KR102683482B1 - 전지 팩 - Google Patents

전지 팩

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KR102683482B1 KR1020180162213A KR20180162213A KR102683482B1 KR 102683482 B1 KR102683482 B1 KR 102683482B1 KR 1020180162213 A KR1020180162213 A KR 1020180162213A KR 20180162213 A KR20180162213 A KR 20180162213A KR 102683482 B1 KR102683482 B1 KR 102683482B1
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Abstract

본 발명에 따른 냉각 시스템이 구비된 전지 팩은, 하나 이상의 전지 셀이 내장되는 하우징; 상기 전지 셀과 교대로 제1방향으로 적층되는 냉각 핀; 및 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 전지 셀 또는 전지 모듈을 냉각시키는 열교환장치를 포함하며, 상기 열교환장치는 하우징의 바닥면 측에 배치되는 제1열교환장치; 및 상기 제1방향과 평행한 면에 대면하도록 상기 하우징의 벽면 측에 배치되는 제2열교환장치를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.

Description

전지 팩 {Battery Pack}
본 발명은 전기 자동차 등에 사용되는 전지 팩에 관한 것으로, 특히 전지를 냉각시키는 냉각 시스템이 구비된 전지 팩에 관한 것이다.
일반적으로 전지 팩은 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차(HEV), 전기 자전거 등과 같이 전기를 필요로 하는 다양한 장치에 설치되어 전기를 공급할 수 있도록 구성된다.
전지 팩은 여러 개의 전지 모듈이 하우징 내부에 탑재된 것으로, BMS(Battery Management System) 및 냉각 시스템 등 각종 제어 및 보호 시스템이 추가로 구성된다.
전지 모듈은 전지의 기본 단위인 전지 셀들을 하나로 묶어서 구성하고, 전지 셀은 일반적으로 충전이 가능한 2차 전지를 사용한다. 이러한 전지 팩은 주로 화학 반응을 통하여 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 과정에서 열이 발생하고, 이러한 열은 전지 셀을 열화시키는 등 전지의 성능, 수명, 안전성에 영향을 미치게 되므로 전지의 과열을 방지하고 적정한 온도로 유지시키기 위해 냉각 시스템이 구성된다.
전지 팩의 내부 공간에는 복수의 전지 셀들이 밀접하게 구비되므로, 복수의 전지 셀에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 방출하는 것이 특히 중요하다. 전지 셀에서의 전기 화학적 반응에 의해 발생된 열이 외부로 원활하게 배출되지 않는다면, 전지 모듈 내에 열이 축적되어 전지 모듈의 열화, 발화 또는 폭발을 초래할 수 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 바닥판과 상기 바닥판의 모서리에 결합된 4개의 측벽을 포함하는 전지 팩 하우징에 관한 것으로, 상기 측벽에 형성된 중공을 통해 바닥판에 냉각수가 유입 및 유출되는 구성을 개시하고 있다.
특허문헌 2는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 적어도 하나 이상의 베터리 모듈과, 상기 하우징과 결합하며, 상기 베터리 모듈을 냉각시키는 쿨링플레이트를 포함한다. 상기 쿨링플레이트는, 상기 베터리 모듈과 접촉하는 제1 쿨링플레이트와, 상기 제1 쿨링플레이트와 결합하여 내부에 유로 형성되는 제2 쿨링플레이트와, 내부에 공간이 형성되어 상기 유로에 연결되도록 상기 제2 쿨링플레이트에 설치되는 컨테이너를 포함하는 베터리 팩을 개시한다.
그러나 상기 특허문헌 1 내지 2는 전지 셀 또는 전지 모듈의 바닥면에만 냉각 장치를 구비하고 있어, 전지 셀 또는 전지 모듈의 측면 또는 상부까지 균일하게 냉각시키는 것은 어렵다.
특히, 상기 전지 셀에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전지 셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.
이와 같이 전지의 충방전 과정에서 발생한 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지 모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 전지 모듈 내지 상기 전지 모듈 다수 개를 포함하는 고출력 대용량의 전지인 전지 팩에는 그것에 내장되어 있는 전지 셀들을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.
한국공개특허 제2018-0083140호 한국공개특허 제2016-0109679호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전지 셀에서 발생된 열이 외부로 원활하게 방출될 수 있는 전지 팩을 제공하는 데에 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 하나 이상의 전지 셀이 내장되는 하우징, 상기 전지 셀과 교대로 제1 방향으로 적층되는 냉각 핀, 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 전지 셀 또는 전지 모듈을 냉각시키는 열교환장치를 포함할 수 있다.
상기 열교환장치는 하우징의 바닥면 측에 배치되는 제1 열교환장치 및
상기 제1 방향과 평행한 면에 대면하도록 상기 하우징의 벽면 측에 배치되는 제2 열교환장치를 포함할 수 있다.
상기 제1 열교환장치 및 상기 제2 열교환장치는 독립적으로 형성되거나 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 열교환장치는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향과 평행한 면에제3 열교환장치가 더 배치될 수 있다.
상기 제1 열교환장치, 상기 제2열교환장치 및 제3 열교환장치는 독립적으로 형성되거나 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 냉각 핀의 폭은 상기 전지 셀의 폭보다 넓게 형성되어 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 냉각 핀은, 제1 열전달부 및 제2 열전달부를 포함할 수 있다. 상기 제1 열전달부의 양 측면은 제2 열교환장치와 각각 접하고, 상기 제2 열전달부의 하면은 제1 열교환장치의 상면과 접할 수 있다.
상기 열교환장치는 제1 냉각부재와 제2 냉각부재가 상호 접합되어 그 내부에 냉매가 통과하는 유로를 형성할 수 있다.
상기 제1 냉각부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 내지 3 열교환장치는 내부에 냉매가 순환하는 유로가 형성되고,
상기 제1 열교환장치의 냉매 유입 포트로 유입된 냉매가 제1 열교환장치, 제2 열교환장치 및 제3 열교환장치 내부의 유로를 순차적으로 순환한 후, 제1 열교환장치의 냉매 배출 포트로 배출될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 3개 이상의 면에 열교환장치가 구비되는 바, 열교환장치와 냉각 핀의 접촉 면을 증가시킬 수 있어, 전지 팩에서 발생한 열을 빠르게 배출할 수 있다.
또한, 냉각 핀이 3개 이상의 측면에서 열전달을 하기 때문에 각각의 전지 셀이 전체적으로 균일하게 온도를 유지할 수 있다.
또한, 전지 팩의 측면에도 열교환장치가 형성되어 여름철 등 외부 온도가 높을 때에도 외부 온도의 영향을 적게 받기 때문에 전지 팩 내부 온도 변화가 적어 안정적인 전지의 사용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 " A-A' " 선을 절취한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 열교환장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 " B-B' " 선을 절취한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩(100)의 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩(100)은, 복수의 전지 셀(10)이 적층된 전지 모듈(M), 전지 모듈(M)을 수용하는 하우징(30), 및 하우징(30) 내부에 구비된 열교환장치(40)를 포함할 수 있다.
전지 셀(10)은 이차 전지로 제공될 수 있다. 전지 셀(10)은 파우치형 전지 셀(10)일 수 있으며, 파우치형 전지 셀(10)은 복수의 전극판이 분리막을 사이에 두고 적층 구성되는 전극 조립체와, 전극 조립체를 감싸는 외장재를 포함한다. 전지 셀(10)들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 본 발명에서 전지 셀(10)의 두께 방향을 제1 방향(11)이라 정의하고, 전지 셀(10)의 폭 방향을 제2 방향(12)이라 정의하며, 전지 셀(10)의 높이 방향을 제3 방향(13)이라 정의한다.
도면에 도시되지 않았으나, 복수 개의 전지 셀(10)들은 셀 카트리지에 장착될 수 있다. 이때, 복수 개의 전지 셀(10)들은 하나의 셀 카트리지에 적어도 하나 이상으로 수용될 수 있다.
셀 카트리지는 적어도 하나의 전지 셀(10)을 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 적어도 하나의 전지 셀(10)의 조립을 가이드 할 수 있다. 이러한 셀 카트리지는 복수 개의 전지 셀(10)들의 적층을 가이드할 수 있게 복수 개로 구비되어 상호 적층될 수 있다.
전지 셀(10)들은 냉각 핀(20)을 사이에 두고 제1 방향(11)으로 적층될 수 있다.
냉각 핀(20)은 전지 셀(10)과 전지 셀(10) 사이에 개재될 수 있다. 또한, 냉각 핀(20)은 제1 방향(11)으로 적층된 전지셀(10)들 중 최외곽에 배치된 전지셀의 외측에도 면 접촉 가능하도록 구비될 수 있다.
냉각 핀(20)은 제1 열전달부(21) 및 제2 열전달부(22)를 포함할 수 있다.
제1 열전달부(21)는 전체적으로 사각형의 판상형 구조로 형성되며, 전지 셀(10)의 제2방향(12)과 평행한 면과 접한다.
제2 열전달부(22)는 제1 열전달부(21)의 하부에 제1 열전달부(21)와 직교하는 구조로 형성될 수 있다. 제2 열전달부(22)의 상면은 전지 셀(10)의 바닥면과 접하고, 하면은 열교환장치(40)와 접한다. 구체적으로, 제2 열전달부(22)는 후술할 제1 열교환장치(47)와 접한다.
제2 열전달부(22)는 제1방향(11)으로 일측이 연장될 수 있다. 즉, 냉각핀(20)은 전체적으로 "└"자 형상일 수 있다.
또한, 제2 열전달부(22)는 제1방향(11)으로 양측이 연장될 수 있다. 즉, 냉각핀(20)은 전체적으로 "┴"자 형상일 수 있다.
상기 구조에 의해 냉각 핀(20)을 열교환장치(40)에 안정적으로 고정시키고, 열교환장치(40)와 접촉 면적을 넓히는 것이 가능하다.
냉각 핀(20)의 높이는 전지 셀(10)의 높이와 동일하고, 냉각 핀(20)의 폭은 전지 셀(10)의 폭보다 크게 형성되어 제2 방향(12)으로 돌출될 수 있다. 제2 방향(12)으로 돌출된 냉각 핀(20)은 후술하는 제2 열교환장치(48)와 용이하게 접촉될 수 있다.
냉각 핀(20)은 경량이며, 열 전도성이 높은 소재로 이루어질 수 있는 바, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용될 수 있다. 냉각 핀(20)은 이들만으로 한정되는 것은 아니며, 전지 셀(10)과 열교환이 가능 하도록 열 전도성이 높은 금속 또는 열 전도성 플라스틱이 사용될 수 있다.
냉각 핀(20)은 아래에서 설명할 열교환장치(40)에 연결되어 각각의 전지 셀(10)에 열을 전달하는 기능을 하게 된다.
즉, 전지 셀(10)에서 발생한 열이 냉각 핀(20)을 통해 전달되고, 냉각 핀(20)과 접촉하는 열교환장치(40)의 냉각 유로에서 유동하는 냉매에 흡수되는 바, 전지 팩(100)의 과열을 방지하고 적정한 온도로 유지시킨다.
하우징(30)은 대략 직육면체의 형상을 가질 수 있으나, 본 발명은 이러한 형상에 한정되지 않는다. 하우징은 전지 셀(10)을 외력으로부터 보호하는 역할을 한다. 하우징(30)은 상부 하우징(31) 및 하부 하우징(32)을 포함한다.
상부 하우징(31) 및 하부 하우징(32)은 플라스틱 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우, 상부 하우징(31) 및 하부 하우징(32)은 용접에 의해 서로 접합될 수 있으며, 하우징(30)의 내부는 방진 및 방수 구조를 가질 수 있다. 또한, 상부 하우징(31) 및 하부 하우징(32)은 용접 대신에 볼팅, 리벳팅 등의 다양한 체결 수단을 통해 서로 결합될 수 있다.
상부 하우징(31)에는 상부 하우징(31)에 형성되는 관통홀(미도시)을 통하여 외부로 노출되는 전극 터미널(33)이 형성된다.
하부 하우징(32)에는 전지 셀(10)이 수용될 수 있다. 하부 하우징(32)은 전지 셀(10)의 폭 및 높이에 각각 대응하는 폭 및 높이를 갖는 전지 셀(10) 수용 공간을 가질 수 있다.
하부 하우징(32)의 내부에는 전지 셀(10)들의 온도를 조절할 수 있도록 열교환장치(40)가 배치되고, 밑면에는 열교환장치(40)로 연결되는 냉매 유입 포트(45) 및 냉매 배출 포트(46)가 삽입되도록 포트 홀이 각각 형성된다.
열교환장치(40)는 냉각 시스템의 주요 구성요소로서 내부에 냉매 유로(미도시)가 형성되어 냉매가 순환하면서 전지 팩(100)의 온도를 조절할 수 있다. 이때, 냉매는 냉각용 가스 또는 냉각수일 수 있다.
열교환장치(40)는 제1 열교환장치(47) 및 제2 열교환장치(48)를 포함할 수 있다.
제1 열교환장치(47) 및 제2 열교환장치(48)는 일체형으로 형성될 수 있다.
제1 열교환장치(47)는 하부 하우징(32) 바닥면에 배치될 수 있고, 제2 열교환장치(48)는 제1 열교환장치(47)의 제2 방향(12) 양측 중 적어도 일측에 전지 셀(10)의 높이만큼 상부로 연장될 수 있다.
제2 열교환장치(48)는 하부 하우징(32)의 적어도 일면에 배치될 수 있다.
도면에는 제2 열교환장치(48)가 제1 방향과 평행하게 제1 열교환장치(47)의 양측 단부에 수직 배치된 것을 도시하였으나, 제2 열교환장치(48)는 제2방향과 평행하게 수직 배치될 수도 있다.
또한, 도면에는 제2 열교환장치(48)가 제1 방향(11)과 평행한 하부 하우징(32)의 양측 벽면에 배치된 것을 도시하였으나, 일측 벽면에만 배치될 수도 있다.
또한, 제1 열교환장치(47) 및 제2 열교환장치(48)는 각각 개별적으로 구비되어 상호 결합될 수 있다. 이때, 제2 열교환장치는 후술할 냉매 유입 포트(45) 및 냉매 배출 포트(46)을 각각 구비할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전지 팩(100)의 " A-A' " 선을 절취한 단면도이다.
냉각 핀(20)은 제1 열전달부(21)와 제2 열전달부(22)를 포함할 수 있다. 제1 열전달부(21)의 폭은 전지 셀(10)의 폭보다 크게 형성되어 제2 방향(12)으로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 제1 열전달부(21)의 제2 방향(12) 양 측면은 제2 열교환장치(48)와 각각 접하게 된다. 또한, 냉각 핀(20)의 제2 열전달부(22)의 하면은 제1 열교환장치(47)의 상면과 접하게 된다.
즉, 냉각 핀(20)은 3개 이상의 측면에서 열교환장치(40)와 열전달을 하기 때문에 복수의 전지 셀이 전체적으로 균일하게 온도를 유지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 열교환장치(47)의 분해 사시도이다. 제2 열교환장치(48)는 제1 열교환장치(47)와 동일한 구조일 수 있는 바, 제2 열교환장치(48)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 열교환장치(47)는 제1 냉각부재(41)와 제2 냉각부재(42)가 결합되어 내부에 냉매가 통과할 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
제1 냉각부재(41)는 전지 셀(10)들과 접촉하도록 구성되고, 제2 냉각부재(42)는 냉매가 유입 및 배출되는 냉매 유입 포트(45) 및 냉매 배출 포트(46)가 연결되도록 구성된다.
도면에서는 냉매 유입 포트(45) 및 냉매 배출 포트(46)는 제2 냉각부재(42)의 중앙에 도시하였으나, 위치는 냉매 유로에 따라 달라질 수 있다.
제1 냉각부재(41)와 제2 냉각부재(42)는 일정한 두께를 가진 사각 평면 구조로 형성될 수 있고, 가장자리 둘레 부분이 상호 접합되어 그 내부에 냉매가 유동하도록 구성된다.
제1 냉각부재(41)는 평면 구조로 형성될 수 있고, 가장자리 둘레 끝부분에는 하측으로 절곡된 스커트부(43)가 형성될 수 있다.
제2 냉각부재(42)는 어느 정도 깊이를 갖는 팬(pan)과 같은 구조로 형성될 수 있고, 가장자리 부분에 수평 방향으로 플랜지부(44)가 형성될 수 있다.
제1 냉각부재(41)의 스커트부(43)는 제2 냉각부재(42)의 플랜지부(44)보다 더 확장된 구조로 형성될 수 있다.
제1 냉각부재(41)와 제2 냉각부재(42)의 접합 구조는 제1 냉각부재(41)가 제2 냉각부재(42) 위에 올려진 상태에서 제2 냉각부재(42)의 플랜지부(44)와 이 플랜지부(44)에 접하는 제1 냉각부재(41) 밑면을 상호 접합하는 구조로 이루어진다.
상기 구조에 의해 제1 냉각부재(41)와 제2 냉각부재(42)는 안정적인 결합이 가능하며, 냉매의 누설을 방지할 수 있다.
제1 냉각부재(41)는 전지 셀(10)의 절연성 확보 및 열전달 기능을 가질 수 있는 바, 높은 열전도성을 갖는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 제1 냉각부재(41)는 전지 셀(10)의 절연과 함께 냉각 핀(20)으로부터의 열을 냉매에 효과적으로 전달할 수 있다.
냉매 유로(미도시)는 제1 열교환장치(47) 및 제2 열교환장치(48)를 전체적으로 순환하는 유로로, 유로의 형상을 특별히 한정하지 않는다.
제1 열교환장치(47)의 냉매 유로와 제2 열교환장치(48)의 냉매 유로는 서로 연결될 수 있다.
즉, 제1 열교환장치(47)의 냉매 유입 포트(45)로 유입된 냉매가 제1 열교환장치(47) 및 제2 열교환장치(48) 내부의 유로를 순차적으로 순환한 후, 제1 열교환장치(47)의 냉매 배출 포트(46)로 배출된다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 팩(200)에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 팩(200)의 분해 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 팩(200)은, 복수의 전지 셀(10)이 적층된 전지 모듈(M), 전지 모듈(M)을 수용하는 하우징(30), 및 하우징(30) 내부에 구비된 열교환장치(40)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
열교환장치(40)는 제1 열교환장치(47), 제2 열교환장치(48) 및 제3 열교환장치(49)를 포함한다.
제1 열교환장치(47), 제2 열교환장치(48) 및 제3 열교환장치(49)는 제1 실시예의 제1 열교환장치(47)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 각각의 열교환장치는 제1 냉각부재와 제2 냉각부재가 결합되고, 그 내부에 냉매가 통과할 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
제2 열교환장치(48)는 제1 방향(11)과 평행한 하부 하우징(32)의 양측 벽면 중 적어도 일면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 열교환장치(48)는 제1 방향(11)과 평행한 하부 하우징(32)의 일측 벽면에 배치될 수 있다. 또는 제2 열교환장치(48)는 제1 방향(11)과 평행한 하부 하우징의 양측 벽면에 배치될 수 있다.
또한, 제3 열교환장치(49)는 제2 방향(12)과 평행한 하부 하우징(32)의 양측 벽면 중 적어도 일면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제3 열교환장치(49)는 제2 방향(12)과 평행한 하부 하우징(32)의 일측 벽면에 배치될 수 있다. 또는 제3 열교환장치(49)는 제2 방향(12)과 평행한 하부 하우징(32)의 양측 벽면에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전지팩의 " B-B' " 선을 절취한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제3 열교환장치(49)는 제2 방향(12)과 평행한 하부 하우징(32)의 벽면 측에 배치되어, 제1 방향(11)의 양 끝에 위치하는 냉각 핀(20)과 접촉한다.
즉, 열교환장치는 하부 하우징(32)과 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 구조에 의해 배터리 팩 내부에서 발생하는 열이 5개의 방향으로 전달되기 때문에 전체적으로 균일하고 빠른 방열이 가능하다.
또한, 여름철 등 외부 온도가 높을 때에도 외부 온도의 영향을 적게 받기 때문에 전지 팩(200) 내부 온도 변화가 적다.
제1 열교환장치(47), 제2 열교환장치(48) 및 제3 열교환장치(49)의 냉매 유로는 서로 연결될 수 있다.
즉, 제1 열교환장치(47)의 냉매 유입 포트(45)로 유입된 냉매가 제1 열교환장치(47), 제2 열교환장치(48) 및 제3 열교환장치(49) 내부의 유로를 순차적으로 순환한 후, 제1 열교환장치(47)의 냉매 배출 포트(46)로 배출된다.
또한, 제1 열교환장치(47), 제2 열교환장치(48) 및 제3 열교환장치(49)는 각각 개별적으로 구비되어 상호 결합될 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 열교환장치는 각각 냉매 유입 포트(45) 및 냉매 배출 포트(46)를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전지 팩(100, 200)은, 전지 팩(100, 200)을 전원으로 포함하는 디바이스에 적용될 수 있다.
예를 들면, 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자 기기, 파워 툴(power tool), 전기 자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기 자동차, 플러그-인 하이브리드 전기 자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력 저장 장치일 수 있다. 전력 저장 장치는, 전력 수급 조절을 위한 스마트 그리드 시스템이나 전기 자동차의 충전소 등 여러 분야 및 장소에 적용될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
100, 200: 전지 팩
10: 전지 셀
11: 제1 방향
12: 제2 방향
13: 제3 방향
20: 냉각 핀
21: 제1 열전달부
22: 제2 열전달부
30: 하우징
31: 상부 하우징
32: 하부 하우징
33: 전극 터미널
40: 열교환장치
41: 제1냉각부재
42: 제2냉각부재
43: 스커트부
44: 플랜지부
45: 냉매 유입 포트
46: 냉매 배출 포트
47: 제1 열교환장치
48: 제2 열교환장치
49: 제3 열교환장치
M: 전지 모듈

Claims (9)

  1. 하나 이상의 전지 셀이 내장되는 하우징;
    상기 전지 셀과 교대로 제1 방향으로 적층되는 냉각 핀; 및
    상기 하우징 내부에 구비되어 상기 전지 셀을 냉각시키는 열교환장치를 포함하며,
    상기 열교환장치는, 하우징의 바닥면 측에 배치되는 제1 열교환장치; 및
    상기 제1 방향과 평행한 면에 대면하도록 상기 제1 열교환장치에 수직으로 배치되는 제2 열교환장치;
    를 포함하되,
    상기 제1 열교환장치는 제1 냉각부재와 제2 냉각부재가 상호 접합되어 내부에 냉매가 통과하는 유로를 갖도록 구성되며,
    상기 제1 냉각부재는 평면 구조로 형성되되 가장자리 둘레 끝부분에는 하측으로 절곡된 스커트부가 형성되고,
    상기 제2 냉각부재는 가장자리 부분에 수평 방향으로 플랜지부가 형성되되,
    상기 제1 냉각부재의 스커트부는 상기 제2 냉각부재의 플랜지부보다 확장된 구조로 형성되고,
    상기 제1 열교환장치에는 냉매 유입 포트 및 냉매 배출 포트가 형성되며,
    상기 하우징의 바닥면에는 상기 냉매 유입 포트 및 상기 냉매 배출 포트가 각각 삽입되도록 형성되는 포트 홀이 구비되는 전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 핀의 폭은 상기 전지 셀의 폭보다 넓게 형성되어 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 돌출된 전지 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 핀은, 제1 열전달부 및 제2 열전달부를 포함하며,
    상기 제1 열전달부의 양 측면은 제2 열교환장치와 각각 접하고,
    상기 제2 열전달부의 하면은 제1 열교환장치의 상면과 접하는 전지 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열교환장치는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향과 평행한 면에배치되는 제3 열교환장치를 더 포함하는 전지 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 열교환장치, 상기 제2 열교환장치 및 제3 열교환장치는 일체로 형성되거나, 또는 개별적으로 구비되어 상호 결합되는 전지 팩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 내지 제3 열교환장치는 각각 제1 냉각부재와 제2 냉각부재가 상호 접합되어 그 내부에 냉매가 통과하는 유로를 갖도록 구성된 전지 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 냉각부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate)로 이루어진 전지 팩.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 내지 3 열교환장치는 내부에 냉매가 순환하는 유로가 형성되고,
    상기 제1 열교환장치의 냉매 유입 포트로 유입된 냉매가 제1 열교환장치, 제2 열교환장치 및 제3 열교환장치 내부의 유로를 순차적으로 순환한 후, 제1 열교환장치의 냉매 배출 포트로 배출되는 전지 팩.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 전지 팩을 구비하는 디바이스.
KR1020180162213A 2018-12-14 전지 팩 KR102683482B1 (ko)

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JP5893133B2 (ja) * 2012-05-17 2016-03-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池モジュール

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