KR102157378B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 저면을 갖는 배터리 모듈 및 배터리 모듈을 지지하는 시트 부재를 갖는 냉각 플레이트를 포함한다. 시트 부재는 서로 실질적으로 평행하게 연장되는 제1 및 제2 유동 채널을 갖는다. 제1 유동 채널은 제2 유동 채널보다 시트 부재의 제1 길이 방향 가장자리보다 더 가깝게 배치된다. 제1 유동 채널은 제1 단면적 및 제1 속도로 제1 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제를 갖는다. 제2 냉각 채널은 제1 유동 채널의 제1 단면적보다 작은 제2 단면적을 가져, 그에 따라, 제2 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제가 제1 속도보다 큰 제2 속도를 갖는다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
배터리 팩은 그 안에 배터리 모듈을 갖는다. 이러한 종래 배터리 팩의 경우, 배터리 모듈의 주변 영역의 온도 레벨과 비교하여 중앙 부근 영역의 온도가 주변 영역보다 상승된 온도 레벨을 가지게 되어, 시간이 지남에 따라 배터리 모듈의 작동 상태를 저하시킬 수 있는 문제가 있다.
본 발명의 발명자들은, 배터리 모듈의 작동 온도를 상대적으로 균일하도록 배터리 모듈의 주변 영역보다 배터리 모듈의 중앙 부근 영역을 더 냉각시킬 수 있는 냉각 플레이트를 갖는 배터리 팩에 대한 필요성을 인식하였다.
특히, 본 발명자들은, 제1 및 제2 단면적을 각각 내부에 갖는 제1 및 제2 유동 채널을 갖는 냉각 플레이트를 갖는 배터리 팩에 대한 필요성을 인식하였으며, 여기서, 제2 단면적은 제1 단면적보다 작은 단면적을 가지고, 제2 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제는, 제1 유동 채널 바로 위에 배치되는 배터리 모듈의 주변 영역보다 냉각 플레이트 상 및 제2 유동 채널 바로 위에 배치되는 중앙 부근 영역이 더 크게 냉각될 수 있게, (제1 유동 채널에서의 속도와 비교하여) 더 증가된 속도를 갖는 배터리 팩에 대한 필요성을 인식하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩이 제공된다. 상기 배터리 팩은 저면을 갖는 배터리 모듈을 포함한다. 상기 배터리 팩은, 시트 부재를 갖는 냉각 플레이트를 더 포함한다. 상기 배터리 모듈의 저면은 상기 시트 부재의 상면 상에 배치된다. 상기 시트 부재는 길이 방향을 따라 연장되며, 제1 및 제2 유동 채널을 갖는다. 상기 제1 및 제2 유동 채널은 상기 시트 부재 내에서 상기 길이 방향을 따라 실질적으로 평행하며, 서로 실질적으로 평행하다. 상기 시트 부재는 상기 길이 방향에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 제1 및 제2 가장자리 영역을 더 포함한다. 상기 제1 유동 채널은 상기 제2 유동 채널보다 상기 시트 부재의 상기 제1 가장자리 영역에 더 가깝게 배치된다. 상기 제1 유동 채널은 제1 단면적을 가지며 제1 속도를 가지고 상기 제1 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제를 갖는다. 상기 제2 유동 채널은 제1 유동 채널의 상기 제1 단면적보다 작은 제2 단면적을 가지며, 그에 따라, 상기 제1 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제는 상기 제1 속도보다 큰 제2 속도를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 및 냉각제 공급 시스템을 갖는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 2-2 선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 배터리 팩의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 이용되는 냉각 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 냉각 플레이트의 평면도이다.
도 6은 도 4의 냉각 플레이트의 일부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 냉각 플레이트의 7-7 선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 4의 냉각 플레이트의 8-8 선에 따른 단면도이다.
도 9는 도 4의 냉각 플레이트의 9-9 선에 따른 단면도이다.
도 10은 도 4의 냉각 플레이트의 저면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 자동차(10)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(20), 냉각제 공급 시스템(22) 및 도관들(24, 26, 28, 30)을 구비한다. 여기서, 상기 냉각제는 액체 또는 냉매일 수 있다.
상기 배터리 팩(20)은, 배터리 모듈들(40, 42, 44, 46) 및 냉각 플레이트(50)를 포함한다. 상기 배터리 팩(20)은, 길이 방향 축(38, 도 3 참조)을 따라 연장한다. 상기 냉각 플레이트(50)의 이점은 상기 냉각 플레이트(450)가 적어도 그 내부에 각각 제1 및 제2 단면적을 갖는 제1 및 제2 유동 채널들을 가지며, 상기 제2 단면적이 상기 제1 단면적보다 작은 단면적을 가지고, 상기 제2 유동 채널을 통해 이동하는 냉각제가, 상기 제1 유동 채널 바로 위에 배치되는 상기 배터리 모듈의 주변 영역보다 상기 냉각 플레이트 상 및 상기 제2 유동 채널 바로 위에 배치되는 중앙 부근 영역이 더 크게 냉각될 수 있게, (제1 유동 채널에서의 속도와 비교하여) 더 증가된 속도를 갖는 것이다. 상기 배터리 모듈들(40, 42, 44, 46)은 서로 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 이하에서는 단지 상기 전지 모듈(40)의 구조가 더 상세히 설명될 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 배터리 모듈(40)은, 배터리 셀들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100), 프레임 부재들(120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138), 냉각 핀들(160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174) 및 저면(180)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 프레임 부재들(120 내지 138)은 플라스틱으로 구비되고, 상기 냉각 핀들(160 내지 174)은 예로써 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다.
상기 배터리 셀들(70 내지 100)은, 상기 길이 방향 축(38, 도 3 참조)에 대해 수직하고 상기 냉각제 흐름에 수직한 제1 방향으로 연장한다. 특히, 상기 제1 방향은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하며, 상기 냉각 플레이트(50)의 시트 부재(250)의 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향해 연장한다.
상기 프레임 부재들(120, 122)는, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(50)이 상기 냉각 핀(160)의 수직 플레이트부(181)에 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 배터리 셀(70) 및 상기 냉각 핀(160)의 상기 수직 플레이트부(181)를 지지한다. 상기 냉각 핀(60)의 수평 플레이트부(182)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(122, 124)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(72)이 상기 수직 플레이트부(181)에 대향 배치되고 상기 배터리 셀(74)이 상기 배터리 셀(72)과 상기 냉각 핀(162)의 수직 플레이트부(183) 사이에서 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 냉각 핀(160)의 상기 수직 플레이트부(181), 상기 배터리 셀들(72, 74) 및 상기 냉각 핀(162)의 상기 수직 플레이트부(183)을 지지한다. 상기 냉각 핀(162)의 수평 플레이트부(184)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(124, 126)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(76)이 상기 수직 플레이트부(183)에 대향 배치되고, 상기 배터리 셀(78)이 상기 배터리 셀(76)과 상기 냉각 핀(164)의 수직 플레이트부(185) 사이에서 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 냉각 핀(162)의 수직 플레이트부(183), 상기 배터리 셀들(76, 78) 및 상기 냉각 핀(164)의 상기 수직 플레이트부(185)를 지지한다. 상기 냉각 핀(164)의 수평 플레이트부(186)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(126, 128)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(80)이 상기 수직 플레이트부(185)에 대향 배치되고, 상기 배터리 셀(82)이 상기 배터리 셀(80)과 상기 냉각 핀(166)의 수직 플레이트부(187) 사이에서 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 냉각 핀(164)의 수직 플레이트부(185), 상기 배터리 셀들(80, 82) 및 상기 냉각 핀(166)의 상기 수직 플레이트부(187)를 지지한다. 상기 냉각 핀(166)의 수평 플레이트부(188)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(128, 130)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(84)이 상기 수직 플레이트부(187)에 대향 배치되고, 상기 배터리 셀(86)이 상기 배터리 셀(84)과 상기 냉각 핀(168)의 수직 플레이트부(189) 사이에서 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 냉각 핀(166)의 수직 플레이트부(187), 상기 배터리 셀들(84, 86) 및 상기 냉각 핀(168)의 상기 수직 플레이트부(189)를 지지한다. 상기 냉각 핀(168)의 수평 플레이트부(190)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(130, 132)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(88)이 상기 수직 플레이트부(189)에 대향 배치되고, 상기 배터리 셀(90)이 상기 배터리 셀(88)과 상기 냉각 핀(170)의 수직 플레이트부(191) 사이에서 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 냉각 핀(168)의 수직 플레이트부(189), 상기 배터리 셀들(88, 90) 및 상기 냉각 핀(170)의 상기 수직 플레이트부(191)를 지지한다. 상기 냉각 핀(170)의 수평 플레이트부(192)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(132, 134)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(92)이 상기 수직 플레이트부(191)에 대향 배치되고, 상기 배터리 셀(94)이 상기 배터리 셀(92)과 상기 냉각 핀(172)의 수직 플레이트부(193) 사이에서 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 냉각 핀(170)의 수직 플레이트부(191), 상기 배터리 셀들(92, 94) 및 상기 냉각 핀(172)의 상기 수직 플레이트부(193)를 지지한다. 상기 냉각 핀(172)의 수평 플레이트부(194)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(134, 136)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(96)이 상기 수직 플레이트부(193)에 대향 배치되고, 상기 배터리 셀(98)이 상기 배터리 셀(96)과 상기 냉각 핀(174)의 수직 플레이트부(195) 사이에서 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 냉각 핀(172)의 수직 플레이트부(193), 상기 배터리 셀들(96, 98) 및 상기 냉각 핀(174)의 상기 수직 플레이트부(195)를 지지한다. 상기 냉각 핀(174)의 수평 플레이트부(196)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
상기 프레임 부재들(136, 138)은, 상호 결합되고, 상기 배터리 셀(100)이 상기 수직 플레이트부(195)에 대향 배치되도록, 그들 사이에서 상기 배터리 셀(100) 및 상기 냉각 핀(196)의 상기 수직 플레이트부(195)를 지지한다. 상기 냉각 핀(174)의 수평 플레이트부(196)(상기 배터리 모듈(40)의 상기 저면(180)의 일부분을 정의한다)는 상기 냉각 플레이트(50)의 상면(420) 상의 바로 위에 배치된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 배터리 모듈(42)은, 상기 냉각 플레이트(50)의 상기 시트 부재(250)의 상면(420) 상에 배치되는 저면(200)을 갖는다. 게다가, 상기 배터리 모듈(44)은, 상기 냉각 플레이트(50)의 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420) 상에 배치되는 저면(210)을 갖는다. 또한, 상기 배터리 모듈(46)은, 상기 냉각 플레이트(50)의 상기 상면(420) 상에 배치되는 저면(220)을 갖는다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 냉각 플레이트(50)는 상기 배터리 모듈들(40, 42, 44, 46)을 냉각하기 위해 구비된다. 상기 냉각 플레이트(50)는, 시트 부재(250), 매니폴드들(260, 262), 도관(264), 매니폴드들(266, 268, 280, 282), 도관(284) 및 매니폴드들(286, 288)을 포함한다.
도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 시트 부재(250)는, 상기 길이 방향 축(38, 도 5 참조)을 따라 연장하며, 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370, 380, 381, 302, 388, 389, 390), 상기 상면(420), 저면(422), 제1 단부(431, 도 5 참조), 제2 단부(432), 제1 길이 방향 가장자리(441) 및 제2 길이 방향 가장자리(442)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 시트 부재(250)는 예로써, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370, 380, 381, 302, 388, 389, 390)의 각각의 단면적은 각각의 채널로부터의 열 전달의 바람직한 소정의 양에 기초하여 결정된다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370, 380, 381, 302, 388, 389, 390)은 길이 방향으로 연장되는 유동 채널이며, 각각의 유동 채널은 상기 각각의 유동 채널의 전체 길이 방향 길이에 걸쳐 일정한 단면적을 가진다. 게다가, 상기 시트 부재(250)는 중앙 영역(450), 바깥 중앙 영역들(452, 454) 및 주변 영역들(456, 458)을 가진다.
각각의 채널 바로 위의 상기 시트 부재(250)의 각 부분의 열 전달량은 제1 등식에 의해 결정된다. 제1 등식: Q = h * A * 델타 T, 여기서, Q는 열 전달량에 대응하고, h는 대류 변수이며, 델타 T는 상기 시트 부재(250) 및 상기 시트 부재(250)의 각 부분 위에 배치된 배터리 모듈 사이의 온도차이다. 게다가, 상기 대류 변수 h는 제2 등식으로부터 결정된다. 제2 등식: h = f(T, V, p), 여기서, f는 수학 함수에 대응하고, T는 각각의 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제의 온도에 해당하며, p는 상기 냉각제의 밀도이다.
도 5 및 상기 제1 및 제2 등식을 참조하면, 만약, 제1 유동 채널의 단면적이 제2 유동 채널의 단면적보다 작다면, 상기 제1 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제의 속도(V)가 상기 제2 유동 채널의 통해 유동하는 냉각제의 속도보다 크게 된다. 게다가, 상기 제1 유동 채널 위에 배치되는 상기 시트 부재(250)의 부분과 관련된 대류 변수(h)는 상기 제2 유동 채널 위에 배치되는 상기 시트 부재의 부분과 관련된 대류 변수(h)보다 크고, 상기 제1 유동 채널 위의 상기 시트 부재(250)의 일부분의 열 전달량(Q)은 상기 제2 유동 채널 위의 상기 시트 부재(250)의 다른 부분의 열 전달량(Q)보다 크다. 따라서, 발명자들은, 상기 시트 부재(250)의 중앙 영역(450)(및 상기 각각의 배터리 모듈들(40, 42, 44, 46)에서의 중앙 영역으로부터)에서 증가된 열 전달량을 가지기 위해서는 상기 시트 부재(250) 상에서 상기 시트 부재(250)의 중앙 영역(450)에서 작은 단면적을 갖는 유동 채널들을 형성하고, 상기 시트 부재(250)의 바깥 중앙 영역(452, 454)에서 큰 단면적의 유동 채널들을 형성하고, 상기 시트 부재(250)의 상기 중앙 영역(450)과 비교하여 상기 시트 부재(250)의 상기 바깥 중앙 영역(452, 454) 및 상기 주변 영역(456, 458)에서 감소된 열 전달량을 갖도록 상기 시트 부재(250)의 주변 영역(456, 458)에서 훨씬 더 큰 단면적의 유동 채널을 형성하는 것이 유리할 것이라는 것을 인식하였다.
도 5 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370, 380, 381, 382, 388, 389, 390)은 상기 시트 부재(250) 내에서 상기 길이 방향 축(38)에 대해 실질적으로 평행하고 실질적으로 서로 평행하게 연장된다. 상기 유동 채널들(360, 361)은 상기 시트 부재(250)의 상기 주변 영역(456, 도 5 참조) 바로 아래에 배치된다. 상기 유동 채널들(362, 368)은 상기 바깥 중앙 영역(452) 바로 아래에 배치된다. 상기 유동 채널들(369, 370, 389, 390)은 상기 중앙 영역(450) 바로 아래에 배치된다. 상기 유동 채널들(382, 388)은 상기 바깥 중앙 영역(454) 바로 아래에 배치된다. 상기 유동 채널들(380, 361)은 상기 시트 부재(250)의 상기 주변 영역(458) 바로 아래에 배치된다.
상기 유동 채널(360)은 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)에 근접 배치되고, 상기 유동 채널들(361, 362, 368, 369, 370, 380, 381, 382, 388, 389, 390)보다 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(360)은 제1 단면적을 가지고, 상기 유동 채널(360)을 통해 유동하는 냉각제는 제1 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(360)은, 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(360)의 제1 단면적은 수직 높이(H1) 및 폭(W1)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H1)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향해 연장된다. 상기 폭(W1)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향해 연장된다. 상기 유동 채널(360)은 상기 매니폴드(260, 도 8 참조)의 내부 공간(504)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(262)의 내부 공간(514, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(361)은 상기 유동 채널들(360, 362) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(362, 368, 369, 370, 380, 381, 382, 388, 389, 390)보다 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(361)은 제1 단면적을 가지고, 상기 유동 채널(361)을 통해 유동하는 냉각제는 제1 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(361)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(361)의 제1 단면적은 수직 높이(H2) 및 폭(W2)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H2)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W2)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H2)는 상기 높이(H1)와 동일하고, 상기 폭(W2)는 상기 폭(W1)과 동일하다. 상기 유동 채널(361)은 상기 매니폴드(260, 도 8 참조)의 내부 공간(504)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(262)의 내부 공간(514, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(362)은 상기 유동 채널들(361, 368) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(368, 369, 370, 380, 381, 382, 388, 389, 390)보다 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(362)은 제2 단면적(상기 유동 채널(360)의 상기 제1 단면적보다 작은)을 가지고, 상기 유동 채널(362)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(360)을 통한 상기 제1 속도보다 큰 제2 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(362)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(362)의 제2 단면적은 수직 높이(H3) 및 폭(W3)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H3)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W3)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H3)는 상기 높이(H1)보다 낮고, 상기 폭(W3)은 상기 폭(W1)과 동일하다. 상기 유동 채널(362)은 상기 매니폴드(260, 도 8 참조)의 내부 공간(504)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(262)의 내부 공간(514, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(368)은 상기 유동 채널들(362, 369) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(369, 370, 380, 381, 382, 388, 389, 390)보다 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(368)은 제2 단면적을 가지고, 상기 유동 채널(362)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(360)을 통한 상기 제1 속도보다 큰 제2 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(368)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(368)의 제2 단면적은 수직 높이(H4) 및 폭(W4)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H4)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W4)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H4)는 상기 높이(H1)보다 낮고(상기 높이(H3)와 동일함), 상기 폭(W4)은 상기 폭(W1)과 동일하다. 상기 유동 채널(368)은 상기 매니폴드(268, 도 8 참조)의 내부 공간(534)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(266)의 내부 공간(524, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(369)은 상기 유동 채널들(368, 370) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(380, 381, 382, 388, 389, 390, 370)보다 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(369)은 제3 단면적(상기 유동 채널(368)의 상기 제2 단면적보다 작은)을 가지고, 상기 유동 채널(369)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(368)을 통한 상기 제2 속도보다 더 큰 제3 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(369)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(369)의 제3 단면적은 수직 높이(H5) 및 폭(W5)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H5)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W5)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H5)는 상기 높이(H4)보다 낮고, 상기 폭(W5)은 상기 폭(W4)과 동일하다. 상기 유동 채널(369)은 상기 매니폴드(268, 도 8 참조)의 내부 공간(534)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(266)의 내부 공간(524, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(370)은, 상기 유동 채널들(369, 390) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(380, 381, 382, 388, 389, 390)보다 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(370)은 제3 단면적(상기 유동 채널(368)의 상기 제2 단면적보다 작은)을 가지고, 상기 유동 채널(370)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(368)을 통한 상기 제2 속도보다 더 큰 제3 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(370)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(370)의 제3 단면적은 수직 높이(H6) 및 폭(W6)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H6)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향해 연장된다. 상기 폭(W6)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H6)는 상기 높이(H4)보다 낮고(상기 높이(H5)와 동일함), 상기 폭(W6)은 상기 폭(W4)과 동일하다. 상기 유동 채널(370)은 상기 매니폴드(268, 도 8 참조)의 내부 공간(534)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(266)의 내부 공간(524, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(380)은 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)에 근접 배치되고, 상기 유동 채널들(381, 382, 388, 389, 390, 360, 361, 362, 368, 369, 370)보다 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(380)은 제1 단면적(상기 유동 채널(360)의 상기 제1 단면적과 동일)을 가지고, 상기 유동 채널(380)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 제1 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(380)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(380)의 제1 단면적은 수직 높이(H7) 및 폭(W7)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H7)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W7)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H7)은 상기 높이(H1)과 동일하고, 상기 폭(W7)은 상기 폭(W1)과 동일하다. 상기 유동 채널(380)은 상기 매니폴드(280, 도 8 참조)의 내부 공간(544)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(282)의 내부 공간(554, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(381)은, 상기 유동 채널들(380, 382) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(382, 388, 389, 390, 360, 361, 362, 368, 369, 370)보다 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(381)은 제1 단면적(상기 유동 채널(380)의 상기 제1 단면적과 동일)을 가지고, 상기 유동 채널(381)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 제1 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(381)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(381)의 제1 단면적은 수직 높이(H8) 및 폭(W8)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H8)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W8)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H8)은 상기 높이(H7)과 동일하고, 상기 폭(W8)은 상기 폭(W7)과 동일하다. 상기 유동 채널(381)은 상기 매니폴드(280, 도 8 참조)의 내부 공간(544)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(282)의 내부 공간(554, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(382)은, 상기 유동 채널들(381, 388) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370, 388, 389, 390)보다 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(382)은 상기 제2 단면적(상기 유동 채널(380)의 상기 제1 단면적보다 작은)을 가지고, 상기 유동 채널(382)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(380)을 통한 상기 제1 속도보다 큰 제2 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(382)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(382)의 제2 단면적은 수직 높이(H9) 및 폭(W9)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H9)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W9)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H9)은 상기 높이(H7)보다 낮고, 상기 폭(W9)은 상기 폭(W7)과 동일하다. 상기 유동 채널(382)은 상기 매니폴드(280, 도 8 참조)의 내부 공간(544)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(282)의 내부 공간(554, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(388)은 상기 유동 채널들(382, 389) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370, 389, 390)보다 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(388)은 상기 제2 단면적을 가지고, 상기 유동 채널(388)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(380)을 통한 상기 제1 속도보다 큰 제2 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(388)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(388)의 제2 단면적은 수직 높이(H10) 및 폭(W10)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H10)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W10)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H10)은 상기 높이(H7)보다 낮고, 상기 폭(W10)은 상기 폭(W7)과 동일하다. 상기 유동 채널(388)은 상기 매니폴드(288, 도 8 참조)의 내부 공간(574)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(286)의 내부 공간(564, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(389)은 상기 유동 채널들(388, 390) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370, 390)보다 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(389)은 상기 제3 단면적(상기 유동 채널(388)의 상기 제2 단면적보다 작은)을 가지고, 상기 유동 채널(389)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(388)을 통한 상기 제2 속도보다 큰 제3 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(389)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(389)의 제3 단면적은 수직 높이(H11) 및 폭(W11)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H11)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W11)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H11)은 상기 높이(H10)보다 낮고, 상기 폭(W11)은 상기 폭(W10)과 동일하다. 상기 유동 채널(389)은 상기 매니폴드(288, 도 8 참조)의 내부 공간(574)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(286)의 내부 공간(564, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
상기 유동 채널(390)은 상기 유동 채널들(389, 370) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널들(360, 361, 362, 368, 369, 370)보다 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)에 더 가깝게 배치된다. 상기 유동 채널(390)은 상기 제3 단면적(상기 유동 채널(388)의 상기 제2 단면적보다 작은)을 가지고, 상기 유동 채널(390)을 통해 유동하는 냉각제는 상기 유동 채널(388)을 통한 상기 제2 속도보다 큰 제3 속도를 가진다. 게다가, 본 실시예에서, 상기 유동 채널(390)은 사각 형상의 단면 형상을 가지며, 상기 유동 채널(390)의 제3 단면적은 수직 높이(H12) 및 폭(W12)에 의해 정의된다. 상기 수직 높이(H12)는 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 시트 부재(250)의 상면(420)으로부터 상기 시트 부재(250)의 저면(422)을 향한 방향으로 연장된다. 상기 폭(W12)은 상기 길이 방향 축(38)에 대해 수직하고, 상기 제1 길이 방향 가장자리(441)로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리(442)를 향한 방향으로 연장된다. 상기 높이(H12)은 상기 높이(H10)보다 낮고, 상기 폭(W12)은 상기 폭(W10)과 동일하다. 상기 유동 채널(390)은 상기 매니폴드(288, 도 8 참조)의 내부 공간(574)과 유체 연통하고, 또한, 상기 매니폴드(286)의 내부 공간(564, 도 9 참조)과 유체 연통한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)은 각각의 전지 모듈(40, 42, 44, 46)의 저면(180, 200, 210, 220) 상에 직접적으로 배치된다. 상기 상면(420)은 상기 시트 부재(250)의 상기 저면(422)에 대해 실질적으로 평행하게 배치된다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 각각의 배터리 셀(70 내지 100)은, 중앙 영역, 바깥 중앙 영역들 및 주변 영역들을 가진다. 상기 각각의 배터리 셀(70 내지 100)의 상기 중앙 영역은 상기 유동 채널들(369, 370, 389, 390, 도 7 참조) 바로 위에 배치된다. 상기 각각의 배터리 셀(70 내지 100)의 상기 바깥 중앙 영역들은 상기 유동 채널들(362, 368, 382, 388) 바로 위에 배치된다. 또한, 상기 각각의 배터리 셀(70 내지 100)의 상기 주변 영역들은 상기 유동 채널들(360, 361, 380, 381) 바로 위에 배치된다. 작동 중에, 각각의 상기 유동 채널(369, 370, 389, 390)을 통해 유동하는 냉각제에 의해 상기 배터리 셀들(70 내지 100)의 각각의 중앙 영역으로부터 추출된 열 에너지의 양은 상기 유동 채널들(362, 368, 382, 388) 바로 위에 배치되는 상기 배터리 셀들(70 내지 100)의 각각의 바깥 중앙 영역으로부터 추출된 에너지의 양보다 더 크다. 게다가, 각각의 상기 유동 채널(362, 368, 382, 388)을 통해 유동하는 냉각제에 의해 상기 배터리 셀들(70 내지 100)의 각각의 바깥 중앙 영역으로부터 추출된 열 에너지의 양은 상기 각각의 유동 채널(360, 361, 380, 381) 바로 위에 배치되는 상기 배터리 셀들(70 내지 100)의 각각의 주변 영역으로부터 추출된 에너지의 양보다 더 크다.
도 1, 도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 매니폴드(260)는 매니폴드 본체(500) 및 내부 공간(504)을 정의하는 상기 매니폴드 본체(500)와 결합되는 입구 포트(502)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(260)은 예로써, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(500)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제1 단부(431)와 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(260)는 상기 유동 채널들(360, 361, 362)과 유체 연통한다. 상기 입구 포트(502)는 상기 도관(24, 도 11 참조)과 결합되며 상기 도관(24)을 통해 상기 냉각제 공급 시스템(22)으로부터 냉각제를 수용할 수 있게 형성된다. 상기 냉각제 공급 시스템(22)으로부터의 상기 냉각제는 상기 입구 포트(502)를 통해 유동하고 상기 내부 공간(504) 안으로 들어오고 이후 상기 냉각 플레이트(50)의 상기 시트 부재(250) 내의 상기 유동 채널들(360, 361, 362)을 통해 유동한다.
도 1, 도 4 및 도 9를 참조하면, 상기 매니폴드(262)는 내부 공간을 정의하는 매니폴드 본체(510)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(262)는 예로서, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(510)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제2 단부(432)에 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(262)는 상기 유동 채널들(360, 361, 362)과 유체 연통한다. 상기 유동 채널들(360, 361, 362)로부터의 상기 냉각제는 상기 내부 공간(514)을 통해 유동하고 이후 상기 도관(264)을 통해 상기 매니폴드(266)의 내부 공간(524)으로 유동한다.
상기 매니폴드(266)은 내부 공간(524)를 정의하는 매니폴드 본체(520)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(266)는 예로서, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(510)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제2 단부(432)에 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(266)는 상기 유동 채널들(368, 369, 370)과 유체 연통한다. 상기 내부 공간(524)으로부터의 상기 냉각제는 상기 유동 채널들(368, 369, 370)을 통해 상기 매니폴드(268)의 상기 내부 공간(534)으로 유동한다.
도 1, 도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 매니폴드(268)은 매니폴드 본체(530) 및 상기 내부 공간(534)을 정의하는 상기 매니폴드 본체(530)와 결합되는 출구 포트(532)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(268)는 예로서, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(530)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제1 단부(431)에 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(268)은 상기 유동 채널들(368, 369, 370)과 유체 연통한다. 상기 출구 포트(532)는 상기 도관(26)에 결합되고 상기 내부 공간(534)로부터 상기 냉각제를 수용할 수 있게 형성된다. 상기 내부 공간(534)으로부터의 상기 냉각제는 상기 출구 포트(532)를 통해 상기 도관(26) 내로 유동하고 이후 상기 냉각제 공급 시스템(22)으로 돌아간다.
도 1, 도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 매니폴드(280)는 매니폴드 본체(540) 및 내부 공간(544)을 정의하는 상기 매니폴드 본체(540)에 결합되는 입구 포트(542)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(280)는 예로서, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(540)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제1 단부(431)에 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(280)는 상기 유동 채널들(380, 381, 382)과 유체 연통한다. 상기 입구 포트(542)는 상기 도관(28, 도 1 참조)에 결합되고 상기 도관(28)을 통해 상기 냉각제 공급 시스템(22)으로부터 냉각제를 수용하도록 형성된다. 상기 냉각제 공급 시스템(22)으로부터의 상기 냉각제는 상기 입구 포트(542)를 통해 상기 내부 공간(544) 내로 유동하고 이후 상기 냉각 플레이트(50)의 상기 시트 부재(250) 내의 상기 유동 채널들(380, 381, 382)을 통해 유동한다.
도 1, 도 4 및 도 9를 참조하면, 상기 매니폴드(282)는 내부 공간(554)을 정의하는 매니폴드 본체(550)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(282)는 예로서, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(550)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제2 단부(432)에 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(282)는 상기 유동 채널들(380, 381, 382)과 유체 연통한다. 상기 유동 채널들(380, 381, 382)로부터의 상기 냉각제는 상기 내부 공간(554)을 통해 유동하고 이후 상기 도관(284)을 통해 상기 매니폴드(286)의 상기 내부 공간(564)으로 유동한다.
상기 매니폴드(286)는 상기 내부 공간(564)를 정의하는 매니폴드 본체(560)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(286)는 예로서, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(560)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제2 단부(432)에 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(286)는 상기 유동 채널들(388, 389, 390)과 유체 연통한다. 상기 내부 공간(564)로부터의 상기 냉각제는 상기 유동 채널들(388, 389, 390)을 통해 상기 매니폴드(288)의 상기 내부 공간(574)로 유동한다.
도 1, 도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 매니폴드(288)는 매니폴드 본체(570) 및 상기 내부 공간(574)을 정의하는 상기 매니폴드 본체(570)에 결합되는 출구 포트(572)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 매니폴드(288)는 예로서, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다. 상기 매니폴드 본체(570)는 상기 시트 부재(250)의 상기 제1 단부(431)에 근접한 상기 시트 부재(250)의 상기 상면(420)에 결합된다. 상기 매니폴드(288)는 상기 유동 채널들(388, 399, 390)과 유체 연통한다. 상기 출구 포트(572)는 상기 도관(30)에 결합되고 상기 내부 공간(574)으로부터 상기 냉각제를 수용하도록 형성된다. 상기 내부 공간(574)로부터의 상기 냉각제는 상기 출구 포트(572)를 통해 상기 도관(30) 내로 유동하고 이후 냉각제 공급 시스템(22)으로 돌아간다.
도 1을 참조하면, 상기 냉각제 공급 시스템(22)은 상기 냉각 플레이트(50)로 냉각제를 공급할 수 있게 구비된다. 특히, 상기 냉각제 공급 시스템(22)은 상기 도관(24)을 통해 상기 매니폴드(260)에 냉각제를 공급하고 상기 도관(26)을 통해 상기 매니폴드(268)로부터 상기 냉각제를 수용한다. 게다가, 상기 냉각제 공급 시스템(22)은 상기 도관(28)을 통해 상기 매니폴드(280)로 냉각제를 공급하고 상기 도관(30)을 통해 상기 매니폴드(288)로부터 상기 냉각제를 수용한다.
이상과 같은 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩은 다른 배터리 팩에 비해 실질적인 이점을 제공한다. 특히, 상기 배터리 팩은 제1 및 제2 단면적을 각각 갖는 적어도 제1 및 제2 유동 채널을 갖는 냉각 플레이트를 이용한다. 여기서, 상기 냉각 플레이트 상에 배치되고 상기 제2 유동 채널 바로 위에 배치되는 상기 배터리 모듈의 중앙 영역을 상기 제1 유동 채널 바로 위에 배치되는 상기 배터리 모듈의 주변 영역보다 더 큰 정도로 냉각시킬 수 있게, 상기 제2 단면적은 상기 제1 단면적보다 작은 단면적을 가지며, 상기 제2 유동 채널을 통해 이동하는 냉각제는 더 증가된 속도(상기 제1 유동 채널에서의 상기 속도와 비교하여)를 갖는다.
이상 본 발명에서 청구된 발명은 단지 제한된 수의 실시예와 관련하여 상세히 설명되었지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시예에 제한되지 않는다는 것을 쉽게 이해하여야 한다. 오히려, 청구된 발명은 임의의 수의 변형, 변경, 대체 또는 앞서 기술되지 않았지만 본 발명의 정신 및 범위에 상응하는 균등한 구성을 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 청구된 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 양태는 설명된 실시예들 중 일부만을 포함할 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 청구된 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 배터리 팩에 있어서,
    저면을 갖는 배터리 모듈; 및
    시트 부재를 갖는 냉각 플레이트로서, 상기 시트 부재의 상면 상에 상기 저면이 배치되는 상기 냉각 플레이트;를 포함하며,
    상기 시트 부재는, 길이 방향 축을 따라 연장되고, 제1 및 제2 유동 채널을 가지며, 상기 시트 부재는 제1 및 제2 길이 방향 가장자리를 가지며, 상기 제1 유동 채널은 상기 제2 유동 채널보다 상기 제1 길이 방향 가장자리에 더 가깝게 배치되며,
    상기 제1 유동 채널은 제1 단면적을 가지고, 상기 제1 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제는 제1 속도를 가지며,
    상기 제2 유동 채널은 상기 제1 유동 채널의 상기 제1 단면적보다 작은 제2 단면적을 가지며, 그에 따라, 상기 제2 유동 채널을 통해 유동하는 냉각제는 상기 제1 속도보다 큰 제2 속도를 가지며,
    상기 길이 방향 축에 대해 수직하고 상기 냉각제 흐름에 수직한 제1 방향에서 상기 제2 유동 채널의 높이는 상기 제1 방향에서 상기 제1 유동 채널의 높이보다 낮으며, 상기 제1 방향은 상기 시트 부재의 상면으로부터 상기 시트 부재의 저면을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유동 채널 바로 위에 배치되는 상기 시트 부재의 상기 상면의 일부분은, 상기 배터리 모듈로부터의 열에너지의 양을, 상기 제1 유동 채널 바로 위에 배치되는 상기 시트 부재의 상기 상면의 일부분에 의해 추출되는 열에너지 양보다 많이 추출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    제2 방향에서 상기 제1 유동 채널의 폭은 상기 제2 방향에서 상기 제2 유동 채널의 폭과 실질적으로 동일하고, 상기 제2 방향은 상기 길이 방향 축에 대해 수직하고 상기 제1 길이 방향 가장자리로부터 상기 시트 부재의 상기 제2 길이 방향 가장자리를 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 배터리 셀들을 가지며, 상기 제1 방향은 상기 길이 방향 축에 대해 수직하고 상기 시트 부재의 상기 제1 길이 방향 가장자리로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리를 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시트 부재의 제1 단부에 근접한 상기 시트 부재의 상기 상면에 결합되는 제1 매니폴드로서, 상기 제1 매니폴드는 상기 제1 유동 채널과 유체 연통하며, 상기 냉각제를 수용하고 상기 냉각제를 상기 제1 유동 채널로 향하게 하도록 되어 있는 상기 제1 매니폴드; 및
    상기 시트 부재의 제2 단부에 근접한 상기 시트 부재의 상기 상면에 결합되는 제2 매니폴드로서, 상기 제2 매니폴드는 상기 제1 유동 채널과 유체 연통하며, 상기 제1 매니 폴드로부터 상기 제1 유동 채널을 통해 유동한 상기 냉각제를 수용하도록 되어 있는 상기 제2 매니폴드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시트 부재의 상기 제2 단부에 근접한 상기 시트 부재의 상기 상면에 결합되는 제3 매니폴드로서, 상기 제3 매니폴드는 상기 제2 매니폴드와 유체 연통하며, 상기 제2 매니폴드로부터 상기 냉각제를 수용하고 상기 냉각제를 상기 제2 유동 채널로 향하게 하도록 되어 있는 상기 제3 매니폴드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시트 부재의 상기 제1 단부에 근접한 상기 시트 부재의 상기 상면에 결합되는 제4 매니폴드로서, 상기 제4 매니폴드는 상기 제2 유동 채널과 유체 연통하며, 상기 제3 매니폴드로부터 상기 제2 유동 채널을 통해 유동한 상기 냉각제를 수용하도록 되어 있는 상기 제4 매니폴드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시트 부재는, 상기 시트 부재 내에서 상기 길이 방향 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장되고 상기 제1 및 제2 유동 채널에 대해 실질적으로 평행한 제3 및 제4 유동 채널;을 포함하며, 상기 제4 유동 채널은 상기 제3 유동 채널보다 상기 시트 부재의 상기 제2 길이 방향 가장자리에 더 가깝게 배치되고, 상기 제3 유동 채널은 상기 제2 및 제4 유동 채널 사이에 배치되며,
    상기 제3 유동 채널은, 상기 제1 유동 채널의 상기 제1 단면적보다 작고 상기 제2 유동 채널의 상기 제2 단면적보다 더 작은 제3 단면적을 가지며, 상기 제2 속도보다 크고 상기 제1 속도보다 큰 제3 속도로 상기 제3 유동 채널을 통해 유동하는 상기 냉각제를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 유동 채널 바로 위에 배치되는 상기 시트 부재의 상기 상면의 일부분은, 상기 배터리 모듈로부터의 열에너지의 양을, 상기 제2 유동 채널 바로 위에 배치되는 상기 시트 부재의 상기 상면의 일부분에 의해 추출되는 열에너지 양보다 많이 추출하며, 상기 제1 유동 채널의 바로 위에 배치되는 상기 시트 부재의 상기 상면의 일부분에 의해 추출되는 열에너지 양보다 더 많이 추출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 배터리 셀들을 가지며, 상기 제1 방향은 상기 길이 방향 축에 대해 수직하고 상기 시트 부재의 상기 제1 길이 방향 가장자리로부터 상기 시트 부재의 상기 제2 길이 방향 가장자리를 향해 연장되며, 상기 복수의 배터리 셀들의 각각의 배터리 셀은, 상기 제3 유동 채널의 바로 위에 적어도 부분적으로 배치되는 중앙 영역 및 상기 제1 유동 채널 바로 위에 배치되는 주변 영역을 가지며, 그에 따라, 상기 제3 유동 채널의 상기 냉각제에 의해 각각의 중앙 영역으로부터 추출되는 열에너지의 양이 상기 제1 유동 채널의 상기 냉각제에 의해 각각의 주변 영역으로부터 추출되는 에너지의 양보다 더 큰 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방향에서의 상기 제3 유동 채널의 높이는, 상기 제1 방향에서의 상기 제2 유동 채널의 높이보다 낮고 상기 제1 방향에서의 상기 제1 유동 채널의 높이보다 더 낮으며, 상기 제1 방향은 상기 길이 방향 축에 대해 수직하고 상기 시트 부재의 상면으로부터 상기 시트 부재의 저면을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    제2 방향에서 상기 제3 유동 채널의 폭은 상기 제2 방향에서 상기 제2 유동 채널의 폭과 실질적으로 동일하고, 또한, 상기 제2 방향에서 상기 제1 유동 채널의 폭과 실질적으로 동일하며, 상기 제2 방향은 상기 길이 방향 축에 대해 수직하고 상기 시트 부재의 상기 제1 길이 방향 가장자리로부터 상기 제2 길이 방향 가장자리를 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제4 유동 채널은, 상기 제1 유동 채널의 상기 제1 단면적과 실질적으로 동일하고 상기 제3 유동 채널의 상기 제3 단면적보다 더 큰 제4 단면적을 가지며, 상기 제4 유동 채널은 제4 속도로 관통 유동(flowing therethrough)하는 냉각제를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 시트 부재는, 상기 시트 부재 내에서 상기 길이 방향 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장되고 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 유동 채널에 대해 실질적으로 평행한 제5 유동 채널;을 더 포함하며,
    상기 제5 유동 채널은 상기 제3 유동 채널과 상기 제4 유동 채널 사이에 배치되며, 상기 제5 유동 채널은 상기 제2 유동 채널의 상기 제2 단면적과 실질적으로 동일하고 상기 제3 유동 채널의 상기 제3 단면적보다 더 큰 제5 단면적을 가지며, 상기 제5 유동 채널은 제5 속도로 관통 유동하는 상기 냉각제를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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