KR102480979B1 - Cooling structure of a electric energy storage module composed of electric energy storage cells without terminals - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cooling structure of an electrical energy storage module consisting of electrical energy storage cells without terminals. The cooling structure of an electric energy storage module, in which pouch-type electric energy storage cells without terminals are arranged in a row so that front and rear surfaces face each other, comprises: an electrode plate made of an electrically conductive material which is attached to one of the front or rear surfaces of the pouch-type electrical energy storage cells and transmits current; a heat transfer plate made of a thermally conductive material which is attached to one surface of the pouch-type electric energy storage cells to be formed around the outer circumference of the electrode plate and transfers heat; and a heat sink in which the heat transfer plate is inserted and mounted to allow coolant to flow inside, and which transfers cooling heat of the flowing coolant to the heat transfer plate. According to the present invention, cooling efficiency can be improved.

Description

터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조{Cooling structure of a electric energy storage module composed of electric energy storage cells without terminals}Cooling structure of an electric energy storage module composed of electric energy storage cells without terminals}

본 발명은 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조에 관한 것으로, 특히 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling structure of an electrical energy storage module, and more particularly to a cooling structure of an electrical energy storage module composed of pouch-type electrical energy storage cells without terminals.

전기 에너지 저장 수단 중 하나인 슈퍼 캐패시터는 활성탄소 표면에 전하를 물리적으로 흡착하고 탈착함으로써, 순간적으로 많은 전기에너지를 저장한 후에 높은 전류를 순간적 또는 연속적으로 공급하는 전기 에너지 저장 수단이다. 슈퍼 캐패시터는 리튬 이온 이차 전지와 비교하여, 높은 출력 밀도, 높은 충방전 효율, 넓은 동작 온도 범위, 장수명을 가진다. A supercapacitor, which is one of electrical energy storage means, is an electrical energy storage means that instantaneously or continuously supplies a high current after storing a large amount of electric energy by physically adsorbing and desorbing electric charges on the surface of activated carbon. Compared to lithium ion secondary batteries, supercapacitors have high power density, high charge/discharge efficiency, wide operating temperature range, and long lifespan.

슈퍼 캐패시터는 주 전원이 끊어졌을 때, 보조로 전력을 공급하는 보조전원장치로 사용되고 있으며, 고출력과 장수명이라는 장점을 바탕으로 순간적으로 높은 출력을 내는 다양한 산업에 사용되고 있다.Supercapacitors are used as auxiliary power devices that supply power when the main power is cut off, and are used in various industries that instantaneously generate high output based on the advantages of high output and long lifespan.

슈퍼 캐패시터 시장은 핸드폰, 소형 가전기기의 메모리 백업용인 소형 제품을 중심으로 성장해 왔으나, 점차 전극재료와 제조기술의 발달로 스마트미터(스마트그리드), SSD(Solid State Drive), GPS 트래킹 시스템, 자동차(전기차), UPS(Uninterruptible Power System, 무정전 전원 장치), 신재생에너지(풍력/태양광에너지, ESS) 등의 중/대형으로 시장성이 확대되고 있다.The supercapacitor market has grown centering on small products for backing up the memory of mobile phones and small home appliances. Electric vehicles), UPS (Uninterruptible Power System, Uninterruptible Power Supply), new renewable energy (wind/solar energy, ESS), etc.

또한, 전기 에너지 저장 수단 중 하나인 리튬 이온 이차 전지는 슈퍼 캐패시터 보다는 출력 밀도와 수명 등은 낮으나, 긴 시간 동안 전력을 충방전하여 저장할 수 있는 에너지가 많아 에너지 밀도가 높고 비교적 큰 용량으로 오랜 시간 출력을 낼 수 있는 장점을 가진다.In addition, lithium ion secondary batteries, which are one of electrical energy storage means, have lower power density and lifespan than supercapacitors, but have high energy density and relatively large capacity for long-term output due to the large amount of energy that can be stored by charging and discharging power for a long time. has the advantage of being able to

이러한 슈퍼 캐패시터나 리튬 이온 이차 전지 등의 전기 에너지 저장 수단은, 개별 단위 셀로 사용됨은 물론 필요한 용량에 따라 수 십 개 또는 수 백 개 이상의 단위 셀(Unit cell)이 집합된 전기 에너지 저장 모듈로 구성되어 사용되며, 보다 상세하게는 소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전기 에너지 저장 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전기 에너지 저장 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전기 에너지 저장 모듈이 사용된다.Electrical energy storage means such as supercapacitors or lithium ion secondary batteries are used as individual unit cells and are composed of electrical energy storage modules in which dozens or hundreds of unit cells are aggregated according to the required capacity. More specifically, small mobile devices use one or two to three or four electrical energy storage cells per device, whereas medium-large devices such as automobiles require high power and large capacity to electrically connect multiple electrical energy storage cells. Medium and large-sized electrical energy storage modules connected are used.

중대형 전기 에너지 저장 모듈은 가능하면 작은 크기와 적은 중량으로 고효율을 갖도록 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전기 에너지 저장 셀, 파우치형 전기 에너지 저장 셀, 원통형 전기 에너지 저장 셀 등이 중대형 전기 에너지 저장 모듈의 단위 전기 에너지 저장 셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전기 에너지 저장 셀은 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.It is preferable that medium-large-sized electrical energy storage modules are manufactured to have high efficiency with a small size and low weight, so that prismatic electrical energy storage cells, pouch-type electrical energy storage cells, and cylindrical electrical An energy storage cell or the like is mainly used as a unit electrical energy storage cell of a medium or large-sized electrical energy storage module. In particular, a pouch-type electrical energy storage cell using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to advantages such as light weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

이러한 전기 에너지 저장 모듈을 구성하는 전기 에너지 저장 셀들은 충방전이 가능하도록 구성되어 있으며, 충방전 과정에서는 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 상기 전기 에너지 저장 모듈에 널리 사용되는 파우치형 전기 에너지 저장 셀의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전기 에너지 저장 셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.Electrical energy storage cells constituting such an electrical energy storage module are configured to be capable of charging and discharging, and generate a large amount of heat during the charging and discharging process. In particular, since the surface of the laminate sheet of the pouch-type electrical energy storage cell widely used in the electrical energy storage module is coated with a polymer material having low thermal conductivity, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire electrical energy storage cell.

충방전 과정에서 발생한 전기 에너지 저장 셀의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전기 에너지 저장 셀의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 고용량의 전기 에너지 저장 모듈에는 그것이 내장되어 있는 전기 에너지 저장 셀들을 냉각시키는 냉각시스템이 필요하다.If the heat of the electrical energy storage cell generated during the charge/discharge process is not effectively removed, heat accumulation occurs, accelerating deterioration of the electrical energy storage cell, and in some cases causing ignition or explosion. Therefore, a high-output, high-capacity electrical energy storage module requires a cooling system to cool the electrical energy storage cells in which it is built.

한편, 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀들은 전기전도성과 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 전기전도와 열전도에 있어 불리함을 갖는 바, 최근 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 표면에 금속재질의 플레이트를 부착하여 전기전도와 열전도를 보완하도록 하는 노력이 이루어지고 있다.On the other hand, terminalless pouch-type electrical energy storage cells have disadvantages in electrical and thermal conduction because their surfaces are coated with a polymer material having low electrical and thermal conductivity, and the surface of recent terminalless pouch-type electrical energy storage cells Efforts are being made to supplement electrical and thermal conduction by attaching a plate made of metal to the plate.

이때, 금속재질의 플레이트를 부착한 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀을 냉각하는 방법은, 금속재질의 플레이트를 직접 냉각하는 방법이나 전기 에너지 저장 셀들의 인접한 위치에 냉각시스템이 설치되어 전기 에너지 저장 셀을 간접적으로 냉각하는 방식이 있는데, 전자의 경우가 후자보다 냉각에 효율적이다.At this time, the method of cooling the terminalless pouch-type electrical energy storage cell to which the metal plate is attached is a method of directly cooling the metal plate or a cooling system installed adjacent to the electrical energy storage cells to store electrical energy. There is a method of indirectly cooling the cell, but the former is more efficient than the latter.

이 때문에, 금속재질의 플레이트를 직접 냉각하는 방식을 채택함이 냉각시스템을 적용하는 목적에 더 부합한데, 금속재질의 플레이트는 쇼트 방지를 위해 파우치형 전기 에너지 저장 셀의 전극과 연결되는 전극부를 제외하고 절연처리 되어 개별적인 냉각이 필요하나 전극부와 절연처리된 부분들이 일체를 이루기 때문에 개별적인 냉각의 구현이 어려워 간접 냉각 방식만을 채택하고 있는 문제점이 있다.For this reason, adopting a method of directly cooling the plate made of metal is more suitable for the purpose of applying the cooling system, except for the electrode part connected to the electrode of the pouch-type electric energy storage cell to prevent short circuit. It is insulated and requires individual cooling, but since the electrode part and the insulated parts form an integral body, it is difficult to implement individual cooling, so there is a problem in that only the indirect cooling method is adopted.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 본 발명은 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀들로 구성된 전기 에너지 저장 모듈에 금속재질의 플레이트를 구성함에 있어, 금속재질의 플레이트를 전극부와, 절연처리되는 부분을 따로 분리하고, 절연처리되는 부분을 외측으로 돌출 후 돌출된 부분을 통해 히트싱크에 삽입 장착시켜 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀의 개별적인 냉각이 가능하도록 구성된 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조를 제공하는데 일 목적을 둔다.The present invention is proposed to solve the above problems. In constructing a plate made of metal in an electric energy storage module composed of pouch-type electric energy storage cells without terminals, the plate made of metal is used as an electrode unit and An electric energy storage module configured to individually cool a pouch-type electrical energy storage cell without a terminal by separating the insulated part separately, protruding the insulated part outward, and then inserting and mounting the insulated part into the heat sink through the protruding part. One purpose is to provide a cooling structure for the

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀들이 서로 정면과 후면이 마주하도록 일렬로 배열 장착되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조에 있어서, 상기 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 정면 또는 후면 중 일면에 부착되어 전류를 전달하는 전기전도성 소재의 전극 플레이트; 상기 전극 플레이트의 외측 둘레에 형성되도록 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 일면에 부착되어 열을 전달하는 열전도성 소재의 열 전달 플레이트 및 상기 열 전달 플레이트가 삽입 장착되되, 냉각수가 내부로 유동하도록 형성되고, 유동하는 냉각수의 냉각열을 상기 열 전달 플레이트로 전달하는 히트싱크를 포함할 수 있다.In order to solve the above problem, the cooling structure of the electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention is arranged so that the front and rear sides of the pouch-type electrical energy storage cells without terminals face each other. A cooling structure of an electrical energy storage module arrayed and mounted in an array comprising: an electrode plate made of an electrically conductive material attached to one of the front and rear surfaces of the pouch-type electrical energy storage cells to transmit current; A heat transfer plate made of a thermally conductive material attached to one surface of the pouch-type electrical energy storage cells to transfer heat and the heat transfer plate are inserted and mounted so that the cooling water flows into the inside, A heat sink may be included to transfer the cooling heat of the flowing cooling water to the heat transfer plate.

여기서, 상기 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 상기 전극 플레이트와 열 전달 플레이트 사이에서 전극 플레이트를 감싸도록 상기 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 일면에 부착되는 테이프형 또는 밴드형의 절연체를 더 포함할 수 있다.Here, the cooling structure of the electric energy storage module may further include a tape-type or band-type insulator attached to one surface of the pouch-type electric energy storage cells to surround the electrode plate between the electrode plate and the heat transfer plate. there is.

또한, 상기 전극 플레이트는, 상단 일측에 전기 에너지 저장 셀의 전압을 측정할 수 있는 전압 센싱단자가 돌출될 수 있다.In addition, a voltage sensing terminal capable of measuring the voltage of the electric energy storage cell may protrude from one side of the upper end of the electrode plate.

또한, 상기 열 전달 플레이트는, 표면이 절연처리될 수 있다.In addition, the surface of the heat transfer plate may be insulated.

또한, 상기 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 상기 열 전달 플레이트의 일 측방 또는 양 측방에 배치되어 일단은 상기 히트싱크로 삽입되고 열 전달 플레이트의 높이를 따라 길이를 형성하고, 내면에 윅(wick) 구조를 형성하며, 내부에는 기화 또는 액화 상태로의 상변화에 따라 길이 방향으로 유동하면서 열 교환을 수행하는 휘발성 작동 유체가 마련되는 열 배출 촉진 파이프를 더 포함할 수 있다.In addition, the cooling structure of the electrical energy storage module is disposed on one side or both sides of the heat transfer plate, one end is inserted into the heat sink and forms a length along the height of the heat transfer plate, and a wick on the inner surface It forms a structure, and may further include a heat discharge promoting pipe provided with a volatile working fluid that performs heat exchange while flowing in a longitudinal direction according to a phase change to a vaporized or liquefied state.

또한, 상기 휘발성 작동 유체는, 온도상승률이 상기 열 배출 촉진 파이프보다 더 적게 형성될 수 있다.In addition, the volatile working fluid may have a lower rate of temperature rise than that of the heat dissipation promoting pipe.

또한, 상기 히트싱크는, 내부에 상기 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 배열 방향을 따라 길이를 형성하는 냉각수 유동관을 마련하여 냉각수를 유동시키며, 상기 열 전달 플레이트는, 상기 히트싱크로의 삽입 부위에 상기 냉각수 유동관이 삽입될 수 있는 장착홈을 마련하여, 상기 열 전달 플레이트를 히트싱크로 삽입 장착할 경우, 상기 냉각수 유동관이 장착홈을 통과하도록 냉각수 유동관에 열 전달 플레이트를 끼워 맞춰 고정시킬 수 있다.In addition, the heat sink has a cooling water flow pipe having a length along an arrangement direction of the pouch-type electrical energy storage cells to flow the cooling water, and the heat transfer plate is inserted into the heat sink. When the heat transfer plate is inserted into the heat sink by providing a mounting groove into which the flow pipe can be inserted, the heat transfer plate may be fitted and fixed to the cooling water flow pipe so that the cooling water flow pipe passes through the mounting groove.

본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀들로 구성된 전기 에너지 저장 모듈에 금속재질의 플레이트를 구성함에 있어, 금속재질의 플레이트를 전극부와, 절연처리되는 부분을 따로 분리하고, 절연처리되는 부분을 외측으로 돌출 후 돌출된 부분을 통해 히트싱크에 삽입 장착시켜 전기 에너지 저장 셀의 개별적인 냉각이 가능하도록 구성됨으로써 냉각 효율을 향상시킨 장점이 있다.In the cooling structure of the electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention, a plate made of metal is configured in the electrical energy storage module composed of pouch-type electrical energy storage cells without terminals. , A plate made of metal is separated from the electrode part and the insulated part, and after protruding the insulated part outward, it is inserted into the heat sink through the protruding part to enable individual cooling of the electric energy storage cell. This has the advantage of improving the cooling efficiency.

또한, 윅(wick)구조로써 주변 열의 작용에 따라 상변화하면서 내부를 유동하는 휘발성 작동 유체의 열교환을 통해 열의 배출을 촉진하는 열 배출 촉진 파이프를 더 구성하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, cooling efficiency can be improved by further configuring a heat discharge promoting pipe that promotes heat discharge through heat exchange of a volatile working fluid flowing inside while changing its phase according to the action of ambient heat as a wick structure.

또한, 열 전달 플레이트의 히트싱크 삽입에 있어, 냉각수가 흐르는 냉각수 유동관에 고정되게 함으로써, 전기 에너지 저장 셀들의 고정력을 넓히면서도 열 냉각 면적을 보다 넓히고 냉각수와 보다 가까이 하도록 함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, in inserting the heat transfer plate into the heat sink, it is fixed to the cooling water flow pipe through which the cooling water flows, thereby increasing the fixing force of the electric energy storage cells while increasing the heat cooling area and bringing them closer to the cooling water, thereby improving cooling efficiency. .

또한, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.In addition, the effects according to the embodiments of the present invention mentioned above are not limited to the described contents, and may further include all effects predictable from the specification and drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각구조를 보여주는 사시도이다.
도 2는 일부 구성을 투영하여 바라본 도 1의 정면도이다.
도 3은 일부 구성을 투영하여 바라본 도 1의 우측면도이다.
도 4는 절연층이 형성된 열 전달 플레이트를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따라 구성되는 냉각수 유동관의 다양한 형태를 예시하는 도면이다.
도 6은 냉각수 유동관이 마련되지 않은 상태의 히트싱크의 일례를 보여주는 측단면도이다.
도 7은 열 배출 촉진 파이프가 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각구조를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 정면도이다.
도 9의 (a) 내지 (c)는 도 7의 열 배출 촉진 파이프의 윅(wick) 구조의 다양한 형태를 예시하는 도면들이다.
도 10의 (a) 및 (b)는 도 7의 열 배출 촉진 파이프의 열 배출 촉진 원리를 보여주는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 장착홈을 통해 열 전달 플레이트를 냉각수 유동관에 끼워 고정시키는 상태를 예시하는 도면이다.1 is a perspective view showing a cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view of Figure 1 viewed by projecting some components.
3 is a right side view of FIG. 1 viewed by projecting some configurations.
4 is a schematic view of a heat transfer plate on which an insulating layer is formed.
5 (a) and (b) are diagrams illustrating various types of cooling water flow pipes configured according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional side view showing an example of a heat sink in a state in which a cooling water flow pipe is not provided.
7 is a perspective view showing a cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention in which a heat discharge promoting pipe is configured.
Figure 8 is a front view of Figure 7;
9(a) to (c) are diagrams illustrating various types of wick structures of the heat dissipation promoting pipe of FIG. 7 .
10 (a) and (b) are exemplary diagrams showing the heat dissipation accelerating principle of the heat dissipation accelerating pipe of FIG. 7 .
11 is a view illustrating a state in which a heat transfer plate is fitted and fixed to a cooling water flow pipe through a mounting groove according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various transformations may be applied and various embodiments may be applied. In addition, the content described below should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, terms such as first and second are terms used to describe various components, and are not limited in meaning per se, and are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numbers used throughout this specification indicate like elements.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include", "include" or "have" described below are intended to designate that features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist. should be construed, and understood not to preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부된 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a cooling structure of an electric energy storage module composed of electric energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached reference.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각구조를 보여주는 사시도이며, 도 2는 일부 구성을 투영하여 바라본 도 1의 정면도이고, 도 3은 일부 구성을 투영하여 바라본 도 1의 우측면도이다.1 is a perspective view showing a cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of FIG. 1 viewed by projecting some components, and FIG. 3 is a It is a right side view of FIG. 1 viewed by projecting some configurations.

또한, 도 4는 절연층이 형성된 열 전달 플레이트를 개략적으로 보여주는 도면이며, 도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따라 구성되는 냉각수 유동관의 다양한 형태를 예시하는 도면이고, 도 6은 냉각수 유동관이 마련되지 않은 상태의 히트싱크의 일례를 보여주는 측단면도이다.4 is a view schematically showing a heat transfer plate on which an insulating layer is formed, and FIG. 5 (a) and (b) are views illustrating various types of cooling water flow pipes constructed according to an embodiment of the present invention, 6 is a side cross-sectional view showing an example of a heat sink in a state in which a cooling water flow pipe is not provided.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀(ESC)들이 서로 정면과 후면이 마주하도록 일렬로 배열 장착되는 전기 에너지 저장 모듈(1)의 냉각 구조에 관한 것이다.1 to 6, in the cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention, pouch type electrical energy storage cells (ESCs) without terminals face each other. It relates to a cooling structure of electrical energy storage modules (1) arranged and mounted in a row so that the rear faces face each other.

여기서, 전기 에너지 저장 셀(ESC)들은 바람직하게는 음극재와 양극재 사이에 세퍼레이터를 구성하는 전극체(미도시) 복수개가 고밀도로 형성되어 높은 전력효율을 나타내는 슈퍼 캐패시터일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 리튬 이온 배터리 셀, 리튬 이온 커패시터 셀 등 전기 에너지 저장을 수행할 수 있는 다양한 전기 에너지 저장 셀을 사용할 수 있다.Here, the electrical energy storage cells (ESCs) may preferably be supercapacitors that exhibit high power efficiency by forming a plurality of electrode bodies (not shown) constituting the separator between the negative electrode material and the positive electrode material at high density, but are necessarily limited thereto. However, various electrical energy storage cells capable of storing electrical energy, such as lithium ion battery cells and lithium ion capacitor cells, may be used.

상기와 같은 전기 에너지 저장 셀(ESC)로 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 전극 플레이트(10), 열 전달 플레이트(20) 및 히트싱크(30)를 포함하여 구성될 수 있다.The cooling structure of the electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention composed of the electrical energy storage cells (ESC) as described above includes an electrode plate 10, a heat transfer plate 20 ) and a heat sink 30.

구체적으로, 전극 플레이트(10)는 파우치형 전기 에너지 저장 셀(ESC) 각각의 일면에 부착되어 전류를 전달하는 전기전도성 소재의 플레이트로서, 바람직하게는 금속재일 수 있으며, 보다 바람직하게는 알루미늄 소재로 형성되어 전류를 전달하도록 구성될 수 있다.Specifically, the electrode plate 10 is a plate made of an electrically conductive material that is attached to one surface of each pouch-type electrical energy storage cell (ESC) to transmit current, preferably a metal material, and more preferably an aluminum material. formed and configured to carry an electric current.

이때, 전극 플레이트(10)는 파우치형 전기 에너지 저장 셀(이하, '전기 에너지 저장 셀'이라 함)의 정면과 후면 중 하나의 일면에 부착될 수 있고, 전기 에너지 저장 셀(ESC)은 전극 플레이트(10)간 마주하지 않도록 일렬로 배열 장착되어 전기 에너지 저장 모듈(1)을 구성할 수 있다.At this time, the electrode plate 10 may be attached to one of the front and rear surfaces of the pouch-type electrical energy storage cell (hereinafter referred to as 'electric energy storage cell'), and the electrical energy storage cell (ESC) is the electrode plate The electrical energy storage module 1 may be configured by being arranged and mounted in a row so that the (10) do not face each other.

전극 플레이트(10)는 전기 에너지 저장 셀(ESC)의 일면에 부착될 경우, 전기 에너지 저장 셀(ESC) 내부에 마련된 전극 리드가 위치한 부분에 부착될 수 있고, 전기 에너지 저장 셀(ESC) 내부에 위치한 전극 리드로부터 공급되는 전류를 전달 받아 타 전기 에너지 저장 셀로 전달할 수 있다.When the electrode plate 10 is attached to one surface of the electrical energy storage cell (ESC), it may be attached to a portion where an electrode lead provided inside the electrical energy storage cell (ESC) is located, and is placed inside the electrical energy storage cell (ESC). The current supplied from the positioned electrode lead may be received and transferred to another electric energy storage cell.

여기서, 전극 플레이트(10) 상단 일측에는 각 전기 에너지 저장 셀(ESC)의 전압을 측정할 수 있도록 전압 센싱단자(15)가 돌출될 수 있고, 전압 센싱단자(15)에 접속하여 각 전기 에너지 저장 셀(ESC)의 전압을 개별적으로 측정하거나 전기 에너지 저장 모듈(1) 전체의 전기 용량 등을 측정하도록 구성될 수 있다.Here, a voltage sensing terminal 15 may protrude from an upper side of the electrode plate 10 to measure the voltage of each electrical energy storage cell (ESC), and is connected to the voltage sensing terminal 15 to store each electrical energy. It may be configured to individually measure the voltage of the cell (ESC) or measure the electric capacity of the entire electrical energy storage module (1).

열 전달 플레이트(20)는 전극 플레이트(10)의 외측 둘레에 형성되도록 파우치형 전기 에너지 저장 셀(ESC) 각각의 일면에 부착될 수 있다. 즉, 열 전달 플레이트(20)는 전극 플레이트(10)가 부착되는 일면에 동일하게 부착되어 전극 플레이트(10)의 외측 둘레에 형성될 수 있다.The heat transfer plate 20 may be attached to one surface of each pouch-type electrical energy storage cell (ESC) to be formed around an outer circumference of the electrode plate 10 . That is, the heat transfer plate 20 may be formed on the outer circumference of the electrode plate 10 by being equally attached to one surface to which the electrode plate 10 is attached.

이때, 열 전달 플레이트(20)는 전극 플레이트(10)에 형성되는 전압 센싱단자(15)를 간섭하지 않기 위해 도면에 도시된 바와 같이 전극 플레이트(10)의 양측과 하측 부분만 둘러싸도록 'U' 형태로 형성될 수가 있다.At this time, in order not to interfere with the voltage sensing terminals 15 formed on the electrode plate 10, the heat transfer plate 20 surrounds only both sides and the lower part of the electrode plate 10 as shown in the drawing in a 'U' shape. shape can be formed.

또한, 열 전달 플레이트(20)는 하측부가 전기 에너지 저장 셀(ESC)보다 더 돌출되도록 형성되어 후술하는 히트싱크(30)에 삽입 장착되도록 구성될 수가 있다. 즉, 열 전달 플레이트(20)의 하측부는 히트싱크(30)에 전기 에너지 저장 셀(ESC)을 장착할 수 있는 결합부로서의 작용을 할 수가 있다.In addition, the heat transfer plate 20 may be configured to be inserted and mounted into a heat sink 30 to be described later with a lower portion protruding more than an electric energy storage cell (ESC). That is, the lower portion of the heat transfer plate 20 may function as a coupling portion capable of mounting an electrical energy storage cell (ESC) to the heat sink 30 .

이러한, 열 전달 플레이트(20)는 바람직하게는 금속재, 보다 바람직하게는 알루미늄 소재 등의 열전도성 소재로 형성되어 히트싱크(30)로부터 냉각열을 전달 받을 수 있고, 이를 내측에 위치된 전극 플레이트(10)로 전달하도록 구성될 수 있다. 즉, 열 전달 플레이트(20)가 전극 플레이트(10)를 통해 전기 에너지 저장 셀(ESC)과 히트싱크(30) 사이에서 열 교환을 수행할 수 있는 것이다.The heat transfer plate 20 is preferably formed of a thermally conductive material such as a metal material, more preferably an aluminum material, and can receive cooling heat from the heat sink 30, and the electrode plate ( 10) can be configured to deliver. That is, the heat transfer plate 20 can perform heat exchange between the electrical energy storage cell (ESC) and the heat sink 30 through the electrode plate 10 .

여기서, 열 전달 플레이트는 쇼트를 방지하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 표면에 절연처리가 될 수 있다. Here, the surface of the heat transfer plate may be insulated as shown in FIG. 4 to prevent a short circuit.

구체적으로, 열 전달 플레이트(20)는 표면에 절연층(25)을 형성하도록 절연처리 될 수 있고, 표면에 절연층(25)이 형성되도록 절연처리된 열 전달 플레이트(20)는 냉각 시 발생할 수 있는 결로 등의 수분으로 인한 쇼트 발생 등을 미연에 방지할 수가 있다.Specifically, the heat transfer plate 20 may be insulated to form an insulating layer 25 on the surface, and the heat transfer plate 20 insulated so that the insulating layer 25 is formed on the surface may occur during cooling. It is possible to prevent the occurrence of short circuit due to moisture such as condensation in advance.

여기서, 열 전달 플레이트(20)가 알루미늄 소재로 마련될 경우, 열 전달 플레이트(20)는 하드 아노다이징(Hard Anodizing) 공정으로 절연처리될 수 있다. 하드 아노다이징 공정으로 절연처리되는 열 전달 플레이트(20)는 표면에 산화알루미늄(Al2O3) 피막층을 형성하게 되는데 이 산화알루미늄 피막층이 절연층(25)의 역할을 할 수 있다.Here, when the heat transfer plate 20 is made of aluminum, the heat transfer plate 20 may be insulated through a hard anodizing process. An aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer is formed on the surface of the heat transfer plate 20 insulated by the hard anodizing process. This aluminum oxide film layer may serve as the insulating layer 25 .

보다 구체적으로, 알루미늄 소재로 마련되는 열 전달 플레이트(20)에 양극(Anode)으로 걸쳐 희석-산의 액으로 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해 열 전달 플레이트(20)의 표면에 강하게 밀착되는 산화알루미늄 피막층이 형성된다. 이 산화알루미늄 피막층은, 내식성, 내마모성, 전기적 절연성 등의 특성을 가져 쇼트 방지를 수행하는 절연층(25)의 역할을 할 수 있는 것이다.More specifically, when the dilution-acid solution is electrolyzed across the anode on the heat transfer plate 20 made of aluminum, the oxygen generated at the anode strongly adheres to the surface of the heat transfer plate 20. An aluminum oxide film layer is formed. This aluminum oxide film layer has properties such as corrosion resistance, wear resistance, and electrical insulation, and can serve as an insulating layer 25 to prevent short circuits.

더불어, 알루미늄 소재에 하드 아노다이징 공정을 수행할 경우, 열 전달 플레이트(20)의 경도가 강화될 수 있고, 염수를 포함한 수분에 매우 강한 성질을 지닐 수도 있다.In addition, when the hard anodizing process is performed on the aluminum material, the hardness of the heat transfer plate 20 may be enhanced, and it may have very strong properties against moisture including salt water.

히트싱크(30)는 열 전달 플레이트(20)가 삽입 장착되되, 냉각수가 내부로 유동하도록 형성되어 유동하는 냉각수의 냉각열을 열 전달 플레이트(20)로 전달하도록 구성될 수 있다.The heat sink 30 may be configured such that the heat transfer plate 20 is inserted into the heat transfer plate 20 so that the cooling water flows into the heat sink 30 and transfers the cooling heat of the flowing cooling water to the heat transfer plate 20 .

또한, 히트싱크(30)는 함체로 구성되며 그 내부로 냉각수 유동관(31)을 마련하여 냉각수가 유동할 통로를 마련하여 냉각수가 유동할 통로를 마련해 줄 수 있고, 함체형의 히트싱크(30)에는 냉각수 유입구(32) 및 냉각수 유출구(33)가 형성되어 냉각수 유동관(31)과 연결될 수 있다.In addition, the heat sink 30 is composed of an enclosure, and a cooling water flow pipe 31 is provided therein to provide a passage for the cooling water to flow, thereby providing a passage for the cooling water to flow. A cooling water inlet 32 and a cooling water outlet 33 may be formed and connected to the cooling water flow pipe 31 .

이때, 냉각수 유동관(31)은 도 5의 (a)에 도시된 통상의 배관형 히트싱크와 같이 좌측과 우측 방향을 교번하여 유동하도록 지그재그로 길이를 형성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 냉각수 유동관(31)은 도 5의 (b)에 도시된 매니폴드형과 같이 냉각수 유입구(32)로부터 다수의 배관으로 분기되고 열 전달 플레이트(20)의 장착 배열을 따라 길이를 형성 후, 냉각수 유출구(33)로 합쳐지는 형태일 수 있다.At this time, the coolant flow pipe 31 may be formed in a zigzag length so as to alternately flow in left and right directions, like a conventional pipe-type heat sink shown in (a) of FIG. 5, but is not necessarily limited thereto, The cooling water flow pipe 31 is branched from the cooling water inlet 32 to a plurality of pipes as in the manifold type shown in FIG. 5 (b), forms a length along the mounting arrangement of the heat transfer plate 20, (33) may be combined.

상기의 냉각수 유동관(31)은 히트싱크(30) 내에서 히트싱크(30)로 삽입 장착된 열 전달 플레이트(20)에 인접하여 길이를 형성하여 열 전달 플레이트(20)로 냉각열을 전달하도록 구성될 수 있다. The cooling water flow pipe 31 is configured to transfer cooling heat to the heat transfer plate 20 by forming a length adjacent to the heat transfer plate 20 inserted and mounted into the heat sink 30 within the heat sink 30. It can be.

한편으론, 냉각수 유동관(31)은 열 전달 플레이트(20)가 고정되는 고정체로서의 작용을 하여 고정되는 열 전달 플레이트(20)를 통과하도록 형성될 수 있고, 보다 냉각수 유동관(31)이 열 전달 플레이트(20) 가까이에 형성될 수도 있다. 이에 대해서는 도 11을 참조하여 후술하기로 한다. On the other hand, the coolant flow pipe 31 may be formed to pass through the heat transfer plate 20 to which the heat transfer plate 20 is fixed, acting as a fixture to which the heat transfer plate 20 is fixed, and the coolant flow pipe 31 may be formed to pass through the heat transfer plate 20. (20) may be formed nearby. This will be described later with reference to FIG. 11 .

또한, 상술한 히트싱크(30)의 형태는 일례에 불과한 것으로, 함체형의 히트싱크(30)는 다른 예로써 냉각수 유동관(31)이 따로 구비되지 않고 도 6에 도시된 바와 같이 냉각수(CW)로 채워지는 형태일 수도 있다.In addition, the shape of the heat sink 30 described above is only an example, and the enclosure type heat sink 30 is not provided with a cooling water flow pipe 31 as another example, and as shown in FIG. 6, the cooling water (CW) It may be a form filled with .

이 경우, 냉각수 유입구(32) 및 냉각수 유출구(33)는 히트싱크(30) 내부와 연결되어 히트싱크(30) 내부로 냉각수를 채우고, 열 전달 플레이트(20)와 열교환이 수행된 냉각수를 배출하도록 구성될 수 있다. In this case, the cooling water inlet 32 and the cooling water outlet 33 are connected to the inside of the heat sink 30 to fill the inside of the heat sink 30 with cooling water and discharge the cooling water that has undergone heat exchange with the heat transfer plate 20. can be configured.

또한, 냉각수 유입구(32)는 배열 방향 전방에 위치될 수 있고, 냉각수 유출구(33)는 배열 방향 후방에 위치되어 냉각수의 흐름이 배열 방향을 따라 흐르도록 형성될 수 있다. 또한, 냉각수 유출구(33)의 직경은 냉각수 유입구(32)의 직경보다 크게 형성되도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 냉각수 유출구(33)로의 역류 가능성을 낮추고 열교환을 수행한 냉각수의 배출이 보다 원활할 수 있다.In addition, the cooling water inlet 32 may be located at the front in the arrangement direction, and the cooling water outlet 33 may be located at the rear in the arrangement direction so that the flow of cooling water flows along the arrangement direction. Also, the diameter of the cooling water outlet 33 may be larger than that of the cooling water inlet 32 . Through this, the possibility of reverse flow to the cooling water outlet 33 may be reduced and the cooling water having undergone heat exchange may be more smoothly discharged.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 전극 플레이트(10)와 열 전달 플레이트(20) 사이에서 전극 플레이트(10)를 감싸도록 파우치형 전기 에너지 저장 셀(ESC)들의 일면에 부착되는 절연체(40)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the cooling structure of the electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention surrounds the electrode plate 10 between the electrode plate 10 and the heat transfer plate 20. Insulators 40 attached to one surface of the pouch-type electrical energy storage cells (ESCs) may be further included.

여기서, 절연체(40)는 테이프형 또는 밴드형일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다른 형태로도 형성될 수 있다.Here, the insulator 40 may be a tape type or a band type, but is not limited thereto and may be formed in other shapes as well.

절연체(40)는 전류가 열 전달 플레이트(20)로 전도되는 것을 방지하며, 냉각수의 수분 등이 전극 플레이트(10)로 유입되는 것을 방지하여, 전기 에너지 저장 모듈(1)의 화재의 위험성을 낮추며, 보다 안전한 사용이 가능하도록 할 수 있다.The insulator 40 prevents current from being conducted to the heat transfer plate 20 and prevents moisture in the cooling water from entering the electrode plate 10, thereby reducing the risk of fire in the electrical energy storage module 1. , can enable safer use.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 열 배출 촉진 파이프(50)를 더 포함하여 전기 에너지 저장 셀(ESC)의 열 배출을 촉진할 수도 있다.In addition, the cooling structure of the electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention further includes a heat discharge promoting pipe 50 to discharge heat from the electrical energy storage cells (ESCs). may also promote

도 7은 열 배출 촉진 파이프가 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각구조를 보여주는 사시도이며, 도 8은 도 7의 정면도이고, 도 9의 (a) 내지 (c)는 도 7의 열 배출 촉진 파이프의 윅(wick) 구조의 다양한 형태를 예시하는 도면들이며, 도 10의 (a) 및 (b)는 도 7의 열 배출 촉진 파이프의 열 배출 촉진 원리를 보여주는 예시도이다.7 is a perspective view showing a cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention configured with a heat discharge promoting pipe, and FIG. 8 is a front view of FIG. 7, and FIG. (a) to (c) are views illustrating various forms of the wick structure of the heat dissipation promoting pipe of FIG. 7, and (a) and (b) of FIG. It is an exemplary diagram showing the emission promotion principle.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 열 배출 촉진 파이프(50)는 밀폐형의 파이프로서 열 전달 플레이트(20)의 일 측방 또는 양 측방에 배치될 수 있다. 또한, 열 배출 촉진 파이프(50)는 배치된 위치에서 일단은 히트싱크(30)로 삽입되어 히트싱크(30)에 고정되고 열 전달 플레이트(20)의 높이를 따라 길이를 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 7 to 10 , the heat dissipation promoting pipe 50 is a sealed pipe and may be disposed on one side or both sides of the heat transfer plate 20 . In addition, the heat dissipation promoting pipe 50 may have one end inserted into the heat sink 30 at the arranged position, fixed to the heat sink 30, and formed in length along the height of the heat transfer plate 20 .

이때, 열 배출 촉진 파이프(50)는 내면에 후술할 액상의 휘발성 작동 유체의 유동을 위하여 윅(wick, 50a) 구조를 형성할 수 있다. 윅(50a) 구조는 액상의 휘발성 작동 유체의 모세관력을 높이기 위한 구조로서, 도 9에 도시된 바와 같이 그루브 타입, 편조 타입, 환형 타입 등으로 형성될 수 있다. In this case, a wick structure 50a may be formed on an inner surface of the heat dissipation promoting pipe 50 to flow a liquid volatile working fluid to be described later. The structure of the wick 50a is a structure for increasing the capillary force of the liquid volatile working fluid, and may be formed in a groove type, a braid type, an annular type, or the like, as shown in FIG. 9 .

보다 구체적으로, 그루브 타입은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 열 배출 촉진 파이프(50)의 길이방향과 교차하는 방향으로 복수의 홈이 형성되는 타입으로서, 액상의 휘발성 작동 유체는 홈을 타고 열 배출 촉진 파이프(50)의 타단부로 이동할 수 있다. More specifically, the groove type is a type in which a plurality of grooves are formed in a direction crossing the longitudinal direction of the heat dissipation promoting pipe 50, as shown in (a) of FIG. It can be moved to the other end of the heat dissipation promoting pipe 50 on board.

또한, 편조 타입은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 열 배출 촉진 파이프(50)의 내부에 다수의 가는 선재가 나선 방향으로 편조되어 형성된 윅을 인입하여 형성하는 것으로 이를 통해 모세관력이 향상되어 액상의 휘발성 작동 유체가 열 배출 촉진 파이프(50)의 타단부로 이동하는 힘이 증가하게 된다.In addition, as shown in (b) of FIG. 9, the braided type is formed by inserting a wick formed by braiding a plurality of thin wires in a spiral direction into the heat dissipation promoting pipe 50, through which the capillary force is improved As a result, the moving force of the liquid volatile working fluid to the other end of the heat dissipation accelerating pipe 50 is increased.

또한, 환형 타입 윅은 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 열 배출 촉진 파이프(50)의 내주면을 따라 환형의 형태로 이루어진 직관형 윅이 일정간격으로 구비되는 형태로서, 환형의 직관형 윅은 여러 가닥의 세선들이 다발형태로 구성될 수 있다. 이에 따라, 세선들 사이에 삼각형상의 미소한 코너들이 형성되고, 코너들은 원형단면의 세선들이 접촉해 이루는 것으로 날카로운 모서리를 가짐으로써 모세관력이 향상되어 액상의 휘발성 작동 유체가 열 배출 촉진 파이프(50)의 타단부로 이동하는 힘이 증가하게 된다.In addition, as shown in (c) of FIG. 9, the annular type wick is a type in which straight wicks formed in an annular shape are provided at regular intervals along the inner circumferential surface of the heat dissipation promoting pipe 50, and the annular straight wick A plurality of thin wires may be configured in a bundle form. Accordingly, triangular minute corners are formed between the thin wires, and the corners are formed by contacting the thin wires of circular cross section and have sharp edges, so that the capillary force is improved and the liquid volatile working fluid is discharged through the heat dissipation promoting pipe (50). The force moving to the other end of is increased.

그러나, 이는 예시적인 것들로서 이들에 한정되는 것은 아니며 윅 구조는 이 외에도 다양한 구조를 이루어 형성될 수도 있다.However, these are examples and are not limited to these, and the wick structure may be formed by making various other structures.

상기와 같이 윅(50a) 구조를 형성하는 열 배출 촉진 파이프(50) 내에는 기화 또는 액화 상태로의 상변화에 따라 열 배출 촉진 파이프(50)의 길이 방향으로 유동하는 휘발성 작동 유체(WF)가 마련될 수 있다.As described above, in the heat discharge promoting pipe 50 forming the structure of the wick 50a, the volatile working fluid WF flowing in the longitudinal direction of the heat discharge promoting pipe 50 according to the phase change to the vaporized or liquefied state is can be provided.

휘발성 작동 유체(WF)는 열 배출 촉진 파이프(50)의 온도에 따라 열 배출 촉진 파이프(50)와 열 교환을 수행하면서 기화 또는 액화 될 수 있는데, 여기서 열 배출 촉진 파이프(50)는 히트싱크(30)에 삽입된 일단부가 휘발성 작동 유체(WF)의 열을 배출시키는 응축부(52)로서의 작용을 하고, 히트싱크(30)에서 먼 타단부가 휘발성 작동 유체(WF)로 열을 흡수시키는 증발부(51)로서의 작용을 하여, 휘발성 작동 유체(WF)가 기화되어 응축부(52)로 이동하고, 응축부(52)에서 액화되어 윅 구조의 모세관력에 따라 다시 증발부(51)로 이동함을 반복하면서 열 교환을 수행할 수 있다.The volatile working fluid (WF) may be vaporized or liquefied while performing heat exchange with the heat discharge promoting pipe 50 according to the temperature of the heat discharge promoting pipe 50, where the heat discharge promoting pipe 50 is a heat sink ( 30) acts as a condensing unit 52 that discharges heat from the volatile working fluid WF, and the other end far from the heat sink 30 absorbs heat into the volatile working fluid WF. Acting as the unit 51, the volatile working fluid WF is vaporized and moves to the condensation unit 52, and is liquefied in the condensation unit 52 and moves to the evaporation unit 51 again according to the capillary force of the wick structure Heat exchange can be performed while repeating the process.

이때, 휘발성 작동 유체(WF)는 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 증발부(51)에서 전기 에너지 저장 셀(ESC)의 열을 흡수하고, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 응축부(52)에서 열을 배출함으로써 전기 에너지 저장 셀(ESC)의 열 배출을 촉진할 수 있다.At this time, the volatile working fluid (WF) absorbs the heat of the electrical energy storage cell (ESC) in the evaporator 51 as shown in (a) of FIG. 10, and as shown in (b) of FIG. By discharging heat from the condensing unit 52, heat dissipation from the electrical energy storage cell (ESC) may be promoted.

이러한 휘발성 작동 유체(WF)는 암모니아, 메탄올, 에탄올, 물, 액체 헬륨, 수은, 나트륨, 인듐 등 다양한 유체 중 하나로 마련될 수 있으며, 이외에도 설명되지 아니한 유체 중 하나로 마련될 수도 있다.The volatile working fluid WF may be provided with one of various fluids such as ammonia, methanol, ethanol, water, liquid helium, mercury, sodium, and indium, and may be provided with one of other fluids not described.

이 중, 휘발성 작동 유체(WF)는 온도상승률이 열 배출 촉진 파이프(50)보다 더 적게 형성되는 유체로 마련됨이 바람직하다. 이를 통해, 보다 오랜 시간 열 배출 촉진 파이프(50)로 전달되는 열을 흡수할 수 있어 열 배출 촉진 효율을 높일 수가 있다.Among them, the volatile working fluid WF is preferably provided as a fluid having a lower rate of temperature increase than that of the heat dissipation promoting pipe 50 . Through this, it is possible to absorb heat transferred to the heat discharge promoting pipe 50 for a longer period of time, thereby increasing heat discharge promoting efficiency.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 장착홈을 통해 열 전달 플레이트를 냉각수 유동관에 끼워 고정시키는 상태를 예시하는 도면이다.11 is a view illustrating a state in which a heat transfer plate is fitted and fixed to a cooling water flow pipe through a mounting groove according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 히트싱크(30)가 내부에 파우치형 전기 에너지 저장 셀(ESC)들의 배열 방향을 따라 길이를 형성하는 냉각수 유동관(31)을 마련하여 냉각수를 유동시키도록 구성될 경우에 있어, 열 전달 플레이트(20)가 냉각수 유동관(31)에 고정되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 11 , in the cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals according to an embodiment of the present invention, a heat sink 30 is provided inside of pouch-type electrical energy storage cells (ESCs). In the case where the coolant flow pipe 31 having a length along the arrangement direction is provided to flow the coolant, the heat transfer plate 20 may be fixed to the coolant flow pipe 31 .

이를 위해, 열 전달 플레이트(20)는 히트싱크(30)로의 삽입 부위 즉, 하측부에 냉각수 유동관(31)이 삽입될 수 있는 하나 이상의 장착홈(60)을 마련할 수 있다. 이때, 장착홈(60)은 냉각수 유동관(31)의 개수에 맞춰 마련됨이 바람직하나, 한정되는 것은 아니다. 또한, 냉각수 유동관(31)은 아치형태일 수 있으나, 이도 한정되는 것은 아니다.To this end, the heat transfer plate 20 may be provided with one or more mounting grooves 60 into which the cooling water flow pipe 31 may be inserted, that is, at a lower portion of the heat transfer plate 20 that is inserted into the heat sink 30 . At this time, it is preferable that the mounting groove 60 is provided according to the number of cooling water flow pipes 31, but is not limited thereto. In addition, the coolant flow pipe 31 may have an arch shape, but is not limited thereto.

이를 통해, 열 전달 플레이트(20)는 히트싱크(30)로 삽입 장착될 경우, 냉각수 유동관(31)이 장착홈(60)을 통과하도록 냉각수 유동관(31)에 열 전달 플레이트(20)를 끼워 맞춰 고정시킬 수가 있으며, 냉각수 유동관(31)은 고정된 열 전달 플레이트(20)를 통과하도록 형성될 수가 있어, 보다 냉각수 유동관(31)에 가까이에 형성될 수가 있다.Through this, when the heat transfer plate 20 is inserted into the heat sink 30, the heat transfer plate 20 is fitted to the coolant flow tube 31 so that the coolant flow tube 31 passes through the mounting groove 60. It can be fixed, and the cooling water flow pipe 31 can be formed to pass through the fixed heat transfer plate 20, so that it can be formed closer to the cooling water flow pipe 31.

이는, 냉각수 유동관(31)이 열 전달 플레이트(20)를 통과함으로써, 열 전달 플레이트(20)의 외측에 있는 것 대비 보다 많은 냉각열을 전달할 수 있고, 향상된 냉각 효율을 나타낼 수 있으며, 더불어 전기 에너지 저장 셀(ESC)의 정렬과 고정력을 향상 시킬 수가 있다.This is because the cooling water flow pipe 31 passes through the heat transfer plate 20, so that more cooling heat can be transferred compared to the outside of the heat transfer plate 20, and the cooling efficiency can be improved, and in addition, the electric energy It is possible to improve the alignment and fixation of the storage cell (ESC).

아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조는, 구성에 대한 이해를 돕기 위해 전기 에너지 저장 셀(ESC)을 지지 및 보호하는 프레임이나 하우징 등을 생략하여 내부 구성만을 도시하였으나, 프레임이나 하우징 등이 마련될 수도 있는 것으로 이해되어야 하며, 프레임이나 하우징 등의 형태는 특별히 한정되지는 않는다.In addition, in the cooling structure of the electrical energy storage module according to an embodiment of the present invention, only the internal configuration is shown by omitting frames or housings for supporting and protecting the electrical energy storage cells (ESCs) to help understand the configuration. It should be understood that a frame or housing may be provided, and the shape of the frame or housing is not particularly limited.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art can implement them in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects and are not restrictive.

1 : 전기 에너지 저장 모듈
10 : 전극 플레이트
15 : 전압 센싱단자
20 : 열 전달 플레이트
25 : 절연층
30 : 히트싱크
31 : 냉각수 유동관
32 : 냉각수 유입구
33 : 냉각수 유출구
40 : 절연체
50 : 열 배출 촉진 파이프
51 : 증발부
52 : 응축부
60 ; 장착홈
ESC : 전기 에너지 저장 셀
CW : 냉각수
WF : 휘발성 작동 유체1: electrical energy storage module
10: electrode plate
15: voltage sensing terminal
20: heat transfer plate
25: insulating layer
30: heat sink
31: cooling water flow pipe
32: cooling water inlet
33: cooling water outlet
40: insulator
50: heat dissipation facilitating pipe
51: evaporation unit
52: condensation unit
60; mounting groove
ESC: Electrical Energy Storage Cell
CW: coolant
WF: volatile working fluid

Claims (7)

터미널이 없는 파우치형 전기 에너지 저장 셀들이 서로 정면과 후면이 마주하도록 일렬로 배열 장착되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조에 있어서,
상기 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 정면 또는 후면 중 일면에 부착되어 전류를 전달하는 전기전도성 소재의 전극 플레이트;
상기 전극 플레이트의 외측 둘레에 형성되도록 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 일면에 부착되어 열을 전달하는 열전도성 소재의 열 전달 플레이트 및
상기 열 전달 플레이트가 삽입 장착되되, 냉각수가 내부로 유동하도록 형성되고, 유동하는 냉각수의 냉각열을 상기 열 전달 플레이트로 전달하는 히트싱크를 포함하고,
상기 전극 플레이트와 열 전달 플레이트 사이에서 전극 플레이트를 감싸도록 상기 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 일면에 부착되는 테이프형 또는 밴드형의 절연체를 더 포함하는 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조.



In the cooling structure of an electrical energy storage module in which pouch-type electrical energy storage cells without terminals are arranged and mounted in a row so that front and rear face each other,
electrode plates made of electrically conductive material attached to one of the front and rear surfaces of the pouch-type electrical energy storage cells to transmit current;
A heat transfer plate made of a thermally conductive material attached to one surface of the pouch-type electrical energy storage cells to transfer heat to be formed on the outer circumference of the electrode plate, and
The heat transfer plate is inserted and mounted, the cooling water flows therein, and includes a heat sink for transferring the cooling heat of the flowing cooling water to the heat transfer plate;
Electric energy storage consisting of terminalless electric energy storage cells further comprising a tape-type or band-type insulator attached to one surface of the pouch-type electric energy storage cells to surround the electrode plate between the electrode plate and the heat transfer plate. cooling structure of the module.



 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 전극 플레이트는,
상단 일측에 전기 에너지 저장 셀의 전압을 측정할 수 있는 전압 센싱단자가 돌출되는 것을 특징으로 하는 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조.
According to claim 1,
The electrode plate,
A cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without a terminal, characterized in that a voltage sensing terminal capable of measuring the voltage of the electrical energy storage cell protrudes on one side of the upper end.
 제 1 항에 있어서,
상기 열 전달 플레이트는,
표면이 절연처리된 것을 특징으로 하는 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조.
According to claim 1,
The heat transfer plate,
A cooling structure of an electrical energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals, characterized in that the surface is insulated.
 제 1 항에 있어서,
상기 열 전달 플레이트의 일 측방 또는 양 측방에 배치되어 일단은 상기 히트싱크로 삽입되고 열 전달 플레이트의 높이를 따라 길이를 형성하고, 내면에 윅(wick) 구조를 형성하며, 내부에는 기화 또는 액화 상태로의 상변화에 따라 길이 방향으로 유동하면서 열 교환을 수행하는 휘발성 작동 유체가 마련되는 열 배출 촉진 파이프를 더 포함하는 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조.
According to claim 1,
Arranged on one side or both sides of the heat transfer plate, one end is inserted into the heat sink, forms a length along the height of the heat transfer plate, forms a wick structure on the inner surface, and is vaporized or liquefied inside A cooling structure of an electric energy storage module composed of electrical energy storage cells without terminals, further comprising a heat discharge promoting pipe provided with a volatile working fluid that exchanges heat while flowing in the longitudinal direction according to the phase change of the electric energy storage module.
 제 5 항에 있어서,
상기 휘발성 작동 유체는,
온도상승률이 상기 열 배출 촉진 파이프보다 더 적게 형성되는 것을 특징으로 하는 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조.
According to claim 5,
The volatile working fluid,
A cooling structure of an electric energy storage module composed of terminalless electric energy storage cells, characterized in that the temperature rise rate is formed smaller than that of the heat discharge promoting pipe.
 제 1 항에 있어서,
상기 히트싱크는,
내부에 상기 파우치형 전기 에너지 저장 셀들의 배열 방향을 따라 길이를 형성하는 냉각수 유동관을 마련하여 냉각수를 유동시키며,
상기 열 전달 플레이트는,
상기 히트싱크로의 삽입 부위에 상기 냉각수 유동관이 삽입될 수 있는 장착홈을 마련하여,
상기 열 전달 플레이트를 히트싱크로 삽입 장착할 경우, 상기 냉각수 유동관이 장착홈을 통과하도록 냉각수 유동관에 열 전달 플레이트를 끼워 맞춰 고정시키는 것을 특징으로 하는 터미널이 없는 전기 에너지 저장 셀들로 구성되는 전기 에너지 저장 모듈의 냉각 구조.According to claim 1,
The heat sink is
A cooling water flow pipe having a length along the arrangement direction of the pouch-type electrical energy storage cells is provided therein to flow the cooling water;
The heat transfer plate,
A mounting groove into which the coolant flow pipe can be inserted is provided at the insertion site of the heat sink,
When the heat transfer plate is inserted and mounted as a heat sink, the heat transfer plate is fitted and fixed to the cooling water flow pipe so that the cooling water flow pipe passes through the mounting groove. cooling structure.
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