KR102024524B1 - 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지 - Google Patents

전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR102024524B1
KR102024524B1 KR1020180049009A KR20180049009A KR102024524B1 KR 102024524 B1 KR102024524 B1 KR 102024524B1 KR 1020180049009 A KR1020180049009 A KR 1020180049009A KR 20180049009 A KR20180049009 A KR 20180049009A KR 102024524 B1 KR102024524 B1 KR 102024524B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat dissipation
metal plate
heat radiation
battery pack
soft
Prior art date
Application number
KR1020180049009A
Other languages
English (en)
Inventor
이강학
이승현
여학규
허준
문명욱
권선환
박찬규
Original Assignee
주식회사 엘투와이
(주)동국알앤에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘투와이, (주)동국알앤에스 filed Critical 주식회사 엘투와이
Priority to KR1020180049009A priority Critical patent/KR102024524B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102024524B1 publication Critical patent/KR102024524B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지에 관한 것으로, 그 목적은 배터리 셀에 접촉지지되는 연질의 방열시트와 쿨링플레이트에 접촉되는 경질의 방열돌기로 이루어진 이중층 구조의 방열패드가 메탈플레이트에 일체화 되어 배터리 팩의 공간적 부피를 축소시키면서도 방열효율이 증진될 수 있는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명은 배터리 팩의 메탈플레이트에 복수의 방열홀을 천공하는 홀 형성단계; 복수의 방열홀이 형성된 메탈플레이트의 내면에 연질 방열시트를 일체로 부착설치하는 방열시트 설치단계; 연질 방열시트가 설치된 메탈플레이트를 턴오버하여 표면이 상부에 위치하도록 메탈플레이트의 위치를 변경하는 턴오버단계; 메탈플레이트 표면에서 돌출되도록 메탈플레이트의 방열홀내로 경질 실리콘액을 도포하는 경질 실리콘액 도포단계; 경질 실리콘액의 경화에 의해 연질 방열시트와 경질 방열돌기로 이루어진 방열패드가 메탈플레이트에 일체화되는 방열패드 일체화단계;를 포함하도록 되어 있다.

Description

전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지{Manufacturing method for heat radiating package of battery pack and heat radiating package manufactured by the same}
본 발명은 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지에 관한 것으로, 연질의 방열시트와 경질의 방열돌기가 메탈플레이트에 일체로 설치되는 이중층 구조의 방열패드가 구비되도록 하여, 배터리 팩의 공간적 부피를 축소시키면서도 방열효율이 증진될 수 있는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 친환경 차량이란, 배기가스 배출이 없는 전기자동차, 연료전지 자동차 등을 일컬으며, 이들 친환경 차량에는 주행을 위한 모터 구동을 위하여 배터리가 탑재되어 있다.
이와 같이 친환경 차량에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 셀(cell)을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있으며, 상기 단위 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하도록 되어 있다.
상기와 같이 이루어진 배터리 팩은 다수의 이차전지가 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차전지에서 발생되는 열을 용이하게 방출되도록 하는 것이 매우 중요하다.
특히, 전기자동차의 경우, 배터리 시스템의 신뢰성과 안정성이 전기자동차의 상품성을 결정짓는 가장 중요한 요소이므로, 다양한 외부 온도의 변화에 따른 배터리 성능 저하 방지를 위하여 배터리 시스템의 적정온도범위가 유지되어야 한다.
종래에 사용되어지고 있는 전기차량용 배터리 팩은 충전 및 방전시 발생되는 열을 방열시키기 위하여, 메탈플레이트에 쿨링플레이트가 접촉되고, 메탈플레이트와 쿨링플레이트의 접촉성을 향상시키기 위하여, 메탈플레이트와 쿨링플레이트 사이에 실리콘 패드가 설치되며, 복수의 배터리 셀에 대한 접촉지지력이 유지되도록 금속재질로 이루어진 메탈플레이트과 배터리 셀 사이에 레진 타입의 필러가 충전되어 전체적인 방열기능이 유지되도록 되어 있었다.
그러나, 상기와 같은 종래의 배터리 팩의 방열시스템은 배터리 셀과 메탈플레이트 사이에 레진타입의 필러가 충전되고, 메탈플레이트와 쿨링플레이트 사이에 실리콘 패드가 설치되도록 되어 있어, 방열을 위한 필러충전 및 실리콘패드의 설치로 인해 전체 부피가 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 배터리팩의 제조시, 배터리 셀과 메탈플레이트 사이에 레진타입의 필러를 충전하는 작업이 추가되므로, 제조공정이 복잡해지고 제조원가가 증가되는 등 여러가지 문제점이 있었다.
등록특허공보 등록번호 10-1748645(2017.06.13) 공개특허공보 공개번호 10-2017-0124304(2017.11.10) 공개특허공보 공개번호 10-2017-0082041(2017.07.13)
본 발명의 목적은 배터리 셀에 접촉지지되는 연질의 방열시트와 쿨링플레이트에 접촉되는 경질의 방열돌기로 이루어진 이중층 구조의 방열패드가 메탈플레이트에 일체화 되어 배터리 팩의 공간적 부피를 축소시키면서도 방열효율이 증진될 수 있는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명은 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법에 있어서; 메탈플레이트에 복수의 방열홀을 천공하는 홀 형성단계; 복수의 방열홀이 형성된 메탈플레이트의 내면에 연질 방열시트를 일체로 부착설치하는 방열시트 설치단계; 연질 방열시트가 설치된 메탈플레이트를 턴오버하여 표면이 상부에 위치하도록 메탈플레이트의 위치를 변경하는 턴오버단계; 메탈플레이트 표면에서 돌출되도록 메탈플레이트의 방열홀내로 경질 실리콘액을 도포하는 경질 실리콘액 도포단계; 경질 실리콘액의 경화에 의해 연질 방열시트와 경질 방열돌기로 이루어진 방열패드가 메탈플레이트에 일체화되는 방열패드 일체화단계;를 포함하도록 되어 있다.
본 발명은 메탈플레이트 내의 배터리 셀이 접촉지지되는 연질 방열시트가 복수의 경질 방열돌기에 의해 쿨링플레이트와 접촉됨과 동시에 메탈플레이트가 쿨링플레이트와 거의 직접적으로 접촉되도록 되어 있어, 배터리 셀의 충/방전시 발생되는 열에 대한 열전달 경로가 단축되고 열전도효율이 우수하게 될 뿐 아니라, 메탈플레이트의 구조적 강성이 증진되는 효과가 있다.
본 발명의 방열소재는 메탈플레이트내에 배터리 셀과 접촉지지되도록 연질 방열시트가 설치되고, 메탈플레이트에 형성된 방열홀내에 쿨링플레이트와 접촉되는 경질 방열돌기가 연질 방열시트와 일체로 형성되는 이중층 구조로 이루어져 있어, 배터리 팩의 전체 부피를 줄일 수 있으며, 이를 통해 공간적 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 연질 방열시트가 자체점착력을 구비하고 있어, 별도의 부착수단없이도 메탈플레이트 내면에 손쉽게 부착할 수 있으며, 이를 통해 작업성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 메탈플레이트와 쿨링플레이트 사이에 설치되는 시트타입의 방열소재 설치가 생략되고, 메탈플레이트 내면에 설치된 연질의 방열시트의 설치로 인해 배터리 셀을 지지하기 위한 레진 타입의 열전도성 필러의 충전을 생략할 수 있으므로, 전체 제조공정이 단축되어 제조비용이 절감되는 효과가 있다.
본 발명은 배터리 셀이 접촉지지되는 연질 방열시트가 일체화된 경질 방열돌기에 의해 쿨링플레이트에 접촉되므로, 배터리 셀에서 발생되는 열의 방열효율이 우수한 효과가 있다.
본 발명은 베터리 셀이 연질의 방열시트에 접촉지지되고, 연질의 방열시트에 복수의 경질 방열돌기가 일체로 형성된 방열소재가 메탈플레이트와 일체화되도록 되어 있어, 하나의 방열소재에 의해 배터리 셀이 지지되는 기능 및 배터리 셀에서 발생되는 열의 방열기능이 동시에 이루어지는 효과가 있다.
본 발명은 메탈플레이트의 방열홀내에 경질의 방열돌기가 연질 방열시트와 일체로 형성되고, 메탈플레이트의 표면으로부터 경질 방열돌기가 약 0.5∼2.0㎜ 돌출되도록 형성되어 있어, 진동발생시 탈플레이트와 쿨링플레이트간에 완충기능을 유지하게 되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 방열패키지의 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 방열패키지를 이용한 배터리 팩의 구성을 보인 예시도
도 1 은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 방열패키지의 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로,
본 발명은 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법에 있어서;
메탈플레이트(10)에 복수의 방열홀(11)을 천공하는 홀 형성단계;
복수의 방열홀(11)이 형성된 메탈플레이트의 내면(12)에 연질 방열시트(20)를 일체로 부착설치하는 방열시트 설치단계;
연질 방열시트(20)가 설치된 메탈플레이트를 턴오버하여 표면(13)이 상부에 위치하도록 메탈플레이트(10)의 위치를 변경하는 턴오버단계;
메탈플레이트 표면(13)에서 돌출되도록 메탈플레이트의 방열홀(11)내로 경질 실리콘액을 도포하는 경질 실리콘액 도포단계;
경질 실리콘액의 경화에 의해 연질 방열시트(20)와 경질 방열돌기(30)로 이루어진 방열패드(40)가 메탈플레이트에 일체화되는 방열패드 일체화단계;를 포함한다.
상기 홀 형성단계는 메탈플레이트(10)를 관통하도록 복수의 방열홀(11)을 일정간격으로 천공한다. 이때, 상기 방열홀(11)의 면적은 메탈플레이트(10)의 강성에 영향이 발생되지 않는 범위내에서 복수개가 형성될 수 있다.
상기 메탈플레이트(10)는 내부에 복수의 배터리 셀(110)들이 수용되도록 박스타입의 하우징으로 이루어지거나, 패널 타입으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 박스타입의 하우징으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 메탈플레이트(10)는 배터리 셀들의 냉각효율이 향상되도록 알루미늄 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 표면(13)이 쿨링플레이트(50)에 직접적으로 접촉된다.
상기 방열시트 설치단계는, 메탈플레이트의 내면(12)에 위치하도록 연질 방열시트(20)가 부착설치된다.
상기 연질 방열시트(20)는 쇼어경도(Shore OO) 20∼40, 열전도도 1.5∼5(W/mK)를 구비하는 열전도성 실리콘 방열시트로 이루어져 있어, 배터리 셀(110)에 대한 접촉지지력이 우수할 뿐 아니라, 배터리 셀(110)에서 발생되는 열에 대한 우수한 열전도성을 구비한다.
상기 연질 방열시트(20)는 일예로, 말단에 비닐기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 5∼10wt%, 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼0.5wt%, 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 5∼10wt%, 백금촉매 10∼100ppm에, 나머지를 열전도성 필러로 하여 100wt%로 이루어진 열전도성 연질실리콘에 의해 이루어지도록 구성될 수 있다. 일예로 상기 열전도성 필러는 80∼89wt% 범위내에서 첨가될 수 있다.
상기 말단에 비닐기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS)은, 1분자 중에 적어도 2개의 CH2=CH-Si-O- 결합을 갖는 비닐기 함유 폴리다이메틸 실록산으로, 5∼10wt% 첨가되고, 비닐기 분자가 양 말단에 존재하며, 점도 10∼10,000 cps를 구비하고, 바람직하게는 점도 약 50∼500 cps를 구비한다.
상기 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS)는, 0.1∼0.5wt% 첨가되고, H-함량 0.5∼7mmol/gr 의 것이 사용되어지며, 바람직하게는 H-함량 1∼3mmol/gr 의 것이 사용된다.
상기 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS)는, 5∼10wt% 첨가되어 미반응오일을 사용하지 않고 경도를 20∼40으로 낮게하고, H-함량 0.01∼1.0mmol/gr 의 것이 사용되어지며, 바람직하게는 H-함량 0.1∼0.3mmol/gr 의 것이 사용된다.
상기 백금촉매는 부가반응을 실시하기 위한 촉매로써, 첨가촉매량 10∼100ppm을 구비하고 단일 백금 또는 백금 화합물이 사용된다. 상기 백금촉매는 일 예로, 단일의 백금, H2PtCl6nH2O, NaHPtCl6nH2O, KHPtCl6nH2O, NaPtCl6nH2O, K2PtCl6nH2O, PtCl4nH2O, PtCl2,NaPtCl4nH2O 및 H2PtCl4nH2O 등이 사용될 수 있으며, 이를 백금 화합물과 탄화수소, 알콜 또는 비닐기 함유 환상 실록산의 착화합물도 사용할 수 있다.
상기 열전도성 필러는 알루미나, 마그네슘 옥사이드, 알루미늄 하이드록사이드, 질화붕소, 질화알루미늄 등이 사용될 수 있으며, 이중, 상기 열전도성 필러는 직경 1∼50um(마이크로미터)의 알루미나 또는 마그네슘 옥사이드 90∼99wt%와, 0.01∼0.8um의 나노 구상 알루미나 또는 구상마그네슘 옥사이드를 1∼10wt% 가 혼용된 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 방열시트 설치단계는, 말단에 비닐기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 5∼10wt%, 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼0.5wt%, 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 3∼8wt%, 백금촉매 10∼100ppm에, 나머지를 열전도성 필러로 하여, 100wt%로 이루어진 열전도성 실리콘에 의해 방열시트가 제조되는 방열시트 제조단계; 방열시트를 메탈플레이트의 내면에 일체로 부착하는 방열시트 부착단계를 포함한다.
상기 방열시트 제조단계에 의해 제조된 연질 방열시트(20)는 열전도성 실리콘의 구성성분 및 구성성분의 혼합비에 의해 쇼어경도(Shore OO) 20∼40 을 구비할 뿐 아니라, 자체 점착력을 구비하게 되어, 방열시트 부착단계시, 별도의 접착제 도포없이도 메탈플레이트의 내면에 일체로 부착된다.
또한, 연질 방열시트(20)는 쇼어경도(Shore OO) 20∼40 의 연질물성을 이루어지게 되므로, 배터리 셀(110) 하단과의 접촉성이 향상되어, 배터리 셀(110)의 지지력을 증진시킬 뿐 아니라, 더욱 우수한 열전도성을 구비하게 된다.
상기 턴오버단계는 연질 방열시트(20)가 메탈플레이트(10) 하측에 위치하도록 즉, 방열홀(11)이 상부로 위치하도록 메탈플레이트(10)를 180°회전시킨다. 이때 연질 방열시트(20)는 메탈플레이트(10)에 일체로 부착되어 있으므로, 메탈플레이트(10)로부터 이탈되지 않게 된다.
상기 메탈플레이트(10)의 턴오버 작업은 공지의 산업용 로봇 또는 산업기계에 의해 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 실리콘 도포단계는 메탈플레이트의 방열홀(11)내로 경질 실리콘액이 도포되는 단계로, 상기 경질 실리콘액은 연질 방열시트와 기본구성이 동일하도록 하여 열전도도 1.5∼5(W/mK)을 구비하면서도 경화에 의해 형성되는 경질 방열돌기가 쇼어경도(Shore OO) 50∼70 을 구비하도록 이루어진 것이 사용된다.
상기 경질 실리콘액은 일예로, 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 6∼11wt%, 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼0.6wt%, 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 2∼5wt%, OH-기를 함유한 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼3wt%, 백금촉매 10∼100ppm, 나머지를 열전도성 필러로 하여 100wt%로 이루어져 소정의 흐름성을 구비하도록 제어된 것이 사용될 수 있다. 일예로 상기 열전도성 필러는 82∼90wt% 범위내에서 첨가될 수 있다.
상기 말단에 비닐기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS)은, 6∼11wt% 첨가되고, 1분자 중에 적어도 2개의 CH2=CH-Si-O- 결합을 갖는 비닐기 함유 폴리다이메틸 실록산으로, 비닐기 분자가 양 말단에 존재하며, 점도 10∼10,000 cps를 구비하고, 바람직하게는 점도 약 50∼500 cps를 구비한다.
상기 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS)는, 0.1∼0.6wt% 첨가되고, H-함량 0.5∼7mmol/gr 의 것이 사용되어지며, 바람직하게는 H-함량 1∼3mmol/gr 의 것이 사용된다.
상기 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS)는, 2∼5wt% 첨가되어 미반응오일을 사용하지 않고도 경도를 50∼70으로 낮게 하고, H-함량 0.01∼1.0mmol/gr 의 것이 사용되어지며, 바람직하게는 H-함량 0.1∼0.3mmol/gr 의 것이 사용된다.
상기 OH-기를 함유한 폴리다이메틸 실록산(PDMS)은 경질 실리콘의 흐름성을 제어하여, 점도가 30만 ∼40만 cPs 의 점도로 제어하여 표면이 반구모양을 유지하게 하고, 메탈플레이트의 표면으로부터 경질 실리콘이 반구형으로 도포되도록 하기 위한 것으로, 0.1∼3wt% 첨가되며, 규소원자와 결합된 hydroxyl(ＯＨ)를 함유하고, 점도 50~1,000 cps 를 구비한다.
상기 백금촉매는 부가반응을 실시하기 위한 촉매로써, 첨가촉매량 10∼100ppm을 구비하고, 단일 백금 또는 백금 화합물이 사용된다. 상기 백금촉매는 일 예로, 단일의 백금, H2PtCl6nH2O, NaHPtCl6nH2O, KHPtCl6nH2O, NaPtCl6nH2O, K2PtCl6nH2O, PtCl4nH2O, PtCl2,NaPtCl4nH2O 및 H2PtCl4nH2O 등이 사용될 수 있으며, 이를 백금 화합물과 탄화수소, 알콜 또는 비닐기 함유 환상 실록산의 착화합물도 사용할 수 있다.
상기 열전도성 필러는 알루미나, 마그네슘 옥사이드, 알루미늄 하이드록사이드, 질화붕소, 질화알루미늄 등이 사용될 수 있으며, 이 중, 상기 열전도성 필러는 직경 1∼50um(마이크로미터)의 알루미나 또는 마그네슘 옥사이드 90∼99wt%와, 0.01∼0.8um의 나노 구상 알루미나 또는 구상마그네슘 옥사이드를 1∼10wt% 가 혼용된 것이 바람직하다.
즉, 상기 실리콘 도포단계는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 6∼11wt%, 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼0.6wt%, 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 2∼7wt%, OH-기를 함유한 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼3wt%, 백금촉매 10∼100ppm, 나머지를 열전도성 필러로 하여 100wt%로 이루어진 액상의 경질 실리콘이 메틸플레이트의 방열홀(11)내로 도포되도록 이루어질 수 있다.
이때, 상기 방열홀(11)은 하단이 연질 방열시트(20)에 의해 폐쇄된 상태이므로, 방열홀(11)내로 도포된 액상의 경질 실리콘은 방열홀(11)내에 충전될 뿐 아니라, 메탈플레이트 표면(13)으로부터 약 0.5∼2㎜ 정도의 돌출높이(h)를 구비하도록 도포된다. 즉, 상기 액상의 경질 실리콘은 흐름성이 제어되도록 되도록 되어 있어, 방열홀(11)내에 충전이 원활하게 이루어질 뿐 아니라, 표면장력 등에 의해 메탈플레이트 표면(13)으로부터 물방울형상 또는 반구형상을 구비하며 0.5∼2㎜ 정도 돌출되도록 도포된다.
상기 경질 실리콘액의 도포는 하나 이상의 도포노즐에 의해 이루어지며, 이와 같은 도포노즐의 이동 및 도포분사는 공지의 기술을 이용하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 방열패드 일체화단계는 상온 경화 또는 열에 의해 방열홀내의 경질실리콘액을 경화시켜 연질 방열시트(20)에 복수의 경질 방열돌기(30)가 일체화된 이중층구조의 방열패드(40)가 메탈플레이트(10)에 일체화되도록 되어 있다.
이때, 메탈플레이트 내면(12)에 설치된 연질 방열시트(20)와 메탈플레이트의 방열홀(11)내에 도포/경화되어 형성된 경질 방열돌기(30)는 그 구성성분이 거의 동일하므로, 별도의 공정없이도 일체화될 뿐 아니라, 연질 방열시트와 경질 방열돌기의 열전도도가 1.5∼5(W/mK)으로 거의 동일하게 이루어지므로, 배터리 셀(110)에서 발생되는 열이 연질 방열시트(20) 및 경질 방열돌기를 통해 쿨링플레이트로 신속하게 방열되게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 배터리 팩용 방열패키지(60)는 배터리 팩의 제조시, 도 3 에 도시된 바와 같이, 연질 방열시트에 배터리 셀이 접촉되도록 또한, 쿨링플레이트(50)에 메탈플레이트(10) 및 경질 방열돌기(30)가 접촉되도록 설치된다. 이때, 상기 경질 방열돌기(30)는 쿨링플레이트에 가압밀착되게 되므로, 쿨링플레이트(50)와 메탈플레이트(10)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 실질적으로 밀착되게 된다.
이와 같이 제조된 본 발명의 배터리 팩용 방열패키지(60)는 연질 방열시트와 경질 방열돌기의 이중층 구조로 이루어진 방열패드(40)가 메탈플레이트(10)에 일체화되도록 되어 있어, 배터리 팩의 제조 시, 전체 부피가 작아지게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열패키지(60)는 배터리 셀(110)이 접촉지지되는 연질 방열시트(20)와 쿨링플레이트(50)가 접촉지지되는 경질 방열돌기(30)가 경도에 차이를 구비하면서도 거의 동일한 열전도도를 구비하도록 되어 있어, 배터리 셀의 충전 및 방전시 발생되는 열이 연질 방열시트와 경질 방열돌기를 통해 쿨링플레이트로 신속하게 전달되므로, 우수한 방열효율을 구비하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열패키지는 배터리 팩의 제조시, 연질 방열시트에 배터리 셀이 접촉되고, 경질 방열돌기에 쿨링플레이트가 접촉되게 되므로, 배터리 셀(110)에 대한 접촉지지력이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(10) : 메탈플레이트 (11) : 방열홀
(12) : 메탈플레이트 내면 (13) : 메탈플레이트 표면
(20) : 연질 방열시트 (30) : 경질 방열돌기
(40) : 방열패드 (50) : 쿨링플레이트
(60) : 방열패키지 (80) : 배터리 셀
(100) : 배터리 팩

Claims (5)

  1. 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법에 있어서;
    메탈플레이트(10)에 복수의 방열홀(11)을 천공하는 홀 형성단계;
    복수의 방열홀(11)이 형성된 메탈플레이트의 내면(12)에 연질 방열시트(20)를 일체로 부착설치하는 방열시트 설치단계;
    연질 방열시트(20)가 설치된 메탈플레이트를 턴오버하여 표면(13)이 상부에 위치하도록 메탈플레이트(10)의 위치를 변경하는 턴오버단계;
    메탈플레이트 표면(13)에서 돌출되도록 메탈플레이트의 방열홀(11)내로 경질 실리콘액을 도포하는 경질 실리콘액 도포단계;
    경질 실리콘액의 경화에 의해 연질 방열시트(20)와 경질 방열돌기(30)로 이루어진 방열패드(40)가 메탈플레이트에 일체화되는 방열패드 일체화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법.
  2. 청구항 1 에 있어서;
    연질 방열시트(20)는 쇼어경도(Shore OO) 20∼40, 열전도도 1.5∼5(W/mK)를 구비하고,
    경질 방열돌기(30)는 쇼어경도(Shore OO) 50∼70, 열전도도 1.5∼5(W/mK)을 구비하도록 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법.
  3. 청구항 2 에 있어서;
    연질 방열시트(20)는, 말단에 비닐기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 5∼10wt%, 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼0.5wt%, 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 5∼10wt%, 백금촉매 10∼100ppm에, 나머지를 열전도성 필러로 하여 100wt%로 이루어진 열전도성 연질실리콘에 의해 이루어지고,
    경질 방열돌기(30)는, 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 6∼11wt%, 측쇄에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼0.6wt%, 말단에 H-기를 구비하는 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 2∼5wt%, OH-기를 함유한 폴리다이메틸 실록산(PDMS) 0.1∼3wt%, 백금촉매 10∼100ppm, 나머지를 열전도성 필러로 하여 100wt%로 이루어진 경질 실리콘액의 경화에 의해 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법.
  4. 청구항 1 에 있어서;
    경질 방열돌기는 메탈플레이트 표면(13)으로부터 0.5∼2㎜ 정도 돌출되도록 반구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지.
KR1020180049009A 2018-04-27 2018-04-27 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지 KR102024524B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180049009A KR102024524B1 (ko) 2018-04-27 2018-04-27 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180049009A KR102024524B1 (ko) 2018-04-27 2018-04-27 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102024524B1 true KR102024524B1 (ko) 2019-10-01

Family

ID=68207681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180049009A KR102024524B1 (ko) 2018-04-27 2018-04-27 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102024524B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114583337A (zh) * 2022-02-21 2022-06-03 东风汽车集团股份有限公司 一种rev越野车电池包温控系统及控制方法
KR20230077944A (ko) 2021-11-26 2023-06-02 (주)씨엔엔티 전도성 발열체용 다층구조 방열 시트, 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 전도성 발열체용 다층구조 방열 시트
KR102619037B1 (ko) * 2023-01-17 2023-12-27 동우 화인켐 주식회사 갭 필러 조성물 및 배터리 팩
CN117316776A (zh) * 2023-09-27 2023-12-29 深圳市鸿富诚新材料股份有限公司 一种散热器件的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110955A (ja) * 1999-10-04 2001-04-20 Meiden Chem Kk 放熱部材及び放熱電子部品
JP2015149476A (ja) * 2014-01-10 2015-08-20 日立化成株式会社 熱伝導部材及び電子部品
KR20160063821A (ko) * 2014-11-27 2016-06-07 현대자동차주식회사 간접냉각식 배터리 모듈용 계면 플레이트 및 그 제조방법
KR20170067012A (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR101748645B1 (ko) 2014-11-17 2017-06-19 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR20170082041A (ko) 2016-01-05 2017-07-13 엘지전자 주식회사 배터리 모듈 및 그 제조방법, 배터리 모듈을 이용한 전기 자동차
KR20170124304A (ko) 2016-05-02 2017-11-10 주식회사 씨에스에너텍 방열 성능을 향상시킨 배터리 모듈

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110955A (ja) * 1999-10-04 2001-04-20 Meiden Chem Kk 放熱部材及び放熱電子部品
JP2015149476A (ja) * 2014-01-10 2015-08-20 日立化成株式会社 熱伝導部材及び電子部品
KR101748645B1 (ko) 2014-11-17 2017-06-19 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR20160063821A (ko) * 2014-11-27 2016-06-07 현대자동차주식회사 간접냉각식 배터리 모듈용 계면 플레이트 및 그 제조방법
KR20170067012A (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20170082041A (ko) 2016-01-05 2017-07-13 엘지전자 주식회사 배터리 모듈 및 그 제조방법, 배터리 모듈을 이용한 전기 자동차
KR20170124304A (ko) 2016-05-02 2017-11-10 주식회사 씨에스에너텍 방열 성능을 향상시킨 배터리 모듈

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230077944A (ko) 2021-11-26 2023-06-02 (주)씨엔엔티 전도성 발열체용 다층구조 방열 시트, 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 전도성 발열체용 다층구조 방열 시트
CN114583337A (zh) * 2022-02-21 2022-06-03 东风汽车集团股份有限公司 一种rev越野车电池包温控系统及控制方法
CN114583337B (zh) * 2022-02-21 2024-06-11 东风汽车集团股份有限公司 一种rev越野车电池包温控系统及控制方法
KR102619037B1 (ko) * 2023-01-17 2023-12-27 동우 화인켐 주식회사 갭 필러 조성물 및 배터리 팩
CN117316776A (zh) * 2023-09-27 2023-12-29 深圳市鸿富诚新材料股份有限公司 一种散热器件的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102024524B1 (ko) 전기자동차 배터리 팩용 방열패키지 제조방법과 이에 의해 제조된 배터리 팩용 방열 패키지
US10665912B2 (en) Battery system with potting compound
CN110431710B (zh) 电池模块及电池组
US9745498B2 (en) Heat-storage composition
US10147665B2 (en) Power module having dual-sided cooling
WO2016111139A1 (ja) 蓄熱性熱伝導シート
US11050099B2 (en) Energy storage module comprising a temperature management system, and energy storage system
KR20200098778A (ko) 전기자동차 배터리 패키징용 방열패드의 제조방법
JP2006318871A (ja) 蓄電体セルの保持構造
CN109088021A (zh) 一种新能源汽车用锂电池缓冲架装置
CN105655665B (zh) 一种动力电池的散热装置
JP2023130410A (ja) 熱接触充填材、及び熱接触充填材を有する蓄電池集成体
EP3696906A1 (en) Secondary battery pack provided with heat dissipation plate
CN103222022B (zh) 双电层电容器
WO2020039761A1 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物及び熱伝導性シリコーン硬化物
WO2014097561A1 (ja) 放熱シート、放熱装置、放熱装置の製造方法
KR101138541B1 (ko) 슈퍼 커패시터 모듈
KR20230150791A (ko) 열전도성 조성물, 열전도성 부재, 배터리 모듈
CN216311905U (zh) 一种电池导热装置及电池设备
CN210325769U (zh) 一种三相二极管整流桥模块
CN213366709U (zh) 电池包箱体、电池包及车辆
KR20210013894A (ko) 수냉식 배터리모듈 냉각구조체 및 이의 제조방법
US20240039108A1 (en) Battery pack, method for manufacturing battery pack, and vehicle
CN215323090U (zh) 平衡车的车体和平衡车
CN212033108U (zh) 一种可简化装配及高效散热的电池包

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant