KR102068274B1 - 전지셀 어셈블리 - Google Patents

전지셀 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR102068274B1
KR102068274B1 KR1020177005986A KR20177005986A KR102068274B1 KR 102068274 B1 KR102068274 B1 KR 102068274B1 KR 1020177005986 A KR1020177005986 A KR 1020177005986A KR 20177005986 A KR20177005986 A KR 20177005986A KR 102068274 B1 KR102068274 B1 KR 102068274B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
outer lip
battery cell
cell assembly
housing
Prior art date
Application number
KR1020177005986A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170068439A (ko
Inventor
두드리스콧
멀리만로버트
리차드 브라운토드
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20170068439A publication Critical patent/KR20170068439A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102068274B1 publication Critical patent/KR102068274B1/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
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H01M2/021—
    • H01M2/0275—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • 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
    • 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
    • Y02E60/12—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

전지셀 어셈블리는 베터리 부재, 외부 하우징, 및 제 1 및 제 2 전기 단자들을 포함하는 파우치형 전지셀을 포함하고 있다. 상기 외부 하우징은 중앙 하우징부 및 중앙 하우징부의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재를 포함하고 있다. 상기 중앙 하우징부는 내부에 배터리 부재를 내장하고 있다. 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 배터리 부재에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있다. 상기 어셈블리는 외부 하우징의 외주 립 부재에 대향하여 위치하는 제 1 튜브를 더 포함하고 있다. 상기 제 1 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 1 내부영역 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립 부재는 제 1 튜브를 따라 연장되어 있다.

Description

전지셀 어셈블리
본 발명은 전지셀 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 파우치형 전지셀의 외부 하우징의 일부에 위치하여 각각을 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀로부터 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀을 냉각 시키는 튜브를 포함하는 전지셀 어셈블리에 관한 것이다.
본 출원은 2015.05.26 일자 미국 특허 출원 제14/721,102호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 미국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
종래의 전지셀 어셈블리는 파우치형 전지셀에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 많은 부재들을 사용해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 출원의 발명자들은, 파우치형 전지셀과, 상기 파우치형 전지셀을 냉각하기 위한 유체를 수령하며, 파우치형 전지셀의 하우징의 일부에 둘러싸인 튜브를 포함하는 개선된 전지셀 어셈블리의 필요성을 인식하였다.
본 발명은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 출원의 발명자들은 심도있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 파우치형 전지셀의 하우징의 일부에 둘러싸인 튜브를 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀로부터 발생한 열 에너지를 전달 함으로써 파우치형 전지셀을 냉각 시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리가 제공된다. 상기 전지셀 어셈블리는 베터리 부재(battery member), 외부 하우징(external housing), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(electrical terminals)을 포함하고 있는 파우치형 전지셀(pouch-type battery cell)을 포함하고 있다. 상기 외부 하우징은 중앙 하우징부(central housing portion) 및 상기 중앙 하우징부의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(peripheral lip member)를 포함하고 있다. 상기 중앙 하우징부는 내부에 배터리 부재를 내장하고 있다. 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 베터리 부재에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있다. 상기 전지셀 어셈블리는 외부하우징의 외주 립부재에 대향하여 위치하는 제 1 튜브(tube)를 더 포함하고 있다. 상기 제 1 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 1 내부 영역(interior region)내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립 부재가 제 1 튜브를 따라 연장되어 있다.
도 1은 하나의 실시예에 따른 전지팩의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지팩 일부의 모식도이다;
도 3은 도 1의 전지팩에서 사용되는 냉각 플레이트 어셈블리의 모식도이다;
도 4는 도 3의 냉각 플레이트 어셈블리의 분해 모식도이다;
도 5는 도 3의 냉각 플도 1은 하나의 실시예에 따른 유체 공급 시스템에 연결된 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 2는 도 1에서 선 2-2를 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 단면도이다;
도 3은 도 1의 전지셀 어셈블리의 또 다른 모식도이다;
도 4는 도 1의 전지셀 어셈블리의 일부의 확대 모식도이다;
도 5는 도1의 전지셀 어셈블리의 일부의 또 다른 확대 모식도이다;
도 6은 도 1의 전지셀 어셈블리의 제 1 단부의 모식도이다;
도 7은 도 1의 선 7-7을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 일부의 확대 단면도이다;
도 8은 도 1에서 선 8-8을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 다른 일부의 확대 단면도이다;
도 9는 도 1의 선 9-9를 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 단면도이다;
도 10은 도 1의 전지셀 어셈블리에 사용되는 튜브의 모식도이다;
도 11은 유체 공급 시스템에 연결되는 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 12는 도 11의 선 12-12를 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 단면도이다;
도 13은 도 11의 전지셀 어셈블리의 또 다른 모식도이다;
도 14는 도 11의 전지셀 어셈블리의 하단면의 모식도이다;
도 15는 도 11의 전지셀 어셈블리의 제 1 면의 모식도이다;
도 16은 도 11의 전지셀 어셈블리의 제 1 단부의 모식도이다;
도 17은 도 11의 선 17-17을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 일부의 확대 모식도이다;
도 18은 도 11의 선 18-18을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 또 다른 일부의 확대 모식도이다;
도 19는 도 11의 전지셀 어셈블리
도 1 내지 도 10을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(10)가 제공된다. 전지셀 어셈블리(10)는 유체 공급 시스템(fluid supply system; 12)에 유체 적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(10)는 파우치형 전지셀(30) 및 튜브(32)를 포함하고 있다. 전지셀 어셈블리(10)의 이점은, 튜브(32)가 파우치형 전지셀(30)의 외부 하우징(252)의 일 부분에 위치하여, 튜브(32)를 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀(230)로부터의 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀(30)을 냉각시킨다는 점이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 파우치형 전지셀(30)은 베터리 부재(50), 외부 하우징(52), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(54, 56)을 포함하고 있다. 베터리 부재(50)는 실질적으로 직사각형(rectangular-shaped) 이다. 하나의 실시예에서, 베터리 부재(50)는 리튬 이온 베터리 부재이다. 또한, 또 다른 실시예에서, 베터리 부재(50)는 원통형(cylindrically shaped) 일 수 있다.
외부 하우징(52)은 중앙 하우징부(66) 및 중앙 하우징부(66)의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(68)를 포함하고 있다. 중앙 하우징부(66)는 내부에 배터리 부재(50)를 내장하고 있다. 하나의 실시예에서, 외부 하우징(52)은 시트로 구성되어 있는 바, 예를 들어, 상기 시트는 알루미늄으로 이루어진 금속 시트 상에 고분자 필름을 적층(laminating)함으로써 형성되어 있다.
외주 립 부재(68)는 외주 립부들(80, 82, 84, 86)을 포함하고 있다. 외주 립부들(80, 82)은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있다. 외주 립부들(84, 86)은 외주 립부들(80, 82)에 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있다.
도 7 및 도 10을 참조하면, 외주 립부(80)는 연장부(extension portion; 100), 아치형 형상인 부위(arcuate-shaped portion; 102) 및 단부 부위(end portion; 104)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(102)는 연장부(100)와 단부 부위(104) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(100)는 제 1 방향(direction)으로 중앙 하우징부(66)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(102)는 튜브(32)의 제 1 튜브부(tube portion; 160)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하며 감싸여 있다. 외주 립부(80)가 내부 공간(interior space; 106)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 연장부(100)에 연결되어 있고, 튜브(32)의 제 1 튜브부(160)는 내부영역(106)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(80)가 내부 공간(106)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 연장부(100)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(80)가 내부 공간(106)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 접착제를 통해 연장부(100)에 접착된다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 외주 립부(82)는 연장부(120), 아치형 형상인 부위(122) 및 단부 부위(124)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(122)는 연장부(120)와 단부 부위(124) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(120)는 제 1 방향에 대향하는 제 2 방향으로 중앙 하우징부(66)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(122)는 튜브(32)의 제 2 튜브부(162)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하며 감싸여 있다. 외주 립부(82)가 내부 공간(126)을 설정하도록, 단부 부위(124)는 연장부(120)에 연결되어 있고, 튜브(32)의 제 2 튜브부(162)는 내부영역(126)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(82)가 내부 공간(126)을 설정하도록, 단부 부위(124)는 연장부(120)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(82)가 내부 공간(126)을 설정하도록, 단부 부위(124)는 접착제를 통해 연장부(120)에 접착된다.
도 1, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 외주 립부(84)는 연장부(130), 아치형 형상인 부위(132) 및 단부 부위(134)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(132)는 연장부(130)와 단부 부위(134) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(130)는 제 1 방향의 수직인 제 3 방향으로 중앙 하우징부(66)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(132)는 튜브(32)의 제 3 튜브부(164)(도 10 참고)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하며 감싸여 있다. 외주 립부(84)가 내부 공간(136)을 설정하도록, 단부 부위(134)는 연장부(130)에 연결되어 있고, 튜브(32)의 제 3 튜브부(164)는 내부영역(136)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(84)가 내부 공간(136)을 설정하도록, 단부 부위(134)는 연장부(130)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(84)가 내부 공간(136)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 접착제를 통하여 연장부(100)에 접착된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 및 제 2 전기 단자들(54, 56)은 배터리 부재(50)에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재(68)의 외주 립부(86)로부터 외측으로 연장되어 있다. 배터리 부재(50)은 제 1 및 제 2 전기 단자들(54, 56) 사이에 사용 전압을 발생 시킨다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 튜브(32)는 외부 하우징(52)의 외주 립 부재(68)에 대향하여 위치하고 있다. 튜브(32)는 외주 립 부재(68)에 의해 설정된 제 1 내부 영역(89)(예를 들어, 내부 공간들 106, 126, 136을 포함) 내에 적어도 부분적으로 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 튜브(32)는 알루미늄으로 구성되어 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 튜브(32)는 예를 들어, 구리, 스틸(steel), 스티엔리스 스틸(stainless steel), 또는 플라스틱과 같은 다른 열전도 물질들(thermally conductive materials)로 구성될 수 있다. 튜브(32)는 파우치형 전지셀(30)로부터 열에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 튜브(32)를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(30)을 냉각 시키도록 구성되어 있다. 튜브(32)는 제 1 및 제 2 및 제 3 튜브부들(160, 162, 164)을 포함하고 있다. 제 1 및 제 2 튜브부들(160, 162)은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있다. 제 3 튜브부(164)는 제 1 및 제 2 튜브부들(160, 162)에 실질적으로 수직하게 제 1 및 제 2 튜브부들(160, 162)사이로 연장되어 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 제 1 튜브부(160)는 외주 립부(80)에 대향하여 위치하고 있다. 제 1 튜브부(160)가 외주 립부(80)에 의해 설정된 내부 공간(106)내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립부(80)는 제 1 튜브부(160)를 따라 연장되어 있다. 제 1 튜브부(160)는, 외주 립 부재(68)로부터 바깥쪽으로 연장되어 있고 외주 립 부재(68)에 의해 감싸여 있지 않은, 단부 부위(170)를 포함하고 있다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 제 2 튜브부(162)는 외주 립부(82)에 대향하여 위치하고 있다. 제 2 튜브부(162)가 외주 립부(82)에 의해 설정된 내부 공간(126)내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립부(82)는 제 2 튜브부(162)를 따라 연장되어 있다. 제 2 튜브부(162)는, 외주 립 부재(68)로부터 바깥쪽으로 연장되어 있고 외주 립 부재(68)에 의해 감싸여 있지 않은, 단부 부위(172)를 포함하고 있다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 제 3 튜브부(164)는 외주 립부(84)에 대향하여 위치하고 있다. 제 3 튜브부(164)가 외주 립부(84)에 의해 설정된 내부공간(136)내에 적어도 부분적으로 위치하도록 외주 립부(84)는 제 3 튜브부(164)를 따라 연장되어 있다.
도 1을 참조하면, 유체 공급 시스템(12)은 튜브(32)의 내부 부위(interior portion)를 통해 유체 공급 시스템으로부터 유체를 펌핑하고, 튜브(32)는 파우치형 전지셀(30)로부터 수령된 열에너지를 그것을 통해 흐르는 유체로 전달함으로써, 파우치형 전지셀을 냉각시킨다. 그런 다음, 상기 유체는 튜브(32)로부터 유체를 냉각하기 위한 유체 공급 시스템(12)으로 되돌려 보내진다. 또 다른 실시예에서, 유체 공급 시스템(12)은, 튜브(32)를 통해 흐르는 유체의 열 에너지가 튜브(32)로 전달되고 파우치형 전지셀(30)을 가열하기 위해 튜브(32)로부터 파우치형 전지셀(30)로 더 전달되도록, 유체를 가열할 수 있다.
도 11 내지 도 19를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(210)가 제공된다. 전지셀(210)은 유체 공급 시스템(212)에 유체적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(210)는 파우치형 전지셀(230) 및 튜브(232, 234)를 포함하고 있다. 전지셀 어셈블리(210)의 이점은 튜브들(232, 234)이 파우치형 전지셀(230)의 외부 하우징(252)의 일부에 위치하여, 튜브들(232, 234) 각각을 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀(230)로부터 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각시킨다는 점이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 파우치형 전지셀(230)은 베터리 부재(250), 외부 하우징(252), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(254, 256)을 포함하고 있다. 베터리 부재(250)는 실질적으로 직사각형이다. 하나의 실시예에서, 베터리 부재(250)는 리튬 이온 베터리 부재이다. 또한, 또 다른 실시예에서, 베터리 부재(250)는 원통형 일 수 있다.
외부 하우징(252)은 중앙 하우징부(266) 및 중앙 하우징부(266)의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(268)를 포함하고 있다. 중앙 하우징부(266)는 내부에 배터리 부재(250)를 내장하고 있다. 하나의 실시예에서, 외부 하우징(252)은 시트로 구성되어 있는 바, 예를 들어, 상기 시트는 알루미늄으로 이루어진 금속시트 상에 고분자 필름을 적층 함으로써 형성되어 있다.
외주 립 부재(268)는 외주 립부들(280, 282, 284, 286)을 포함하고 있다. 외주 립부들(280, 282)은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있다. 외주 립부들(284, 286)은 외주 립부들(280, 282)에 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있다.
도 17 및 도 19를 참조하면, 외주 립부(280)는 연장부(300), 아치형 형상인 부위(302) 및 단부 부위(304)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(302)는 연장부(300)와 단부 부위(304) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(300)는 제 1 방향으로 중앙 하우징부(266)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(302)는 튜브(232)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하고, 감싸여 있다. 외주 립부(280)가 내부 공간(306)을 설정하도록, 단부 부위(304)는 연장부(300)에 연결되어 있고, 튜브(232)는 내부영역(306)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(280)가 내부 공간(306)을 설정하도록, 단부 부위(304)는 연장부(300)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(280)가 내부 공간(306)을 설정하도록, 단부 부위(304)는 접착제를 통해 연장부(300)에 접착된다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 외주 립부(282)는 연장부(320), 아치형 형상인 부위(322), 및 단부 부위(324)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(322)는 연장부(320)와 단부 부위(324) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(320)는 제 1 방향에 대향하는 제 2 방향으로 중앙 하우징부(266)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(322)는 튜브(232)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하고, 감싸여 있다. 외주 립부(282)가 내부 공간(326)을 설정하도록, 단부 부위(324)는 연장부(320)에 연결되어 있고, 튜브(232)는 내부영역(326)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(282)가 내부 공간(326)을 설정하도록, 단부 부위(324)는 연장부(320)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(282)가 내부 공간(326)을 설정하도록, 단부 부위(324)는 접착제를 통해 연장부(300)에 접착된다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제 1 및 제 2 전기 단자들(254, 256)은 베터리 부재(250)에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재(286)의 외주 립부들(284, 286)로부터 외측으로 각각 연장되어 있다. 베터리 부재(250)는 제 1 및 제 2 전기 단자들(254, 256) 사이에 사용 전압을 발생 시킨다.
도 12, 도 17, 및 도 19를 참조하면, 튜브(232)는 외부 하우징(252)의 외주 립 부재(268)의 외주 립부(280)에 대향하여 위치하고 있다. 튜브(232)는 외주 립 부재(268)의 외주 립부(280)에 의해 설정된 제 1 내부 영역(306)내에 적어도 부분적으로 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 튜브(232)는 알루미늄으로 구성되어 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 튜브(232)는 예를 들어, 구리, 스틸, 스티엔리스 스틸, 또는 플라스틱과 같은 다른 열전도 물질들로 구성될 수 있다. 튜브(232)는 파우치형 전지셀(230)로부터 열에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 튜브(232)를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시키도록 구성되어 있다. 튜브(232)는, 외주 립 부재(268)의 제 1 및 제 2 단부들로부터 바깥쪽으로 각각 연장되어 있고, 외주 립 부재(268)에 의해 감싸여 있지 않은 단부 부위들(234, 236)을 포함하고 있다.
도 12, 도 18, 및 도 19를 참조하면, 튜브(234)는 외부 하우징(252)의 외주 립 부재(282)의 외주 립부(282)에 대향하여 위치하고 있다. 튜브(234)는 외주 립 부재(268)에 의해 설정된 내부 공간(326)내에 적어도 부분적으로 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 튜브(234)는 알루미늄으로 구성되어 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 예를 들어 튜브(234)는 구리, 스틸, 스티엔리스 스틸, 또는 플라스틱과 같은 다른 열전도 물질들로 구성될 수 있다. 튜브(234)는 파우치형 전지셀(230)로부터 열에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 튜브(234)를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시키도록 구성되어 있다. 튜브(234)는, 외주 립 부재(268)의 제 1 및 제 2 단부들로부터 바깥쪽으로 각각 연장되어 있고, 외주 립 부재(268)에 의해 감싸여 있지 않은 단부 부위들(240, 242)을 포함하고 있다.
도 11을 참조하면, 유체 공급 시스템(212)은 튜브(232)를 통해 유체 공급 시스템으로부터 유체를 펌핑하고, 튜브(232)는 파우치형 전지셀(230)로부터 수령된 열에너지를 그것을 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시킨다. 그런 다음, 상기 유체는 튜브(232)로부터 유체를 냉각하기 위한 유체 공급 시스템(212)으로 되돌려 보내진다. 또한, 유체 공급 시스템(212)는 튜브(234)를 통해 유체 공급 시스템(212)로부터 유체를 펌핑하고, 튜브(234)는 파우치형 전지셀(230)로부터 수령된 열 에너지를 그것을 통해 흐르는 유체로 전달함으로써, 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시킨다. 그런 다음, 상기 유체는 튜브(234)로부터 유체를 냉각 하기 위한 유체 공급 시스템(212)로 되돌려 보내진다. 또 다른 실시예에서, 유체 공급 시스템(12)은, 상기 유체의 열 에너지가 튜브들(232, 234)로 전달되고 파우치형 전지셀(230)을 가열하기 위해 튜브들(232, 234)로부터 파우치형 전지셀(230)로 더 전달되도록, 유체를 가열할 수 있다.
전지셀 어셈블리들(10, 210) 각각은 다른 전지셀 어셈블리들에 비해 상당한 이점을 제공한다. 특히, 전지셀 어셈블리들(10, 210) 각각은, 파우치형 전지셀 내에 적어도 부분적으로 감싸여 있는 적어도 하나의 튜브를 사용하여, 그것을 통해 흐르는 유체를 수령하여 파우치형 전지셀을 냉각시키는 기술적 효과를 제공한다.
본 발명이 제한된 수의 실시예만 관계되어 자세하게 설명되었더라도, 본 발명이 그러한 실시예들에 제한되지 않는다는 점은 자명하다. 또한, 본 발명은 여기서 설명되지 않은 변형, 개조, 치환 또는 동등한 배열을 합체하여 개량될 수 있고, 그것들은 본 발명의 사상과 범위내이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되는 경우, 본 발명은 그러한 실시예들을 포함할 수 있다는 것은 자명하다. 따라서, 본 발명은 여기서 전술한 설명에 의해 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는, 파우치형 전지셀의 하우징의 일부에 둘러싸인 튜브를 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀로부터 발생한 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 기술적 이점을 제공한다.

Claims (18)

  1. 배터리 부재(battery member), 외부 하우징(external housing), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(electrical terminals)을 포함하고 있는 파우치형 전지셀(pouch-type battery cell)로서, 상기 외부 하우징은 중앙 하우징부(central housing portion) 및 상기 중앙 하우징부의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(peripheral lip member)를 포함하고 있고, 상기 중앙 하우징부는 내부에 배터리 부재를 내장하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 전극 단자들이 배터리 부재에 전기적으로 연결되어 있고 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있는 구조의 파우치형 전지셀; 및
    상기 외부 하우징의 외주 립 부재에 대향하여 위치하는 제 1 튜브(tube)로서, 제 1 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 1 내부영역(interior region) 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립 부재가 제 1 튜브를 따라 연장되어 있는 구조의 제 1 튜브;
    를 포함하고,
    상기 외주 립 부재는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 외주 립부들(peripheral lip portions)을 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 외주 립부들은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있으며, 상기 제 3 및 제 4 외주 립부들은 제 1 및 제 2 외주 립부들에 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있으며,
    상기 제 1 튜브는 제 1, 제 2, 및 제 3 튜브부들(tube portions)을 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 튜브부들은 서로 실질적으로 평행하게 연장되어 있으며, 상기 제 3 튜브부는 제 1 및 제 2 튜브부들에 실질적으로 수직하게 제 1 및 제 2 튜브부들 사이로 연장되어 있고,
    상기 제 1 튜브의 제 1 튜브부는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 1 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 1 외주 립부는, 제 1 튜브부가 제 1 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 1 튜브부를 따라 연장되어 있으며,
    상기 제 1 외주 립부는 제 1 튜브부를 따라 감싸여 있고,
    상기 제 1 외주 립부는 연장부, 아치형 형상인 부위 및 단부 부위를 포함하고,
    상기 아치형 형상인 부위는 연장부와 단부 부위 사이에 연결되어 위치하고,
    상기 연장부는 중앙 하우징부로부터 외측으로 연장되어 있으며,
    상기 아치형 형상인 부위는 상기 제 1 튜브부의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하며 감싸고,
    상기 제 1 외주 립부의 단부 부위는 중앙 하우징부에 인접한 제 1 외주 립부의 상기 연장부에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 튜브는 파우치형 전지셀로부터 열 에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 제 1 튜브를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀을 냉각시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 튜브의 단부 부위(end portion)는 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있고 상기 외주 립 부재에 의해 감싸여 있지 않은 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 튜브의 제 2 튜브부는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 2 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 2 외주 립부는, 제 2 튜브부가 제 2 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 2 튜브부를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 튜브의 제 3 튜브부는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 3 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 3 외주 립부는, 제 3 튜브부가 제 3 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 3 튜브부를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 외주 립 부재의 제 4 외주 립부로부터 외측으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 튜브는 알루미늄 튜브인 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 어셈블리는 외부 하우징의 외주 립 부재에 대향하여 위치하는 제 2 튜브를 더 포함하고 있고, 상기 외주 립 부재는, 제 2 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 2 내부영역 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 2 튜브를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 튜브는 파우치형 전지셀로부터 열 에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 제 2 튜브를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써, 파우치형 전지셀을 냉각시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 외주 립 부재는 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있는 제 1 및 제 2 외주 립부들을 포함하고 있고, 상기 중앙 하우징부는 제 1 및 제 2 외주 립부들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 튜브는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 1 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 1 외주 립부는, 제 1 튜브가 제 1 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 1 튜브를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 튜브는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 2 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 2 외주 립부는, 제 2 튜브가 제 2 외주 립부에 의해 설정된 내부영역 내로 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 2 튜브를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 외주 립 부재는 제 1 및 제 2 외주 립부들에 대해 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있는 제 3 및 제 4 외주 립부들을 더 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 제 3 및 제 4 외주 립부들로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
KR1020177005986A 2015-05-26 2016-03-28 전지셀 어셈블리 KR102068274B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/721,102 US10249920B2 (en) 2015-05-26 2015-05-26 Battery cell assembly
US14/721,102 2015-05-26
PCT/KR2016/003105 WO2016190533A1 (ko) 2015-05-26 2016-03-28 전지셀 어셈블리

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170068439A KR20170068439A (ko) 2017-06-19
KR102068274B1 true KR102068274B1 (ko) 2020-01-20

Family

ID=57392791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177005986A KR102068274B1 (ko) 2015-05-26 2016-03-28 전지셀 어셈블리

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10249920B2 (ko)
KR (1) KR102068274B1 (ko)
WO (1) WO2016190533A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10230140B2 (en) * 2016-09-27 2019-03-12 GM Global Technology Operations LLC Vehicle battery cooling system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014078471A (ja) * 2012-10-12 2014-05-01 Toshiba Corp 二次電池および二次電池システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4974327B2 (ja) * 2005-12-15 2012-07-11 株式会社デンソー 熱交換器用チューブの製造方法および熱交換器
KR101001320B1 (ko) * 2007-11-09 2010-12-14 주식회사 엘지화학 향상된 열 안정성의 전지셀 및 이를 포함하는 중대형전지모듈
KR100956397B1 (ko) * 2009-11-20 2010-05-06 주식회사 이아이지 실링부가 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 난연 물질 및 내열 물질이 배합된 난연성 및 내열성 수지 조성물로 코팅되어 안전성이 향상된 파우치형 전지 및 그 제조 방법
US8765282B2 (en) * 2009-12-18 2014-07-01 GM Global Technology Operations LLC Battery assemblies
KR101205180B1 (ko) * 2010-05-18 2012-11-27 주식회사 엘지화학 콤팩트하고 안정성이 우수한 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
KR101413489B1 (ko) 2012-04-06 2014-07-02 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리
US8852781B2 (en) 2012-05-19 2014-10-07 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for manufacturing a cooling fin for the battery cell assembly
US20140120390A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for manufacturing a cooling fin for the battery cell assembly
KR101983391B1 (ko) 2012-11-13 2019-05-28 에스케이이노베이션 주식회사 전지모듈 냉각장치 및 이를 포함하는 전지모듈 어셈블리
US9196935B2 (en) * 2013-03-12 2015-11-24 Gm Global Technology Operations, Llc Micro-channel cooling fin design based on an equivalent temperature gradient
US9647292B2 (en) 2013-04-12 2017-05-09 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for manufacturing a cooling fin for the battery cell assembly
KR101658961B1 (ko) 2013-09-23 2016-09-22 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지
US9257732B2 (en) 2013-10-22 2016-02-09 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014078471A (ja) * 2012-10-12 2014-05-01 Toshiba Corp 二次電池および二次電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
US10249920B2 (en) 2019-04-02
KR20170068439A (ko) 2017-06-19
WO2016190533A1 (ko) 2016-12-01
US20160351977A1 (en) 2016-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8703320B2 (en) Battery pack having thermoelectric device
EP2916382B1 (en) Battery cell assembly and method for manufacturing cooling fin for battery cell assembly
US9705163B2 (en) Battery module
US9647292B2 (en) Battery cell assembly and method for manufacturing a cooling fin for the battery cell assembly
EP2840626B1 (en) Battery cell assembly, and method for manufacturing cooling fin for battery cell assembly
US20170237111A1 (en) Centrally located spacers for electrochemical cells
US8828576B2 (en) Prismatic cell with integrated cooling plate
JP6134999B2 (ja) 電池アセンブリ
KR102382525B1 (ko) 이차전지 및 이차전지 배열
US9818992B2 (en) Battery pack
KR101960922B1 (ko) 배터리 모듈
US10608302B2 (en) Battery pack
WO2017002325A1 (ja) 電源装置
JP6317438B2 (ja) 電池セルアセンブリ
KR20160133776A (ko) 배터리 모듈
JPWO2013047430A1 (ja) 組電池
KR20140090336A (ko) 이차전지용 써멀패드 및 이를 갖는 전지모듈
JP2018530136A (ja) 電池システムおよびその組立方法
JP2020514959A (ja) バッテリーモジュールケーシング、バッテリーモジュールおよびバッテリー
JP2015041558A (ja) 組電池の冷却兼加熱構造
KR102068274B1 (ko) 전지셀 어셈블리
KR20140004835A (ko) 전지팩
KR20170067012A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US9742044B2 (en) Battery cell
TWI528614B (zh) 電池模組

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant