KR102591304B1 - 전지 팩 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방열 성능을 향상시킨 전지 팩을 제공한다.
일 예로서, 다수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀을 수용하고, 인접한 상기 배터리 셀의 사이에 구비된 방열 부재를 포함하는 모듈; 및 상기 모듈에 대해 냉각 공기를 공급 또는 상기 모듈로부터 냉각 공기를 흡입하는 덕트를 포함하고, 상기 방열 부재는 제 1 영역의 높이가 상기 제 1 영역에 대향하는 제 2 영역의 높이에 비해 낮게 형성되도록 구비되어, 상기 냉각 공기의 유로가 형성되는 전지 팩이 개시된다.
일 예로서, 다수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀을 수용하고, 인접한 상기 배터리 셀의 사이에 구비된 방열 부재를 포함하는 모듈; 및 상기 모듈에 대해 냉각 공기를 공급 또는 상기 모듈로부터 냉각 공기를 흡입하는 덕트를 포함하고, 상기 방열 부재는 제 1 영역의 높이가 상기 제 1 영역에 대향하는 제 2 영역의 높이에 비해 낮게 형성되도록 구비되어, 상기 냉각 공기의 유로가 형성되는 전지 팩이 개시된다.
Description
본 발명은 방열 성능을 향상시킨 전지 팩에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 및 돌출된다.
한편, 이러한 이차 전지로 구성된 배터리 셀을 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결하여, 출력을 높인 형태의 전지 팩이 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이 중에서 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)의 경우, 많은 수의 배터리 셀을 연결하여 형성되기 때문에, 방열 성능이 우수할 것이 요구된다.
본 발명은 방열 성능을 향상시킨 전지 팩을 제공한다.
본 발명에 따른 전지 팩은 다수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀을 수용하고, 인접한 상기 배터리 셀의 사이에 구비된 방열 부재를 포함하는 모듈; 및 상기 모듈에 대해 냉각 공기를 공급 또는 상기 모듈로부터 냉각 공기를 흡입하는 덕트를 포함하고, 상기 방열 부재는 제 1 영역의 높이가 상기 제 1 영역에 대향하는 제 2 영역의 높이에 비해 낮게 형성되도록 구비되어, 상기 냉각 공기의 유로가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 방열 부재는 상기 배터리 셀의 높이를 따라 형성된 제 1 증발부와 제 2 증발부; 및 상기 제 1 증발부와 제 2 증발부의 사이를 연결하는 응축부를 포함하는 히트 파이프로 구성될 수 있다.
그리고 상기 제 1 증발부의 높이는 상기 제 2 증발부에 비해 낮게 형성될 수 있다.
또한, 상기 히트 파이프는 U자 형상을 갖고, 상기 배터리 셀의 중앙 영역을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 영역의 높이는 상기 배터리 셀의 높이에 대응되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 영역을 기준으로 상기 제 1 영역의 높이는 30% 내지 40%일 수 있다.
또한, 상기 배터리 셀은 상기 덕트로부터 냉각 공기가 인가되는 영역의 측면에 대해 돌출된 돌기 또는 스페이서로 구성된 다수의 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 배터리 팩의 높이를 기준으로 중앙에 형성된 다수의 제 1 돌출부와 상단에 형성된 제 2 돌출부를 포함하고, 상기 제 1 돌출부간의 사이 간격에 비해, 상기 제 1 돌출부와 제 2 돌출부의 사이 간격이 더 넓게 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 배터리 셀의 수평 방향을 기준으로 상기 배터리 셀의 중앙을 향하는 방향으로 경사각을 형성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 경사각은 상기 배터리 셀의 수평 방향을 기준으로 15° 내지 20°를 가질 수 있다.
본 발명에 의한 전지 팩은 배터리 셀의 사이에 비대칭의 높이를 갖는 히트 파이프로 구성된 방열 부재를 구비하여, 냉각 공기에 의한 방열과 히트 파이프에 의한 방열이 모두 수행함으로써, 방열 성능을 높일 수 있다.
또한, 히트 파이프가 배터리 셀의 중앙 영역을 감싸는 U자 형상이 되도록 구비하여, 배터리 셀에서 스웰링이 발생하더라도 방열이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예예 따른 전지 팩의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈을 구성하는 배터리 셀들과 냉각 부재의 배치를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈을 구성하는 배터리 셀들과 냉각 부재의 배치를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예예 따른 전지 팩의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈의 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 모듈을 구성하는 배터리 셀들과 냉각 부재의 배치를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(10)은 다수의 배터리 셀(100), 상기 배터리 셀(100)을 수용하는 모듈(200), 상기 모듈(200)의 길이 방향을 따라 연장되는 덕트(300), 상기 덕트(300)의 일단에 결합되어 냉각 공기를 공급하는 공기 이동 부재(400)를 포함한다. 여기서, 도면에 도시된 것처럼 상기 모듈(200)은 2개를 포함하도록 구성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 배터리 셀(100)은 전극 조립체를 수용하는 케이스(110)와 상기 케이스(110)를 밀폐하는 캡 플레이트(120)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(120)의 상부에는 서로 이격된 제 1 단자(130)와 제 2 단자(140)가 구비될 수 있다.
먼저, 상기 전극 조립체(미도시)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판, 세퍼레이터, 제 2 전극판의 적층체가 권취되거나 겹쳐서 형성된다. 여기서, 제 1 전극판은 음극 역할을 할 수 있으며, 제 2 전극판은 양극 역할을 할 수 있으나, 이로서 본 발명이 내용을 한정하지 않는다.
또한, 상기 제 1 전극판은 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 1 전극 활물질이 도포되어 형성된다. 상기 제 1 전극판은 제 1 전극 활물질이 도포된 영역인 제 1 전극 활물질층 및 제 1 전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 1 전극 무지부를 포함한다. 상기 제 1 전극 무지부는 제 1 전극판과, 제 1 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 되며, 상기 제 1 단자(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 전극판은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 2 전극 활물질이 도포되어 형성된다. 상기 제 2 전극판은 제 2 전극 활물질이 도포된 영역인 제 2 전극 활물질층 및 제 2 전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 2 전극 무지부를 포함한다. 상기 제 2 전극 무지부는 제 2 전극판과, 제 2 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 되며, 상기 제 2 단자(140)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 세퍼레이터는 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터의 재질이 한정되지 않는다.
이러한 전극 조립체는 실질적으로 전해액과 함께 상기 케이스(110)에 수납된다. 상기 전해액은 유기 용매에 리튬염이 용해된 혼합물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기 케이스(110)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 상기 전극 조립체가 삽입 안착될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 케이스(110)는 상호 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 두 쌍의 측면부와 상기 두 쌍의 측면부의 하부에 이들과 수직으로 형성된 바닥부를 포함한다. 상기 케이스(110)의 내면은 절연 처리되어 상기 전극 조립체와 절연될 수 있다.
한편, 상기 케이스(110)의 측면 중 넓은 면적을 갖는 전후면에는 다수의 돌기 또는 별도의 스페이서로 구성된 돌출부(111a, 111b)가 형성될 수 있다. 상기 돌출부(111a, 111b)는 상기 배터리 셀(100)이 사이로 인가되는 냉각 공기를 가이드하기 위해 형성될 수 있다. 상기 돌출부의 구성은 이후에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기 캡 플레이트(120)는 상기 케이스(110)의 상부에 결합될 수 있다. 즉, 상기 캡 플레이트(120)는 상기 케이스(110)와 동일한 재질로 형성될 수 있고 상기 케이스(110)의 개구부를 밀폐시킨다. 예를 들면, 상기 캡 플레이트(120)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(110)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 캡 플레이트(120)는 상기 제 2 단자(140)와 동일한 극성을 가질 수 있고, 이 경우 상기 캡 플레이트(120) 및 케이스(110)는 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 캡 조립체(120)에는 구체적으로 상기 전극 단자(130, 140)과 상기 캡 플레이트(120)의 사이에 형성된 가스켓, 전해액 조입구를 밀봉하는 마개, 셀 내압이 기준 이상일 때 개방되는 안전 벤트의 구성을 포함할 수 있다.
상기 모듈(200)은 다수의 배터리 셀(100)을 수용할 수 있다. 상기 모듈(200)은 상기 배터리 셀(100)의 사이에 배열된 다수의 방열 부재(210), 상기 배터리 셀(100)과 방열 부재(210)를 수용하는 모듈 케이스(220), 상기 모듈 케이스(220)의 단부로부터 각각 결합되는 한 쌍의 엔드 플레이트(230), 상기 모듈 케이스(220)의 상부로부터 체결되는 모듈 커버(240)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방열 부재(210)는 다수의 배터리 셀(100)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 방열 부재(210)는 상기 배터리 셀(100)의 측면을 따라 형성되며, 구체적으로는 인접하는 배터리 셀(100)의 사이마다 밀착되어 배열된다. 또한, 상기 방열 부재(210)는 상기 배터리 셀(100)의 케이스(110)와 접촉하며, 이에 따라 상기 배터리 셀(100)의 냉각을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 방열 부재(210)는 히트 파이프(heat pipe)로서 구성될 수 있다. 상기 방열 부재(210)의 내부에는 작동 유체가 밀봉되어 있고, 한 쌍의 증발부(211, 212)와 그 사이의 응축부(213)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 증발부(211, 212)는 제 1 증발부(211) 및 제 2 증발부(212)로 구성될 수 있고, 도시된 바와 같이 상기 덕트(300)로부터 냉각 공기가 인가되는 쪽에 위치한 제 1 증발부(211)가 반대편의 제 2 증발부(212)에 비해 상대적으로 낮은 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 증발부(211)의 상부 공간을 통해, 상기 배터리 셀(100)의 사이로 상기 덕트(300)를 통과하는 냉각 공기가 공급될 수 있다. 그리고 이러한 냉각 공기에 따라 배터리 셀(100)의 케이스(110)에 대한 1차적인 냉각이 수행될 수 있다.
또한, 상기 제 1 증발부(211)의 높이는 상기 제 2 증발부(212)의 높이에 비해 30% 내지 40%의 높이를 갖도록 구비될 수 있다. 상기 제 1 증발부(211)의 높이가 상기 제 2 증발부(212)의 높이에 비해 30% 이상인 경우 상기 제 1 증발부(211)에 의한 냉각 효율을 높일 수 있다. 한편, 상기 제 1 증발부(211)의 높이가 상기 제 2 증발부(212)의 높이에 비해 40% 이하로 구성된 경우, 상기 제 1 증발부(211)의 상부로 상기 덕트(300)로부터의 냉각 공기가 인가되기 적합하여, 냉각 공기에 의한 1차적인 냉각 효율을 높일 수 있다.
한편, 상기 냉각 공기는 이후 제 2 증발부(212)에 의해 막히게 되어 상기 배터리 셀(100)의 하단을 향하도록 유도되며, 이에 따라 상기 냉각 공기는 상기 방열 부재(210)의 응축부(213)를 2차적으로 냉각하게 된다. 또한, 상기 방열 부재(210)의 증발부(211, 212)는 상기 배터리 셀(100)의 케이스(110)와 밀착되어 있기 때문에, 상기 케이스(110)로부터 배터리 셀(100)의 열을 전달받으면, 열에 의해 상기 증발부(211, 212) 내의 작동 유체가 증발되어 증기가 생성되며, 이에 따라 상기 배터리 셀(100)의 케이스(110)를 2차로 냉각할 수 있다. 한편, 상기 방열 부재(210) 내의 증기는 압력차에 의해 고속으로 상기 응축부(213)로 이동될 수 있다.
또한, 상기 응축부(213)에서는 상기 덕트(300)로부터 인가된 냉각 공기를 통해 상기 방열 부재(210)내의 증기를 응축하게 되며, 이에 따라 다시 작동 유체로 상변화가 이루어지게 된다.
이러한 과정을 통해, 본 발명이 일 실시예에 따른 전지 팩(10)은 냉각 공기에 의한 1차적 냉각과, 히트 파이프로 구성된 방열 부재(210)에 의한 2차적 냉각을 모두 수행하게 되어, 방열 성능이 보다 개선될 수 있다.
상기 모듈 케이스(220)는 대향하는 한 쌍의 측면 플레이트(221)를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 측면 플레이트(221)는 이격된 공간을 통해 상기 배터리 셀(100)과 방열 부재(210)를 수용할 수 있다. 또한, 상기 측면 플레이트(221)의 하단에는 바닥면에서 일정 길이로 돌출된 바닥부가 더 구비되어, 상기 배터리 셀(100)의 바닥면을 지지하면서 일정 부분 노출시키는 것도 가능하다. 다만, 상기 모듈 케이스(220)는 상기 측면 플레이트(221) 외에 바닥면을 형성하는 별도의 하부 플레이트를 더 포함할 수도 있으며, 이로써 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
상기 측면 플레이트(221)는 상기 덕트(300)와 접하는 제 1 면에 대해 일정 간격으로 형성된 제 1 방열 홀(221a)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 방열 홀(221a)을 통해 상기 덕트(300)로부터의 냉각 공기가 상기 모듈 케이스(220) 내로 인가될 수 있다. 또한, 상기 측면 플레이트(221)의 제 1 방열 홀(221a)은 냉각 효율을 높이기 위해, 상기 배터리 셀(100)의 사이에 위치한 방열 부재(210)와 대응되는 위치로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 측면 플레이트(221)의 제 1 방열 홀(221a)을 통과한 냉각 공기는 상기 방열 부재(210)에 직접적으로 공급되어, 배터리 셀(100)의 냉각을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
한편, 상기 측면 플레이트(221)의 제 1 면과 반대되는 제 2 면에 대해서도 제 2 방열 홀(221b)이 더 구비될 수 있다. 상기 제 2 방열홀(221b)은 상기 제 1 방열홀(221a)과 대응되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 방열홀(221b)은 상기 방열 부재(210)의 응축부(213)를 냉각하면서 상기 배터리 셀(110)의 하부로 이동된 상기 냉각 공기가 배출되는 경로를 형성할 수 있다. 즉, 냉각 공기는 상기 덕트(300)로부터 상기 측면 플레이트(221)의 제 1 방열 홀(221a)을 통해 인가되고, 배터리 셀(110) 및 방열 부재(210)의 응축부(213)에 대한 냉각을 마친 이후, 상기 측면 플레이트(221)의 제 2 방열 홀(221b)을 통해 외부로 빠져나갈 수 있다. 또한, 구성에 따라, 상기 측면 플레이트(221) 사이에 구비된 바닥면에 방열을 위한 방열홀이 구비되면, 상기 냉각 공기는 분기되어 바닥면의 방열홀을 통해 외부로 빠져나가는 것도 가능하다.
상기 엔드 플레이트(230)는 대략 판상으로 구비되어 상기 측면 플레이트(221)의 양단으로부터 각각 결합될 수 있다. 다만, 제조 공정에서의 편의를 위해, 상기 엔드 플레이트(230) 중 하나는 상기 측면 플레이트(221)에 미리 결합되어, 전체적인 모듈 케이스(220)의 형상의 윤곽을 형성하고, 이후 배터리 셀(100)과 방열 부재(210)가 삽입되는 방식으로 결합되며, 최종적으로 나머지 하나의 엔드 플레이트(230)가 상기 측면 플레이트(221)에 결합되는 방식으로 조립될 수 있다.
상기 모듈 커버(240)는 상기 모듈 케이스(220)의 측면 플레이트(221) 및 엔드 플레이트(230)의 상단에 결합된다. 상기 모듈 커버(240)는 상기 모듈(200)의 상부를 커버하여, 내부의 배터리 셀(100) 및 방열 부재(210)가 노출되는 것을 방지하고 이들에 대해 충격이 인가되는 것을 방지할 수 있다.
상기 덕트(300)는 상기 한 쌍의 모듈(200) 사이에 형성될 수 있다. 상기 덕트(300)의 일단에는 냉각 팬(410)이 결합되어, 상기 덕트(300)에 냉각 공기를 공급할 수 있다. 또한, 상기 덕트(300)는 상기 모듈(200)의 사이를 따라 길게 형성된 통로를 구비하며, 양 측부에 배열된 홀(미도시)을 통해, 상기 모듈(200)의 내부로 상기 공기 이동 부재(400)로부터의 냉각 공기를 공급할 수 있다.
상기 공기 이동 부재(400)는 상기 모듈(200)의 엔드 플레이트(230)와 대응되는 영역에 결합될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 공기 이동 부재(400)는 상기 덕트(300)의 일단에 대응되어 결합될 수 있다. 따라서, 상기 공기 이동 부재(400)의 동작에 의하여 상기 덕트(300)로 공기가 유입되거나 방출될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기 이동 부재(400)는 블로우(blow) 타입, 예를 들어 냉각 팬으로 구비될 수 있다.
블로우 타입의 경우, 상기 공기 이동 부재(400)의의 동작에 의하여 상기 덕트(300)의 통로로 외부의 냉각 공기가 유입된다. 그리고 상기 덕트(300)의 방열 홀을 통해 모듈(200) 내로 공기가 유입되어 배터리 셀(100)의 냉각이 이루어질 수 있다.
한편, 앞서 설명한 것과 반대 동작으로, 상기 공기 이동 부재(400)는 석션(Suction) 타입으로 구비되어, 외부 공기를 빨아들여 상기 덕트(300)로 공급할 수도 있다.
석션 타입인 경우, 상기 공기 이동 부재(400)의 음압에 의하여 외부의 냉각 공기가 상기 모듈(200)의 측면 플레이트(220)에 구비된 제 2 방열 홀(221b)를 통해 빨아들여지고, 상기 방열 부재(210)의 응축부(213) 및 배터리 셀(110)의 케이스를 냉각한 이후, 상기 측면 플레이트(220)의 제 1 방열홀(221a)로 이동하게 된다. 또한, 냉각 공기는 덕트(300)를 통해 최종적으로 공기 이동 부재(400)로 이동되어, 외부로 다시 배출될 수 있다.
석션 타입의 공기 이동 부재(400)인 경우, 외부의 냉각 공기의 이동 흐름은 블로우 타입과 반대로 구성되나, 이 경우에도 외부의 냉각 공기를 통해 배터리 셀(110)을 냉각하고, 방열 부재(210)의 응축부(213)를 냉각하여 수행되는 냉각은 동일하게 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 냉각 부재의 방열 과정을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 평면도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 배터리 셀(100)의 케이스(110) 표면에는 다수개의 돌출부(111a, 111b, 111c)가 구비될 수 있다. 상기 돌출부(111a, 111b)는 상기 케이스(110)의 표면에 일체로 형성되는 것으로 설명 및 도시되었으나, 스페이서와 같은 별도의 부재로 구비되어 상기 배터리 셀(110)에 결합되는 것도 가능하다.
상기 돌출부(111a, 111b)는 상기 케이스(110)이 높이 방향에서 대략 중앙에 형성된 제 1 돌출부(111a)와 상기 케이스(110)의 상부에 위치한 제 2 돌출부(111b) 및 상기 케이스(110)의 하부에 위치한 제 3 돌출부(111c)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제 3 돌출부(111c)의 경우, 상기 방열 부재(210)의 제 1 증발부(211)에 비해 낮은 위치에 형성되어 있기 때문에, 상기 덕트(300)로부터의 냉각 공기는 상기 제 1 돌출부(111a)와 제 3 돌출부(111c)의 사이로는 대부분 유입되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 덕트(300)로부터의 냉각 공기는 상기 제 1 돌출부(111a)의 사이 간격이나, 상기 제 1 돌출부(111a)와 제 2 돌출부(111b)의 사이 간격을 통해 주로 인가될 수 있다.
그리고 다수의 제 1 돌출부(111a)들의 사이 간격은 상기 제 1 돌출부(111a)와 제 2 돌출부(111b)의 사이 간격이나 상기 제 1 돌출부(111a)와 제 3 돌출부(111c)의 사이 간격에 비해 더 좁게 형성될 수 있다. 이러한 형태에 따르면, 덕트(300)로부터의 냉각 공기가 상대적으로 배터리 셀(110)의 중앙에 형성된 상기 제 1 돌출부(111a)들의 사이 공간 보다는 배터리 셀(110)의 상측에 형성된 상기 제 1 돌출부와(111a)와 제 2 돌출부(111b)의 사이 공간을 통해 더 많은 양으로 유입될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 것과 같이, 배터리 셀(110) 상측에 위치한 상기 제 1 돌출부와(111a)와 제 2 돌출부(111b)의 사이 공간을 통한 냉각 공기의 이동 경로(①)는 상기 배터리 셀(110)의 중앙에 형성된 제 1 돌출부(111a)들의 사이 공간을 통한 냉각 공기의 이동 경로(②)에 비해 상대적으로 더 길고 넓은 면적을 냉각하게 된다.
따라서, 상술한 것과 같이 상대적으로 넓은 간격인 제 1 돌출부와(111a)와 제 2 돌출부(111b)의 사이 공간을 통해 더 많은 양의 냉각 공기가 유입되어, 균일한 냉각이 이루어질 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 방열 부재(210)는 전체적으로 U자 형상을 갖고, 상기 배터리 셀(100)의 중앙 영역(c)을 감싸는 형태로 구비될 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 상기 방열 부재(210)에 의해 이격된 배터리 셀(100)들간의 간격(d1)은, 스웰링 발생시 부풀어 오르게 되는 상기 케이스(110)의 중앙 영역(c)간의 간격(d2)에 비해 넓게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 셀(100)에서 스웰링이 발생되더라도 상기 케이스(110) 사이의 공간은 여전히 확보될 수 있고, 이에 따라 상술한 냉각 공기 및 방열 부재(210)에 의한 냉각 동작이 보장될 수 있다. 따라서, 배터리 셀(100)의 스웰링을 안전하게 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 방열 부재(210)의 응축부(213)의 하부에는 방열핀 또는 방열판과 같은 별도의 부재가 더 결합되어, 작동 유체의 냉각을 보다 효율적으로 수행하는 것도 가능하다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩의 구성을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩은 배터리 셀(100)에 형성된 돌기 또는 별도의 스페이서로 구성된 돌출부(112)를 포함한다. 여기서, 상기 돌출부(112)는 앞의 실시예와 달리 상기 배터리 셀의 수평 방향을 기준으로 중앙 하측을 향하는 경사각을 갖도록 형성된다.
구체적으로 도 7에서 보듯이, 돌출부(112)는 제 1 돌출부(112a)와 제 2 돌출부(112b)를 포함하여 구성되고, 각 돌출부(112a, 112b)들은 상기 배터리 셀의 중앙 하측을 향하도록 경사각을 형성하게 된다. 또한, 상기 배터리 셀의 수평 방향을 기준으로, 상기 경사각은 15° 내지 20°를 이루도록 구성될 수 있다. 상기 경사각이 15° 이상인 경우, 상기 배터리 셀의 사이에 인가되는 냉각 공기가 상기 배터리 셀의 중앙(C)을 향해 집중되도록 하여 스웰링을 방지하고 냉각 효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 상기 경사각이 20° 이하인 경우 인가된 냉각 공기의 흐름을 막지 않으면서도 냉각 효율을 높일 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩의 구성을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩 중 배터리 셀과 냉각 부재의 배치를 도시한 정면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩은 배터리 셀(100)에 형성된 돌기 또는 별도의 스페이서로 구성된 돌출부(113)를 포함한다. 여기서, 상기 돌출부(113)는 앞의 실시예와 달리 상기 배터리 셀의 수평 방향을 기준으로 중앙 상측을 향하는 경사각을 갖도록 형성된다.
상기 돌출부(113)는 제 1 돌출부(113a)와 제 2 돌출부(113b)를 포함하여 구성되고, 각 돌출부(113a, 113b)들은 상기 배터리 셀의 중앙 상측을 향하도록 경사각을 형성하게 된다. 또한, 상기 배터리 셀의 수평 방향을 기준으로, 상기 경사각은 15° 내지 20°를 이루도록 구성될 수 있다.
상기 경사각이 15° 이상인 경우, 상기 배터리 셀의 사이에 인가되는 냉각 공기가 배터리 셀(110)의 상측부터 냉각을 수행하도록 유도하여, 균일한 냉각을 유도할 수 있다. 또한, 상기 경사각이 20° 이하인 경우 인가된 냉각 공기가 상기 배터리 셀의 중앙(C)을 향해서도 이동되도록 하여, 배터리 셀의 스웰링을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전지 팩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10; 전지 팩 100; 배터리 셀
110; 케이스 111, 112, 113; 돌출부
111a, 112a, 113a; 제 1 돌출부 111b, 112b, 113b; 제 2 돌출부
111c, 112c, 113c; 제 1 돌출부
200; 모듈 210; 방열 부재
211; 제 1 증발부 212; 제 2 증발부
213; 응축부 300; 덕트
400; 공기 이동 부재
110; 케이스 111, 112, 113; 돌출부
111a, 112a, 113a; 제 1 돌출부 111b, 112b, 113b; 제 2 돌출부
111c, 112c, 113c; 제 1 돌출부
200; 모듈 210; 방열 부재
211; 제 1 증발부 212; 제 2 증발부
213; 응축부 300; 덕트
400; 공기 이동 부재
Claims (10)
- 다수의 배터리 셀;
상기 배터리 셀을 수용하고, 인접한 상기 배터리 셀의 사이에 독립적으로 구비된 적어도 하나의 방열 부재를 포함하는 모듈을 포함하되,
각각의 상기 방열 부재는 상기 배터리 셀의 면에 대해 두 가장자리를 따라 형성된 제 1 증발부와 제 2 증발부를 포함하고, 상기 제 1 증발부와 제 2 증발부의 사이를 연결하는 응축부를 포함하고,
상기 배터리 셀의 높이를 기준으로 상기 제 1 증발부 높이는 상기 제 2 증발부의 높이에 비해 낮게 형성되고,
상기 모듈에 대해 공기를 공급 또는 상기 모듈로부터 공기를 흡입하는 덕트가 인접하여 형성되는 전지 팩. - 제 1 항에 있어서,
상기 배터리 셀의 높이를 기준으로 상기 제 1 증발부 높이와 상기 제 2 증발부의 높이는 비대칭으로 형성된 전지 팩. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 증발부의 높이를 기준으로 상기 제 1 증발부의 높이는 30% 내지 40%인 전지 팩. - 제 1 항에 있어서,
상기 응축부는 상기 제 1 증발부 및 제 2 증발부에 비해 더 낮은 위치에 형성된 전지 팩. - 제 1 항에 있어서,
상기 응축부는 상기 배터리 셀의 하부에 비해 더 낮은 위치에 형성된 전지 팩. - 제 1 항에 있어서,
상기 방열 부재는 U자 형상을 갖고, 상기 배터리 셀의 중앙 영역을 감싸도록 형성된 전지 팩. - 제 1 항에 있어서,
상기 배터리 셀은 공기가 이동되는 영역의 가장자리에 대해 돌출된 돌기 또는 별도의 스페이서로 구성된 다수의 돌출부를 포함하는 전지 팩. - 제 1 항에 있어서,
다수의 상기 배터리 셀은 인접한 상호간에 이격되어 배열된 전지 팩. - 제 1 항에 있어서,
다수의 상기 배터리 셀은 나란하게 형성된 적어도 2열로 배치되고, 상기 배터리 셀의 열과 열의 사이에 구비된 덕트를 더 포함하는 전지 팩.
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009009888A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 車両用の電源装置 |
| JP2016115481A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電装置 |
| JP2016186900A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社フジクラ | リチウムイオン二次電池装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006216303A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Denso Corp | 発熱機器の冷却構造 |
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| KR101205180B1 (ko) * | 2010-05-18 | 2012-11-27 | 주식회사 엘지화학 | 콤팩트하고 안정성이 우수한 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈 |
| WO2011146919A2 (en) * | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Graftech International Holdings Inc. | Thermal solution for prismatic lithium ion battery pack |
| US9653762B2 (en) * | 2010-08-12 | 2017-05-16 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Battery temperature regulation system and battery temperature regulation unit |
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| KR101743700B1 (ko) * | 2014-10-07 | 2017-06-05 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009009888A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 車両用の電源装置 |
| JP2016115481A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電装置 |
| JP2016186900A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社フジクラ | リチウムイオン二次電池装置 |
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