KR102337022B1 - 배터리 예열용 발열체 - Google Patents

배터리 예열용 발열체 Download PDF

Info

Publication number
KR102337022B1
KR102337022B1 KR1020200009084A KR20200009084A KR102337022B1 KR 102337022 B1 KR102337022 B1 KR 102337022B1 KR 1020200009084 A KR1020200009084 A KR 1020200009084A KR 20200009084 A KR20200009084 A KR 20200009084A KR 102337022 B1 KR102337022 B1 KR 102337022B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
heat
preheating
heating element
heat sources
Prior art date
Application number
KR1020200009084A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210095351A (ko
Inventor
김정환
Original Assignee
주식회사 아모그린텍
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 아모그린텍 filed Critical 주식회사 아모그린텍
Priority to KR1020200009084A priority Critical patent/KR102337022B1/ko
Publication of KR20210095351A publication Critical patent/KR20210095351A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102337022B1 publication Critical patent/KR102337022B1/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
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • 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
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • 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
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/637—Control systems characterised by the use of reversible temperature-sensitive devices, e.g. NTC, PTC or bimetal devices; characterised by control of the internal current flowing through the cells, e.g. by switching
    • 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
    • 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
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches
    • H05B1/0205—Switches using a fusible material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103—Fuse
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

배터리 예열용 발열체가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체는 적어도 일부가 배터리와 접촉되도록 배치되어 저온시 상기 배터리를 예열하고 상기 배터리의 발열시 배터리로부터 발생된 열을 방출하기 위한 것으로서, 전류 인가 시 상기 배터리를 예열할 수 있도록 발열하는 발열원을 포함하는 발열부; 및 상기 발열부의 외면에 부착되고 상기 배터리의 발열시 상기 배터리로부터 전달된 열을 분산하는 방열부;를 포함한다.

Description

배터리 예열용 발열체{Heating element for heating battery}
본 발명은 발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 예열용 발열체에 관한 것이다.
전기자동차는 배터리에서 제공되는 전원을 이용하여 구동된다.
일반적으로, 전기자동차용 배터리는 리튬이온 배터리가 사용된다. 이러한 리튬이온 배터리는 온도가 증가함에 따라 화학반응속도가 상승하여 향상된 배터리 성능을 보이고 충전속도 역시 증가하기 때문에 최적의 성능을 나타내는 온도 대역이 존재한다.
그러나 겨울철과 같이 기온이 낮은 환경에서는 배터리 내부의 저항이 증가해 배터리의 전압이 낮아지고, 배터리가 빨리 방전되는 현상이 발생한다.
반면, 배터리가 과열되는 경우 폭발과 같은 안전사고가 발생할 수 있으며, 발열에 의한 성능이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 기온이 낮은 환경에서는 배터리를 적절한 온도로 가열하고, 배터리에서 과열이 발생하는 경우 이를 외부로 방출할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 배터리의 초기작동시 배터리를 적절한 온도로 가열하기 위한 열을 제공하면서도 배터리의 작동시 발생되는 열을 빠르게 방출할 수 있는 배터리 예열용 발열체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 적어도 일부가 배터리와 접촉되도록 배치되어 저온시 상기 배터리를 예열하고 상기 배터리의 발열시 배터리로부터 발생된 열을 방출하기 위한 것으로서, 전류 인가 시 상기 배터리를 예열할 수 있도록 발열하는 발열원을 포함하는 발열부; 및 상기 발열부의 외면에 부착되고 상기 배터리의 발열시 상기 배터리로부터 전달된 열을 분산하는 방열부;를 포함하는 배터리 예열용 발열체를 제공한다.
또한, 상기 발열원은 소정의 면적을 갖는 판상의 도전성부재일 수 있다.
또한, 상기 발열부는, 전류 인가 시 발열하는 복수 개의 발열원; 양단부측이 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원에 물리적으로 연결되어 상기 두 개의 발열원을 직렬연결하고, 설정온도 이상시 용단되어 상기 두 개의 발열원의 전기적인 연결을 차단하는 퓨즈부재; 및 상기 복수 개의 발열원 및 퓨즈부재를 감싸는 절연부재;를 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 퓨즈부재는 소정의 면적을 갖는 판상의 도전성부재일 수 있다.
일례로, 상기 퓨즈부재는 양단부측이 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원의 상면 또는 하면에 각각 연결될 수 있다.
다른 예로써, 상기 퓨즈부재는 양단부측이 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원의 상면에 각각 연결되는 제1퓨즈부재와, 양단부측이 상기 두 개의 발열원의 하면에 각각 연결되는 제2퓨즈부재를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1퓨즈부재 및 제2퓨즈부재는 상기 두 개의 발열원 사이에서 적어도 일부가 접촉할 수 있다.
또한, 상기 절연부재는 절연성을 갖는 필름부재일 수 있다.
또한, 상기 방열부는 그라파이트 재질을 포함하는 판상의 시트일 수 있다.
본 발명에 의하면, 전원인가시 열을 발생시켜 배터리를 적절한 온도로 가열하면서도 발열원이 설정온도 이상의 고온으로 발열하는 경우 용단됨으로써 전류가 흐르는 것을 차단하여 과열에 의한 발화 현상을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리의 작동시 배터리에서 발생되는 열을 빠르게 분산하여 외부로 방출할 수 있음으로써 과열에 의한 폭발위험을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체를 나타낸 개략도,
도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도로서, 두 개의 발열원과 퓨즈부재의 연결관계를 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 A-A 방향 단면도로서, 두 개의 발열원과 퓨즈부재의 연결관계를 나타낸 다른 형태를 나타낸 도면,
도 4는 도 1의 A-A 방향 단면도로서, 두 개의 발열원과 퓨즈부재의 연결관계를 나타낸 또 다른 형태를 나타낸 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체의 사용상태도를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 겨울철과 같이 기온이 낮은 경우 외부로부터 인가되는 전원을 이용하여 배터리(10)를 예열하기 위한 열을 발생시킬 수 있으며, 배터리(10)가 작동을 통해 과열되는 경우 배터리(10)로부터 발생된 열을 분산하여 외기로 방출할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 적어도 일부가 배터리(10)와 접촉되도록 배치됨으로써 상기 배터리(10)를 예열하거나 상기 배터리(10)에서 발생된 열을 빠르게 방출할 수 있다.
일례로, 상기 배터리(10)는 전기자동차에 사용되는 배터리일 수 있으나, 본 발명의 적용대상을 이에 한정하는 것은 아니며, 예열 및 방열이 모두 요구되는 배터리라면 제한없이 적용될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 발열부(110) 및 방열부(120)를 포함한다.
상기 발열부(110)는 배터리(10)의 초기작동시 외부로부터 인가되는 전원을 이용하여 상기 배터리(10)를 예열하기 위한 열을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 배터리(10)는 상기 발열부(110)로부터 제공되는 열을 통해 예열됨으로써 화학반응속도가 상승하여 빠른시간 내에 최적의 배터리 성능을 나타낼 수 있다.
이와 같은 발열부(110)는 상기 배터리(10)가 최적의 성능을 위한 적정온도로 승온된 경우 외부로부터 공급되는 전원이 차단됨으로써 작동이 중단될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 상기 배터리(10)의 예열이 필요한 경우에만 외부로부터 전원이 인가될 수 있다.
일례로써, 상기 발열부(110)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 발열원(111), 퓨즈부재(112,112',112") 및 절연부재(113)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 발열원(111)은 전원인가시 발열하여 열을 발생시킬 수 있다. 이와 같은 복수 개의 발열원(111)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 발열체(100)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 이격배치될 수 있으며, 상기 퓨즈부재(112,112',112")를 매개로 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 상기 복수 개의 발열원(111)은 상기 발열체(100)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 이격배치될 수 있으며, 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)은 상기 퓨즈부재(112,112',112")를 매개로 직렬연결될 수 있다.
이에 따라, 외부로부터 전원이 인가되는 경우 상기 복수 개의 발열원(111)은 퓨즈부재(112,112',112")를 매개로 서로 전기적으로 연결됨으로써 복수 개의 발열원(111)이 모두 발열할 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 발열원(111)은 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비될 수 있다. 즉, 상기 발열원(111)은 전원인가시 열을 발생하는 판상의 도전성부재일 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 발열원(111)은 비정질 리본시트가 사용될 수 있다. 여기서, 상기 비정질 리본시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트일 수 있다. 또한, 상기 발열원(111)은 소정의 면적을 갖는 판상의 금속시트일 수 있으며, 상기 금속시트로는 알루미늄이나 구리 등이 사용될 수 있다.
더불어, 상기 발열원(111)은 반복적인 열피로 노출에 따른 결정화를 방지할 수 있도록 칸탈 및 페칼로이 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 판상의 도전성부재일 수도 있다.
그러나 상기 발열원(111)의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며, 선형의 도전성부재가 소정의 패턴으로 배열되어 판상 또는 면상의 형태로 구현될 수도 있으며, 발열원이 면상 또는 판상의 형태로 구현될 수 있다면 히터의 발열원으로 사용될 수 있는 공지의 발열원이 모두 적용될 수 있다.
여기서, 상기 발열체(100)를 구성하는 복수 개의 발열원(111)은 서로 동일한 면적을 갖도록 구비될 수도 있고 서로 다른 면적을 갖도록 구비될 수도 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 소정의 면적을 갖는 복수 개의 발열원(111)이 상기 퓨즈부재(112,112',112")를 매개로 서로 전기적으로 연결된 면상의 발열체로 구현될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 전원인가시 소정의 면적을 갖는 발열원(111)이 동시에 발열될 수 있음으로써 발열면적을 증가시킬 수 있으며, 증가된 발열면적을 통해 가열대상인 배터리(10)와의 열교환면적을 넓힐 수 있으므로 반응성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 각각의 발열원(111)에서 소정의 면적으로 열이 발생할 수 있음으로써 전체길이가 증가되더라도 위치에 상관없이 균일한 발열온도를 구현할 수 있다.
이에 따라, 가열대상인 배터리(10)가 복수 개로 구비되어 일방향을 따라 배열되더라도 각각의 배터리(10)들은 서로 균일한 온도로 가열될 수 있다.
상기 퓨즈부재(112,112',112")는 상기 발열체(100)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)을 물리적으로 연결할 수 있다. 이를 통해, 상기 퓨즈부재(112,112',112")는 상술한 바와 같이 두 개의 발열원(111)을 직렬연결할 수 있다.
이때, 상기 퓨즈부재(112,112',112")는 전원 인가시 발열하는 복수 개의 발열원(111)이 설정온도 이상의 고온으로 발열하는 경우 용단됨으로써 복수 개의 발열원(111) 측에 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 상기 퓨즈부재(112,112',112")를 통해 자체에 전류차단기능이 구현됨으로써 상기 배터리(10)가 고온으로 가열되는 것이 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리(10)는 고온의 열에 의해 발화되는 것이 방지될 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 자체에 전류차단기능이 내장되기 때문에, 외부의 컨트롤러, 일례로 히터 컨트롤러의 고장이 발생하더라도 상기 퓨즈부재(112,112',112")를 통해 자체 보호 기능이 작동될 수 있음으로써 안정성을 높일 수 있다.
여기서, 상기 퓨즈부재(112,112',112")는 서로 직렬연결된 복수 개의 발열원(111)이 설정값 이상의 높은 온도로 발열하는 경우 상기 발열원(111)으로부터 전달된 열에 의해 녹아 끊어짐으로써 전류를 차단할 수 있다.
일례로, 상기 퓨즈부재(112,112',112")는 납, 구리, 주석, 아연, 카드뮴 및 이들이 상호 조합된 1종 이상의 금속재질로 이루어질 수 있다. 그러나 상기 퓨즈부재(112,112',112")의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며 퓨즈로서 사용될 수 있는 공지의 재질이 모두 적용될 수 있다.
더불어, 상기 퓨즈부재(112,112',112")는 소정의 길이를 갖는 선형으로 구비될 수도 있으나, 외력에 의한 파단가능성을 줄일 수 있도록 상기 발열원(111)과 마찬가지로 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비될 수 있다.
이와 같은 퓨즈부재(112,112',112")는 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)을 다양한 방식으로 물리적으로 연결할 수 있다.
일례로, 상기 퓨즈부재(112,112',112")는 도 2 내지 도 4의 방식을 통해 두 개의 발열원(111)을 직렬연결할 수 있다.
구체적으로, 상기 퓨즈부재(112)는 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)의 동일면을 연결할 수 있다. 즉, 상기 퓨즈부재(112)는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)의 상면에 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 퓨즈부재(112)는 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)의 하면에 각각 연결될 수 있다.
다른 예로써, 상기 퓨즈부재(112',112")는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1퓨즈부재(112a,112a')와 제2퓨즈부재(112b,112b')를 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 제1퓨즈부재(112a,112a')는 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)의 상면에 각각 연결될 수 있으며, 상기 제2퓨즈부재(112b,112b')는 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원(111)의 하면에 각각 연결될 수 있다.
이를 통해, 상기 제1퓨즈부재(112a,112a') 및 제2퓨즈부재(112b,112b') 중 어느 하나가 두 개의 발열원(111)으로부터 물리적으로 분리되더라도 다른 하나의 퓨즈부재는 두 개의 발열원(111)과 물리적으로 연결된 상태를 유지할 수 있다. 이로 인해, 상기 퓨즈부재(112',112")를 통해 전기적으로 연결되는 복수 개의 발열원(111) 사이의 통전안정성을 높일 수 있다.
이때, 상기 제1퓨즈부재(112a,112a') 및 제2퓨즈부재(112b,112b')는 도 3에 도시된 바와 같이 두 개의 발열원(111) 사이에서 서로 접촉되지 않도록 구비될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 두 개의 발열원(111) 사이에서 적어도 일부가 서로 접촉하도록 구비될 수도 있다.
그러나 상기 퓨즈부재(112,112',112")와 발열원(111)의 연결방식을 이에 한정하는 것은 아니며, 두 개의 발열원(111)을 물리적으로 상호 연결하면서 설정온도 이상시 용단될 수 있는 방식이라면 적절하게 변경될 수 있다.
상기 절연부재(113)는 길이방향을 따라 간격을 두고 일렬로 배치되는 복수 개의 발열원(111)과 두 개의 발열원(111)을 직렬연결하는 퓨즈부재(112,112',112")를 감싸도록 배치될 수 있다.
즉, 상기 절연부재(113)는 도전성부재인 발열원(111) 및 퓨즈부재(112,112',112")가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, 상기 절연부재(113)는 다른 부품과의 접촉시 상기 발열원(111) 및 퓨즈부재(112,112',112")가 다른 부품과의 접촉을 통해 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열용 발열체(100)는 양 단부측에 외부로부터 공급되는 전원을 상기 발열원(111) 측에 인가하기 위한 한 쌍의 단자부재(114a,114b)가 구비될 수 있으며, 상기 한 쌍의 단자부재(114a,114b)는 일단이 상기 발열원(111)과 연결되면서 적어도 일부의 길이가 외부로 노출되도록 구비될 수 있다.
일례로, 상기 절연부재(113)는 상기 발열원(111) 및 퓨즈부재(112,112',112")의 상면을 덮는 제1절연부재(113a)와 상기 발열원(111) 및 퓨즈부재(112,112',112")의 하면을 덮는 제2절연부재(113b)를 포함할 수 있으며, 상기 제1절연부재(113a) 및 제2절연부재(113b)는 접착층을 매개로 부착될 수 있다.
더불어, 상기 절연부재(113)는 복수 개의 발열원(111) 및 하나 이상의 퓨즈부재(112,112',112")를 동시에 덮도록 구비될 수 있다.
그러나 상기 절연부재(113)를 이에 한정하는 것은 아니며, 하나의 부재로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 절연부재(113)는 전기적인 절연을 위하여 절연성을 가질 수 있으며, 상기 발열원(111)에서 발생된 열에 의한 손상이 방지될 수 있도록 내열성을 함께 가질 수 있다.
일례로, 상기 절연부재(113)는 절연성 및 내열성을 갖는 수지재질로 이루어진 필름부재일 수 있다. 비제한적인 일례로써, 상기 절연부재(113)는 공지의 폴리이미드(PI) 필름일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 절연성 및 내열성을 갖는 재질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
더불어, 상기 절연부재(113)는 절연성 및 내열성을 갖는 코팅액이 도포된 코팅층으로 형성될 수도 있으며, 코팅층과 필름부재가 서로 조합된 형태일 수도 있다.
상기 방열부(120)는 상기 배터리(10)의 작동시 상기 배터리(10)로부터 발생된 열을 전달받아 외부로 방출하는 방열기능을 수행할 수 있다.
즉, 상기 방열부(120)는 상기 배터리(10)와 적어도 일부가 접촉됨으로써 상기 배터리(10)로부터 발생된 열을 전달받을 수 있으며, 상기 배터리(10)로부터 전달된 열을 빠르게 분산한 후 외부로 방출할 수 있다.
이에 따라, 상기 배터리(10)는 발열에 의한 성능저하 및 파손이 방지될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 발열부(110) 측에는 외부로부터 인가되는 전원이 차단된 상태일 수 있으며, 상기 방열부(120)는 상기 배터리(10)와의 단순접촉을 통해 상기 배터리(10)로부터 발생된 열이 전달될 수 있다.
이를 위해, 상기 방열부(120)는 상기 발열부(110)의 외면에 부착될 수 있으며, 더욱 자세하게는 상기 발열부(110) 중 외부로 노출되는 절연부재(113)의 표면을 덮도록 부착됨으로써 노출면을 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 방열부(120)는 상기 배터리(10)의 표면과 직접 접촉될 수 있다.
일례로, 상기 방열부(120)는 상기 발열부(110)의 상면과 하면을 덮는 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 상기 한 쌍의 방열부(120)는 접착층(미도시)을 매개로 상기 절연부재(113)에 부착될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 한 쌍의 방열부(120)는 서로 물리적으로 연결된 하나의 부재로 형성될 수도 있고, 두 개의 부재로 형성될 수도 있다.
일례로, 상기 방열부(120)는 소정의 면적을 갖는 판상의 시트일 수 있으며, 열전도도가 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 방열부(120)는 단면을 기준으로 횡방향으로의 열전도 특성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
여기서, 횡방향은 도 2 내지 도 4를 기준으로 좌,우 방향을 의미할 수 있다.
이에 따라, 상기 배터리(10)로부터 상기 방열부(120) 측으로 전달된 열은 방열부(120)의 전체면적에 해당하는 넓은 면적으로 빠르게 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 방열부(120)와 배터리(10)가 서로 직접 접촉된 접촉면적이 제한적이더라도 상기 배터리(10)로부터 방열부(120) 측으로 전달된 열은 방열부(120)의 전체면적으로 빠르게 분산될 수 있음으로써 국부적인 위치에서 열이 집중되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 방열부(120)의 전체면적으로 분산되는 과정에서 열의 온도가 낮아질 수 있음으로써 빠르게 방출될 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 방열부(120)는 횡방향으로의 열전도 특성이 우수한 그라파이트 재질을 포함할 수 있으며, 구체적인 일례로써, 상기 방열부(120)는 판상의 그라파이트 시트일 수 있다.
그러나 상기 방열부(120)의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며 열전도도가 우수한 재질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 발열체 110 : 발열부
111 : 발열원 112,112',112" : 퓨즈부재
112a,112a' : 제1퓨즈부재 112b,112b' : 제2퓨즈부재
113 : 절연부재 113a : 제1절연부재
113b : 제2절연부재 114a,114b : 단자부재
120 : 방열부

Claims (9)

  1. 적어도 일부가 배터리와 접촉되도록 배치되어 저온시 상기 배터리를 예열하고 상기 배터리의 발열시 배터리로부터 발생된 열을 방출하기 위한 발열체로서,
    전류 인가 시 상기 배터리를 예열할 수 있도록 발열하는 발열원을 포함하는 발열부; 및
    상기 발열부의 외면에 부착되고 상기 배터리의 발열시 상기 배터리로부터 전달된 열을 분산하는 방열부;를 포함하고,
    상기 발열부는,
    전류 인가 시 발열하는 복수 개의 발열원;
    양단부측이 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원에 물리적으로 연결되어 상기 두 개의 발열원을 직렬연결하고, 설정온도 이상시 용단되어 상기 두 개의 발열원의 전기적인 연결을 차단하는 퓨즈부재; 및
    상기 복수 개의 발열원 및 퓨즈부재를 감싸는 절연부재;를 포함하고,
    상기 퓨즈부재는 양단부측이 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원의 상면에 각각 연결되는 제1퓨즈부재와, 양단부측이 상기 두 개의 발열원의 하면에 각각 연결되는 제2퓨즈부재를 포함하는 배터리 예열용 발열체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발열원은 소정의 면적을 갖는 판상의 도전성부재인 배터리 예열용 발열체.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 퓨즈부재는 소정의 면적을 갖는 판상의 도전성부재인 배터리 예열용 발열체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 퓨즈부재는 양단부측이 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 발열원의 상면 또는 하면에 각각 연결되는 배터리 예열용 발열체.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1퓨즈부재 및 제2퓨즈부재는 상기 두 개의 발열원 사이에서 적어도 일부가 접촉하는 배터리 예열용 발열체.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 절연부재는 절연성을 갖는 필름부재인 배터리 예열용 발열체.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부는 그라파이트 재질을 포함하는 판상의 시트인 배터리 예열용 발열체.
KR1020200009084A 2020-01-23 2020-01-23 배터리 예열용 발열체 KR102337022B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200009084A KR102337022B1 (ko) 2020-01-23 2020-01-23 배터리 예열용 발열체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200009084A KR102337022B1 (ko) 2020-01-23 2020-01-23 배터리 예열용 발열체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210095351A KR20210095351A (ko) 2021-08-02
KR102337022B1 true KR102337022B1 (ko) 2021-12-08

Family

ID=77315492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200009084A KR102337022B1 (ko) 2020-01-23 2020-01-23 배터리 예열용 발열체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102337022B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005078803A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Nippon Dainatekku Kk 面状発熱体
JP2017204358A (ja) * 2016-05-10 2017-11-16 藤森工業株式会社 発熱シート及び放熱シートを有するシステム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102033212B1 (ko) * 2013-10-29 2019-10-16 젠썸 인코포레이티드 열전장치를 갖는 배터리 열 관리
KR102389469B1 (ko) * 2017-07-26 2022-04-22 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩
KR20190018600A (ko) * 2017-08-15 2019-02-25 세진 장 탄소섬유를 이용한 배터리 보온용 발열체 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005078803A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Nippon Dainatekku Kk 面状発熱体
JP2017204358A (ja) * 2016-05-10 2017-11-16 藤森工業株式会社 発熱シート及び放熱シートを有するシステム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210095351A (ko) 2021-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6200954B2 (ja) エネルギー貯蔵装置
KR102698844B1 (ko) 전지팩
KR102246729B1 (ko) 전류 분산 부재를 갖는 이차 전지
JP7006051B2 (ja) 電池パック、導電部材および保護部材
JP2016540344A5 (ko)
KR20170057328A (ko) 흑연 열전기적 및/또는 저항성 열 관리 시스템 및 방법
WO2020044275A1 (en) A system to interconnect a plurality of battery cells within a battery pack
WO2012098843A1 (ja) 電池システム
KR102500622B1 (ko) 고전압 퓨즈
KR20200029871A (ko) 버스 바 및 이를 구비하는 배터리 팩
JP4663760B2 (ja) 二次電池用保護回路
TW201611069A (zh) 保護元件及保護電路
JP2006221919A (ja) 基板型抵抗体付きヒューズ及び電池パック
KR20170133512A (ko) 보호 소자, 퓨즈 소자
KR102337022B1 (ko) 배터리 예열용 발열체
KR102189549B1 (ko) 퓨즈부를 갖는 이차 전지
JP7072910B2 (ja) 安全性を向上可能なバッテリモジュール
WO2012114739A1 (ja) 面状発熱体
KR102274251B1 (ko) 퓨즈 기능을 갖는 발열체 및 이를 포함하는 히터유닛
US12048068B2 (en) Heating element having fuse function and heater unit comprising same
JP6343201B2 (ja) 短絡素子
TW202042426A (zh) 電池組、保護電路
KR100817794B1 (ko) 일체형 방열 장치
TWI615940B (zh) 短路元件
CN210518867U (zh) 一种印刷式加热器组件

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right