KR20140034362A - Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same - Google Patents

Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR20140034362A
KR20140034362A KR1020120099805A KR20120099805A KR20140034362A KR 20140034362 A KR20140034362 A KR 20140034362A KR 1020120099805 A KR1020120099805 A KR 1020120099805A KR 20120099805 A KR20120099805 A KR 20120099805A KR 20140034362 A KR20140034362 A KR 20140034362A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
heat exchange
cooling
temperature
heat
Prior art date
Application number
KR1020120099805A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
진예진
Original Assignee
에스케이이노베이션 주식회사
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 에스케이이노베이션 주식회사 filed Critical 에스케이이노베이션 주식회사
Priority to KR1020120099805A priority Critical patent/KR20140034362A/en
Priority to PCT/KR2013/007916 priority patent/WO2014038825A1/en
Publication of KR20140034362A publication Critical patent/KR20140034362A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6572Peltier elements or thermoelectric devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

The present invention relates to a secondary battery module and, more specifically, to a secondary battery module having a heat exchanging unit and a cooling method of the same to pre-heat or cool a battery module having multiple battery cells. The purpose of the present invention is to provide a secondary battery module having a heat exchanging unit and a cooling method of the same to pre-heat or cool the battery module using a Peltier element; and to cool a battery only in the peak heating the battery by applying the Peltier element as an auxiliary unit for air-cooling or water-cooling when cooling the battery module.

Description

열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈 및 이의 열교환 방법{Secondary Battery Module having Heat Exchanging Device and Heat Exchanging Method of the Same}Secondary battery module having heat exchange means and heat exchange method thereof [Secondary Battery Module having Heat Exchanging Device and Heat Exchanging Method of the Same}

본 발명은 이차 전지용 배터리 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 예열 또는 냉각시키기 위한 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈 및 이의 열교환 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery module for a secondary battery, and more particularly to a battery module for a secondary battery having a heat exchange means for preheating or cooling a battery module including a plurality of battery cells and a heat exchange method thereof.

통상적으로 2차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이중에서 상기 리튬이온전지는 장 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.In general, secondary batteries are rechargeable and have a large capacity, such as nickel cadmium, nickel hydrogen, and lithium ion batteries. In particular, the lithium ion battery has attracted attention as a next generation power source due to its excellent characteristics such as long service life and high capacity. Among them, the lithium secondary battery has a working voltage of 3.6 V or more and is used as a power source for portable electronic devices, or a series of several batteries are used in a high-output hybrid vehicle. In a nickel-cadmium battery or a nickel-metal hydride battery The operating voltage is three times higher and the energy density per unit weight is also excellent. Thus, the use thereof is rapidly increasing.

상기 리튬 2차 전지는 다양한 형태로 제조 가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치 형(pouched type)으로 제조되어, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.The lithium secondary battery can be manufactured in various forms. Typical examples of the lithium secondary battery include a cylinder type and a prismatic type, which are mainly used in a lithium ion battery. In recent years, a lithium polymer battery has been manufactured in a pouch type having flexibility and its shape is relatively free. In addition, the lithium polymer battery is excellent in safety and light in weight, which is advantageous for slimmer and lighter portable electronic devices.

위와 같은 구성의 파우치 형으로 되는 배터리 셀은 전지부와, 상기 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 케이스를 포함하여 구성된다. 배터리 셀은 다수 개가 적층되어 배터리 모듈로 사용되는 경우가 대부분인데 적층되는 배터리 셀 간의 연결을 위해 전지부와 통전되는 전극탭이 케이스 외부로 노출되며, 각각의 전극탭을 직렬 또는 병렬 연결하여 대용량의 전압 또는 전류를 공급하게 된다.The battery cell of the pouch type having the above configuration is configured to include a battery unit and a case providing a space in which the battery unit is accommodated. In many cases, a plurality of battery cells are stacked and used as battery modules, and electrode tabs that are energized with the battery unit are exposed to the outside of the case for connection between the stacked battery cells. Supply voltage or current.

상기와 같은 구성의 배터리 모듈은 적정 온도에 도달하지 않은 상태 즉 초기 사용 시 또는 혹한의 환경에서 사용될 경우 성능이 저하되며, 수명이 단축되는 특성이 있다. 따라서 2차 전지의 적정 구동온도 보다 낮은 저온 환경에 노출되는 2차 전지를 적정 온도에 도달 시킬 수 있는 예열 시스템이 요구된다.The battery module having the above configuration is deteriorated in performance and shortened in life when used in a state in which the proper temperature is not reached, that is, during initial use or in a cold environment. Therefore, there is a need for a preheating system capable of reaching a proper temperature of a secondary battery exposed to a low temperature environment that is lower than an appropriate driving temperature of the secondary battery.

또한, 배터리 셀은 동작 시 적정 온도에서 벗어나는 열이 발생하는 데 이를 냉각시키기 위해 공랭식 또는 수냉식 냉각 시스템이 배터리 모듈에 장착된다. 종래의 냉각 시스템은 배터리 작동 시 피크온도에 맞게 대형 냉각 시스템이 설계되기 때문에 배터리 모듈의 부피가 커진다. 그러나 배터리 동작 시 배터리 온도가 피크를 유지하는 시간은 배터리 동작 시간에서 극히 일부에 불과하며, 대부분의 시간은 피크 온도보다 낮은 온도를 유지한다. 따라서 배터리 동작 시 대부분의 시간은 상기와 같은 대형 냉각 시스템이 불필요하다. 따라서 기존 냉각 시스템에 비해 크기가 작고, 배터리의 피크 발열 시에만 배터리를 추가 냉각 시킬 수 있는 냉각 시스템이 요구된다.
In addition, the battery cell generates heat that deviates from an appropriate temperature during operation, and an air-cooled or water-cooled cooling system is mounted to the battery module to cool it. Conventional cooling systems increase the volume of battery modules because large cooling systems are designed for peak temperatures during battery operation. However, during battery operation, the battery temperature peaks only a fraction of the battery operating time, and most of the time the temperature is lower than the peak temperature. Therefore, most of the time during battery operation, such a large cooling system is unnecessary. Therefore, a cooling system that is smaller than the existing cooling system and can further cool the battery only at the peak heat generation of the battery is required.

한국공개특허공보 제2011-0006055호Korean Laid-Open Patent Publication No. 2011-0006055

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 펠티에 소자를 이용해 배터리 모듈을 예열 또는 냉각시키며, 특히 배터리 모듈 냉각 시에는 펠티에 소자를 공랭식 또는 수냉식 냉각 수단의 보조 수단으로 적용하여 배터리의 피크 발열 시에만 배터리를 냉각시키는 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈 및 이의 열교환 방법을 제공함에 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to preheat or cool the battery module using a Peltier element, in particular, the Peltier element as an auxiliary means of air-cooled or water-cooled cooling means when cooling the battery module The present invention provides a battery module for a secondary battery having a heat exchange means for cooling the battery only at the peak heat generation of the battery, and a heat exchange method thereof.

본 발명의 배터리 모듈은, 복수 개가 적층되는 배터리 셀; 상기 베터리 셀을 감싸도록 구비되는 모듈 케이스; 상기 배터리 셀을 냉각시키기 위해 상기 모듈 케이스의 외면에 적어도 하나 이상 구비되는 냉각 수단; 및 상기 배터리 셀을 예열 또는 냉각시키기 위한 펠티에 소자로 구성되며, 상기 모듈 케이스의 외면에 구비되는 열교환 수단; 을 포함한다.The battery module of the present invention, a plurality of battery cells are stacked; A module case provided to surround the battery cell; Cooling means provided on at least one outer surface of the module case to cool the battery cell; And a Peltier element for preheating or cooling the battery cell, the heat exchange means being provided on an outer surface of the module case; .

이때, 상기 펠티에 소자와, 상기 모듈 케이스 사이에는, 상기 모듈케이스의 일면에 대응되는 크기를 갖는 열전달 부재가 더 구비된다.In this case, a heat transfer member having a size corresponding to one surface of the module case is further provided between the Peltier element and the module case.

또한, 상기 열전달 부재는, 열전도성이 있는 금속 또는 히트파이프 재질로 된다.Further, the heat transfer member is made of a heat conductive metal or heat pipe material.

본 발명의 다른 실시 예의 배터리 모듈은, 다단으로 적층되는 복수의 배터리 셀; 상기 베터리 셀을 감싸도록 구비되는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 공기 유입면에 설치되며, 공기 유입경로가 적어도 하나 이상 형성된 열전달 수단; 및 상기 배터리 셀을 예열 또는 냉각시키기 위해 펠티에 소자로 되며, 상기 열전달 수단에 설치되는 열교환 수단; 을 포함한다.Battery module according to another embodiment of the present invention, a plurality of battery cells stacked in multiple stages; A module case provided to surround the battery cell; Heat transfer means installed on an air inlet surface of the module case and having at least one air inlet path; Heat exchange means which is a Peltier element for preheating or cooling the battery cell and is installed in the heat transfer means; .

이때, 상기 열전달 수단은, 상기 모듈 케이스의 공기 유입면에 인접한 면으로 절곡되어 연장되는 열교환 수단 결합부; 를 포함하며, 상기 열교환 수단은 상기 열교환 수단 결합부에 설치되며, 상기 열전달 수단은, 열전도성이 있는 금속 또는 히트파이프 재질로 된다.At this time, the heat transfer means, the heat exchange means coupling portion is bent to extend to the surface adjacent to the air inlet surface of the module case; It includes, wherein the heat exchange means is installed in the heat exchange means coupling portion, the heat transfer means is made of a heat conductive metal or heat pipe material.

본 발명의 배터리 모듈의 열교환 방법은, 배터리 온도(T)를 감지하는 단계; 상기 배터리 온도(T)와 설정된 배터리 예열 임계온도(T1)를 비교하는 단계; 상기 배터리 예열 임계온도(T1) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 낮은 경우 상기 열교환 수단이 발열 작동되는 단계; 상기 배터리 예열 임계온도(T1) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 높을 경우 상기 열교환 수단이 작동 정지되는 단계; 를 포함하며, 상기 배터리 예열 임계온도(T1)는, 섭씨 20도 이하이다.Heat exchange method of the battery module of the present invention, the step of sensing the battery temperature (T); Comparing the battery temperature T with a set battery preheating threshold temperature T1; The heat exchange means generating heat when the battery temperature T is lower than the battery preheating threshold temperature T1; Stopping said heat exchange means when said battery temperature (T) is higher than said battery preheating threshold temperature (T1); It includes, the battery preheating threshold temperature (T1), 20 degrees Celsius or less.

또한, 본 발명의 배터리 모듈의 열교환 방법은, 배터리 온도(T)를 감지하는 단계; 상기 배터리 온도(T)와 설정된 배터리 냉각 임계온도(T2)를 비교하는 단계; 상기 배터리 냉각 임계온도(T2) 보다 상기 배터리 온도(T)가 높을 경우, 수냉식으로 되는 냉각 수단 또는 공랭식으로 되는 열전달 수단이 작동되는 단계; 상기 배터리 온도(T)와 설정된 배터리 추가 냉각 임계온도(T3)를 비교하는 단계; 및 상기 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 높을 경우 펠티에 소자로 되는 열교환 수단이 냉각 작동되는 단계; 를 포함하며, 상기 배터리 냉각 임계온도(T2)는, 섭씨 30도 이상 이고, 상기 배터리 추가 냉각 임계온도(T3)는, 섭씨 40도 이상이다.In addition, the heat exchange method of the battery module of the present invention, the step of sensing the battery temperature (T); Comparing the battery temperature T with a set battery cooling threshold temperature T2; When the battery temperature T is higher than the battery cooling threshold temperature T2, operating the water cooling means or the air-cooling heat transfer means; Comparing the battery temperature T with a set battery additional cooling threshold temperature T3; And cooling the heat exchange means serving as a Peltier element when the battery temperature T is higher than the battery additional cooling threshold temperature T3. Includes, the battery cooling threshold temperature (T2) is 30 degrees Celsius or more, the battery additional cooling threshold temperature (T3), 40 degrees Celsius or more.

또한, 상기 열교환 방법은, 상기 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 낮을 경우, 상기 열교환 수단이 작동 정지되는 단계; 를 더 포함한다.
The heat exchange method may further include: stopping the heat exchange means when the battery temperature T is lower than the battery additional cooling threshold temperature T3; .

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈 및 이의 열교환 방법은 펠티에 소자를 이용해 배터리 모듈을 효과적으로 예열시켜 저온 환경에서의 이차전지의 성능 개선 및 수명 연장의 효과가 있다.The battery module for a secondary battery having the heat exchange means of the present invention and the heat exchange method thereof having the above configuration have the effect of effectively preheating the battery module using a Peltier element to improve the performance and extend the life of the secondary battery in a low temperature environment.

또한, 펠티에 소자를 보조 냉각 수단으로 이용하여 주 냉각 수단은 피크 온도 보다 낮은 영역대의 배터리 발열을 냉각시킬 수 있도록 다운사이징이 가능하여 그 크기 및 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by using the Peltier element as an auxiliary cooling means, the main cooling means can be downsized to cool the battery heat generated in a region lower than the peak temperature, thereby reducing its size and weight.

또한, 다수가 적층되는 배터리 셀 각각과의 열교환이 가능하여 배터리 모듈의 온도를 더욱 균일하게 조절할 수 있다. In addition, heat exchange with each of the plurality of stacked battery cells can be performed to more uniformly control the temperature of the battery module.

또한, 통상의 배터리 모듈 예열 장비에 비해 소모 전력당 보다 높은 열로 예열이 가능하여 에너지 효율이 높아진다.In addition, the energy efficiency is increased by preheating with higher heat per power consumption than conventional battery module preheating equipment.

아울러, 펠티에 소자로 인한 국부 극한 가열 및 냉각을 전도성이 높은 열교환 매체를 통해 배터리 모듈에 고루 전달하기 때문에 배터리 모듈의 온도 균일 성을 유지할 수 있다.
In addition, the local extreme heating and cooling due to the Peltier element is evenly transmitted to the battery module through a highly conductive heat exchange medium, thereby maintaining the temperature uniformity of the battery module.

도 1은 본 발명의 배터리 모듈 전체사시도
도 2는 본 발명의 배터리 모듈 분해사시도
도 3은 도 1의 AA' 단면도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예의 배터리모듈 전체사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예의 배터리모듈 정면도
도 6은 본 발명의 배터리모듈 열교환 방법 흐름도
1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view of a battery module of the present invention
3 is a cross-sectional view taken along the line AA '
4 is a perspective view of a battery module according to another embodiment of the present invention;
5 is a front view of a battery module of another embodiment of the present invention;
6 is a flow chart of the battery module heat exchange method of the present invention

본 발명의 일실시 예의 배터리 모듈은 배터리를 냉각시키기 위한 통상적인 공랭식 또는 수냉식 냉각 수단 외에 추가적으로 펠티에 소자를 이용한 열교환 수단을 구비한다. 펠티에 소자는 일 방향으로 전류가 인가되면, 일측 면은 냉각되고, 타측 면은 발열되는 특징을 갖는다. 또한 전류를 타 방향으로 즉 역으로 공급하면, 일측 면은 발열하고, 타측 면은 냉각되는 특징을 갖는다. 따라서 전류 공급 방향에 따라 펠티에 소자를 이용하여 배터리 모듈을 예열 또는 냉각 가능하도록 구성한다.The battery module of an embodiment of the present invention includes heat exchange means using Peltier elements in addition to the usual air-cooled or water-cooled cooling means for cooling the battery. When a current is applied in one direction, the Peltier device cools one side and generates heat on the other side. In addition, when the current is supplied in the other direction, that is, in the reverse direction, one side generates heat and the other side is cooled. Therefore, the Peltier device is used to preheat or cool the battery module according to the current supply direction.

특히 배터리 모듈이 최대 온도에 인접하여 발열 시 본 발명의 펠티에 소자를 이용한 열교환 수단이 상기한 냉각 수단과 더불어 배터리 모듈을 냉각시키도록 구성하여 냉각 수단의 크기 및 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.In particular, the heat exchange means using the Peltier element of the present invention is configured to cool the battery module together with the above cooling means when the battery module generates heat close to the maximum temperature, thereby reducing the size and weight of the cooling means.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

- 실시 예 1- Example 1

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈은 다수의 배터리 셀(10), 모듈 케이스(20), 냉각 수단(30), 열교환 수단(40) 및 열전도부재(50)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, the battery module of the present invention includes a plurality of battery cells 10, a module case 20, a cooling means 30, a heat exchange means 40, and a heat conductive member 50. .

배터리 셀(10)은 통상의 파우치 형 배터리 셀 또는 하드케이스 형 배터리 셀이 적용될 수 있다. 배터리 셀(10)은 적용되는 요구 조건에 따라 다수 개가 적층되어 구성될 수 있으며, 적어도 하나 이상 다수 개가 적층될 수 있다.The battery cell 10 may be a conventional pouch type battery cell or a hard case type battery cell. The battery cells 10 may be configured by stacking a plurality of battery cells 10, and at least one or more batteries may be stacked.

적층된 배터리 셀(10)의 외면에는 모듈 케이스(20)가 구비된다. 모듈 케이스(20)는 배터리 셀(10)의 일면과 타면을 감싸도록 구성되어 적층된 배터리 셀(10)을 취합하고, 보호하는 역할을 수행한다. 본실시 예에서는 배터리 셀(10)의 일면과 타면 만을 커버하는 것으로 도시되어 있으나, 배터리 셀(10)의 둘레 면을 따라 결합될 수도 있음은 자명하다.The module case 20 is provided on an outer surface of the stacked battery cells 10. The module case 20 is configured to surround one surface and the other surface of the battery cell 10 to collect and protect the stacked battery cells 10. In the present exemplary embodiment, only one surface and the other surface of the battery cell 10 are illustrated to be covered, but it is obvious that the battery cell 10 may be coupled along the circumferential surface of the battery cell 10.

냉각수단(30)은 배터리 셀(10)의 둘레 면에 맞닿아 결합될 수 있다. 냉각수단(30)은 배터리 셀(10)의 일측 둘레 면과 타측 둘레 면에 결합되어 발열된 배터리 셀(10)을 냉각시키도록 구성된다. 냉각수단(30)은 내부에 냉매가 유동되도록 하여 냉매와 배터리 셀(10)의 열교환에 의해 배터리 셀(10)을 냉각 시키는 통상의 수냉식 냉각 수단이 적용될 수 있다. 따라서 냉각수단(30)은 냉매가 유입되는 냉매유입관과 냉각수단(30)을 유동하며 열교환된 냉매를 배출하는 냉매유출관을 포함하여 구성된다. 도면상에는 도시되지 않았지만 냉각수단(30)은 열교환된 냉매를 냉매유출관을 통해 공급받아 냉각시켜 냉매유입관으로 재공급하는 냉매냉각수단이 더 구비될 수 있음은 자명하다.The cooling means 30 may be coupled to abut the circumferential surface of the battery cell 10. The cooling means 30 is coupled to one circumferential surface and the other circumferential surface of the battery cell 10 and configured to cool the generated battery cell 10. Cooling means 30 may be a conventional water-cooled cooling means for cooling the battery cell 10 by the heat exchange between the refrigerant and the battery cell 10 by allowing the refrigerant to flow therein. Therefore, the cooling means 30 is configured to include a refrigerant inlet tube through which the refrigerant flows and a refrigerant outlet tube flowing through the cooling means 30 and discharging the heat exchanged refrigerant. Although not shown in the drawings, the cooling means 30 may further include a refrigerant cooling means for receiving the heat-exchanged refrigerant through the refrigerant outlet pipe and cooling it to supply the refrigerant to the refrigerant inlet pipe again.

배터리 셀(10)의 상측, 하측 또는 상하 양측 둘레 면에는 열교환 수단(40)이 구비된다. 이하 열교환 수단(40)은 배터리 셀(10)의 상측에 구비되는 것을 기준으로 하여 설명하기로 한다. 열교환 수단(40)은 배터리 셀(10)의 상측 둘레 면에 구비되어 발열 또는 냉각에 의해 배터리 셀(10)을 예열 또는 냉각시킨다. 열교환 수단(40)은 효율적인 운용을 위해 배터리 셀(10)의 상측 둘레 면보다 적은 열교환 면적을 갖도록 구성되며, 배터리 셀(10)의 상측 둘레 면에 고른 열교환을 위해 열전달 부재(50)를 통해 배터리 셀(10)에 결합된다. 이하 도면을 참조하여 열교환 수단(40)과 열전달 부재(50)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Heat exchange means 40 is provided on the upper, lower or upper and lower circumferential surfaces of the battery cell 10. Hereinafter, the heat exchange means 40 will be described on the basis of being provided above the battery cell 10. The heat exchange means 40 is provided on the upper circumferential surface of the battery cell 10 to preheat or cool the battery cell 10 by heating or cooling. The heat exchange means 40 is configured to have a heat exchange area smaller than the upper circumferential surface of the battery cell 10 for efficient operation, and through the heat transfer member 50 for heat exchange evenly on the upper circumferential surface of the battery cell 10. Coupled to (10). Hereinafter, the heat exchange means 40 and the heat transfer member 50 will be described in more detail with reference to the drawings.

도 3을 참조하면 열교환 수단(40)은 펠티에 소자로 이루어질 수 있다. 즉 열교환 수단(40)은 서로 다른 도체인 제1 플레이트(41)와 제2 플레이트(42)로 구성되며, 제1 플레이트(41)와 제2 플레이트(42)에 전류를 흐르게 하면, 제1 플레이트(41)와 제2 플레이트(42)의 기전력에 의해 제1 플레이트(41) 발열 시에는 제2 플레이트(42)는 냉각되며, 반대의 전류를 흐르게 하면 제1 플레이트(41) 냉각 시에는 제2 플레이트(42)는 발열한다. 따라서 제1 플레이트(41) 발열 시에는 배터리 셀(10)을 예열하며, 제1 플레이트(41) 냉각 시에는 배터리 셀(10)을 냉각시킨다.Referring to FIG. 3, the heat exchange means 40 may be formed of a Peltier element. That is, the heat exchange means 40 is composed of the first plate 41 and the second plate 42 which are different conductors, and when the current flows through the first plate 41 and the second plate 42, the first plate By the electromotive force of the 41 and the second plate 42, the second plate 42 is cooled when the first plate 41 is heated, and when the opposite current flows, the second plate 42 is cooled when the first plate 41 is cooled. The plate 42 generates heat. Accordingly, the battery cell 10 is preheated when the first plate 41 is heated, and the battery cell 10 is cooled when the first plate 41 is cooled.

펠티에 소자로 되는 열교환 수단(40)은 국부 극한 가열 및 국부 극한 냉각의 특성을 갖기 때문에 대수가 적층되는 배터리 셀(10) 각각의 온도의 균일성을 유지 할수 있도록 열교환 수단(40)과 배터리 셀(10) 사이에는 열전달 부재(50)가 구비된다. 열전달 부재(50)는 열전도성이 높은 금속 부재 또는 도시된 바와 같이 내부에 휘발성 물질(51)이 수용되는 다수의 히트파이프를 일렬로 배치하여 결합된 형태가 적용될 수 있다. 이때, 다수의 히트파이프 각각이 배터리 셀(10) 각각에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기와 같은 구성을 통해 다수개의 배터리 셀(10) 각각이 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.Since the heat exchange means 40 serving as a Peltier element has the characteristics of local extreme heating and local extreme cooling, the heat exchange means 40 and the battery cell ( The heat transfer member 50 is provided between 10). The heat transfer member 50 may be formed by combining a metal member having high thermal conductivity or a plurality of heat pipes in which a volatile material 51 is accommodated in a row, as shown in the figure. In this case, each of the plurality of heat pipes may be disposed to correspond to each of the battery cells 10. Through the above configuration, each of the plurality of battery cells 10 has an effect of maintaining a uniform temperature.

상기와 같은 구성을 통해 제1 플레이트(41)의 발열 또는 냉각을 열전달 부재(50)를 통해 빠르고 효과적으로 배터리 셀(10)에 전달하여 배터리 셀(10)을 예열 또는 냉각시킨다. Through the above configuration, heat or cooling of the first plate 41 is transferred to the battery cell 10 quickly and effectively through the heat transfer member 50 to preheat or cool the battery cell 10.

- 실시 예 2- Example 2

상술된 본 발명의 제1 실시 예는 수냉식 냉각 수단에 적용된 배터리 모듈에 대하여 기재하였으며, 본 발명의 제2 실시 예는 공랭식 냉각 수단에 적용될 수 있는 배터리 모듈에 대하여 설명하기로 한다.The first embodiment of the present invention described above has been described with respect to the battery module applied to the water-cooled cooling means, the second embodiment of the present invention will be described with respect to the battery module that can be applied to the air-cooled cooling means.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈은 다수의 배터리 셀(100), 열전달 수단(200) 및 열교환 수단(300)을 포함하여 이루어진다.1 and 2, the battery module of the present invention includes a plurality of battery cells 100, heat transfer means 200, and heat exchange means 300.

배터리 셀(100)은 통상의 파우치 형 배터리 셀 또는 하드케이스 형 배터리 셀이 적용될 수 있다. 배터리 셀(100)은 적용되는 요구 조건에 따라 다수 개가 적층되어 구성될 수 있으며, 적어도 하나 이상 다수 개가 적층될 수 있다. 공랭식 열교환 수단이 적용되는 배터리 셀(100)은 열교환 효율을 높이기 위해 적층 시 일정거리 이격되어 결합될 수 있다. 도면상에는 도시되지 않았지만, 적층된 배터리 셀(100)의 외면에는 모듈 케이스(미도시)가 구비될 수 있다. 모듈 케이스는 배터리 셀(100)의 외면을 감싸도록 구성되어 적층된 배터리 셀(100)을 취합하고, 보호하는 역할을 수행한다.The battery cell 100 may be a conventional pouch type battery cell or a hard case type battery cell. The battery cells 100 may be configured by stacking a plurality of battery cells 100 according to requirements, and at least one battery cell 100 may be stacked. The battery cell 100 to which the air-cooled heat exchange means is applied may be coupled at a predetermined distance apart in order to increase heat exchange efficiency. Although not shown in the drawings, a module case (not shown) may be provided on an outer surface of the stacked battery cells 100. The module case is configured to surround the outer surface of the battery cell 100 to collect and protect the stacked battery cells 100.

열전달 수단(200)은 배터리 셀(100)의 둘레 면에 맞닿아 결합될 수 있다. 특히 본실시 예의 열전달 수단(200)은 공기가 유입되는 배터리 셀(100)의 둘레 면에 구비될 수 있다. 열전달 수단(200)은 열전도성이 높은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 공기가 배터리 셀(100)에 유입될 수 있도록 공기유입경로(200a)가 적어도 하나 이상 공기 유동방향을 따라 형성될 수 있다. 도 5를 참조하면, 열전달 수단(200)은, 공기 유입면에 형성되며 공기유입경로(200a)가 형성되는 몸체부(210)와 열교환 수단이 결합되는 열교환 수단 결합부(220)로 구성된다. 열교환 수단 결합부(220)는 몸체부(210)의 양단 중 어느 한 측에서 배터리 셀(100)의 공기 유입면에 이웃하는 둘레 면으로 절곡되어 연장 형성된다. 이는 열교환 수단(300)이 공기의 영향을 받지 않도록 하기 위함이다.The heat transfer means 200 may be coupled to abut the circumferential surface of the battery cell 100. In particular, the heat transfer means 200 of the present embodiment may be provided on the circumferential surface of the battery cell 100 into which air is introduced. The heat transfer means 200 may be made of a metal having high thermal conductivity, and at least one air inflow path 200a may be formed along the air flow direction to allow air to flow into the battery cell 100. Referring to FIG. 5, the heat transfer means 200 includes a body portion 210 formed at an air inflow surface and an air inflow path 200a and a heat exchange means coupling portion 220 to which a heat exchange means is coupled. The heat exchange means coupling part 220 is bent and extended to a circumferential surface adjacent to the air inflow surface of the battery cell 100 at either side of the body portion 210. This is to ensure that the heat exchange means 300 is not affected by air.

열교환 수단 결합부(220)에는 열교환 수단(300)이 구비된다. 열교환 수단(300)은 열전달 수단(200)에 결합되어 발열 또는 냉각에 의해 배터리 셀(100)을 예열 또는 냉각시킨다. 열교환 수단(300)은 펠티에 소자로 이루어질 수 있다. 열교환 수단(300)에 대한 상세 구성은 상술된 제1 실시 예로 대신하기로 한다.  The heat exchange means coupling part 220 is provided with a heat exchange means 300. The heat exchange means 300 is coupled to the heat transfer means 200 to preheat or cool the battery cell 100 by heating or cooling. The heat exchange means 300 may be made of a Peltier element. The detailed configuration of the heat exchange means 300 will be replaced by the first embodiment described above.

따라서 열교환 수단(300)의 발열에 의해 열전달 수단(200)을 가열하면 열전달 수단(200)으로 유입되는 공기를 가열시키게 되고, 가열된 공기 즉 온풍을 통해 배터리 셀(100)을 예열 시킨다. 또한 열교환 수단(300)의 냉각에 의해 열전달 수단(200)을 냉각시키면 열전달 수단(200)으로 유입되는 공기를 냉각시키게 되고, 가열된 공기 즉 냉풍을 통해 배터리 셀(100)을 예열 시킨다. 특히 열교환 수단(300)을 통해 냉각시키지 않아도 배터리 모듈(100)로 유입되는 공기 즉 자연풍은 배터리 모듈(100)의 온도 보다 낮기 때문에 열전달 수단(200)을 냉각시켜 열전달 수단(200)을 통해 공기를 냉각 시킬 경우 배터리 모듈(100)의 냉각 효과는 배가될 수 있다.Accordingly, when the heat transfer means 200 is heated by the heat of the heat exchange means 300, the air flowing into the heat transfer means 200 is heated, and the battery cell 100 is preheated through the heated air. In addition, when the heat transfer means 200 is cooled by the cooling of the heat exchange means 300, the air flowing into the heat transfer means 200 is cooled, and the battery cell 100 is preheated through the heated air. In particular, since the air flowing into the battery module 100, that is, the natural wind, is lower than the temperature of the battery module 100 without cooling through the heat exchange means 300, the air is cooled through the heat transfer means 200 by cooling the heat transfer means 200. When cooled, the cooling effect of the battery module 100 may be doubled.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 배터리 모듈의 열교환 즉 예열 또는 냉각 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a heat exchange, that is, a preheating or cooling method of the battery module of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

설명에 앞서 배터리 온도(T)는 온도 센서에 의해 감지되는 배터리의 실시간 온도이며, 배터리 예열 임계온도(T1)는 상술된 열교환 수단의 예열 작동 기준 온도 예를 들면, 섭씨 20도 이하일 수 있다. 배터리 냉각 임계온도(T2)는, 상술된 냉각 수단 또는 열전달 수단의 냉각 작동 기준 온도 예를 들면, 섭씨 30도 이상일 수 있다. 배터리 추가 냉각 임계온도(T3)는, 상술된 열교환 수단의 냉각 작동 기준 온도 예를 들면, 섭씨 40도 이상일 수 있다.Prior to the description, the battery temperature T is a real time temperature of the battery sensed by the temperature sensor, and the battery preheating threshold temperature T1 may be equal to or less than 20 degrees Celsius of the preheating operation reference temperature of the heat exchange means described above. The battery cooling threshold temperature T2 may be a cooling operating reference temperature of the cooling means or heat transfer means described above, for example, 30 degrees Celsius or more. The battery additional cooling threshold temperature T3 may be a cooling operating reference temperature of the heat exchange means described above, for example, 40 degrees Celsius or more.

도 6을 참조하면, 우선, 배터리 모듈에는 배터리 셀의 온도를 감지할 수 있는 온도 센서를 구비하며, 상기 온도 센서를 통해 배터리 온도(T)를 감지하는 단계를 수행한다(S10). 다음으로 배터리 온도(T)와 배터리 예열 임계온도(T1)를 비교하는 단계를 수행한다(S11). 배터리 온도(T)가 배터리 예열 임계온도(T1) 보다 낮을 경우, 펠티에 소자로 되는 열교환 수단이 발열되는 단계(S12)를 수행하여 배터리 셀을 예열한다. 배터리 셀이 예열되면, 다시 배터리 온도(T)와 배터리 예열 임계온도(T1)를 비교하는 단계를 수행한다(S13). 배터리 온도(T)가 배터리 예열 임계온도(T1) 보다 높아지면, 열교환 수단 작동이 정지되며, 배터리 셀은 최적의 온도에서 구동될 수 있다(S14). 배터리 온도(T)가 배터리 예열 임계온도(T1) 보다 여전히 낮을 경우 열교환 수단의 발열 작동을 계속 수행한다.Referring to FIG. 6, first, a battery module includes a temperature sensor capable of sensing a temperature of a battery cell, and performs a step of sensing a battery temperature T through the temperature sensor (S10). Next, a step of comparing the battery temperature T and the battery preheating threshold temperature T1 is performed (S11). When the battery temperature T is lower than the battery preheating threshold temperature T1, the battery cell is preheated by performing a step S12 in which heat exchange means serving as a Peltier element is generated. When the battery cell is warmed up, a step of comparing the battery temperature T and the battery preheating threshold temperature T1 is performed again (S13). When the battery temperature T becomes higher than the battery preheating threshold temperature T1, the heat exchange means is stopped, and the battery cell may be driven at an optimal temperature (S14). If the battery temperature T is still lower than the battery preheating threshold temperature T1, the heat generating operation of the heat exchange means is continued.

상기 S11 단계에서, 배터리 온도(T)가 배터리 예열 임계온도(T1) 보다 높을 경우, 배터리 온도(T)와 배터리 냉각 임계온도(T2)를 비교하는 단계를 수행한다(S20). 배터리 온도(T)가 배터리 냉각 임계온도(T2) 보다 낮을 경우 상기 S10 단계를 반복 수행하며, 배터리 온도(T)가 배터리 냉각 임계온도(T2) 보다 높을 경우 통상의 냉각 수단을 작동하는 단계를 수행한다(S21). 이때 수냉식에 의해 배터리 모듈을 냉각 시킬 경우 수냉식 냉각 수단에 냉매를 유동시키고, 공랭식에 의해 배터리 모듈을 냉각 시킬 경우 열전달 수단을 통해 배터리 셀 내부로 공기를 유입시킨다. 배터리 셀이 냉각되면, 다시 배터리 온도(T)와 배터리 냉각 임계온도(T2)를 비교하는 단계를 수행한다(S22). 배터리 온도(T)가 배터리 냉각 임계온도(T2) 보다, 낮아지면, 냉각 수단의 작동이 정지되며, 배터리 셀은 최적의 온도에서 구동될 수 있다(S23). 배터리 온도(T)가 배터리 냉각 임계온도 (T2) 보다 여전히 높을 경우 배터리 온도(T)와 배터리 추가 냉각 임계온도(T3)를 비교하는 단계를 수행한다(S24). 배터리 온도(T)가 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 보다 낮을 경우 냉각 수단의 작동을 계속 수행하며, 배터리 온도(T)가 배터리 추가 냉각 임계 온도(T3)보다 높을 경우 열교환 수단이 냉각 작동 되어 배터리 셀의 냉각 성능을 극대화 하는 단계를 수행한다(S25). 배터리 셀이 추가 냉각되면, 다시 배터리 온도(T)와 배터리 추가 냉각 임계온도(T3)를 비교하는 단계를 수행한다 (S26). 배터리 온도(T)가 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 보다, 낮아지면, 열교환 수단의 작동이 정지되며, 배터리 셀은 배터리 추가 냉각 임계 온도(T3) 보다 낮은 온도에서 안정적으로 구동될 수 있다(S27). 배터리 온도(T)가 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 보다 여전히 높을 경우 열교환 수단의 냉각 작동이 유지된다.In step S11, when the battery temperature T is higher than the battery preheating threshold temperature T1, a step of comparing the battery temperature T and the battery cooling threshold temperature T2 is performed (S20). When the battery temperature T is lower than the battery cooling threshold temperature T2, the step S10 is repeated, and when the battery temperature T is higher than the battery cooling threshold temperature T2, the normal cooling means is operated. (S21). At this time, when the battery module is cooled by the water cooling, the refrigerant flows to the water-cooling cooling means, and when the battery module is cooled by the air cooling, air is introduced into the battery cell through the heat transfer means. When the battery cell is cooled, a step of comparing the battery temperature T and the battery cooling threshold temperature T2 is performed again (S22). When the battery temperature T becomes lower than the battery cooling threshold temperature T2, the operation of the cooling means is stopped, and the battery cell can be driven at the optimum temperature (S23). When the battery temperature T is still higher than the battery cooling threshold temperature T2, a step of comparing the battery temperature T and the battery additional cooling threshold temperature T3 is performed (S24). If the battery temperature (T) is lower than the battery additional cooling threshold temperature (T3) continues to operate the cooling means, if the battery temperature (T) is higher than the battery additional cooling threshold temperature (T3), the heat exchange means is cooled to operate the battery Performing a step to maximize the cooling performance of the cell (S25). When the battery cell is additionally cooled, a step of comparing the battery temperature T and the battery additional cooling threshold temperature T3 is performed again (S26). When the battery temperature T is lower than the battery additional cooling threshold temperature T3, the operation of the heat exchange means is stopped, and the battery cell can be stably driven at a temperature lower than the battery additional cooling threshold temperature T3 (S27). ). If the battery temperature T is still higher than the battery further cooling threshold temperature T3, the cooling operation of the heat exchange means is maintained.

상기와 같은 배터리 모듈 열교환 방법을 통해 배터리 온도(T)가 배터리 예열 임계온도(T1) 이하일 경우 발열 성능이 우수한 열교환 수단을 발열 동작 시켜 배터리 셀을 예열 한다.When the battery temperature T is equal to or less than the battery preheating threshold temperature T1 through the battery module heat exchange method as described above, the heat exchanging means having excellent heat generation performance is exothermic to preheat the battery cells.

또한, 배터리 온도(T)가 배터리 냉각 임계온도(T2) 이상이 될 경우에는 통상의 냉각수단만을 작동 시키며, 배터리 온도(T)가 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 이상이 될 경우에만 추가적으로 열교환 수단을 냉각 동작 시켜 냉각 성능을 향상시킴은 물론 배터리 추가 냉각 임계 온도(T3) 이하의 조건에만 만족하는 주 냉각 수단을 구비하여 그 크기와 무게를 줄일 수 있다. 열교환 수단의 냉각 효율은 발열 효율보다 떨어지지만, 배터리 운용 시 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 이상으로 발열하는 경우는 극히 드물기 때문에 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 이상으로 발열하는 경우를 감안한 통상의 냉각수단의 적용보다 크기, 무게, 및 효율 면에서 우수한 장점이 있다. In addition, when the battery temperature T is equal to or higher than the battery cooling threshold temperature T2, only normal cooling means is operated, and the heat exchange means is additionally provided only when the battery temperature T becomes equal to or higher than the battery additional cooling threshold temperature T3. Cooling operation to improve the cooling performance as well as the main cooling means that satisfies only the condition below the battery additional cooling threshold temperature (T3) can be reduced in size and weight. The cooling efficiency of the heat exchange means is lower than the heat generation efficiency, but since it is extremely rare to generate heat above the battery additional cooling threshold temperature (T3) during battery operation, normal cooling considering the heat generation above the battery additional cooling threshold temperature (T3). There is an advantage in size, weight, and efficiency over the application of the means.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
The technical idea should not be construed as being limited to the above-described embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, such modifications and changes are within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

10 : 배터리 모듈 20 : 모듈 케이스
30 : 냉각 수단 40 : 열교환 수단
50 : 열전달 부재
100 : 배터리 모듈 200 : 열전달 수단
300 : 열교환 수단
T1 : 배터리 예열 임계온도 T2:배터리 냉각 임계온도
T3 : 배터리 추가 냉각 임계온도
10: battery module 20: module case
30 cooling means 40 heat exchange means
50: heat transfer member
100: battery module 200: heat transfer means
300: heat exchange means
T1: Battery preheating threshold temperature T2: Battery cooling threshold temperature
T3: Battery additional cooling threshold temperature

Claims (9)

복수 개가 적층되는 배터리 셀;
상기 베터리 셀을 감싸도록 구비되는 모듈 케이스;
상기 배터리 셀을 냉각시키기 위해 상기 모듈 케이스의 외면에 적어도 하나 이상 구비되는 냉각 수단; 및
상기 배터리 셀을 예열 또는 냉각시키기 위한 펠티에 소자로 구성되며, 상기 모듈 케이스의 외면에 구비되는 열교환 수단;
을 포함하는, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈.
A plurality of battery cells stacked;
A module case provided to surround the battery cell;
Cooling means provided on at least one outer surface of the module case to cool the battery cell; And
Heat exchange means comprising a Peltier element for preheating or cooling the battery cell and provided on an outer surface of the module case;
Battery module for a secondary cell having a heat exchange means, comprising.
제 1항에 있어서,
상기 펠티에 소자와, 상기 모듈 케이스 사이에는, 상기 모듈케이스의 일면에 대응되는 크기를 갖는 열전달 부재가 더 구비되는, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈.
The method of claim 1,
And a heat transfer member having a size corresponding to one surface of the module case, between the Peltier element and the module case.
제 2항에 있어서,
상기 열전달 부재는,
열전도성이 있는 금속 또는 히트파이프 재질로 되는, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈.
3. The method of claim 2,
The heat transfer member,
A battery module for a secondary battery having heat exchange means, which is made of a heat conductive metal or a heat pipe material.
다단으로 적층되는 복수의 배터리 셀;
상기 베터리 셀을 감싸도록 구비되는 모듈 케이스;
상기 모듈 케이스의 공기 유입면에 설치되며, 공기 유입경로가 적어도 하나 이상 형성된 열전달 수단; 및
상기 배터리 셀을 예열 또는 냉각시키기 위해 펠티에 소자로 되며, 상기 열전달 수단에 설치되는 열교환 수단;
을 포함하는, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈.
A plurality of battery cells stacked in multiple stages;
A module case provided to surround the battery cell;
Heat transfer means installed on an air inlet surface of the module case and having at least one air inlet path; And
Heat exchange means which is a Peltier element for preheating or cooling said battery cell and is installed in said heat transfer means;
Battery module for a secondary cell having a heat exchange means, comprising.
제 4항에 있어서,
상기 열전달 수단은,
상기 모듈 케이스의 공기 유입면에 인접한 면으로 절곡되어 연장되는 열교환 수단 결합부; 를 포함하며, 상기 열교환 수단은 상기 열교환 수단 결합부에 설치되는, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈.
5. The method of claim 4,
The heat-
A heat exchange means coupling portion that is bent and extended to a surface adjacent to an air inflow surface of the module case; Includes, wherein the heat exchange means is installed in the heat exchange means coupling portion, a battery module for a secondary battery having a heat exchange means.
제 4항에 있어서,
상기 열전달 수단은,
열전도성이 있는 금속 또는 히트파이프 재질로 되는, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈.
5. The method of claim 4,
The heat-
A battery module for a secondary battery having heat exchange means, which is made of a heat conductive metal or a heat pipe material.
배터리 온도(T)를 감지하는 단계;
상기 배터리 온도(T)와 설정된 배터리 예열 임계온도(T1)를 비교하는 단계;
상기 배터리 예열 임계온도(T1) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 낮은 경우 상기 열교환 수단이 발열 작동되는 단계;
상기 배터리 예열 임계온도(T1) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 높을 경우 상기 열교환 수단이 작동 정지되는 단계; 를 포함하며,
상기 배터리 예열 임계온도(T1)는, 섭씨 20도 이하인, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈의 열교환 방법.
Sensing battery temperature T;
Comparing the battery temperature T with a set battery preheating threshold temperature T1;
The heat exchange means generating heat when the battery temperature T is lower than the battery preheating threshold temperature T1;
Stopping said heat exchange means when said battery temperature (T) is higher than said battery preheating threshold temperature (T1); Including;
The battery preheating threshold temperature (T1) is a heat exchange method of the battery module for secondary batteries having a heat exchange means, 20 degrees Celsius or less.
배터리 온도(T)를 감지하는 단계;
상기 배터리 온도(T)와 설정된 배터리 냉각 임계온도(T2)를 비교하는 단계;
상기 배터리 냉각 임계온도(T2) 보다 상기 배터리 온도(T)가 높을 경우, 수냉식으로 되는 냉각 수단 또는 공랭식으로 되는 열전달 수단이 작동되는 단계;
상기 배터리 온도(T)와 설정된 배터리 추가 냉각 임계온도(T3)를 비교하는 단계; 및
상기 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 높을 경우 펠티에 소자로 되는 열교환 수단이 냉각 작동되는 단계; 를 포함하며,
상기 배터리 냉각 임계온도(T2)는, 섭씨 30도 이상 이고, 상기 배터리 추가 냉각 임계온도(T3)는, 섭씨 40도 이상인, 이차 전지용 배터리 모듈의 열교환 방법.
Sensing battery temperature T;
Comparing the battery temperature T with a set battery cooling threshold temperature T2;
When the battery temperature T is higher than the battery cooling threshold temperature T2, operating the water cooling means or the air-cooling heat transfer means;
Comparing the battery temperature T with a set battery additional cooling threshold temperature T3; And
Cooling the heat exchange means serving as a Peltier element when the battery temperature T is higher than the battery additional cooling threshold temperature T3; Including;
The battery cooling threshold temperature (T2) is 30 degrees Celsius or more, and the battery additional cooling threshold temperature (T3) is 40 degrees Celsius or more, the heat exchange method of the battery module for secondary batteries.
제 8항에 있어서,
상기 열교환 방법은,
상기 배터리 추가 냉각 임계온도(T3) 보다, 상기 배터리 온도(T)가 낮을 경우, 상기 열교환 수단이 작동 정지되는 단계;
를 더 포함하는, 열교환 수단을 갖는 이차 전지용 배터리 모듈의 열교환 방법.
The method of claim 8,
The heat exchange method,
Stopping the heat exchange means when the battery temperature T is lower than the battery additional cooling threshold temperature T3;
Further comprising a heat exchange method of a battery module for a secondary battery having a heat exchange means.
KR1020120099805A 2012-09-10 2012-09-10 Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same KR20140034362A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120099805A KR20140034362A (en) 2012-09-10 2012-09-10 Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same
PCT/KR2013/007916 WO2014038825A1 (en) 2012-09-10 2013-09-03 Secondary battery module including heat transfer means, and heat transfer method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120099805A KR20140034362A (en) 2012-09-10 2012-09-10 Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140034362A true KR20140034362A (en) 2014-03-20

Family

ID=50237386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120099805A KR20140034362A (en) 2012-09-10 2012-09-10 Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20140034362A (en)
WO (1) WO2014038825A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170070795A (en) * 2015-12-14 2017-06-22 주식회사 엘지화학 Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019220981A1 (en) * 2018-05-15 2021-02-12 株式会社村田製作所 How to charge solid-state batteries, battery modules and solid-state batteries

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL211980B1 (en) * 2008-12-16 2012-07-31 Impact Automotive Technologies Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Thermally stabilized module of electric batteries
DE102009005853A1 (en) * 2009-01-23 2010-07-29 Li-Tec Battery Gmbh Temperate battery system II
JP2011049139A (en) * 2009-07-31 2011-03-10 Sanyo Electric Co Ltd Battery device
KR101108191B1 (en) * 2010-05-24 2012-02-06 에스비리모티브 주식회사 Battery Pack
KR20120029837A (en) * 2010-09-17 2012-03-27 한국산업기술대학교산학협력단 Secondary battery package having peltier effect and electricity generation streetlamp by sun having of that

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170070795A (en) * 2015-12-14 2017-06-22 주식회사 엘지화학 Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack
US10892528B2 (en) 2015-12-14 2021-01-12 Lg Chem, Ltd. Battery module, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014038825A1 (en) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN210468034U (en) Battery module, battery pack including the same, and vehicle including the battery pack
KR102081396B1 (en) Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack
JP5142605B2 (en) Power supply for vehicle
JP5938115B2 (en) Battery module, battery temperature management system, and vehicle including the system
CN105190988B (en) Vehicle battery packs with improved cooling efficiency
EP2405528B1 (en) Battery module
US10033072B2 (en) Fluid-cooled battery module containing battery cells
US20110262794A1 (en) Battery pack and cooling system for a battery pack
US20160190663A1 (en) Busbars with integrated cooling system for vehicle battery assemblies
US8535823B2 (en) Cooling device of battery pack
KR101526389B1 (en) Thermal management system of battery for electric vehicle
KR102053963B1 (en) Battery pack and vehicle comprising the same
US20180034122A1 (en) Battery thermal management assembly
JP5585621B2 (en) Power supply for vehicle
KR101847182B1 (en) Battery having Heat-Conductive Case for Water Cooling
KR102061292B1 (en) Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack
CN111312954B (en) Electric vehicle battery thermal management device and thermal management method
KR20130104660A (en) Battery module
KR20180013460A (en) Battery apparatus
CN111727527B (en) Battery module, battery pack including the same, and vehicle including the battery pack
KR20130104165A (en) Battery cooling system using thermoelectric module
KR101232784B1 (en) Secondary battery cooling apparatus and heating system using heat generated from secondary battery operation
KR20140034362A (en) Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same
KR102067709B1 (en) Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack
KR102371514B1 (en) A Cooling/Heating Structure composed of cylindrical battery Cells

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid