KR20120013479A - Battery Module Containing Thermoelectric Film - Google Patents

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KR20120013479A
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Abstract

PURPOSE: A battery module is provided to restrain the size increasing of the whole battery module, by mounting thermoelectric film on one side of a battery cell for removing heat, and to easily control the optimum operation temperature of the battery module. CONSTITUTION: A battery module comprises one or more thermoelectric films on interface of each battery cell. The thermoelectric film comprises a thermoelectric element having a heat absorption plane and a heat radiation plane, and a conductive layer(220) for conducting the heat of thermoelectric element. The heat absorption plane of the thermoelectric plane is contacted to battery cells, and the heat radiation plane is contacted to the conductive layer.

Description

열전 필름을 포함하고 있는 전지모듈{Battery Module Containing Thermoelectric Film}Battery module containing a thermoelectric film {Battery Module Containing Thermoelectric Film}

본 발명은 열전 필름을 포함하고 있는 전지모듈로서, 더욱 상게하게는, 판상형 전지셀들이 팩 케이스에 내장되어 순차적으로 적층되어 있는 전지모듈로서, 상기 각각의 전지셀 계면에는 열전 필름이 개재되어 있으며, 상기 열전 필름은, 통전시 흡열 가능을 발휘한 면과 발열 기능을 발휘하는 면을 가지는 열전소자, 및 상기 열전소자의 열을 전도하는 도전층을 포함하고 있고, 상기 열전소자의 흡열면은 전지셀에 대면해 있고, 발열면은 도전층에 접해 있는 구조로 이루어진 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a thermoelectric film, and more particularly, a battery module in which plate-shaped battery cells are embedded in a pack case and sequentially stacked, wherein each of the battery cell interfaces includes a thermoelectric film interposed therebetween. The thermoelectric film includes a thermoelectric element having a surface capable of absorbing heat when energized and a surface exhibiting a heat generating function, and a conductive layer for conducting heat of the thermoelectric element, wherein the heat absorbing surface of the thermoelectric element is a battery cell. Face to face, the heat generating surface is directed to a battery module having a structure in contact with the conductive layer.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle that has been proposed as a solution for air pollution of existing gasoline and diesel vehicles using fossil fuel. It is attracting attention as a power source such as (Plug-In HEV).

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized battery module such as an automobile is used as a middle- or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected due to the necessity of a large-

중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀(단위전지)로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since medium and large battery modules are preferably manufactured in a small size and weight as possible, square batteries and pouch-type batteries, which can be charged with high integration and have a small weight to capacity, are mainly used as battery cells (unit cells) of medium and large battery modules. have. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

이러한 중대형 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 상기 전지모듈에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전지셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.Since the battery cells constituting the medium-large battery module are composed of secondary batteries capable of charging and discharging, such a high output large capacity secondary battery generates a large amount of heat during the charging and discharging process. In particular, the laminate sheet of the pouch-type battery widely used in the battery module is coated with a low thermal conductivity polymer material, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire battery cell.

충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 대용량의 전지인 차량용 전지팩에는 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.If the heat of the battery module generated during the charging and discharging process is not effectively removed, thermal accumulation occurs and consequently promotes deterioration of the battery module, and in some cases may cause fire or explosion. Therefore, a vehicle battery pack that is a high output large capacity battery requires a cooling system for cooling the battery cells embedded therein.

중대형 전지팩에 장착되는 전지모듈은 일반적으로 다수의 전지셀들을 높은 밀집도로 적층하는 방법으로 제조하며, 충방전시에 발생한 열을 제거할 수 있도록 인접한 전지셀들을 일정한 간격으로 이격시켜 적층한다. 예를 들어, 전지셀 자체를 별도의 부재 없이 소정의 간격으로 이격시키면서 순차적으로 적층하거나, 또는 기계적 강성이 낮은 전지셀의 경우, 하나 또는 둘 이상의 조합으로 카트리지 등에 내장하고 이러한 카트리지들을 다수 개 적층하여 전지모듈을 구성할 수 있다. 적층된 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에는 축적되는 열을 효과적으로 제거할 수 있도록, 냉매의 유로가 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에 형성되는 구조로 이루어진다.A battery module mounted in a medium-large battery pack is generally manufactured by stacking a plurality of battery cells with high density, and stacking adjacent battery cells at regular intervals to remove heat generated during charging and discharging. For example, the battery cells themselves may be sequentially stacked without a separate member at predetermined intervals, or in the case of battery cells having low mechanical rigidity, one or more combinations may be embedded in a cartridge or the like, and a plurality of such cartridges may be stacked. The battery module can be configured. A coolant flow path is formed between the battery cells or the battery modules so as to effectively remove heat accumulated between the stacked battery cells or the battery modules.

그러나, 이러한 구조는 다수의 전지셀들에 대응하여 다수의 냉매 유로를 확보하여야 하므로, 전지모듈의 전체 크기가 커지게 되는 문제점을 가지고 있다.However, this structure has a problem in that the total size of the battery module is increased because a plurality of refrigerant passages must be secured corresponding to the plurality of battery cells.

이와 관련하여, 본 발명에서는 이후 자세히 설명하는 바와 같이 전류의 인가시 양측의 온도 차이가 발생하는 열전소자를 사용하여 전지모듈의 온도 상승을 방지하고 동시에 적정한 온도범위에서 전지가 작동할 수 있도록 하는 기술을 제공하고 있다.In this regard, the present invention uses a thermoelectric element that generates a temperature difference between the two sides when the current is applied as described in detail later to prevent the rise of the temperature of the battery module and at the same time the battery to operate in the appropriate temperature range To provide.

전지팩에 열전소자를 사용하는 예로서, 한국 특허공개출원 제2005-0096786호는, 전지팩의 외면을 감싸고 있는 하우징의 일면에 공기 유입구와 배출구가 형성되어 있고, 공기의 유동을 위한 구동팬이 상기 유로 상에 위치하며, 상기 공기 유입구에는 유입되는 공기의 온도를 제어하기 위한 펠티어 소자가 설치되어 있는 기술을 개시하고 있다. As an example of using a thermoelectric element in a battery pack, Korean Patent Laid-Open Application No. 2005-0096786 discloses an air inlet and an outlet formed on one surface of a housing surrounding an outer surface of a battery pack, and a driving fan for the flow of air is provided. Located on the flow path, the air inlet discloses a technique in which a Peltier element for controlling the temperature of the air flowing in is installed.

그러나, 상기 기술은 펠티어 소자를 사용하여 전지의 냉각 효율을 높이고 있고 있으나, 유입구 및 배출구를 고려한 위치에 펠티어 소자를 설치하고, 별도의 구동팬을 설치하는 등 장치의 전반적인 구성이 번잡하여 조립 공정이 복잡하고, 설계상의 제약이 따를 수 있다.However, the above technique is increasing the cooling efficiency of the battery by using the Peltier element, but the assembly process is complicated by installing the Peltier element in the position in consideration of the inlet and the outlet and installing a separate driving fan. It is complex and can be subject to design constraints.

따라서, 고출력 대용량의 전력을 제공하면서도 간단하고 콤팩트한 구조로 제조될 수 있고, 수명 특성과 안전성이 우수한 전지모듈에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, while providing a high output large capacity power can be manufactured in a simple and compact structure, there is a high need for a battery module excellent in life characteristics and safety.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 발명의 목적은 전지셀의 일면에 열전소자를 장착하여 열을 제거함으로써, 전지모듈 전체의 크기 증가를 억제하면서 전지모듈의 최적 작동온도를 용이하게 조절할 수 있는 전지모듈을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery module that can easily adjust the optimum operating temperature of the battery module while suppressing the increase in size of the entire battery module by removing the heat by mounting a thermoelectric element on one surface of the battery cell.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전 필름을 포함하고 있는 전지모듈은, 다수의 판상형 전지셀들이 팩 케이스에 내장되어 순차적으로 적층되어 있는 전지모듈로서, A battery module including a thermoelectric film according to the present invention for achieving the above object is a battery module in which a plurality of plate-shaped battery cells are built in a pack case and sequentially stacked,

상기 각각의 전지셀 계면에는 하나 또는 둘 이상의 열전 필름이 개재되어 있으며, Each battery cell interface is interposed with one or more thermoelectric film,

상기 열전 필름은, 통전시 흡열 가능을 발휘한 면(흡열면)과 발열 기능을 발휘하는 면(발열면)을 가지는 열전소자, 및 상기 열전소자의 열을 전도하는 도전층을 포함하고 있고, The thermoelectric film includes a thermoelectric element having a surface (heat absorbing surface) and a surface (heating surface) exhibiting heat generation capability when energizing, and a conductive layer for conducting heat of the thermoelectric element,

상기 열전소자의 흡열면은 전지셀에 대면해 있고, 발열면은 도전층에 접해 있는 구조로 구성되어 있다.The heat absorbing surface of the thermoelectric element faces the battery cell, and the heat generating surface has a structure in contact with the conductive layer.

즉, 전지모듈 내부에 장착되어 있는 전지셀이 다양한 원인에 의해 과열되는 경우, 열전 필름은 전지셀에 접해 있는 흡열면을 통해 열을 흡수하고 발열면에서 방열을 이룸으로써 전지모듈의 온도를 안전한 온도 범위로 저하시킨다. 따라서, 전지모듈의 유입구에 열전소자를 설치하고, 별도의 구동팬을 설치하는 종래의 냉각 시스템보다 간단하고 콤팩트한 구조로 전지셀 적층체의 냉각을 수행할 수 있으므로, 전지모듈의 냉각 효율성을 극대화할 수 있고, 높은 집적도로 전지셀들을 적층할 수 있다.That is, when the battery cell mounted inside the battery module is overheated by various causes, the thermoelectric film absorbs heat through the heat absorbing surface in contact with the battery cell and radiates heat from the heat generating surface, thereby maintaining a safe temperature. Lower to the range. Therefore, since the thermoelectric element is installed at the inlet of the battery module and the battery cell stack can be cooled in a simpler and more compact structure than the conventional cooling system in which a separate driving fan is installed, the cooling efficiency of the battery module is maximized. It is possible to stack battery cells with high integration.

상기 열전 필름은 전지셀의 계면에서 보다 효율적으로 열전달을 이룰 수 있도록, 바람직하게는 상기 두 개의 열전 필름이 서로 대향하는 방향으로 개재되어 있을 수 있다. 경우에 따라서는, 전지셀의 계면에 하나의 열전 필름을 개재하거나, 또는 하나의 도전층에 서로 대향하는 방향으로 열전소자를 각각 포함할 수 있음은 물론이다.The thermoelectric film may be interposed in a direction in which the two thermoelectric films are opposed to each other, in order to achieve heat transfer at the interface of the battery cell more efficiently. In some cases, one thermoelectric film may be interposed between the battery cells or one conductive layer may include thermoelectric elements in directions facing each other.

상기 열전소자의 작동을 위한 회로는 전극부재를 경유하여 전지모듈의 작동을 위한 제어부에 연결되어 있을 수 있다. 즉, 상기 열전소자와 제어부의 연결에서 회로가 각각의 열전소자 마다 연결되어 있거나 일체로 연결되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 제어부의 예로는 BMS(battery Management System)를 들 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. The circuit for the operation of the thermoelectric element may be connected to the control unit for the operation of the battery module via the electrode member. That is, in the connection of the thermoelectric element and the control unit, the circuit may be configured to be connected or integrally connected to each thermoelectric element. Examples of the control unit may include a battery management system (BMS), but are not limited thereto.

상기 전극부재는 전지셀에 장착되어 전지모듈의 구성시 열전소자를 제어부와 연결할 수 있는 구조라면 특별히 한정되는 것을 아니며, 예를 들어, 상기 전지셀들의 상부, 측부, 및 하부 중 어느 한 부위에 위치하는 구조일 수 있다.The electrode member is not particularly limited as long as the electrode member is mounted on the battery cell so as to connect the thermoelectric element to the control unit when the battery module is configured. For example, the electrode member may be located at any one of the top, side, and bottom of the battery cells. It may be a structure.

상기 열전소자는 다양한 형태로 도전층에 형성될 수 있으며, 하나의 예에서, 전지셀의 일면에 접할 수 있도록, 도전층 전면에 형성되어 있을 수 있다.The thermoelectric element may be formed on the conductive layer in various forms. In one example, the thermoelectric element may be formed on the entire surface of the conductive layer so as to be in contact with one surface of the battery cell.

또 다른 예에서, 전류의 인가시 열전소자의 흡열 및 발열률의 효율성을 높이기 위하여, 상기 열전소자는 도전층에 둘 또는 그 이상의 독립적인 아일랜드 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 열전소자가 개재된 전지셀의 일면에서 흡열 및 발열 현상을 보다 빠르게 유도할 수 있다.In another example, in order to increase the efficiency of the endothermic and exothermic rate of the thermoelectric element when the current is applied, the thermoelectric element may be formed in the conductive layer in two or more independent island shapes. Accordingly, the endothermic and exothermic phenomenon can be induced more quickly on one surface of the battery cell in which the thermoelectric element is interposed.

상기 구조에서, 아일랜드 형상의 열전소자들은 작동 효율성 및 냉각 효율성을 높일 수 있도록 바람직하게는, 규칙적인 패턴으로 형성되어 있을 수 있으며, 보다 균일한 냉각을 유도하기 위해서 허니컴 형상으로 패턴화되어 있을 수 있지만, 그것만으로 한정되는 것은 아니다.In the above structure, the island-shaped thermoelectric elements may be preferably formed in a regular pattern so as to increase operating efficiency and cooling efficiency, and may be patterned in a honeycomb shape to induce more uniform cooling. It is not limited only to that.

또한, 상기 아일랜드 형상의 열전소자들은 바람직하게는 직렬로 상호 연결되어 제어부와 연결된다.In addition, the island-shaped thermoelectric elements are preferably interconnected in series and connected to the controller.

한편, 상기 열전소자는 전류가 인가되면 양단에서 흡열 또는 방열 현상이 각각 발생하는 열전소자로, 예를 들어 펠티어 소자일 수 있다.On the other hand, the thermoelectric element is a thermoelectric element that generates an endothermic or heat dissipation phenomenon at both ends when a current is applied, for example, may be a Peltier element.

하나의 바람직한 예에서, 상기 열전소자는 높은 열전도성을 가지는 도전층에 접해 있어서 전지모듈 외부로의 효과적인 방열을 수행할 수 있다. 상기 도전층의 예로서, 질화알루미늄(AlN), 구리, 은, 스테인리스 중 어느 하나로 이루어진 금속층 또는 그라파이트(graphite) 층 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In one preferred embodiment, the thermoelectric element is in contact with the conductive layer having a high thermal conductivity can perform effective heat dissipation to the outside of the battery module. Examples of the conductive layer include, but are not limited to, a metal layer made of any one of aluminum nitride (AlN), copper, silver, and stainless steel, a graphite layer, and the like.

또 다른 바람직한 예에서, 열전 필름에 구조적 안정성과 전지모듈의 조립 과정에서의 핸들성 및 기계적 강성을 높이기 위하여, 상기 열전 필름은 상기 도전층이 탑재되는 필름 기재를 추가로 포함할 수 있으며, 예를 들어 고분자 필름일 수 있다. 이러한 고분자 필름의 소재는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 폴리프로필렌 필름, 폴리에스테르 필름 등을 들 수 있으며, 경우에 따라서는, 내열성이 우수한 고분자 수지가 사용될 수도 있다. In another preferred embodiment, in order to increase structural stability and handleability and mechanical rigidity in the assembly process of the battery module, the thermoelectric film may further include a film substrate on which the conductive layer is mounted. For example, it may be a polymer film. The raw material of such a polymer film is not specifically limited, For example, a polypropylene film, a polyester film, etc. are mentioned, A polymer resin excellent in heat resistance may be used depending on a case.

도전층은 이러한 필름 기재에 가열 융착되거나 증착 방식으로 형성될 수 있다.The conductive layer may be thermally fused to this film substrate or formed by vapor deposition.

본 발명에 따른 전지모듈은 고출력 대용량의 달성을 위해 다수의 전지셀들을 포함함으로써, 충방전시 발생하는 고열이 안전성 측면에서 심각하게 대두되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 전원에 바람직하게 사용될 수 있다.The battery module according to the present invention includes a plurality of battery cells to achieve a high output large capacity, the high temperature generated during charging and discharging of the electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or a plug-in hybrid electric vehicle seriously emerged in terms of safety It can be preferably used for a power source.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 열전 필름을 포함하고 있는 전지모듈은, 전지의 방열을 촉진하기 위한 열전 필름이 전지셀 계면들에 개재되어 있고, 열전소자가 도전층에 패턴화되어 있으므로, 전지모듈의 크기 증가를 최소화하면서 전지셀에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다.As described above, in the battery module including the thermoelectric film according to the present invention, a thermoelectric film for promoting heat dissipation of the battery is interposed at the battery cell interfaces, and the thermoelectric element is patterned on the conductive layer. While minimizing the increase in the size of the battery module it can effectively discharge the heat generated from the battery cell to the outside.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다;
도 2는 도 1의 열전 필름의 측면 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 열전 필름과 제어부의 평면도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전필름과 제어부의 평면도이다;
도 5는 필름 기재를 포함하는 열전필름의 부분 측면도이다.
1 is a schematic view of a battery module according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a schematic side view of the thermoelectric film of FIG. 1; FIG.
3 is a plan view of a thermoelectric film and a control unit according to an embodiment of the present invention;
4 is a plan view of a thermoelectric film and a controller according to another embodiment of the present invention;
5 is a partial side view of a thermoelectric film including a film substrate.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 열전 필름의 측면 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic diagram of a battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic side view of the thermoelectric film of FIG.

이들 도면을 참조하면, 전지모듈(300)은 다수의 판상형 전지셀(100)들이 팩 케이스(310)에 내장되어 순차적으로 적층되어 있고, 각각의 전지셀(100) 계면에는 열전 필름(200)이 개재되어 있다. Referring to these drawings, the battery module 300 includes a plurality of plate-shaped battery cells 100 are built in the pack case 310 and sequentially stacked, and each thermoelectric film 200 is interfaced to each battery cell 100 interface. Intervened.

열전 필름(200)은 통전시 흡열 가능을 발휘한 흡열면(211)과 발열 기능을 발휘하는 발열면(212)을 가지는 펠티어 소자(210), 및 펠티어 소자(210)의 열을 전도하는 도전층(220)을 포함하고 있다. The thermoelectric film 200 has a Peltier element 210 having a heat absorbing surface 211 that exhibits heat absorbing ability and a heat generating surface 212 that exhibits a heat generating function, and a conductive layer that conducts heat from the Peltier element 210. And 220.

펠티어 소자(210)의 흡열면(211)은 전지셀(100)에 대면해 있고, 발열면(212)은 도전층(220)에 접해 있다. The heat absorbing surface 211 of the Peltier element 210 faces the battery cell 100, and the heat generating surface 212 is in contact with the conductive layer 220.

이러한 열전 필름(200)은 두 개의 열전 필름이 서로 대향하는 방향으로 개재(A)되어 있거나, 하나의 도전층(220)에 서로 대향하는 방향으로 펠티어 소자(210)를 각각 포함(B)하여 개재하거나, 전지셀(100)의 계면에 하나의 열전 필름(200)을 개재(C)하는 구조 등 다양하게 형성될 수 있다. The thermoelectric film 200 is interposed between the two thermoelectric films in a direction facing each other (A), or includes a Peltier element 210 in each of the conductive layers 220 in a direction facing each other (B). Alternatively, the thermoelectric film 200 may be formed in various ways such as interposing one thermoelectric film 200 at an interface of the battery cell 100.

한편, 도전층(220)은 질화알루미늄(AlN), 구리, 은, 스테인리스 중 어느 하나로 이루어진 금속층 또는 그라파이트(graphite) 층일 수 있다.The conductive layer 220 may be a metal layer or a graphite layer made of any one of aluminum nitride (AlN), copper, silver, and stainless steel.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 열전 필름과 제어부의 평면도가 도시되어 있다. 3 is a plan view of a thermoelectric film and a controller according to an embodiment of the present invention.

도 3을 도 1과 함께 참조하면, 펠티어 소자(210a)의 작동을 위한 회로(230)가 전지셀(100)의 측부에 위치한 전극부재(110)를 경유하여 전지모듈(300)의 작동을 위한 제어부(320)에 연결되어 있으며, 펠티어 소자(210a)와 제어부(320)의 연결에서 회로(230)가 각각의 펠티어 소자(210a) 마다 직렬로 연결되어 있다.Referring to FIG. 3 together with FIG. 1, the circuit 230 for the operation of the Peltier element 210a is provided for the operation of the battery module 300 via the electrode member 110 located at the side of the battery cell 100. The circuit 230 is connected in series to each of the Peltier elements 210a in the connection between the Peltier element 210a and the controller 320.

또한, 펠티어 소자(210a)는 도전층(220)에 6 개의 독립적인 아일랜드 형상으로 형성되어 있어서, 전류의 인가에 의해 펠티어 소자(210a)가 개재된 전지셀의 일면에서 흡열 및 발열 현상을 보다 빠르게 유도할 수 있다. In addition, since the Peltier element 210a is formed in six independent island shapes in the conductive layer 220, the endothermic and heat generation phenomenon may be more rapidly generated on one surface of the battery cell in which the Peltier element 210a is interposed by the application of a current. Can be induced.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 필름과 제어부의 평면도가 도시되어 있다. 4 is a plan view of a thermoelectric film and a controller according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 펠티어 소자(210b)는 아일랜드 형상의 허니컴 형상으로 패턴화되어 있는 점을 제외하고는 도 3과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 4, the Peltier element 210b is the same as FIG. 3 except that the Peltier element 210b is patterned into an island-shaped honeycomb shape, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 도 3의 열전 필름에 필름 기재를 포함한 부분 측면도를 모식적으로 도시하고 있다. FIG. 5 schematically shows a partial side view including a film substrate in the thermoelectric film of FIG. 3.

도 5를 도 3과 함께 참조하면, 열전필름(200')은 도전층(220)이 탑재되는 고분자 필름(240)을 추가로 포함하고 있어서, 열전 필름에 보다 높은 기계적 강성과 구조적 안정성 및 핸들링성을 부여할 수 있다. Referring to FIG. 5 together with FIG. 3, the thermoelectric film 200 ′ further includes a polymer film 240 on which the conductive layer 220 is mounted, thereby providing higher mechanical rigidity, structural stability, and handling property in the thermoelectric film. Can be given.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (15)

다수의 판상형 전지셀들이 팩 케이스에 내장되어 순차적으로 적층되어 있는 전지모듈로서,
상기 각각의 전지셀 계면에는 하나 또는 둘 이상의 열전 필름이 개재되어 있으며,
상기 열전 필름은, 통전시 흡열 가능을 발휘한 면(흡열면)과 발열 기능을 발휘하는 면(발열면)을 가지는 열전소자, 및 상기 열전소자의 열을 전도하는 도전층을 포함하고 있고,
상기 열전소자의 흡열면은 전지셀에 대면해 있고, 발열면은 도전층에 접해 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
A battery module in which a plurality of plate-shaped battery cells are built in a pack case and sequentially stacked,
Each battery cell interface is interposed with one or more thermoelectric film,
The thermoelectric film includes a thermoelectric element having a surface (heat absorbing surface) and a surface (heating surface) exhibiting heat generation capability when energizing, and a conductive layer for conducting heat of the thermoelectric element,
The heat absorbing surface of the thermoelectric element is facing the battery cell, the heat generating surface is in contact with the conductive layer, the battery module.
제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 계면에는 두 개의 열전 필름이 서로 대향하는 방향으로 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈. The battery module of claim 1, wherein two thermoelectric films are interposed in the battery cell interface in a direction facing each other. 제 1 항에 있어서, 상기 열전소자의 작동을 위한 회로는 전극부재를 경유하여 전지모듈의 작동을 위한 제어부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈. The battery module according to claim 1, wherein the circuit for operating the thermoelectric element is connected to a control unit for operating the battery module via an electrode member. 제 3 항에 있어서, 상기 전극부재는 상기 전지셀들의 상부, 측부, 및 하부 중 어느 한 부위에 위치하는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.The medium-large battery pack of claim 3, wherein the electrode member is positioned at any one of an upper portion, a side portion, and a lower portion of the battery cells. 제 1 항에 있어서, 상기 열전소자는 도전층 전면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the thermoelectric element is formed on the entire conductive layer. 제 1 항에 있어서, 상기 열전소자는 도전층에 둘 또는 그 이상의 독립적인 아일랜드 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the thermoelectric element is formed in a conductive layer in two or more independent island shapes. 제 6 항에 있어서, 상기 아일랜드 형상의 열전소자들은 규칙적인 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 6, wherein the island-shaped thermoelectric elements are formed in a regular pattern. 제 7 항에 있어서, 상기 아일랜드 형상의 열전소자들은 허니컴 형상으로 패턴화되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.8. The battery module according to claim 7, wherein the island-shaped thermoelectric elements are patterned in a honeycomb shape. 제 6 항에 있어서, 상기 아일랜드 형상의 열전소자들은 직렬로 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.7. The battery module according to claim 6, wherein the island-shaped thermoelectric elements are interconnected in series. 제 1 항에 있어서, 상기 열전소자는 펠티어 소자인 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the thermoelectric element is a Peltier element. 제 1 항에 있어서, 상기 도전층은 질화알루미늄(AlN), 구리, 은, 스테인리스 중 어느 하나로 이루어진 금속층 또는 그라파이트(graphite) 층인 것을 특징으로 하는 전지모듈.The method of claim 1, wherein the conductive layer is a battery module, characterized in that the metal layer or graphite (graphite) layer made of any one of aluminum nitride (AlN), copper, silver, stainless steel. 제 1 항에 있어서, 상기 열전 필름은 도전층이 탑재되는 필름 기재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module of claim 1, wherein the thermoelectric film further comprises a film substrate on which a conductive layer is mounted. 제 12 항에 있어서, 상기 필름 기재는 고분자 필름인 것을 특징으로 하는 전지모듈.13. The battery module according to claim 12, wherein the film substrate is a polymer film. 제 12 항에 있어서, 상기 필름 기재는 도전층에 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module of claim 12, wherein the film substrate is formed by being deposited on a conductive layer. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the battery module is used as a power source for an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or a plug-in hybrid electric vehicle.
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