KR20060045008A - 배터리 - Google Patents

배터리 Download PDF

Info

Publication number
KR20060045008A
KR20060045008A KR1020050026543A KR20050026543A KR20060045008A KR 20060045008 A KR20060045008 A KR 20060045008A KR 1020050026543 A KR1020050026543 A KR 1020050026543A KR 20050026543 A KR20050026543 A KR 20050026543A KR 20060045008 A KR20060045008 A KR 20060045008A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
battery
frame member
unit cell
cross
Prior art date
Application number
KR1020050026543A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100728418B1 (ko
Inventor
다츠야 히가시노
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR20060045008A publication Critical patent/KR20060045008A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100728418B1 publication Critical patent/KR100728418B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

서로 적층된 유닛 셀 층을 포함하는 배터리에 있어서, 각각의 유닛 셀 층은 유닛 셀의 배열과, 상기 유닛 셀의 배열을 내부에 유지하는 프레임부재를 구비한다. 프레임부재의 적어도 하나에는 배터리의 내부로 냉매를 도입하는 냉매도입구와, 배터리의 내부를 흐르는 냉매를 배출하는 냉매배출구가 형성되어 있다.

Description

배터리{BATTERY}
도 1은 본 발명에 따른 배터리의 외관을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 배터리를 냉각하는 냉각장치의 외관도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 7의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 10은 실시 형태 2에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 11은 실시 형태 2에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 13은 실시 형태 3에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시 형태 3에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시 형태 4에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 17은 실시 형태 4에 있어서의 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 18a는 배터리 내를 흐르는 공기의 흐름형태를 도시하는 도면이다.
도 18b는 배터리 내를 흐르는 공기의 다른 흐름형태를 도시하는 도면이다.
도 18c는 배터리 내를 흐르는 공기의 다른 흐름형태를 도시하는 도면이다.
도 18d는 배터리 내를 흐르는 공기의 다른 흐름형태를 도시하는 도면이다.
도 19a는 배터리의 유닛 셀의 위치와 풍속의 관계를 도시한 그래프이다.
도 19b는 배터리의 유닛 셀의 위치와 온도 상승의 관계를 도시한 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태 5에 있어서의 프레임부재와 히트 싱크(heat sink)의 구조를 도시하는 도면이다.
도 21은 실시 형태 5에 있어서의 프레임부재와 히트 싱크의 구조를 도시하는 도면이다.
도 22a는 도 21의 선 A-A에 따른 단면도이다.
도 22b는 도 21의 선 B-B에 따른 단면도이다.
도 22c는 도 21의 선 C-C에 따른 단면도이다.
도 23은 실시 형태 5에 있어서의 프레임과 히트 싱크의 구조를 도시하는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 배터리 200 : 전지 유닛
210 : 프레임부재 212 : 외테두리
214A 내지 214C : 크로스부재부 216A 내지 216E : U자형 노치
220A 내지 220D : 유닛 셀 222A 내지 222D : 원주플랜지부
230 : 냉매도입구 250 : 냉매배출구
300, 340 : 히트 싱크 310, 320, 330 : 중간 히트 싱크
300A, 310A, 320A, 330A, 340A : 냉매통로
332A 내지 332C : 돌출부 332A 내지 332C1 : 노치
400A 내지 400F : 너트 500 : 냉각장치
600 : 하우징 700 : 냉매도입덕트
800 : 냉매배출덕트 850 : 배기 팬
본 발명은, 배터리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 양호한 냉각 효율의 냉매 통로를 갖는 배터리에 관한 것이다.
최근, 증가하는 환경 인식은 화석연료를 이용하는 엔진으로부터 전기에너지를 이용하는 모터로 차량의 동력원을 이행하고자 하는 움직임이 유도되고 있다.
차량의 동력원으로, 배터리와 전지의 기술은 또한 발전되고 신속하게 진보되 고 있다.
소형 경량으로 큰 동력을 빈번하게 충방전할 수 있는 하이브리드차량에 탑재된 배터리가 요구된다. 또한 내진동성과 방열성에 뛰어난 배터리가 요구된다.
일본국 특개2000-195480호에 개시된 배터리는, 복수의 편평형 셀(cell)이 외부 프레임부재에 배열되어 있다. 각 셀 사이에 스페이서를 개재함으로써 소정 공간이 제공되므로, 각 셀은 양호한 방열 특성을 갖고, 배터리의 사이클 특성과 레이트 특성(방전특성)이 향상된다.
전술한 배터리에서 편평형 유닛 셀의 이용은 비편평형 셀(예컨대, 원통형 또는 직사각형의 셀)로 구성된 배터리와 비교할 때 에너지 밀도가 높고, 배터리의 소형화에 기여한다. 이는 편평형 유닛 셀의 배터리가 소형 고에너지 밀도 때문에 차량에 탑재되는 배터리로서 적합하다는 것을 의미한다.
그러나, 전술한 배터리는, 방열특성의 향상을 유지하기 위해 유닛 셀 사이에 간극을 필요로 하기 때문에, 추가적인 소형화 및 고에너지 밀도화가 어렵다. 또한, 이런 간극의 필요성은 배터리의 강성을 확보하기 어렵고 내진동성의 향상이 어렵다. 상기 문제에 대한 해결책으로서, 편평형 전지를 그 두께 방향으로 서로 적층하고, 임의의 층 사이에 히트 싱크를 삽입시키는 구성이 고려된다. 그러나, 이 구조에서의 배터리의 방열은 적층된 유닛 셀을 통해 히트 싱크로 간접적인 방열에 의존하기 때문에, 배터리에 불균일한 삼차원 온도 분포를 유발한다. 특히 편평형 유닛 셀의 경우, 과도한 온도 분포의 불균형은 셀 수명을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로 본 발명의 목적은 소형 경량으로 방열성과 내진동성에 뛰어난 고에너지밀도의 배터리를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 태양은, 유닛 셀의 배열과, 유닛 셀의 배열을 내부에 유지하는 프레임부재를 각각 구비하는 배터리에 있어서, 상기 프레임부재 중 적어도 하나에는 배터리의 내부로 냉매를 도입하는 냉매도입구와, 배터리의 내부를 흐르는 냉매를 배출하는 냉매배출구가 형성되어 있다.
본 발명의 실시 형태는 첨부도면을 참조로 이하에 설명하고, 동일 부재는 동일 참조번호를 지시한다.
각 실시 형태의 배터리는 기본적으로, 24개의 유닛 셀 층으로 구성되는 셀 유닛과, 셀 유닛을 유지하기 위해 유닛 셀 층이 적층되는 방향으로(층 두께 방향으로) 외부에서 셀 유닛을 가압하는 히트 싱크로 구성된다. 또한 셀 유닛은 6개의 유닛 셀 층 마다 삽입되는 중간 히트 싱크를 포함한다. 각각의 유닛 셀 층은 1개의 프레임부재와, 배터리의 종방향으로 배열되어 프레임부재에 수납 유지되는 4개의 편평형 유닛 셀(이하, 간단히 '유닛 셀'이라 한다)을 포함한다.
셀 유닛은 합계 96개의 유닛 셀을 갖는다. 모든 유닛 셀은 프레임부재와 히트 싱크에 마련된 전기접속수단에 의해서 직렬로 접속되어 있다.
[실시 형태1]
도 1에 도시한 바와 같이, 본원 발명에 따른 배터리(100)는, 복수 개의 판 형상의 프레임부재(210)가 그 두께 방향으로 적층되어 이루어지는 셀 유닛(200)이, 히트 싱크(300, 340) 사이에 배치되며, 셀 유닛의 양 단면을 적층방향으로 가압하여 일체적으로 유지하도록 구성되어 있다.
각 프레임부재(210)에는 4개의 유닛 셀을 평행하게 배치하기 위해서 도시되어 있지 않은 4개소의 유지부가 형성되어 있다. 셀 유닛(200)은 24개의 프레임부재(210)의 적층과, 이 프레임부재의 6층마다 삽입되는 3개의 중간 히트 싱크(310, 320, 330)를 갖고 있다. 따라서, 셀 유닛(200)은 각 히트 싱크 사이에서 24개의 유닛 셀에 의해, 합계 96개의 유닛 셀을 갖고 있다.
또한, 각 프레임부재(210)의 서로 대향하는 양 측면(본원에서, 프레임부재의 측면은 유닛 셀 층을 적층시 셀 유닛(200)의 측면을 구성하는 측면을 말한다.)에는 냉매로서의 공기를 셀 유닛(200) 내에 도입하는 냉매도입구(230)와, 셀 유닛(200) 내에서 순환된 냉매를 배출하기 위한 냉매배출구(250)가 형성되어 있다. 셀 유닛(200)에는, 그 상하류단에 프레임부재(210)의 내면과 프레임부재(210)에 수용된 각 유닛 셀의 외면에 냉매도입구(230)와 냉매배출구(250)를 갖는 냉매통로가 형성되어 있다. 즉, 냉매도입구(230)에서 도입된 공기를 프레임부재(210)와 유닛 셀(200) 사이에 형성된 간극을 통해 내부로 순환시켜 냉매배출구(250)로부터 배출시킨다.
히트 싱크(300 및 340)는 히트 싱크를 연결하는 6개의 가압 유닛을 너트(400A 내지 400F)에 의해 체결 고정된다. 가압 유닛은 인장 코일용 스프링의 양단에 너트(400A 내지 400F)에 의해 고정되는 샤프트를 부착한다. 히트 싱크(300)와 히트 싱크(340) 사이의 가압 유닛을 설치하여 셀 유닛(200)의 모든 유닛 셀에 적층 방향으로 적절한 면압을 부여하고 있다.
히트 싱크(300, 340) 및 중간 히트 싱크(310, 320, 330)에는, 한쪽의 측면으로부터 다른쪽의 측면으로 냉매가 흐르는 복수 개의 냉매통로(300A, 340A, 310A, 320A, 330A)가 설치되어 있다.(여기서, 히트 싱크의 측면은 유닛 셀 층을 적층시 셀 유닛(200)의 측면을 구성하는 측면을 말한다.)
배터리(100)는, 차량 장착시, 차량에 장착되는 도 2에 도시하는 냉각장치(500)에 의해 냉각된다.
냉각장치(500)는, 배터리(100)를 수용하는 하우징(600), 하우징(600)에 공기를 도입하는 냉매도입덕트(700), 하우징(600)에서 도입된 공기를 배출하는 냉매배출 덕트(800)를 구비하고 있다.
하우징(600)에는, 배터리(100)의 냉매도입구(230)가 상류로 지향되고 냉매배출구(250)가 하류를 지향하도록 배터리(100)를 설정한다. 구체적으로는, 배터리(100)의 냉매도입구(230)는 냉매도입덕트(700)측을 향하고 배터리(100)의 냉매배출구(250)는 냉매배출덕트(800)측을 향하여 지향하고 있다. 또, 하우징(600)에는 단일 또는 복수의 배터리(100)가 배치되어 있다.
냉매배출덕트(800)의 하우징(600)측에는 배기 팬(850)이 구비되어 있다. 배기 팬(850)은 하우징(600)으로부터 배출되는 공기의 온도를 검출하는 센서를 장착하고 있다. 배기 팬(850)의 회전속도(배기량)는 센서에 의해 검출한 온도에 따라서 제어장치(도시생략)에 의해 제어된다.
따라서, 하우징(600)내에 배치되어 있는 배터리(100)에서는, 냉매도입구 (230)에서 도입된 공기가 배터리(100) 내의 냉매통로를 통해 순환되고 냉매배출구(250)로부터 배출되기 때문에 유닛 셀이 직접 접촉으로 냉각된다. 히트 싱크(300, 340) 및 중간 히트 싱크(310, 320, 330)의 냉매통로(300A, 340A, 310A, 320A, 330A)를 공기가 통과함으로써 또한 유닛 셀을 간접적으로 냉각한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)는, 직사각형상의 외프레임부(212) 및 외프레임부(212)의 대향하는 2변에 사다리형상으로 교차하는 3개의 크로스부재부(214A, 214B, 214C)로 구성되어 있다. 외프레임부(212)의 일 측면에는 U자형 노치(개구 또는 홈)(216A)가 형성되고, 크로스부재부(214A)에는 U자형 노치(216B)가 형성되고, 크로스부재부(214B)에는 U자형 노치(216C)가 형성되고, 크로스부재부(214C)에는 U자형 노치(216D)가 형성되고, 외프레임부(212)의 다른쪽의 측면에는 U자형 노치(216E)가 각각 형성되어 있다. 또, 프레임부재는 일체로 형성될 수 있거나, 또는, 유닛 셀이 배열되는 방향의 중심선에 대하여 대칭의 2부품을 조합하여 형성할 수 있다.
프레임부재(210)를 서로 밀착하여 적층된 경우에는, 노치(216A)는 냉매도입구로서 기능하고, 노치(216E)는 냉매배출구로서 기능한다. 또한, 노치(216B, 216C, 216D)는 냉매통로의 일부로서 기능한다.
냉매도입구로서 기능하는 노치(216A)의 냉매흐름방향으로의 단면적(개구면적)은, 냉매배출구로서 기능하는 노치(216E)의 냉매흐름방향으로의 단면적보다도 커지도록 양 노치(216A, 216E)의 크기가 다르게 형성되어 있다.
냉매통로의 일부로서 기능하는 노치(216B, 216C, 216D)의 냉매흐름방향에서 의 단면적은, 냉매흐름방향 상류에서 하류를 향해 냉매의 유속이 증가하도록, 냉매흐름방향 상류에서 하류를 향하여 작게 형성하고 있다. 즉, 노치(216B)의 단면적은 노치(216C)의 단면적보다도 커지도록, 노치(216C)의 단면적은 노치(216D)의 단면적보다도 커지도록, 각각의 노치(216B, 216C, 216D)의 단면적을 다르게 형성하고 있다. 본 실시 형태의 경우, 프레임부재(210)의 폭방향 중앙부에서 모든 노치(216A 내지 216E)를 형성하고 있다. 노치(216A)는 다른 노치의 단면적보다 가장 크게 형성되어 있다. 노치(216B, 216C, 216D, 216E)의 순서로 단면적이 작게 형성되어 있다.
유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)은, 발전요소를 라미네이트 필름으로 덮은 리튬 이온전지이고, 도면에 도시한 바와 같이 발전요소의 일부가 사다리꼴단면을 갖는 사다리꼴형상(stool shape)으로 형성되어 있다. 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)은 도 4에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)의 외프레임부(212)와 각 크로스부재부(214A, 214B, 214C) 사이에 형성되는 구획 공간에, 사다리꼴형상 부분을 프레임부재 아래로부터 상방으로 삽입하도록 배치된다. 따라서, 각 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)은 프레임부재(210)의 외프레임부(212)와 크로스부재부(214A, 214B, 214C)에 의해서 평탄하게 유지된다.
또, 프레임부재(210)의 두께는 유닛 셀(220)의 두께보다도 약간 두껍게 형성되므로, 모든 유닛 셀(220)이 소정의 면압을 받는 동시에 모든 프레임부재(210)도 약간의 변형을 갖도록 압축된다.
상술에서는, 냉매통로의 일부를 U자형 노치(216B, 216C, 216D)에 의해 형성 하고 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)의 원주플랜지부(222A, 222B, 222C, 222D)가 접촉하는 프레임부재(210)의 외프레임부(212)와 크로스부재부(214A, 214B, 214C)의 접촉면측에 공기를 순환시키기 위한 홈(210A)을 형성하고 있다. 이 홈을 통과한 공기의 순환은, 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)의 열을 원주플랜지부(222A, 222B, 222C, 222D)를 통해 방열시킨다.
전술한 방식으로 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)을 각각 유지하는 6개의 프레임부재(210)는, 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이 서로 적층된다. 이 적층 배열은 유닛 셀을 서로 직접 접촉 또는 밀착시키고, 프레임부재를 적층방향으로 서로 직접 접촉시킨다. 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)까지의 냉매통로는, 프레임부재(210)와 유닛 셀(220)의 간극 또는 공간, 프레임부재(210)에 형성한 홈(210A), 및 노치(216B 내지 216D)에 형성된 홈(210A)에 의해서 형성된다.
전술한 방식으로 구성한 적층은, 또한 도 1에 도시한 바와 같이 중간 히트 싱크(310, 320, 330)를 사이에 삽입하면서 추가로 적층한다. 히트 싱크(300)와 히트 싱크(340) 사이에 적층을 위치시켜 너트(400A 내지 400F)에 의해 체결하여 배터리(100)를 형성한다. 이 배터리(100)에 의해 냉각장치(500)의 배기 팬(850)을 작동시키면, 배터리(100)의 프레임부재(210) 내에 다음과 같은 공기의 흐름을 발생시킨다.
프레임부재(210)는 적층방향으로 서로 밀착 또는 응착 접촉하고 있기 때문에, 도 5 및 도 8에 도시하고 있는 냉매도입구(230)에서만 공기가 도입된다. 도입된 공기는, 유닛 셀(220A)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220A)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214A)의 노치(216B)에 도달한다. 노치(216B)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220B)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220B)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214B)의 노치(216C)에 도달한다. 노치(216C)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220C)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220C)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214C)의 노치(216D)에 도달한다. 마지막으로 노치(216D)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220D)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220C)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되는 프레임부재(210)의 홈을 통해 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 이 방식에 따라, 유닛 셀(220A 내지 220D)은 그 외측면과 원주플랜지부를 흐르는 공기에 의해 직접적으로 냉각된다.
냉매도입구(230)를 형성하는 노치(216A), 냉매통로를 형성하는 노치(216B 내지 216D) 및 냉매배출구(250)를 형성하는 노치(216E)는, 그 단면적을 냉매도입구(230)에서 냉매배출구(250)를 향해 점차로 작게 형성하며, 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)를 향해 공기 유속은 점차로 증가한다. 이 때문에, 냉매도입구(230)에서 도입된 공기는, 프레임부재(210)의 내면과 각 유닛 셀(220)의 외면 사이에 형성된 간극을 따라 흐르고, 각 크로스부재부의 중앙부에 수렴하여 하류측을 향하여 유속이 증가하고 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 냉매도입구(230)에서 도 입된 공기 온도는 하류를 향해 점차로 상승하지만, 냉매배출구(250)를 향해 유속이 증가한다. 냉각능력은 상류측과 하류측에서도 거의 균일하게 되어, 모든 유닛 셀(220A 내지 220D)이 균일하게 냉각된다. 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)과 프레임부재(210) 사이의 냉매 통로의 일부를 형성하는 간극이 상류에서 하류를 향해 냉매통로의 폭 또는 크기가 점차로 감소하도록 프레임부재(210)가 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시한 제1 실시 형태의 다른 실시예로 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)의 적층방향으로의 냉매도입구(230) 및 냉매배출구(250)의 단면적은 프레임부재의 적층위치(상하방향의 위치)에 따라, 히트 싱크(300, 340) 또는 중간 히트 싱크(310, 320, 330)로부터 먼 위치에 있는 유닛 셀(220)의 냉각효율을 고려하여 변화시키도록 할 수 있다. 본 실시형태에서, 냉매도입구(230)의 단면적은 프레임부재(210)의 적층(아래쪽)부터 중간위치를 향하여 점차로 증가시킴과 동시에 중간위치로부터 다른 적층(위쪽)을 향하여 점차로 감소시키고 있다. 한편, 냉매배출구(250)의 단면적은 프레임부재(210)의 적층(아래쪽)부터 중간위치를 향하여 점차로 감소시킴과 동시에 중간위치로부터 다른 적층(위쪽)을 향하여 점차로 증가시키고 있다. 이와 같이 하면, 히트 싱크로부터 먼 위치(방열하기 어려운 위치)에 있는 유닛 셀(220)로의 풍량과 풍속을, 히트싱크에서 가까운 위치(방열하기 쉬운 위치)에 있는 유닛 셀(220)로의 풍량과 풍속보다도 증가시킬 수 있기 때문에, 배터리(100) 전체의 삼차원적인 온도분포를 균일하게 할 수가 있다.
또, 본 실시 형태에서는 냉매로서 공기를 예시하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 요구되는 냉각 능력에 따라서 질소 등의 불활성 가스나 기름 등의 액체를 사용할 수 있다.
[실시 형태 2]
도 9 내지 도 11은, 실시 형태 2에 따른 프레임부재의 구성을 설명한다.
프레임부재(210)는, 실시 형태 1과 유사하게, 직사각형상의 외프레임부(212) 및 외프레임부(212)의 대향하는 2변에 사다리형상으로 교차하는 3개의 크로스부재부(214A, 214B, 214C)로 구성되어 있다. 외프레임부(212)의 일 측면에는 그 양단에 노치(개구 또는 홈)(216A1, 216A2)가, 크로스부재부(214A)에는 그 양단에 U자형 노치(216B1, 216B2)가, 크로스부재부(214B)에는 그 양단에 U자형 노치(216C1, 216C2)가, 크로스부재부(214C)에는 그 양단에 U자형 노치(216D1, 216D2)가, 외프레임부(212)의 다른쪽의 측면에는 그 양단에 U자형 노치(216E1, 216E2)가 각각 형성되어 있다. 또한, 프레임부재(210)에는 실시 형태 1과 유사한 홈(210A)이 형성되어 있다.
프레임부재(210)를 서로 밀착하여 적층한 경우에는, 노치(216A1, 216A2)가 냉매도입구(230)로서 기능하고, 노치(216E1, 216E2)가 냉매배출구(250)로서 기능한다. 또한, 각각의 노치(216B1, 216B2, 216C1, 216C2, 216D1, 216D2)는 냉매통로의 일부로서 기능한다.
냉매도입구(230)로서 기능하는 냉매흐름방향에 있어서 노치(216A1, 216A2)의 단면적, 냉매통로를 구성하는 노치(216B1 및 216B2), 노치(216C1 및 216C2), 노치(216D1 및 216D2), 또한, 냉매배출구(250)로서 기능하는 노치(216E1 및 216E2)의 개개의 단면적도 동일의 단면적을 갖고 있다.
본 실시 형태의 경우도, 실시 형태 1과 같이, 프레임부재(210)의 길이방향 양단에 있어서, 노치(216A1 및 216A2)의 단면적이 가장 크게 형성되어 있다. 노치(216B1와 216B2, 216C1와 216C2, 216D1와 216D2, 216E1와 216E2)의 순서로 단면적이 작게 되도록 형성되어 있다.
유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)의 외프레임부(212)와 각 크로스부재부(214A, 214B, 214C)와의 사이에서 형성되는 구획 공간에, 사다리꼴형상의 부분을 프레임부재 밑으로부터 상향으로 삽입하도록 배치된다.
전술한 방식으로 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)을 유지하는 각각의 프레임부재(210)를, 도 11에 도시한 바와 같이 서로 6장씩 적층한다. 이 적층 배열은, 유닛 셀을 직접 접촉 또는 밀착하여, 프레임끼리 서로 직접 접촉으로 적층방향으로 밀착한다. 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)에 도달하는 냉매 통로는, 프레임부재(210)와 유닛 셀(220) 사이에 형성된 간극 또는 공간, 프레임부재(210)에 형성한 홈(210A) 및 노치(216B1 내지 216D2)에 의해서 형성된다.
전술한 방식으로 구성된 적층은, 도 1에 도시한 바와 같이 중간 히트 싱크(310, 320, 330)를 삽입하면서 추가로 적층한다. 히트 싱크(300)와 히트 싱크(340) 사이에 적층을 위치시키고 너트(400A 내지 400F)에 의해 체결하여 배터리를 형성한다. 이 배터리(100)에 의해 냉각장치(500)의 배기 팬(50)을 작동시키면, 배터리(100)의 프레임부재(210) 내에 다음과 같은 공기의 흐름을 발생시킨다.
각 프레임부재(210)는 적층방향으로 서로 밀착하고 있기 때문에, 도 11에 도 시하는 바와 같이 냉매도입구(230)에서만 공기가 도입된다. 도입된 공기는, 유닛 셀(220A)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220A)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214A)의 노치(216B1와 216B2)에 도달한다. 다음에, 노치(216B1, 216B2)로부터 도입된 공기는, 유닛 셀(220B)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220B)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214B)의 노치(216C1, 216C2)에 도달한다. 그리고, 노치(216C1, 216C2)로부터 도입된 공기는, 유닛 셀(220C)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220C)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214C)의 노치(216D1, 216D2)에 도달한다. 마지막으로, 노치(216D1, 216D2)로부터 도입된 공기는, 유닛 셀(220D)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극, 및 유닛 셀(220D)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 이 방식에 따라, 유닛 셀(220A 내지 220D)은 그 측면부와 원주플랜지부의 표면을 흐르는 공기에 의해 직접 냉각된다.
냉매도입구(230)를 형성하는 노치(216A1와 216A2), 냉매통로의 일부를 형성하는 노치(216B1 내지 216D2) 및 냉매배출구(250)를 형성하는 노치(216E1와 216E2)는, 그 단면적이 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)를 향하여 점차로 작게 형 성되기 때문에, 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)를 향하여 공기의 유속이 점차로 커진다. 이 때문에, 냉매도입구(230)로부터 도입된 공기는, 프레임부재(210)의 내면과 각 유닛 셀(220)의 외주부 사이에 형성된 공간을 따라 흘러, 각 크로스부재부(214)를 통과할 때에 하류측을 향하여 유속이 상승되어 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 냉매도입구(230)로부터 도입된 공기의 온도는 하류를 향함에 따라서 점차로 상승하지만, 냉매배출구(250)를 향함에 따라서 유속이 점차로 증가한다. 냉각 능력은 상류측에서도 하류측에서도 거의 균일하게 되어, 모든 유닛 셀(220A 내지 220D)이 균일하게 냉각된다.
[실시 형태 3]
도 12 내지 도 14는, 실시 형태 3에 따른 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)는, 실시 형태 1과 같이, 직사각형상의 외프레임부(212), 및 외프레임부(212)의 대향하는 2변에 사다리형상으로 교차하는 3개의 크로스부재부(214A, 214B, 214C)로 구성되어 있다. 외프레임부(212)의 전면측에는, 크로스부재부(214A, 214B, 214C)를 따라 노치(216A 내지 216H)가 형성되어 있다. 외프레임부 배면측에는, 노치(216A 내지 216H)의 대향위치에 노치(216I 내지 216P)가 형성되어 있다. 또한, 프레임부재(210)에는 실시 형태 1과 같은 홈(210A)이 형성되어 잇다.
프레임부재(210)를 서로 밀착하여 적층한 경우에는, 노치(216A 내지 216H)가 냉매도입구(230)로서 기능하고, 노치(216I 내지 216P)가 냉매배출구(250)로서 기능 한다. 냉매 흐름 방향을 따라 노치의 크기는 동일 층에서 일정하게 형성되어 있다.
유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)은, 도 13에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)의 외프레임부(212)와 각 크로스부재부(214A, 214B, 214C)에 의해 형성되는 구획 공간에, 프레임부재의 밑으로부터 상방으로 사다리꼴 형상부를 삽입하도록 배치된다.
전술한 방식으로 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)을 각각 유지하는 6개의 프레임부재(210)는, 도 14에 도시한 바와 같이 서로 적층된다. 이 적층 배열은, 유닛 셀끼리를 서로 직접 접촉 또는 밀착시키고, 프레임부재를 서로 적층방향으로 직접 접촉시킨다. 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)까지의 냉매통로는 프레임부재(210)와 유닛 셀(220) 사이에 형성된 간극 또는 공간, 프레임부재(210)에 형성한 홈(210A), 및 노치(216B 내지 216D)에 의해 형성된다.
상기 방식으로 구성된 적층은, 또한 도 1에 도시한 바와 같이 중간 히트 싱크(310, 320, 330)를 삽입시키면서 추가로 적층된다. 히트 싱크(300)와 히트 싱크(340) 사이에 적층을 위치시키고 너트(400A 내지 400F)에 의해 확실히 고정하여 배터리를 형성한다. 이 배터리(100)에 냉각장치(500)의 배기 팬(850)을 작동시키면, 배터리(100)의 프레임부재(210) 내에 다음과 같은 공기의 흐름이 발생한다.
본 실시 형태의 경우, 냉각장치(500)의 하우징에서 배터리(100)의 배치방향은 실시 형태 1 및 실시 형태 2와는 90도 다르다. 실시 형태 1 및 실시 형태 2의 배터리(100)에서는 공기를 배터리의 길이방향(도면의 가로방향)으로 순환시키는데 반하여, 본 실시 형태에서는 공기를 배터리(100)의 폭방향(도면의 세로방향)으로 순환시키는 필요가 있기 때문이다.
각 프레임부재(210)는 적층방향으로 서로 밀착하고 있기 때문에, 도 14에 도시하고 있는 냉매도입구(230)에서만 공기가 도입된다. 도입된 공기는, 각 유닛 셀(220A 내지 220D)과 프레임부재(210) 사이에 형성된 간극 및 각 유닛 셀(220A 내지 220D)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 평행하게 흘러 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 그 결과, 유닛 셀(220A 내지 220D)은 주로 측면과 그 원주플랜지부의 표면을 흐르는 공기에 의해 직접적으로 냉각된다.
본 실시 형태에서는, 냉매도입구(230)로부터 도입된 공기의 유속은 동일하고, 각 유닛 셀(220A 내지 220D) 위를 흐르는 공기의 온도나 양은 동일하기 때문에, 모든 유닛 셀을 균일하게 냉각시킨다.
또 본 실시 형태에 있어서도, 실시 형태 1 및 2의 경우와 같이, 냉매도입구(230)의 단면적을 냉매배출구(250)보다 크게 형성할 수도 있다.
[실시 형태4]
도 15 내지 도 17은, 실시 형태 4에 따른 프레임부재의 구조를 도시하는 도면이다.
도 15에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)는, 직사각형상의 외프레임부(212), 및 외프레임부(212)의 대향하는 2변에 사다리형상으로 교차하는 3개의 크로스부재부(214A, 214B, 214C)로 구성되어 있다. 외프레임부(212)의 한편의 측면에는 U자형 노치(개구 또는 홈)(216A)가, 크로스부재부(214A)에는 U자형 노치(216B) 가, 크로스부재부(214B)에는 U자형 노치(216C)가, 크로스부재부(214C)에는 U자형 노치(216D)가, 외프레임부(212)의 다른쪽의 측면에는 U자형 노치(216E)가 각각 형성되어 있다.
실시 형태 1의 경우에는 노치(216A 내지 216E)가 프레임부재(210)의 길이방향 중앙부에 형성되어 있다. 그러나, 본 실시 형태의 경우에는, 노치(216A 내지 216E)가 프레임부재(210)의 대각선을 따라 중앙부에서 이동 배치되어 있다. 프레임부재(210)에는 실시 형태 1과 같은 홈(210A)이 형성되어 있다.
프레임부재(210)를 서로 밀착하여 적층한 경우에는, 노치(216A)는 냉매도입구로서 기능하고, 노치(216E)는 냉매배출구로서 기능한다. 또한, 노치(216B, 216C, 216D)는 냉매통로의 일부로서 기능한다.
냉매도입구(230)로서 기능하는 노치(216A)의 냉매흐름방향에서의 단면적(개구면적)은, 냉매배출구(250)로서 기능하는 노치(216E)의 냉매흐름방향에서의 단면적보다도 커지도록 양 노치(216A 및 216E)의 크기를 다르게 형성하고 있다.
냉매통로로서 기능하는 노치(216B, 216C, 216D)의 냉매흐름방향에서의 단면적은, 냉매흐름방향 상류측에서 하류측을 향함에 따라서 냉매의 유속이 증가하도록, 냉매흐름방향 상류측에서 하류측을 향하여 작게 형성하고 있다.
각 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)은, 도 16에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)의 외프레임부(212)와 각 크로스부재부(214A, 214B, 214C)에 의해 형성되는 구획 공간에, 사다리꼴형상의 부분을 프레임부재 밑으로부터 상방으로 삽입하도록 배치된다.
전술한 방식으로 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)을 각각 유지하는 6개의 프레임부재(210)를, 도 17에 도시한 바와 같이 서로 적층한다. 이 적층 배열은, 유닛 셀끼리 서로 직접 접촉 또는 밀착시키고, 또는 프레임끼리 서로 직접 접촉으로 적층방향으로 밀착시킨다. 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)까지의 냉매 통로는, 프레임부재(210)와 유닛 셀(220) 사이에 형성된 간극 또는 공간, 프레임부재(210)에 형성한 홈(210A), 및 U자형 노치(216B 내지 216D)에 의해서 형성된다.
전술한 방식으로 구성된 적층은, 도 1에 도시한 바와 같이 중간 히트 싱크(310, 320, 330)를 삽입시키면서 추가로 적층한다. 히트 싱크(300)와 히트 싱크(340) 사이에 적층을 위치시켜 너트(400A 내지 400F)에 의해 확실히 고정하여 배터리를 형성한다. 이 배터리(100)에 냉각장치(500)의 배기 팬(850)을 작동시키면, 배터리(100)의 프레임부재(210) 내에 다음과 같은 공기의 흐름이 발생한다.
프레임부재(210)를 적층방향으로 서로 밀착 또는 응착하고 있기 때문에, 도 17에 도시하는 냉매도입구(230)에서만 공기가 도입된다. 도입된 공기는, 유닛 셀(220A)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극 및, 프레임부재가 유닛 셀(220A)의 원주플랜지부와의 접촉 위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214A)의 노치(216B)에 도달한다. 다음에, 노치(216B)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220B)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극 및, 프레임부재가 유닛 셀(220B)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214B)의 노치(216C)에 도달한다. 그리고, 노치(216C)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220C)의 외면과 프레임부 재(210)의 내면 사이에 형성된 간극 및, 프레임부재가 유닛 셀(220C)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 크로스부재부(214C)의 노치(216D)에 도달한다. 마지막으로, 노치(216D)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220D)의 외면과 프레임부재(210)의 내면 사이에 형성된 간극 및, 프레임부재가 유닛 셀(220D)의 원주플랜지부와의 접촉위치에 형성되어 있는 프레임부재(210)의 홈(210A)을 통해 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 이 방식에 따라, 유닛 셀(220A 내지 220D)은 그 외면과 원주플랜지부의 표면을 흐르는 공기에 의해 직접적으로 냉각된다.
또한, 냉매도입구(230)를 형성하는 노치(216A), 냉매통로를 형성하는 노치(216B 내지 216D), 및 냉매배출구(250)를 형성하는 노치(216E)는, 그 단면적을 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)를 향하여 점차로 작게 형성하기 때문에, 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)를 향하여 공기의 유속은 점차로 커진다.
이 때문에, 냉매도입구(230)로부터 도입된 공기는, 프레임부재(210)의 내면과 각 유닛 셀(220)의 외주부와의 사이의 간극을 따라 흘러, 점차로 하류측를 향하여 유속을 증가시켜 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 본 실시 형태의 경우, 공기는 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)를 향하여 비스듬히 흐르기 때문에, 각 유닛 셀(220)의 외주부의 4변에 접촉하여, 보다 냉각 효율이 높아진다.
또, 냉매도입구(230)로부터 도입된 공기의 온도는 공기가 하류를 향함에 따라서 점차로 상승하지만, 냉매배출구(250)를 향함에 따라서 유속이 상승한다. 이에 따라, 냉각능력은 상류측에서도 하류측에서도 같게 되어, 모든 유닛 셀(220A 내 지 220D)이 균일하게 냉각된다.
[실시 형태의 평가]
도 18a 내지 도 18d는, 배터리(100) 내를 흐르는 공기의 흐름형태를 도시하는 도면이고, 도 19a 및 도 19b는, 배터리(100)를 구성하는 유닛 셀의 위치와 풍속 및, 유닛 셀 위치와 각 유닛 셀의 온도상승과의 관계를 도시한 그래프이다.
도 18a에 도시한 공기의 흐름형태는 실시 형태 1의 흐름형태와 동일하다. 즉, 냉매도입구(230)로부터 유닛 셀(220A)의 공간에 도입된 공기는, 배터리(100)의 폭방향(W)의 외향으로 분할하고, 유닛 셀(220A)의 외주부를 따라 흐르고, 배터리(100)의 폭방향(W)의 중앙부에 수렴한 후 유속을 상승하고, 인접한 유닛 셀(220B)의 공간으로 흐른다. 유닛 셀(220B 내지 220D)에 대하여 반복하여 냉매배출구(250)로부터 배출된다.
도 18b에 도시한 공기의 흐름형태는 실시 형태 2의 흐름형태와 동일하다. 즉, 냉매도입구(230)로부터 유닛 셀(220A)에 도입된 공기는, 유닛 셀(220A)의 외주부에 폭방향(W)으로 배터리(100)의 두 외변을 따라 흘러, 유닛 셀(220A)의 공간에서 인접한 유닛 셀(220B)로 이동할 때에 유속을 상승한다. 유닛 셀(220B 내지 220D)에 대하여 동일하게 반복하여 냉매배출구(250)로부터 공기가 배출된다.
도 18c에 도시한 공기의 흐름형태는 실시 형태 3의 흐름형태와 동일하다. 즉, 냉매도입구(230)로부터 유닛 셀(220A 내지 220D)의 공간으로 도입된 공기는, 각 유닛 셀(220A 내지 220D)의 외주부를 따라 배터리(100)의 폭방향과 병렬적으로 2변을 따라 흐르고, 배터리(100)의 폭방향(W)으로 대향측에 병렬로 배열된 냉매배 출구(250)로부터 배출된다.
도 18d에 도시한 공기의 흐름형태는 실시 형태 4의 흐름형태와 동일하다. 즉, 냉매 도입구(230)에서 유닛 셀(220A)의 공간으로 도입된 공기를 배터리(100)의 폭방향(W)으로 외향 분할하고, 유닛 셀(220A)의 외주부에 따라 흘러, 유속을 상승하고 인접한 유닛 셀(220B)의 공간으로 흐른다. 이 공기 흐름은 실시 형태 1과 동일하게 반복한다. 공기가 한쪽의 유닛 셀의 공간에서 인접한 유닛 셀의 공간으로 이동할 때, 배터리(100)의 각 유닛 셀 층에 대각선 방향을 따라 한 지점에서 서로 흐른다. 결과적으로, 실시 형태 1과 비교시 냉매 도입구(230)에서 유닛 셀(220A)의 공간으로 도입된 공기가 먼저 팽창 분할하고 유닛 셀(220D)의 공간을 통해 냉매 배출구(250)에서 배출되기 전에 공기가 최종적으로 수축 흐를 때 압력 손실이 억제된다.
도 19a는 도 18a 내지 도 18d의 흐름형태로 공기가 흘렀을 때의 유닛 셀의 위치와 풍속과의 관계를 실험에 의해서 구한 그래프로 나타낸다. 도 19b는, 도 18a 내지 도 18d의 흐름형태로 공기가 흘렀을 때의 유닛 셀의 위치와 온도상승과의 관계를 실험에 의해서 구한 그래프로 나타낸다. 또, 이들 그래프에 있어서 도시한 종래 구조의 배터리는, 도 1에 도시한 배터리(100)에 있어서 냉각수단으로서 히트 싱크(300, 340)와 중간 히트 싱크(310, 320, 330)만을 구비하는 배터리를 가리키고 있다.
이들의 그래프로부터, 공기가 흐르는 모든 흐름 형태에서 종래 구조의 것에 비교하여 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)를 향하여 유속이 증가하고, 또 한, 유닛 셀의 온도 상승도 억제되는 것을 알 수 있다.
실시 형태 3은 유닛 셀의 온도 격차가 가장 적은 것을 도시한다. 실시 형태 4는 실시 형태 3의 다음으로 유닛 셀의 온도격차가 적다.
실시 형태 3의 경우, 각 유닛 셀에는 동일의 풍량이 공급되지만, 냉매도입구 수가 많기 때문에, 소비전력이 큰 배기 팬을 이용할 필요가 있다. 그런데, 실시 형태 4의 경우에는, 예를들면, 1.9 m3/min의 풍량을 부여한 경우, 유닛 셀(220A)의 측면 근방에서는 약 2.0 m/s의 풍속이지만 유닛 셀(220D)의 측면 근방에서는 약 12.0 m/s의 풍속이 얻어진다. 또한, 초기 냉각풍 온도를 35℃로 설정한 경우, 유닛 셀(220A)의 온도는 약 38℃ 이고, 유닛 셀(220D)의 온도는 약 42℃ 이다. 따라서, 적절한 소비전력으로 소형의 배터리를 제조하기 위해서는 실시 형태 3보다도 실시 형태 4쪽이 유리하다.
또, 종래 기술의 배터리의 경우, 실시 형태 4의 경우와 같이, 1.9 m 3/min의 풍량을 부여한 경우에도 히트 싱크에 흐르는 풍량은 위치에 관계 없이 변화가 없다. 초기 냉각풍 온도를 35℃로 설정한 경우, 유닛 셀(220A)의 온도는 약 38℃이었지만, 유닛 셀(220D)의 온도는 48℃로 높아진다.
이상의 그래프를 보면, 본 발명이 배터리(100)의 삼차원적인 온도분포의 불균형의 개선에 기여하는 것을 도시한다.
[실시 형태5]
도 20 내지 도 23은, 실시 형태 4에 따른 프레임부재의 구성을 설명한다.
도 20에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)는, 직사각형상의 외프레임부(212) 및 외프레임부(212)의 대향하는 2변에 사다리형상으로 교차하는 3개의 크로스부재부(214A, 214B, 214C)로 구성되어 있다. 외프레임부(212)의 한편의 측면에는 U자형 노치(216A)(개구 또는 홈)가, 크로스부재부(214A)에는 U자형 노치(216B)가, 크로스부재부(214B)에는 U자형 노치(216C)가, 크로스부재부(214C)에는 U자형 노치(216D)가, 외프레임부(212)의 다른쪽의 측면에는 U자형 노치(216E)가 각각 형성되어 있다.
본 실시 형태의 경우, 냉매순환방향에서의 모든 노치(216A 내지 216E)의 단면적은 동일하다.
한편, 프레임부재(210)에 적층되는 중간 히트 싱크(330)에는, 프레임부재(210)의 각 크로스부재부(214A 내지 216C)에 마련된 노치(216B 내지 216D)의 대응위치에 돌출부(332A 내지 332C)가 설치되어 있다. 도 21에 도시한 바와 같이, 돌출부(332A)의 길이(La)는 돌출부(332B)의 길이(Lb)보다도 짧다. 돌출부(332B)의 길이(Lb)는 돌출부(332C)의 길이(Lc)보다도 짧게 되어 있다. 즉, 각 돌출부의 길이는, 공기의 순환방향으로 상류측에서 하류측을 향하여 증가한다.
또, 돌출부(332A 내지 332C)는, 도 20 및 도 22a 내지 도 22c에 도시하고 있는 바와 같은 채널 단면형의 U자형 노치(332A1 내지 332C2)를 갖고 있다. 도 22a 내지 도 22c에 도시한 바와 같이, 노치(332A1)와 노치(332A2)의 폭(Wa), 노치(332B1)와 노치(332B2)의 폭(Wb), 노치(332C1)와 노치(332C2)의 폭(Wc)은 동일하다. 노치(332A1)와 노치(332A2)의 폭(Wa)은 노치(332B1)와 노치(332B2)의 폭(Wb) 보다도 크고, 노치(332B1)와 노치(332B2)의 폭(Wb)은 노치(332C1)와 노치(332C2)의 폭(Wc)보다도 크다. 즉, 각 노치(332)의 폭은, 공기의 순환방향 상류측에서 하류측을 향하여 점차로 감소하도록 형성하고 있다.
각 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)은, 도 20에 도시한 바와 같이, 프레임부재(210)의 외프레임부(212)와 각 크로스부재부(214A, 214B, 214C)에 의해 형성되는 구획 공간에, 사다리꼴형상의 부분을 프레임부재 밑으로부터 삽입하도록 배치된다.
프레임부재(210)에 중간 히트 싱크(330)를 밀착시키면, 노치(216A)는 냉매도입구(230)로서 기능하고 노치(216E)는 냉매배출구(250)로서 기능한다. 또한, 노치(216B, 216C, 216D), 돌출부(332A, 332B, 332C), 및 각 노치(332A1 내지 332C2)는 냉매통로로서 기능한다.
이상과 같이 하여 유닛 셀(220A, 220B, 220C, 220D)을 각각 유지하는 6개의 프레임부재(210)를, 밑으로부터 상방으로 밀착시켜 적층하고, 더욱이 그 적층방향의 양면측에서 히트 싱크(340)와 중간 히트 싱크(330) 사이에 개재시킨다. 이런 방식으로 히트 싱크(330, 340)와 프레임부재(210)를 적층하면, 적층방향으로 양단부에 위치하는 유닛 셀(220)을 히트 싱크(330)와 히트 싱크(340)에 직접 밀착하고, 그 밖의 위치의 유닛 셀은 서로 직접 밀착하여, 적층방향으로 양단부에 위치하는 프레임부재(210)는 히트 싱크(330)와 히트 싱크(340)에 직접 밀착하고, 그 밖의 위치의 프레임부재(210)는 서로 직접 밀착한다.
또, 히트 싱크(330)와 히트 싱크(340)에 밀착하지 않은 중간위치에 놓이는 프레임부재(210)는, 상기 실시 형태 1 내지 4 중 어느 하나의 형태의 U자형 노치를 형성하면, 프레임부재(210) 사이에는, 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)에 도달하는 사이의, 프레임부재(210)와 유닛 셀(220)과의 간극, 프레임부재(210)에 형성한 홈 및 노치(216B 내지 216D)에 의해서 냉매통로가 형성된다. 또한, 프레임부재(210)와 히트 싱크(330, 340) 사이에는, 냉매도입구(230)로부터 냉매배출구(250)까지, 프레임부재(210), 히트 싱크(330, 340) 및 유닛 셀(220) 사이의 간극, 프레임부재(210)에 형성한 노치(216B 내지 216D), 및 히트 싱크(330)와 히트 싱크(340)에 형성한 돌출부(332A 내지 332C), 및 돌출부(332A 내지 332C)에 형성한 노치(332A1 내지 332C2)에 의해서 냉매통로가 형성된다.
상기 방식으로 구성한 적층은, 도 1에 도시한 바와 같이 적층하여, 중간 히트 싱크(300와 340)를 삽입하면서 추가로 적층한다. 히트 싱크(300와 400) 사이에 너트(400A 내지 400F)에 의해 확실히 고정 체결하여 배터리를 형성한다. 이 배터리(100)에 냉각장치(500)의 배기 팬(850)을 작동시키면, 배터리(100)의 프레임부재(210) 내부에 다음과 같은 공기의 흐름이 발생한다.
또, 본 실시형태의 프레임부재(210) 사이의 공기의 흐름형태는 상기의 실시 형태 1 내지 4와 동일하기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다. 이하에서는 히트 싱크(330, 340)와 프레임부재(210) 사이의 공기의 흐름형태에 관해서 설명한다.
히트 싱크(330, 340)와 프레임부재(210)는 적층방향으로 밀착하고 있기 때문에, 도 20에 도시하는 냉매도입구(230)에서만 공기가 도입된다. 도입된 공기는, 유닛 셀(220A), 프레임부재(210) 및 중간 히트 싱크(330)의 사이의 간극을 통과하 여 크로스부재부(214A)의 노치(216B)에 도달한다. 노치(216B)에는 도 21, 도 22a 내지 도 22c에 도시한 바와 같이 히트 싱크(330)의 돌출부(332A)가 형성되고, 돌출부(332A)에는 노치(332A1, 332A2)가 형성되어 있기 때문에, 공기는 노치(216B)와, 돌출부(332A) 및 노치(332A1, 332A2)로 형성되는 간극을 통해 순환한다. 다음에, 노치(216B)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220B), 프레임부재(210) 및 중간 히트 싱크(330) 사이의 간극을 통하여 U자형 노치(216C)에 도달한다. 노치(216C)와 돌출부(332B), 및 노치(332B1, 332B2)를 통해 간극을 통해 크로스부재(214c)의 노치(216C)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220C), 프레임부재(210) 및 중간 히트 싱크(330) 사이의 간극을 통하여 크로스부재부(214C)의 노치(216D)에 도달한다. 마지막으로, 노치(216D)와 돌출부(332C), 및 노치(332C1, 332C2)로 형성되는 간극을 통해 노치(216D)에서 도입된 공기는, 유닛 셀(220D), 프레임부재(210) 및 중간 히트 싱크(330)의 사이의 간극을 통하여 냉매배출구(250)로부터 배출된다.
본 실시 형태에서 노치(216B 내지 216D)와, 돌출부(332A 내지 332C) 및 노치(332A 내지 332C)로 형성되는 간극의 면적의 크기를 상류측에서 하류측을 향하여 작게 형성하고 있다. 따라서, 공기의 유속은 유닛 셀(220A)에서 유닛 셀(220D)을 향해 점차로 증가한다.
이 때문에, 냉매도입구(230)로부터 도입된 공기는, 프레임부재(210)의 내면과 중간 히트 싱크(330)와 유닛 셀(220)의 외주부 사이의 간극을 따라 흐르고, 각 크로스부재부(214)의 중앙부에 수렴하여 하류측을 향하여 유속을 상승하고 냉매배출구(250)로부터 배출된다. 냉매도입구(230)로부터 도입된 공기의 온도는 하류를 향함에 따라서 점차로 상승하지만, 냉매배출구(250)를 향함에 따라서 유속이 상승하고 있기 때문에, 냉각능력은 상류측에서도 하류측에서도 거의 같게 되어, 모든 유닛 셀(220A 내지 220D)이 균일하게 냉각된다.
또, 본 실시 형태에서는, 중간 히트 싱크(330)에 돌출부(332)를 형성하는 경우에 관해서 설명하였지만, 중간 히트 싱크(330) 대신에 히트 싱크(300, 340)에 형성할 수 있다.
또한, 프레임부재(210)의 크로스부재부(214)에 형성한 노치(216)의 크기를 변화시키지 않고, 중간 히트 싱크(330)에 형성한 돌출부(332) 및 노치의 크기를 변경하는 것에 따라, 공기의 유속을 증가하였다. 그러나, 이것과 반대로, 중간 히트 싱크(330)에 형성하는 돌출부(332) 및 노치의 크기를 변화시키지 않고, 프레임부재(210)의 크로스부재부(214)에 형성하는 노치(216)의 크기를 변경하는 것에 따라, 공기의 유속을 증가할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 배터리에 의하면, 배터리를 구성하는 프레임에 냉매도입구와 냉매배출구를 마련하여, 배터리 내의 각 층에 있어서 냉매가 흐르기 때문에, 배터리를 구성하는 편평형 유닛 셀이 냉매에 의해 직접 냉각되어, 방열성이 뛰어나고 에너지밀도가 큰 배터리를 구성할 수가 있다.
본원에 개시한 바람직한 실시형태는 예시적이고 비제한적이며, 본 발명은 그 사상 또는 본질적 특징을 벗어나지 않고 다른 방식으로 실행 또는 구현될 수 있다. 본 발명의 범위는 특허청구범위로 정의되며, 특허청구범위의 의미 내에 모든 변형 이 본원에 포함된다.
본 개시내용은 2004년 3월 31일자로 출원된 일본국 특허원 2004-107131호에 포함된 주제에 관한 것으로 그 개시내용이 본원에 참고로 분명하게 인용되고 있다.

Claims (15)

  1. 유닛 셀의 배열과, 상기 유닛 셀의 배열을 내부에 유지하는 프레임부재를 각각 구비하여 유닛 셀 층을 서로 적층하는 배터리에 있어서,
    상기 프레임부재 중 적어도 하나에는 배터리의 내부로 냉매를 도입하는 냉매도입구와, 배터리의 내부를 흐르는 냉매를 배출하는 냉매배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배터리 내부에는, 상기 냉매도입구에서 상기 냉매배출구까지 냉매통로를 형성하고, 상기 냉매통로를 통해 도입된 냉매가 흘러서 상기 적어도 하나의 유닛 셀에 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  3. 제2항에 있어서, 적층된 유닛 셀 층의 상부, 적층된 유닛 셀 층의 하부, 또는 적층된 유닛 셀 층 사이에 히트 싱크를 또한 설치하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉매도입구의 단면적은 상기 냉매배출구의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 냉매도입구 및/또는 냉매배출구의 크기는 상기 유닛 셀 층 사이에서 변하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  6. 제2항에 있어서, 냉매가 하류를 향해 흐를때 통과하는 냉매의 유속이 증가하도록, 냉매통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  7. 제3항에 있어서,
    각각의 프레임부재는 외프레임부와, 외프레임부 사이에 연장된 복수의 크로스부재부를 구비하며,
    각각의 유닛 셀은 상기 외프레임부 및/또는 상기 크로스부재부에 의해 그 원주에 유지되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 냉매도입구는 상기 배터리의 일측에 프레임부재의 외프레임부에 형성된 개구를 구비하고, 상기 냉매배출구는 상기 배터리의 타측에 프레임부재의 외프레임부에 형성된 개구를 구비하며, 상기 냉매통로는 상기 프레임부재의 크로스부재부에 각각 형성된 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉매통로는 상기 유닛 셀의 원주가 접촉하는 상기 프레임부재의 상부면 또는 하부면에 형성된 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  10. 제8항에 있어서, 상기 냉매통로의 개구가 보다 하류에 설치될 수록, 상기 개구의 크기는 보다 작아지는 것을 특징으로 하는 배터리.
  11. 제8항에 있어서, 상기 냉매통로는, 개구 중 하나를 형성하는 프레임부재의 크로스부재부 중 하나의 일부와, 상기 크로스부재부의 개구 중의 상기 하나에 대응하는 위치에 히트 싱크에 형성된 돌출부와의 사이에 간극을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 냉매통로의 간극이 보다 하류에 설치될 수록, 상기 간극의 크기는 보다 작아지는 것을 특징으로 하는 배터리.
  13. 제1항에 있어서, 상기 유닛 셀은 라미네이트 필름으로 도포된 편평형 리튬 이온 전지를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  14. 유닛 셀의 배열과, 상기 유닛 셀의 배열을 내부에 수용하는 프레임부재를 각각 구비하여 유닛 셀 층을 서로 적층하는 배터리 냉각 방법에 있어서,
    배터리 내부에 유닛 셀의 외면과 프레임부재의 내면 사이에 형성된 냉매흐름통로의 네트워크를 제공하는 단계와,
    상기 네트워크에서 냉매흐름의 유속을 제어하기 위해 하나의 냉매흐름경로의 단면적을 조정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각 방법.
  15. 유닛 셀의 배열과, 상기 유닛 셀의 배열을 내부에 유지하는 프레임부재를 각각 구비하여 서로 적층하는 유닛 셀 층과,
    냉매흐름경로의 서브네트워크 층을 이루는 네트워크를 구비하고, 각각의 서브네트워크는 상기 프레임부재와 각 유닛 셀 층의 유닛 셀 사이에 형성되는 배터리.
KR1020050026543A 2004-03-31 2005-03-30 배터리 KR100728418B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004107131A JP4062273B2 (ja) 2004-03-31 2004-03-31 組電池
JPJP-P-2004-00107131 2004-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060045008A true KR20060045008A (ko) 2006-05-16
KR100728418B1 KR100728418B1 (ko) 2007-06-13

Family

ID=34880094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050026543A KR100728418B1 (ko) 2004-03-31 2005-03-30 배터리

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7666543B2 (ko)
EP (1) EP1583170B1 (ko)
JP (1) JP4062273B2 (ko)
KR (1) KR100728418B1 (ko)
CN (1) CN100337345C (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100792948B1 (ko) * 2006-12-12 2008-01-08 현대자동차주식회사 전기자동차용 배터리 셀 조립체
KR100949334B1 (ko) * 2007-11-12 2010-03-26 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
US8329331B2 (en) 2007-11-12 2012-12-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Terminal connector assembly and battery module having the same
US8404380B2 (en) 2007-01-25 2013-03-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Inter-connector between unit cells and serial cell
US8691414B2 (en) 2007-11-12 2014-04-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module having coolant passage and gas exhaust passage
US8835034B2 (en) 2008-10-08 2014-09-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery and battery module
US9184425B2 (en) 2009-01-13 2015-11-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR20180123555A (ko) * 2016-12-12 2018-11-16 주식회사 엘지화학 배터리 팩
KR20220019000A (ko) * 2017-02-07 2022-02-15 에스케이온 주식회사 직접냉각 배터리 팩

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4062273B2 (ja) * 2004-03-31 2008-03-19 日産自動車株式会社 組電池
EP1744383B1 (en) * 2004-03-31 2014-05-07 NEC Corporation Electrical device with film covering and frame member
KR100870846B1 (ko) * 2005-01-04 2008-11-27 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 필름 외장 전기 디바이스용 케이스 및 필름 외장 전기디바이스 집합체
WO2006098242A1 (ja) 2005-03-17 2006-09-21 Nec Corporation フィルム外装電気デバイスおよびその製造方法
KR20060102853A (ko) * 2005-03-25 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR20060102852A (ko) * 2005-03-25 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
WO2006135008A1 (ja) * 2005-06-17 2006-12-21 Nec Lamilion Energy, Ltd. 電気デバイス集合体およびフィルム外装電気デバイス構造体
JP4977615B2 (ja) * 2005-10-14 2012-07-18 日本電気株式会社 フィルム外装電気デバイス収納システム
US9172121B2 (en) * 2005-12-12 2015-10-27 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Method and device for determining the ageing of a battery
US8853666B2 (en) 2005-12-28 2014-10-07 Renesas Electronics Corporation Field effect transistor, and multilayered epitaxial film for use in preparation of field effect transistor
KR101212369B1 (ko) * 2006-01-05 2012-12-13 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 2차 전지 시스템의 냉각구조
US20080020272A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Paul Leslie Kemper Device and method for producing layered battery cells
US20080299448A1 (en) * 2006-11-20 2008-12-04 Derrick Scott Buck Battery unit with temperature control device
DE102007007986A1 (de) * 2007-02-17 2008-09-04 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Befestigung von Energiespeicherzellen in einem Gehäuse
JP4513815B2 (ja) 2007-02-20 2010-07-28 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
KR100887796B1 (ko) * 2007-02-26 2009-03-09 현대자동차주식회사 배터리 모듈의 보관장치
WO2008106948A1 (de) * 2007-03-05 2008-09-12 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Vorrichtung zum zusammenfügen und aufbewahren von energiespeicherzellen
JP5279226B2 (ja) * 2007-09-27 2013-09-04 株式会社東芝 組電池
US20090176148A1 (en) * 2008-01-04 2009-07-09 3M Innovative Properties Company Thermal management of electrochemical cells
JP4787279B2 (ja) * 2008-01-31 2011-10-05 三菱自動車工業株式会社 電池モジュールケース及び電池モジュールケースの使用方法
TW200937704A (en) * 2008-02-26 2009-09-01 Anor Prec Ceramic Ind Co Ltd Ceramic plate capable of increasing working area
US8845762B2 (en) * 2008-04-09 2014-09-30 GM Global Technology Operations LLC Batteries and components thereof and methods of making and assembling the same
US20100025125A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 Daimler Ag Method and Apparatus for the Operation of a Vehicle
KR101015138B1 (ko) * 2008-12-08 2011-02-16 이정용 배터리 스택 어셈블리
WO2011040130A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 株式会社 日立製作所 蓄電モジュール
KR101205181B1 (ko) * 2010-05-18 2012-11-27 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
KR20130044309A (ko) * 2010-07-30 2013-05-02 파나소닉 주식회사 전지 모듈
KR101001982B1 (ko) 2010-09-17 2010-12-16 이정용 배터리 스택 어셈블리
KR101177887B1 (ko) 2010-11-22 2012-08-29 주식회사 한국쿨러 히트 싱크를 이용한 전기 차량용 전지셀 모듈
EP2648930B1 (en) 2010-12-07 2019-11-06 Allison Transmission, Inc. Energy storage system for hybrid electric vehicle
AT511669B1 (de) * 2011-06-30 2015-06-15 Avl List Gmbh Wiederaufladbare elektrische batterie
TWI420725B (zh) * 2011-07-18 2013-12-21 Delta Electronics Inc 電池裝置及電池裝置模組
FI20116054L (fi) * 2011-10-26 2013-04-27 John Deere Forestry Oy Menetelmä energiansyötön järjestämiseksi ja energiansyöttölaite
JP5965615B2 (ja) * 2011-11-14 2016-08-10 Ｕｄトラックス株式会社 蓄電装置
CN103987607B (zh) * 2011-12-09 2016-08-24 三菱电机株式会社 车辆用地板下装置的冷却装置
JP5692539B2 (ja) * 2012-09-18 2015-04-01 株式会社豊田自動織機 産業車両
WO2014106109A1 (en) 2012-12-28 2014-07-03 Johnson Controls Technology Company Welding techniques for polymerized lithium ion battery cells and modules
DE102014207403A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Robert Bosch Gmbh Batterieeinheit mit einer Aufnahmeeinrichtung und einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen sowie Batteriemodul mit einer Mehrzahl von solchen Batterieeinheiten
US9559393B2 (en) 2014-09-30 2017-01-31 Johnson Controls Technology Company Battery module thermal management fluid guide assembly
KR102061745B1 (ko) * 2016-04-25 2020-01-02 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP6856423B2 (ja) 2017-03-29 2021-04-07 ビークルエナジージャパン株式会社 電池パック
KR102378539B1 (ko) * 2017-12-06 2022-03-23 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 에지 직접 냉각 방식의 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP3806181B1 (en) * 2018-06-05 2023-05-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Secondary battery and battery pack
KR102425695B1 (ko) * 2019-01-31 2022-07-28 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR102467534B1 (ko) * 2020-03-30 2022-11-15 중앙대학교 산학협력단 최적의 합성면압 가진을 통한 전기화학적 배터리 수명 관리 시스템 및 방법
CN112382803B (zh) * 2020-11-11 2022-05-31 合肥华宇智航动力能源有限公司 一种动力电池包系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879831A (en) * 1993-10-25 1999-03-09 Ovonic Battery Company, Inc. Mechanical and thermal improvements in metal hydride batteries, battery modules and battery packs
US20020028375A1 (en) * 1995-11-22 2002-03-07 Nobuyasu Morishita Battery system
JP3355958B2 (ja) 1996-09-30 2002-12-09 松下電器産業株式会社 組電池の冷却方法
JP3830243B2 (ja) * 1997-10-06 2006-10-04 トヨタ自動車株式会社 電池電源装置
US6455186B1 (en) * 1998-03-05 2002-09-24 Black & Decker Inc. Battery cooling system
JP4837155B2 (ja) 1998-11-27 2011-12-14 パナソニック株式会社 蓄電池
JP3799463B2 (ja) 1998-12-28 2006-07-19 大阪瓦斯株式会社 電池モジュール
US6576365B1 (en) * 1999-12-06 2003-06-10 E.C.R. - Electro Chemical Research Ltd. Ultra-thin electrochemical energy storage devices
JP4965012B2 (ja) * 1999-12-15 2012-07-04 トヨタ自動車株式会社 車両用電池パック
JP2001196103A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池の冷却構造
US6479185B1 (en) * 2000-04-04 2002-11-12 Moltech Power Systems, Inc. Extended life battery pack with active cooling
JP3850688B2 (ja) * 2001-07-19 2006-11-29 松下電器産業株式会社 角形電池及び組電池の冷却装置
JP2003151520A (ja) * 2001-11-16 2003-05-23 Tocad Energy Co Ltd 電池パック
JP3594023B2 (ja) * 2002-07-30 2004-11-24 日産自動車株式会社 電池モジュール
JP3649213B2 (ja) * 2002-07-30 2005-05-18 日産自動車株式会社 モジュール電池
JP3972884B2 (ja) * 2003-10-10 2007-09-05 日産自動車株式会社 組電池
JP3972885B2 (ja) * 2003-10-10 2007-09-05 日産自動車株式会社 組電池
JP4543710B2 (ja) * 2004-03-11 2010-09-15 日産自動車株式会社 組電池
JP4062273B2 (ja) * 2004-03-31 2008-03-19 日産自動車株式会社 組電池

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100792948B1 (ko) * 2006-12-12 2008-01-08 현대자동차주식회사 전기자동차용 배터리 셀 조립체
US8404380B2 (en) 2007-01-25 2013-03-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Inter-connector between unit cells and serial cell
KR100949334B1 (ko) * 2007-11-12 2010-03-26 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
US8329331B2 (en) 2007-11-12 2012-12-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Terminal connector assembly and battery module having the same
US8691414B2 (en) 2007-11-12 2014-04-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module having coolant passage and gas exhaust passage
US8835034B2 (en) 2008-10-08 2014-09-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery and battery module
US9184425B2 (en) 2009-01-13 2015-11-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR20180123555A (ko) * 2016-12-12 2018-11-16 주식회사 엘지화학 배터리 팩
KR20220019000A (ko) * 2017-02-07 2022-02-15 에스케이온 주식회사 직접냉각 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005294023A (ja) 2005-10-20
US7666543B2 (en) 2010-02-23
US20050231158A1 (en) 2005-10-20
JP4062273B2 (ja) 2008-03-19
EP1583170A2 (en) 2005-10-05
EP1583170A3 (en) 2006-07-26
EP1583170B1 (en) 2012-06-27
CN100337345C (zh) 2007-09-12
CN1677712A (zh) 2005-10-05
KR100728418B1 (ko) 2007-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100728418B1 (ko) 배터리
KR101095346B1 (ko) 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 중대형 전지팩
KR101560561B1 (ko) 콤팩트한 구조와 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 그것을 포함하는 중대형 전지팩
KR100942985B1 (ko) 냉매 유량의 분배 균일성이 향상된 중대형 전지팩 케이스
JP4657166B2 (ja) 電池モジュール
KR101145719B1 (ko) 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 중대형 전지팩
KR101071537B1 (ko) 신규한 구조의 방열부재를 포함하는 전지모듈 및 중대형 전지팩
KR100684770B1 (ko) 이차 전지 모듈
JP5307250B2 (ja) 冷却手段を有するバッテリーモジュール、及びそれを含む（中型または大型）バッテリーパック
KR102391984B1 (ko) 전지 모듈용 냉각 부재 및 이를 포함하는 전지팩
KR102058688B1 (ko) 간접 냉각 방식의 배터리 모듈
JP2006128123A (ja) 電池モジュール及び電池モジュール用冷却装置
KR20170067240A (ko) 냉매 유로를 형성하는 부재를 포함하고 있는 전지모듈용 냉각 부재
KR20070013455A (ko) 이차 전지 모듈
WO2014041911A1 (ja) 電池パック及びそれを備えたコンテナ
JP2007042642A (ja) 電池モジュール
KR20130008142A (ko) 2차 전지 배터리 팩
JP2006156383A (ja) 二次電池モジュール
EP3364480B1 (en) Battery pack
JP2009117264A (ja) 電池モジュール
JP6072575B2 (ja) バッテリシステム
KR101533992B1 (ko) 전지모듈
KR100805114B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR100612284B1 (ko) 전지 모듈 및 전지 모듈용 냉각장치
JP7246777B2 (ja) 冷却部材を含む電池パックおよびこれを含むデバイス

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
LAPS Lapse due to unpaid annual fee