10-17 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지모듈

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124700A1 (ko) * 2020-12-07 2022-06-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

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