KR102453284B1 - 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각 장치 - Google Patents

철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각장치를 제안한다. 본 발명의 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각장치는 내부에 소정의 공간이 형성된 하우징; 상기 하우징 내부에 충진된 상변화물질; 상기 상변화물질의 하부에 배치된 격자 구조체; 상기 격자 구조체의 하부에 위치하여, 상기 격자 구조체를 탄성지지하는 복수의 탄성체를 포함한다. 이때, 상기 냉각장치는 리튬이온 이차전지의 셀의 상부에 위치하고, 상기 셀이 발열될 경우, 상기 상변화물질은 하부가 고체상태에서 액체상태로 상변화되면서 상기 셀을 냉각시키고, 상변화된 액체상태의 상변화물질은 상부로 이동되며, 상기 격자 구조체가 상부방향으로 이동되어, 상기 상변화물질을 절단하는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각 장치{COOLING DEVICE OF LITHIUM ION SECONDARY BATTERY FOR RAILROAD}
본 발명은 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각 장치에 관한 것이다.
축전지(납, 니켈, 카드뮴 등)는 에너지 저장량/휘발성 전해질 사용량이 낮고 화재시 불안정한 리튬을 사용하지 않아 화재 시 상대적으로 안전하지만, 무게가 무겁고 부피가 크며 수명이 짧은 문제점이 있다.
반면, 리튬이온 이차전지는 가벼우면서 에너지 밀도가 높으며 수명이 긴 장점이 있어, 최근들어 여러 산업에서 납, 니켈, 카드뮴 등과 같은 전지를 리튬이온 이차전지로 교체하고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 여러 개의 단위 셀들이 묶여서 하나의 팩으로 이루어짐으로써 철도 차량 배터리, 자동차 배터리, 전력 저장 장치 등과 같이 고에너지를 필요로 하는 분야에 널리 적용된다.
리튬 이온 전지이 적용되는 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)의 경우, 안전을 위해 냉각장치 및 관리시스템(Battery Management System, Energy Management System 등)을 갖추고 있음에도, BMS 오작동 등의 사유로 과충전/과열 등이 발생하여 화재시 불안정한 문제점이 있다.
특히, 여러개의 단위 셀들로 이루어진 배터리 팩은 과충전 시 발열과 함께 스웰링(Swelling)이 발생하여 모듈의 바깥 방향으로 볼록하게 팽창되는 변형이 발생하게 되는 문제점이 있다.
철도분야의 경우, 차량에 납, 니켈, 카드뮴 축전지를 사용하였으나 최근들어 중대형 용량의 에너지 저장매체 수요가 발생하고 있어, 리튬 이온 전지 적용을 고려중에 있다. 특히, 무가선 트램이나, 수소차 및 에너지저장매체 구동철도차량 등 신규교통수단에 리튬 이온 전지가 적용될 예정이다.
전기차의 경우, 저용량 배터리에는 공랭식 냉각 기술을 채택하고 있고, 고용량 배터리에는 전지셀 사이에 냉각수 순환채널 등을 삽입하는 수랭식 냉각 기술을 적용하고 있다.
상기와 같은 배터리 팩의 냉각을 위해 배터리 팩의 케이스 내부에는 냉각수를 흘려서 열교환이 이루어지도록 하는 냉각유로가 구비되는 것이 일반적이다. 이와 관련하여, 대한민국공개특허 제10-2013-0064969호(발명의 명칭: 배터리 셀의 방열 유닛)에서는 다수개의 배터리 셀과 방열모듈이 서로 간에 밀착된 상태로 열교환됨으로써 열교환 효율이 향상되고 배터리 셀의 안정적인 방열이 이루어지는 배터리 셀의 방열 유닛이 개시되어 있다.
하지만, 종래의 배터리 냉각장치는 내부 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 냉각관이나 냉각덕트를 경유하여 냉각수가 공급되는 구조상, 배터리 셀의 이벤트 발생 상황, 즉 과충전 등과 같은 요인에 의해 배터리 셀의 온도가 특정 온도 이상으로 과도하게 상승하는 상황이 발생했을 때 냉각 성능이 좋지 못한 취약점이 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상변화 물질을 이용하여 냉각 효율을 향상시키는 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 실시예에 따른 철도 차량용 리튬 이온 이차전지의 냉각장치는, 내부에 소정의 공간이 형성된 하우징; 상기 하우징 내부에 충진된 상변화물질; 상기 상변화물질의 하부에 배치된 격자 구조체; 상기 격자 구조체의 하부에 위치하여, 상기 격자 구조체를 탄성지지하는 복수의 탄성체를 포함한다. 이때, 상기 냉각장치는 리튬이온 이차전지의 셀의 상부에 위치하고, 상기 셀이 발열될 경우, 상기 상변화물질은 하부가 고체상태에서 액체상태로 상변화되면서 상기 셀을 냉각시키고, 상변화된 액체상태의 상변화물질은 상부로 이동되며, 상기 격자 구조체가 상부방향으로 이동되어, 상기 상변화물질을 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 격자 구조체는 상기 하우징의 측벽에 인접하도록 배치된 프레임; 전후방향으로 연장형성되고, 양단부가 상기 프레임에 고정되며, 좌우방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제1 격자 구조물; 및 좌우방향으로 연장형성되고, 양단부가 상기 프레임에 고정되며, 전후방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제2 격자 구조물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 격자 구조물은 단면이 물방물 또는 부채꼴형상으로 형성되되, 뾰족한 부분이 상부에 위치하도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 탄성체는 고체상태의 상변화물질을 상기 격자 구조물이 절단하는 힘보다 작고, 고체상태의 상변화물질이 액체상태의 상변화물질로 상변화되는 면의 경도보다 큰 탄성력을 가질 수 있다.
또한, 본원의 제2 실시예에 따른 철도 차량용 리튬 이온 이차전지의 냉각장치를 포함하는 배터리팩은, 정해진 간격으로 배열된 복수의 셀; 상기 복수의 셀을 수용할 수 있는 공간을 구비한 팩 케이스; 및 상기 팩케이스의 내부에 위치하고, 상기 각각의 셀의 상부에 접촉되는 복수의 냉각장치를 포함한다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 상변화물질을 통해 이전전지의 셀을 효율적으로 냉각할 수 있으며, 격자구조물을 통해 상변화물질의 반응면적을 넓게 하여 냉각효율을 월등히 향샹시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치을 통해 셀을 냉각하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화물질이 격자구조체에 의해 절단된 모습을 나타낸 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원은 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각장치(100) 및 이를 포함하는 배터리 팩(10)에 관한 것이다.
먼저, 본원의 일실시예에 따른 배터리 팩(10)에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩(10)은 정해진 간격으로 배열된 복수의 셀(11), 복수의 셀(11)을 수용할 수 있는 공간을 구비한 케이스(12), 및 케이스(12)의 내부에 위치하고, 각각의 셀(11)의 상부에 접촉되는 복수의 냉각장치(100)를 포함한다.
복수의 셀(11)은 과충전, 고온, 물리적 충격 등으로 인해 인접한 셀(11)에 대한 영향을 최소화하도록 팩 케이스(12)의 내부에 정해진 간격을 두고 매트릭스 패턴으로 배열될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
케이스(12)는 복수의 셀(11)을 지지할 수 있는 바닥면을 구비한 케이스 본체(12a), 및 케이스 본체(12a)에 결합되는 케이스 커버(12b)를 포함할 수 있다. 또한, 케이스 본체(12a)의 내부에는 각각의 셀(11)이 개별적으로 수납할 수 있도록 격벽에 의해 구획되어, 각각의 구획된 공간에 셀(11)이 배치될 수 있다.
아울러, 셀(11)과 냉각장치(100)는 구획된 공간과 동일한 크기로 제작되어, 외부의 진동이나 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 케이스 커버(12b)는 냉각장치(100)가 셀(11)의 상부에 밀착될 수 있도록 하부면에 냉각장치(100)를 가압하도록 돌출형성되는 돌출부(미도시됨)를 더 포함하여, 셀(11)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 돌출부는 탄성을 가지는 재질로 제작되어, 스웰링이 발생하여 셀(11)이 팽창되더라도 돌출부에 의해 냉각장치(100)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
냉각장치(100)는 직접적으로 셀(11)과 직접적으로 접촉하여 셀(11)에서 발생하는 열을 냉각장치(100)의 내부에 위치한 상변화물질(120)의 잠열을 통해 냉각시킬 수 있다. 다시 말해, 셀(11)에 과충전 등과 같은 이벤트 발생 시에는 셀(11)의 온도 상승에 의해 상변화물질(120)이 고체상태(122)에서 액체상태(121)로 상변화를 일으킴으로써 셀(11)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각장치(100)(이하, ‘냉각장치(100)’라 함)에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치(100)의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치(100)의 단면도이다.
냉각장치(100)는 하우징(110), 상변화물질(PCM, Phase Change Material, 120), 격자구조체(130), 및 복수의 탄성체(140)를 포함한다.
하우징(110)은 내부에 소정의 공간이 형성되고, 내부에 형성된 공간에는 상변화물질(120)이 충진될 수 있다. 예시적으로, 하우징(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 직육면체 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
또한, 하우징(110)은 셀(11)에서 발생하는 열을 상변화물질(120)로 효율적으로 전달하기 위해 열전도율이 높은 구리, 알루미늄, 은, 구리, 크롬, 니켈 및 철 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
아울러, 하우징(110)은 바닥면을 구비한 하우징 본체(111), 및 하우징 본체(111)에 결합되는 하우징 커버(112)를 포함할 수 있으며, 하우징 본체(111)와 하우징 커버(112) 사이에는 내부에 충진된 상변화물질(120)이 외부로 누출되지 않도록, 오링과 같은 실링부재가 개재되거나 융착부가 형성될 수 있다.
상변화물질(120)은 하우징(110)의 내부에 충진되어, 셀(11)에서 발생하는 열을 흡수할 수 있다.
상술한 상변화물질(120)은 그 물질이 가지고 있는 잠열의 흡수효과 또는 방출효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도를 일정하게 유지하는 목적으로 사용되는 물질을 말한다. 예시적으로, 상변화물질(120)은 테트라데칸, 에이코산, 옥타데칸, 헥사데칸, 프로피온아미드, 나프탈렌, 아세트아미드, 스테아르산, 폴리글리콜, 왁스, 팔미트산, 미리스트산, 리그노세레이트, 캄펜, 3-헵타네카논, 폴리에틸렌 글리콜, 테트라데칸, 시안아미드, 라우르산, 카르폴론, 트리미리스트린, 헥사데카논, 카프르산, 카프릴산 및 폴리글리콜 등이 있다. 상술한 상변화물질(120)이 가지고 있는 잠열이란, 상변화물질(120)이 상변화될 때 즉, 고체에서 액체로 변할 때, 액체에서 고체로 변할 때, 액체에서 기체로 변할 때, 또는 기체에서 액체로 변할 때, 같은 온도에서 흡수하거나 방출하는 열을 의미하는 것으로서, 잠열은 현열 즉 상변화가 일어나지 않은 상태에서의 흡수 또는 방출되는 열의 양보다 매우 크며, 본 발명은 이러한 상변화물질(120)의 특성을 이용하여 셀(11)을 냉각시킬 수 있으며, 본 발명에서의 상변화물질(120)은 고체상태와 액체상태로 상변화하면서 열을 흡수 또는 방출하는 물질을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치을 통해 셀을 냉각하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이, 하우징(110)의 내부에 충진된 상변화물질(120)은 셀(11)의 온도 변화에 따라 고체상태(122)에서 액체상태(121), 액체상태(121)에서 고체상태(122)로 상변화가 발생하게 된다.
다시 말해, 상변화물질(120)은 실온에서 고체상태(122)로 존재하고 하우징(110)을 통해 셀(11)에서 발생하는 열을 받으면 액체상태(121)로 변화하게 된다. 이때, 주변의 열을 흡수하여 셀(11)을 냉각시킬 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 상변화된 액체상태(121)의 상변화물질(120)은 고체상태(122)의 상변화물질(120)보다 밀도가 낮아 상부로 이동하게 되며, 하부에 잔류한 고체상태(122)의 상변화물질(120)은 냉각장치(100)의 하부에 위치한 셀(11)의 열을 흡수하여, 셀(11)을 냉각시킬 수 있다.
냉각장치(100)는 상변화물질(120)의 냉각효율을 향상시키기 위해, 상변화물질(120)의 하부에 배치된 격자구조체(130) 및 격자구조체(130)의 하부에 위치하여, 격자구조체(130)를 탄성지지하는 복수의 탄성체(140)를 포함한다. 복수의 탄성체(140)는 상변화물질(120)이, 고체상태(122)에서 액체상태(121)로 변화할 때, 격자구조체(130)가 상부방향으로 이동되어 상변화물질(120)을 절단하는 역할을 한다.
도 2를 참조하면, 격자구조체(130)는 하우징(110)의 측벽에 인접하도록 배치된 프레임(131) 및 프레임(131)의 내부에 격자형으로 배치된 격자 구조물(132,133)을 포함할 수 있다.
격자 구조물(132,133)은 전후방향으로 연장형성되고, 양단부가 프레임(131)에 고정되며, 좌우방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제1 격자 구조물(132) 및 좌우방향으로 연장형성되고, 양단부가 프레임(131)에 고정되며, 전후방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제2 격자 구조물(133)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 격자 구조물(132, 133)은 와이어 형태로 구현될 수 있으며, 와이어가 격자형태로 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상변화물질(120)이 고체상태(122)일 경우, 격자 구조물(132,133)은 상변화물질(120)을 지지하며, 복수의 탄성체(140)는 최대로 압축된 상태를 유지할 수 있다.
이때, 최대로 압축된 상태에서의 탄성체(140)의 탄성력은 고체상태(122)의 상변화물질(120)을 격자 구조물(132,133)이 절단하는 힘보다 작아 격자 구조물(132,133)에 의해 상변화물질(120)이 절단되지 않고 지지될 수 있다.
셀(11)에서 열이 발생하여 상변화물질(120)이 액체상태(121)로 상변화할 경우, 냉각장치(100)의 하부에 셀(11)이 위치하기 때문에 상변화물질(120)은 하부부터 고체상태(122)에서 액체상태(121)로 상변화될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상변화물질(120)이 고체상태(122)에서 액체상태(121)로 상변화됨에 따라, 고체상태(122)의 상변화물질(120)의 두께가 감소하게 되고, 이에 따라 탄성체(140)에 가해지는 압력이 감소하여 탄성체(140)가 신장하게 되고, 격자 구조물(132,133)이 상승하게 된다. 이때, 격자 구조물(132,133)은 상변화물질(120)의 하부를 가압하여, 상변화물질(120)의 내부로 삽입되어, 상변화물질(120)을 격자 크기 이내로 절단할 수 있다.
이에 따라, 고체상태(122)의 상변화물질(120)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 격자 구조물(132,133)에 의해 격자크기 이내로 절단되어, 반응면적이 넓게 되어 상변화물질(120)의 열흡수효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 상변화물질(120)은 격자 구조물(132,133)이 위치하는 영역에 위치하고, 프레임(131)의 상부에 상변화물질(120)이 위치하지 않아, 원활히 상변화물질(120)을 절단할 수 있다.
아울러, 상변화물질(120)의 하부가 고체상태(122)에서 액체상태(121)로 상변화하면서 상변화물질(120)의 하부면의 경도가 약하게 되어, 탄성체(140)의 탄성력에 의해 격자구조체(130)가 상승하면서 격자 구조물(132,133)에 의해 상변화물질(120)의 하부가 절단될 수 있다. 다시 말해, 탄성체(140)의 탄성력은 고체상태(122)의 상변화물질(120)을 격자 구조물(132, 133)이 절단하는 힘보다 작고, 고체상태(122)의 상변화물질(120)이 액체상태(121)의 상변화물질(120)로 상변화되는 면의 경도보다 큰 것이 바람직하다
또한, 격자 구조물(132,133)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 단면이 물방울 또는 부채꼴 형상으로 형성되며, 뾰족한 부분이 상부에 위치하도록 설치될 수 있다. 다시 말해, 격자 구조물(132,133)이 고체상태(122)의 상변화물질(120)을 지지하는 면이 뾰족하게 형성되어, 상변화물질(120)을 쉽게 절단될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 배터리 팩
11 : 셀
12 : 케이스 12a : 케이스 본체
12b : 케이스 커버
100 : 냉각 장치
110 : 하우징 111 : 하우징 본체
112 : 하우징 커버
120 : 상변화물질
130 : 격자구조체
131 : 프레임 132 : 제1 격자 구조물
133 : 제2 격자 구조물
140 : 탄성체

Claims (8)

  1. 철도 차량용 리튬이온 이차전지의 냉각 장치에 있어서,
    내부에 소정의 공간이 형성된 하우징;
    상기 하우징 내부에 충진된 상변화물질;
    상기 상변화물질의 하부에 배치된 격자 구조체; 및
    상기 격자 구조체의 하부에 위치하여, 상기 격자 구조체를 탄성지지하는 복수의 탄성체를 포함하고,
    상기 냉각장치는 리튬이온 이차전지의 셀의 상부에 위치하고,
    상기 셀이 발열될 경우, 상기 상변화물질은 하부가 고체상태에서 액체상태로 상변화되면서 상기 셀을 냉각시키고, 상변화된 액체상태의 상변화물질은 상부로 이동되며, 상기 격자 구조체가 상부방향으로 이동되어, 상기 상변화물질을 절단하는 것을 특징으로 하는 것인 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격자 구조체는
    상기 하우징의 측벽에 인접하도록 배치된 프레임;
    전후방향으로 연장형성되고, 양단부가 상기 프레임에 고정되며, 좌우방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제1 격자 구조물; 및
    좌우방향으로 연장형성되고, 양단부가 상기 프레임에 고정되며, 전후방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제2 격자 구조물을 포함하는 것인 냉각장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 격자 구조물은 단면이 물방물 또는 부채꼴형상으로 형성되되, 뾰족한 부분이 상부에 위치하도록 설치되는 것인 냉각장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탄성체는 고체상태의 상변화물질을 상기 격자 구조물이 절단하는 힘보다 작고, 고체상태의 상변화물질이 액체상태의 상변화물질로 상변화되는 면의 경도보다 큰 탄성력을 가지는 것인 냉각장치.
  5. 냉각 장치를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
    정해진 간격으로 배열된 복수의 셀;
    상기 복수의 셀을 수용할 수 있는 공간을 구비한 케이스; 및
    상기 케이스의 내부에 위치하고, 상기 각각의 셀의 상부에 접촉되는 복수의 냉각장치를 포함하되,
    상기 냉각장치는
    내부에 소정의 공간이 형성된 하우징;
    상기 하우징 내부에 충진된 상변화물질;
    상기 상변화물질의 하부에 배치된 격자 구조체; 및
    상기 격자 구조체의 하부에 위치하여, 상기 격자 구조체를 탄성지지하는 복수의 탄성체를 포함하고,
    상기 냉각장치는 리튬이온 이차전지의 셀의 상부에 위치하고,
    상기 셀이 발열될 경우, 상기 상변화물질은 하부가 고체상태에서 액체상태로 상변화되면서 상기 셀을 냉각시키고, 상변화된 액체상태의 상변화물질은 상부로 이동되며, 상기 격자 구조체가 상부방향으로 이동되어, 상기 상변화물질을 절단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 격자 구조체은
    상기 하우징의 측벽에 인접하도록 배치된 프레임;
    전후방향으로 연장형성되고, 양단부가 상기 프레임에 고정되며, 좌우방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제1 격자 구조물; 및
    좌우방향으로 연장형성되고, 양단부가 상기 프레임에 고정되며, 전후방향으로 일정 거리 이격되어 위치하는 복수의 제2 격자 구조물을 포함하는 것인 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 격자구조물은 단면이 물방물 또는 부채꼴형상으로 형성되되, 뾰족한 부분이 상부에 위치하도록 설치되는 것인 배터리 팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 탄성체는 고체상태의 상변화물질을 상기 격자 구조물이 절단하는 힘보다 작고, 고체상태의 상변화물질이 액체상태의 상변화물질로 상변화되는 면의 경도보다 큰 탄성력을 가지는 것인 배터리 팩.
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