KR102084151B1 - Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 외관을 형성하는 모듈 케이스, 모듈 케이스 내에 수용되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 조립체 및 배터리 셀 조립체가 잠길 수 있게 모듈 케이스 내에 소정 높이로 채워지며, 식물성 절연유로 이루어지는 냉매를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a module case forming an appearance, a battery case housed in a module case, and having a predetermined height within the module case so that the battery cell assembly and the battery cell assembly are locked. Filled, characterized in that it comprises a refrigerant consisting of vegetable insulating oil.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a battery pack including such a battery module, and an automobile including such a battery pack.

제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.A secondary battery having high applicationability and high electrical energy characteristics such as high energy density according to a product group is not only a portable device but also an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV) driven by an electric driving source. It is applied universally. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels, but also no by-products of energy use, is generated.

현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and the like. The operating voltage of such a unit secondary battery cell, that is, a unit battery cell is about 2.5V to 4.2V. Therefore, when a higher output voltage is required, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series. In addition, the battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to the charge / discharge capacity required for the battery pack. Therefore, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to the required output voltage or charge / discharge capacity.

한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 복수 개의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 복수 개의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.On the other hand, when a battery pack is configured by connecting a plurality of battery cells in series / parallel, a battery module including a plurality of battery cells is configured first, and the battery pack is configured by adding other components using the plurality of battery modules. How to do is common.

멀티 배터리 모듈 구조의 배터리 팩은 다수의 이차전지가 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차전지에서 발생되는 열을 용이하게 방출하는 것이 중요하다. 이차전지 배터리의 충전 또는 방전의 과정은 앞서도 살펴본 바와 같이 전기 화학적 반응에 의하여 이루어지므로, 충방전 과정에서 발생한 배터리 모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 배터리 모듈의 열화가 촉진되고, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발이 일어날 수 있다.Since the battery pack of the multi-battery module structure is manufactured in a form in which a plurality of secondary batteries are concentrated in a narrow space, it is important to easily discharge heat generated from each secondary battery. Since the process of charging or discharging the secondary battery battery is performed by the electrochemical reaction as described above, if the heat of the battery module generated in the charging and discharging process is not effectively removed, thermal accumulation occurs and consequently, deterioration of the battery module is promoted. In some cases, fire or explosion may occur.

따라서, 고출력 대용량의 배터리 모듈 및 그것을 포함하는 배터리 팩에는 그것에 내장되어 있는 배터리 셀들을 냉각시키는 냉각 장치가 반드시 필요하다.Therefore, a high output large capacity battery module and a battery pack including the same require a cooling device for cooling the battery cells embedded therein.

일반적으로 냉각장치에는 대표적으로 공냉식과 수냉식, 두 가지를 들 수 있는데, 누전이나 이차전지의 방수 문제 등으로 인해 공냉식이 수냉식보다 널리 이용되고 있다.In general, there are two types of cooling devices, air-cooled and water-cooled. Air cooling is more widely used than water-cooling due to leakage problems or waterproofing of secondary batteries.

하나의 배터리 셀에 의해 생산할 수 있는 전력은 크지 않으므로 상용화된 배터리 모듈은 일반적으로 모듈 케이스 내에 복수 개의 배터리 셀들을 필요한 수 만큼 적층시켜 패키징한다. 그리고 각각의 배터리 셀에서 전기가 생산되는 과정에서 발생된 열을 냉각시켜 이차전지의 온도를 적정하게 유지하기 위해 배터리 셀들 중간 중간에 방열부재로서 배터리 셀의 면적에 대응되는 복수 개의 냉각 핀들을 삽입한다. 각각의 배터리 셀에서 열을 흡수한 냉각 핀들은 배터리 모듈의 저부에 구비되는 히트 싱크에 냉각 플레이트를 통해 연결되어 그 열을 전달하고 히트 싱크는 냉각수에 의해 냉각된다. 여기서, 종래 냉각수는 일반적으로 냉각, 부식 방지 및 응고 방지 등을 위해 에틸렌 글리콜 등을 포함하는 냉매를 이용한다.Since the power that can be produced by one battery cell is not large, commercially available battery modules are generally packaged by stacking a plurality of battery cells as needed in a module case. Then, a plurality of cooling fins corresponding to the area of the battery cell are inserted as a heat radiating member in the middle of the battery cells in order to cool the heat generated in the process of generating electricity in each battery cell to maintain the temperature of the secondary battery properly. . The cooling fins that absorb heat from each battery cell are connected to a heat sink provided at the bottom of the battery module through a cooling plate to transfer the heat, and the heat sink is cooled by the coolant. Here, the conventional cooling water generally uses a refrigerant containing ethylene glycol or the like for cooling, corrosion prevention and solidification prevention.

그러나, 종래의 배터리 모듈에서는, 배터리 셀들 사이에 삽입되어 배치되는 복수 개의 냉각 핀들, 냉각 플레이트 및 히트 싱크로 인해 복수 개의 냉각 핀들, 냉각 플레이트 및 히트 싱크만큼 배터리 셀들의 용적률이 저하되며, 이들 부품들의 추가에 따라 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.However, in the conventional battery module, the volume ratio of the battery cells is reduced by the plurality of cooling fins, the cooling plate and the heat sink due to the plurality of cooling fins, the cooling plate and the heat sink inserted between the battery cells, and the addition of these parts. There is a problem that the manufacturing cost increases.

아울러, 종래 냉매로서 에틸렌 글리콜 등을 포함하는 냉각수는 인체 및 환경에 유해하므로, 이른바 에코(ECO) 트렌드로 불리는 최근의 친환경 트렌드에 역행하는 문제가 있다.In addition, since the cooling water containing ethylene glycol as a conventional refrigerant is harmful to the human body and the environment, there is a problem that is contrary to the recent eco-friendly trend called so-called eco (ECO) trend.

따라서, 본 발명의 목적은 배터리 셀들의 용적률을 높이고 제조 비용을 절감하며 최근의 친환경 트렌드에 따른 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to increase the volume ratio of battery cells, reduce manufacturing costs, and provide a battery module, a battery pack including such a battery module, and a vehicle including the battery pack according to recent environmental trends.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 외관을 형성하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스 내에 수용되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 조립체; 및 상기 배터리 셀 조립체가 잠길 수 있게 상기 모듈 케이스 내에 소정 높이로 채워지며, 식물성 절연유로 이루어지는 냉매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.In order to solve the above object, the present invention provides a battery module, the module case forming an appearance; A battery cell assembly accommodated in the module case and including at least one battery cell; And a refrigerant filled with a predetermined height in the module case so that the battery cell assembly is locked and made of vegetable insulating oil.

상기 식물성 절연유는, 식물성 에스테르를 포함할 수 있다.The vegetable insulating oil may include a vegetable ester.

상기 식물성 에스테르는, 천연 대두유의 에스테르화 반응을 통해 형성될 수 있다.The vegetable ester may be formed through an esterification reaction of natural soybean oil.

상기 냉매는, 상기 모듈 케이스와 상기 배터리 셀 조립체 사이의 공간에 채워질 수 있다.The refrigerant may be filled in a space between the module case and the battery cell assembly.

상기 배터리 셀은 복수 개로 구비되어 서로 적층되며, 상기 냉매는, 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이의 공간에 채워질 수 있다.The battery cells may be provided in plurality and stacked on each other, and the refrigerant may be filled in a space between the plurality of battery cells.

상기 배터리 모듈은, 상기 모듈 케이스에 구비되며, 상기 냉매를 상기 모듈 케이스 내에서 순환시키기 위한 순환 펌프유닛;을 포함할 수 있다.The battery module may include a circulation pump unit provided in the module case and circulating the refrigerant in the module case.

상기 모듈 케이스는, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.The module case may be made of aluminum.

상기 배터리 모듈은, 상기 모듈 케이스의 외면에 형성되며, 상기 모듈 케이스의 방열 표면적을 넓히기 위한 적어도 하나의 요철부;를 포함할 수 있다.The battery module may be formed on an outer surface of the module case and include at least one uneven portion to increase the heat dissipation surface area of the module case.

그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하기 위한 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.In addition, the present invention is a battery pack, at least one battery module according to the embodiments described above; It provides a battery pack comprising a; and a pack case for packaging the at least one battery module.

아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.In addition, the present invention provides a motor vehicle comprising a; battery pack according to the above-described embodiment.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀들의 용적률을 높이고 제조 비용을 절감하며 최근의 친환경 트렌드에 따른 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.According to various embodiments as described above, it is possible to provide a battery module, a battery pack including such a battery module, and a vehicle including the battery pack according to the recent environmental trends, increasing the volume ratio of battery cells, reducing manufacturing costs. have.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.The following drawings attached to this specification are illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve as a further understanding of the technical spirit of the present invention, the present invention described in such drawings It should not be construed as limited to.
1 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of the battery module of FIG. 1.
3 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.The invention will become more apparent by describing the preferred embodiments of the invention in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments described herein are shown by way of example in order to facilitate understanding of the invention, it should be understood that the present invention may be modified in various ways different from the embodiments described herein. In addition, in order to facilitate understanding of the invention, the accompanying drawings may not be drawn to scale, but the dimensions of some of the components may be exaggerated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the battery module of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 모듈 케이스(100), 배터리 셀 조립체(200) 및 냉매(300)를 포함할 수 있다.1 and 2, the battery module 10 may include a module case 100, a battery cell assembly 200, and a refrigerant 300.

상기 모듈 케이스(100)는 상기 배터리 모듈(10)의 외관을 형성할 수 있다. 이러한 상기 모듈 케이스(100)는 후술하는 상기 배터리 셀 조립체(200) 및 상기 냉매(300)를 수용할 수 있다.The module case 100 may form an appearance of the battery module 10. The module case 100 may accommodate the battery cell assembly 200 and the coolant 300 to be described later.

이러한 상기 모듈 케이스(100)는 상기 배터리 셀 조립체(200)의 열을 외부로 배출할 수 있다. 여기서, 상기 모듈 케이스(100)는 효과적인 열 배출을 위해 높은 열 전도도를 갖는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.The module case 100 may discharge heat of the battery cell assembly 200 to the outside. Here, the module case 100 may be made of an aluminum material having a high thermal conductivity for effective heat dissipation.

상기 배터리 셀 조립체(200)는 상기 모듈 케이스(100) 내에 수용될 수 있으며, 상기 배터리 모듈(10)을 이루는 주요한 각종 부품들을 포함할 수 있다.The battery cell assembly 200 may be accommodated in the module case 100 and may include various main components constituting the battery module 10.

이러한 상기 배터리 셀 조립체(200)는, 배터리 셀(210) 및 셀 카트리지(250)를 포함할 수 있다.The battery cell assembly 200 may include a battery cell 210 and a cell cartridge 250.

상기 배터리 셀(210)은 파우치형 이차 전지로 이루어질 수 있으며, 복수 개로 구비되어 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 각각의 배터리 셀(210)은 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스 및 상기 전지 케이스 밖으로 돌출되며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극 리드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 전극 리드는 양극 리드와 음극 리드를 포함할 수 있으며, 상기 양극 리드는 상기 전극 조립체의 양극판에 연결되고, 상기 음극 리드는 상기 전극 조립체의 음극판에 연결될 수 있다.The battery cell 210 may be formed of a pouch-type secondary battery, and may be provided in plurality and electrically connected to each other. Each battery cell 210 may include an electrode assembly, a battery case accommodating the electrode assembly, and an electrode lead protruding out of the battery case and electrically connected to the electrode assembly. Here, the electrode lead may include a positive electrode lead and a negative electrode lead, the positive electrode lead may be connected to the positive electrode plate of the electrode assembly, the negative electrode lead may be connected to the negative electrode plate of the electrode assembly.

상기 셀 카트리지(250)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(210)을 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 상기 복수 개의 배터리 셀들(210)의 조립을 가이드 할 수 있다. 본 실시예에서 상기 복수 개의 셀 카트리지들(250)은 수직 방향을 따라 상호 적층될 수 있으며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(210) 중 적어도 하나의 배터리 셀(210)을 홀딩하여, 상기 복수 개의 배터리 셀들(210)의 조립을 가이드 할 수 있다.The cell cartridge 250 is configured to hold the plurality of battery cells 210 to prevent the flow thereof and to be stacked on each other to guide assembly of the plurality of battery cells 210. In the present exemplary embodiment, the plurality of cell cartridges 250 may be stacked on each other in a vertical direction, and hold the at least one battery cell 210 of the plurality of battery cells 210 to hold the plurality of battery cells. The assembly of 210 can be guided.

상기 냉매(300)는 상기 배터리 셀 조립체(200)의 냉각을 위한 것으로서, 상기 배터리 셀 조립체(200)가 잠길 수 있게 상기 모듈 케이스(100) 내에 소정 높이로 채워질 수 있다. 구체적으로, 상기 냉매(300)는 상기 모듈 케이스(100) 내에서 상기 모듈 케이스(100)와 상기 배터리 셀 조립체(200) 사이의 공간에 채워질 수 있고, 또한, 상기 복수 개의 배터리 셀들(210) 사이의 공간에도 채워질 수 있다.The refrigerant 300 is for cooling the battery cell assembly 200, and may be filled to a predetermined height in the module case 100 so that the battery cell assembly 200 may be locked. Specifically, the coolant 300 may be filled in the space between the module case 100 and the battery cell assembly 200 in the module case 100, and also between the plurality of battery cells 210. It can be filled in space.

상기 냉매(300)는 높은 열용량을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 모듈 케이스(100) 내에 채워지는 상기 냉매(300)를 통해 상기 배터리 셀 조립체(200)를 냉각시키기 위한 별도의 냉각 핀, 냉각 플레이트 및 히트 싱크 등의 구조물이 요구되지 않을 수 있다.The refrigerant 300 may be made of a material having a high heat capacity. Accordingly, in this embodiment, a separate cooling fin, a cooling plate, and a heat sink for cooling the battery cell assembly 200 through the refrigerant 300 filled in the module case 100 are not required. You may not.

이에 따라, 본 실시예에서는 별도의 냉각 핀, 냉각 플레이트 및 히트 싱크 등의 구조물을 생략할 수 있어, 배터리 셀들의 용적률을 높이고 제조 비용을 절감할 수 있다.Accordingly, in this embodiment, it is possible to omit a structure such as a separate cooling fin, a cooling plate and a heat sink, thereby increasing the volume ratio of the battery cells and reducing the manufacturing cost.

그리고, 상기 냉매(300)는 절연성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 냉매(300)의 투입으로 인한 쇼트나 방전 등을 방지할 수 있다.In addition, the refrigerant 300 may be made of an insulating material. Accordingly, in the present embodiment, it is possible to prevent a short or a discharge due to the introduction of the coolant 300.

또한, 상기 냉매(300)는 상기 모듈 케이스(100) 내에서 상기 배터리 셀 조립체(200)의 댐퍼 역할을 수행할 수 있다. 상기 배터리 셀 조립체(200)의 경우, 외부 충격 등에 의해 취약할 수 있는데, 상기 냉매(300)가 상기 배터리 셀 조립체(200)의 배터리 셀들(210) 사이의 공간 및 상기 모듈 케이스(100)와 상기 배터리 셀 조립체(200) 사이의 공간에 채워짐으로써, 상기 배터리 셀 조립체(200)에 대한 외부 충격을 감소시킬 수 있어, 결과적으로, 배터리 모듈(10)의 안전성을 보장할 수 있다.In addition, the refrigerant 300 may serve as a damper of the battery cell assembly 200 in the module case 100. In the case of the battery cell assembly 200, the battery cell assembly 200 may be vulnerable due to an external impact. The refrigerant 300 may be disposed between the battery cells 210 of the battery cell assembly 200, the module case 100, and the module case 100. By filling the spaces between the battery cell assemblies 200, external shocks to the battery cell assemblies 200 can be reduced, resulting in the safety of the battery module 10.

아울러, 상기 냉매(300)는 식물성 절연유로 이루어질 수 있다. 상기 식물성 절연유는 식물성 에스테르를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 식물성 에스테르는 콩과 같은 천연 식물군, 예로써, 천연 대두유의 에스테르화 반응을 통해 형성될 수 있다. 상기 천연 대두유는 대략 18~20%의 유지 성분과 대략 80%의 지방산으로 이루어질 수 있는데, 이러한 천연 대두유의 에스테르화 반응을 통해 식물성 에스테르를 포함하는 식물성 절연유를 형성할 수 있다.In addition, the refrigerant 300 may be made of vegetable insulating oil. The vegetable insulating oil may include a vegetable ester. Here, the vegetable ester may be formed through esterification of natural plant groups such as soybean, for example, natural soybean oil. The natural soybean oil may be composed of approximately 18-20% fat and oil and approximately 80% fatty acid. The esterification of the natural soybean oil may form a vegetable insulating oil including a vegetable ester.

이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 냉매(300)에는 에틸렌 글리콜 등의 유해 물질이 원천적으로 함유되지 않은 인체 및 환경에 무해한 친환경 냉매를 구현할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 식물성 절연유로 이루어지는 상기 냉매(300)를 통해 최근의 친환경 트렌드에 따른 인체 및 환경에 무해한 냉매를 구현할 수 있다.Accordingly, the refrigerant 300 according to the present embodiment may implement an environmentally friendly refrigerant that is harmless to humans and the environment, which does not contain harmful substances such as ethylene glycol. Therefore, in the present embodiment, the refrigerant 300 made of the vegetable insulating oil may implement a refrigerant that is harmless to the human body and the environment according to the recent environmental trend.

따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 배터리 셀들의 용적률을 높이고 제조 비용을 절감하며 최근의 친환경 트렌드에 따른 인체 및 환경에 무해한 배터리 모듈(10)을 구현할 수 있다.Therefore, the battery module 10 according to the present embodiment may increase the volume ratio of the battery cells, reduce the manufacturing cost, and implement the battery module 10 that is harmless to the human body and the environment according to the recent environmental trend.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 배터리 모듈(20)은, 모듈 케이스(100), 배터리 셀 조립체(200), 냉매(300) 및 순환 펌프유닛(400)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the battery module 20 may include a module case 100, a battery cell assembly 200, a refrigerant 300, and a circulation pump unit 400.

상기 모듈 케이스(100)는 앞선 실시예와 동일하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.Since the module case 100 is the same as in the previous embodiment, redundant description will be omitted below.

상기 배터리 셀 조립체(200)는 복수 개의 배터리 셀들(210) 및 복수 개의 셀 카트리지들(250)을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(210) 및 복수 개의 셀 카트리지들(250)은 앞선 실시예와 동일하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.The battery cell assembly 200 may include a plurality of battery cells 210 and a plurality of cell cartridges 250. Since the plurality of battery cells 210 and the plurality of cell cartridges 250 are the same as in the previous embodiment, redundant descriptions thereof will be omitted below.

상기 냉매(300)는 앞선 실시예와 동일하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.Since the coolant 300 is the same as in the previous embodiment, redundant description will be omitted below.

상기 순환 펌프유닛(400)은 상기 모듈 케이스(100)에 구비되며, 상기 냉매(300)를 상기 모듈 케이스(100) 내에서 순환시킬 수 있다. 상기 냉매(300)의 경우, 상기 배터리 셀 조립체(200)의 상기 배터리 셀(210)에 가까워질수록 열 전도량이 많고, 상기 배터리 셀(210)과의 거리가 멀어질수록 열 전도량이 적어진다. 상기 순환 펌프유닛(400)은 상기 냉매(300)를 상기 모듈 케이스(100) 내에서 순환시켜 상기 모듈 케이스(100) 내의 전체 냉매(300)의 균등한 열 흡수를 가이드 할 수 있다.The circulation pump unit 400 may be provided in the module case 100, and circulate the refrigerant 300 in the module case 100. In the case of the coolant 300, the closer to the battery cell 210 of the battery cell assembly 200, the greater the thermal conductivity, and the farther the distance from the battery cell 210, the smaller the thermal conductivity. The circulation pump unit 400 may circulate the refrigerant 300 in the module case 100 to guide an even heat absorption of the entire refrigerant 300 in the module case 100.

따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(20)은 상기 순환 펌프유닛(400)을 통해 상기 배터리 모듈(20)의 냉각 효율을 더 향상시킬 수 있다.Therefore, the battery module 20 according to the present embodiment may further improve the cooling efficiency of the battery module 20 through the circulation pump unit 400.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 배터리 모듈(30)은 요철부(500)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the battery module 30 may further include an uneven portion 500.

상기 요철부(500)는 상기 배터리 모듈(30)의 모듈 케이스(100)의 외면에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 요철부(500)는 상기 모듈 케이스(100)의 모든 외면들 중 적어도 일면에 형성될 수 있다. 이러한 상기 요철부(500)는 상기 모듈 케이스(100)의 방열 표면적을 넓힐 수 있기에, 상기 모듈 케이스(100)의 방열 효율을 더 증대시킬 수 있다.The uneven part 500 may be formed on an outer surface of the module case 100 of the battery module 30. Here, the uneven part 500 may be formed on at least one surface of all outer surfaces of the module case 100. Since the uneven part 500 may increase the heat dissipation surface area of the module case 100, the heat dissipation efficiency of the module case 100 may be further increased.

따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(30)은 상기 요철부(500)를 통해 상기 배터리 모듈(30)의 냉각 효율을 보다 더 향상시킬 수 있다.Therefore, the battery module 30 according to the present embodiment may further improve the cooling efficiency of the battery module 30 through the uneven parts 500.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 배터리 팩(1)은, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하기 위한 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈은 앞선 실시예들에 따른 배터리 모듈들(20, 30)로도 구비될 수 있음은 물론이다.Referring to FIG. 5, the battery pack 1 may include the at least one battery module 10 and a pack case 50 for packaging the at least one battery module 10. Here, the at least one battery module may also be provided as the battery modules 20 and 30 according to the above embodiments.

이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다.The battery pack 1 may be provided in a vehicle as a fuel source of the vehicle. By way of example, the battery pack 1 may be provided in an automobile in other ways in which electric vehicles, hybrid vehicles and other battery packs 1 may be used as fuel sources.

또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.In addition, the battery pack 1 may also be provided in other devices, devices, and facilities, such as an energy storage system using a secondary battery, in addition to the automobile.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 상기 자동차와 같은 장치나 기구 및 설비를 구현할 수 있다.As such, the device, the apparatus, and the equipment having the battery pack 1 and the battery pack 1 such as the vehicle according to the present embodiment include the battery module 10 described above, and thus, the battery module described above. It is possible to implement a battery pack 1 having all the advantages due to (10) and a device, apparatus and equipment such as the vehicle having the battery pack 1.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the invention, the invention is not limited to the specific embodiments described above, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

1: 배터리 팩 10, 20, 30: 배터리 모듈
50: 팩 케이스 100: 모듈 케이스
200: 배터리 셀 조립체 210: 배터리 셀
250: 셀 카트리지 300: 냉매
400: 순환 펌프유닛 500: 요철부1: battery pack 10, 20, 30: battery module
50: pack case 100: module case
200: battery cell assembly 210: battery cell
250: cell cartridge 300: refrigerant
400: circulation pump unit 500: uneven portion

Claims (10)

외관을 형성하는 모듈 케이스;
상기 모듈 케이스 내에 수용되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 조립체;
상기 배터리 셀 조립체가 잠길 수 있게 상기 모듈 케이스 내에 소정 높이로 채워지며, 식물성 절연유로 이루어지는 냉매;
상기 모듈 케이스에 구비되며, 상기 냉매를 상기 모듈 케이스 내에서 순환시키기 위한 순환 펌프유닛; 및
상기 모듈 케이스의 외면에 형성되며, 상기 모듈 케이스의 방열 표면적을 넓히기 위한 적어도 하나의 요철부;를 포함하며,
상기 순환 펌프유닛은,
상기 모듈 케이스의 내벽에 장착되며, 상기 냉매에 의해 상기 모듈 케이스 내에서 잠겨지게 배치되며, 상기 냉매를 상기 모듈 케이스 내부에서 자체적으로 순환시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.A module case forming an appearance;
A battery cell assembly accommodated in the module case and including at least one battery cell;
A refrigerant filled with a predetermined height in the module case so as to lock the battery cell assembly, and made of vegetable insulating oil;
A circulation pump unit provided in the module case and configured to circulate the refrigerant in the module case; And
Is formed on the outer surface of the module case, at least one uneven portion for increasing the heat dissipation surface area of the module case;
The circulation pump unit,
A battery module mounted on an inner wall of the module case, disposed to be locked in the module case by the refrigerant, and circulating the refrigerant in the module case by itself. 제1항에 있어서,
상기 식물성 절연유는,
식물성 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The vegetable insulating oil,
A battery module comprising a vegetable ester. 제2항에 있어서,
상기 식물성 에스테르는,
천연 대두유의 에스테르화 반응을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 2,
The vegetable ester is,
Battery module, characterized in that formed through the esterification reaction of natural soybean oil. 제1항에 있어서,
상기 냉매는,
상기 모듈 케이스와 상기 배터리 셀 조립체 사이의 공간에 채워지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The refrigerant is
The battery module, characterized in that filled in the space between the module case and the battery cell assembly. 제1항에 있어서,
상기 배터리 셀은 복수 개로 구비되어 서로 적층되며,
상기 냉매는,
상기 복수 개의 배터리 셀들 사이의 공간에 채워지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The battery cells are provided in plurality and stacked on each other,
The refrigerant is
The battery module, characterized in that filled in the space between the plurality of battery cells. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 모듈 케이스는,
알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The module case,
Battery module, characterized in that made of aluminum. 삭제delete 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.At least one battery module according to claim 1; And
And a pack case for packaging the at least one battery module. 제9항에 따른 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.A battery pack according to claim 9;
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