KR20150097019A - 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각 성능을 확보하고, 먼지 등 이물질로 인해 배터리 모듈의 성능이나 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있는 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 다수의 이차 전지를 구비하고, 상기 이차 전지 사이에 유로가 형성된 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리의 일 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 일 측면을 커버하고, 외측에 유입구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 개방부를 통해 상기 유로로 인입되도록 구성되며, 내부 공간의 하부에 홈이 형성된 유입 덕트; 및 상기 셀 어셈블리의 타 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 타 측면을 커버하고, 외측에 유출구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유로로부터 배출된 유체가 상기 개방부로 인입되어 상기 유출구를 통해 유출되도록 구성된 유출 덕트를 포함한다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩{Battery module and battery pack including the same}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 먼지 등 이물질의 침투로 인한 냉각 성능의 저하 및 수명 저하를 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 수납 및 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다. 배터리 모듈은 이처럼 용량 및 출력 등을 높이기 위해 다수의 이차 전지가 직렬 내지 병렬로 연결된 구성요소를 의미한다고 할 수 있다.
이와 같은 배터리 모듈을 구성할 때, 주요 이슈 중 하나가 냉각의 문제라 할 수 있다. 이차 전지는 충방전을 반복하는 과정에서 자체적으로 열을 발생시킬 수 있으며, 배터리 모듈은 다수의 이차 전지가 좁은 공간에 밀집되어 있기 때문에 배터리 모듈은 사용 중에 온도가 크게 상승할 수 있다. 더욱이, 자동차나 전력저장장치 등과 같은 중대형 장치는 실외에서 사용되는 경우가 많으므로 여름과 같은 고온 상황에서는 이에 장착된 배터리 모듈의 온도는 더욱 크게 상승할 수 있다. 그런데, 배터리 모듈에 포함된 이차 전지는 그 온도가 적정 온도보다 높아지는 경우 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 따라서, 배터리 모듈을 구성함에 있어서 냉각 성능을 확보하는 것은 매우 중요한 문제이다.
배터리 모듈의 냉각 방식에는 대표적으로 공냉식과 수냉식, 두 가지를 들 수 있는데, 누전이나 이차 전지의 방수 문제 등으로 인해 공냉식이 수냉식보다 널리 이용되고 있다. 이러한 공냉식의 냉각 방식은 배터리 모듈 내부로 유체, 이를테면 외부 공기를 유입시키고 배터리 모듈 내부의 공기를 외부로 유출시키기 위한 덕트를 구비하는 경우가 많다.
이러한 종래 배터리 모듈의 구성에 의하면, 덕트의 유출입구를 통해 공기가 유출입되는데, 이 과정에서 덕트의 유출입구를 통해 모래나 먼지와 같은 외부 이물질이 침투하는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 모래나 먼지 등의 이물질은 그 자 체로 배터리 모듈의 성능을 떨어뜨리거나 고장을 일으키는 원인이 될 수 있고, 배터리 모듈 내부의 냉각 유로를 막아 냉각 효율을 떨어뜨려 배터리 모듈의 성능 저하 내지 수명 저하를 가져올 수 있다.
이와 같은 문제점을 방지하기 위해, 종래에는 덕트의 유출입구의 간격을 줄이거나 철망 또는 필터 등을 유출입구 등에 설치하는 기술이 제안되고 있다. 하지만, 이러한 구조는, 덕트의 유출입구를 통한 공기의 유출입에 방해가 될 수 있어 충분한 양의 공기가 덕트를 통해 유출입되지 못하도록 함으로써, 배터리 모듈의 냉각 성능을 저하시킬 수 있다. 특히, 철망이나 필터 등에 먼지 등 이물질이 쌓이면, 덕트 내지 냉각 유로로 공기가 제대로 유입되지 못해 냉각 효율이 크게 떨어질 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 냉각 성능을 확보하고, 먼지 등 이물질로 인해 배터리 모듈의 성능이나 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 다수의 이차 전지를 구비하고, 상기 이차 전지 사이에 유로가 형성된 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리의 일 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 일 측면을 커버하고, 외측에 유입구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 개방부를 통해 상기 유로로 인입되도록 구성되며, 내부 공간의 하부에 홈이 형성된 유입 덕트; 및 상기 셀 어셈블리의 타 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 타 측면을 커버하고, 외측에 유출구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유로로부터 배출된 유체가 상기 개방부로 인입되어 상기 유출구를 통해 유출되도록 구성된 유출 덕트를 포함한다.
바람직하게는, 상기 유출 덕트는, 내부 공간의 하부에 홈이 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트는, 내부 공간에서 유체의 흐름이 상부에서 하부 방향으로 이루어지도록 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 홈은, 상기 개방부보다 낮게 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 유로는 수평 방향으로 형성되고, 상기 홈은 상기 유로보다 낮게 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 홈은, 상기 유로의 유입 덕트 측 단부보다 낮게 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 유로는 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 복수 개 형성되고, 상기 홈은 가장 하부에 형성된 유로보다 낮게 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트는, 상기 홈의 입구에 돌출부를 구비한다.
또한 바람직하게는, 상기 돌출부는, 상부에서 하부 방향으로 소정 각도 기울어지는 형태로 돌출된다.
또한 바람직하게는, 상기 돌출부는, 하나의 홈에 둘 이상 구비된다.
또한 바람직하게는, 상기 돌출부는, 상기 홈의 내측에 구비된다.
또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 팬을 구비한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 유입 덕트나 유출 덕트 내부로 먼지 등 이물질이 유입되더라도, 유입 덕트나 유출 덕트 하부에 형성된 홈에 이물질이 유입되어 쌓이게 되므로, 셀 어셈블리에 형성된 유로로는 이물질이 쉽게 유입되지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 먼지 등 이물질이 셀 어셈블리의 유로로 들어가 이러한 유로를 전체적으로 또는 부분적으로 막음으로써 냉각 효율이 저하되는 문제점이 방지될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 냉각 성능 저하로 인해 배터리 모듈에 포함된 이차 전지의 성능 저하, 고장, 수명 저하 등의 문제가 발생하는 것이 예방될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 먼지 등 이물질로 인해 배터리 모듈에 포함된 각종 부품의 성능이 저하되거나 고장나는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈의 냉각 계통에 팬이 구비된 경우, 이물질이 팬에 끼여 팬의 성능이 저하되는 등의 문제가 예방될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 3은, 도 1 및 도 2의 구성에서 유입 덕트 및 유출 덕트 부분만을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 B-B'선에 대한 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 4의 D 부분의 확대도이다.
도 6 내지 도 8은, 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 유입 덕트에 형성된 홈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 4의 E 부분의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 셀 어셈블리(100), 유입 덕트(200) 및 유출 덕트(300)를 포함한다.
상기 셀 어셈블리(100)는, 하나 이상의 이차 전지(110)를 구비한다. 특히, 배터리 모듈에 있어서, 상기 셀 어셈블리(100)는, 다수의 이차 전지(110)를 구비하는 이차 전지(110)의 집합체일 수 있다. 여기서, 상기 셀 어셈블리(100)에 포함되는 이차 전지(110)는 파우치형 이차 전지일 수 있다. 이 경우, 파우치형 이차 전지는, 일 방향, 이를테면 도면에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있다.
한편, 셀 어셈블리(100)는, 파우치형 이차 전지의 적층을 위한 적층용 프레임(120)을 포함할 수 있다. 여기서, 적층용 프레임(120)은 이차 전지를 적층하는데 이용되는 구성요소로서, 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 이차 전지의 조립을 가이드할 수 있다.
이러한 적층용 프레임(120)은, 카트리지 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있으며, 중앙 부분이 비어 있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 적층용 프레임(120)의 네 모서리는 이차 전지의 외주부에 위치할 수 있다.
또한, 셀 어셈블리(100)는, 이차 전지를 적층한 형태로 구성하면서 적어도 둘 이상의 이차 전지 사이가 소정 거리 이격되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 이격 구성에 의해, 이차 전지 사이에는 유로가 형성될 수 있다. 즉, 상기 셀 어셈블리(100)는 이차 전지 사이에 유로가 형성되도록 구성될 수 있으며, 이는 적층용 프레임(120)에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 외부로부터 셀 어셈블리(100)로 유체, 이를테면 공기가 유입된 경우, 이러한 공기는 이차 전지(110) 사이에 형성된 유로를 흐르면서 이차 전지(110)와 열 교환을 할 수 있다. 이때, 이차 전지(110)와 공기 사이의 열 교환은, 이차 전지(110)와 공기가 직접 접촉하는 방식으로 수행될 수 있다. 또는, 적층용 프레임(120)은 이차 전지(110)에 근접하여 냉각 핀을 구비할 수 있는데, 이러한 냉각 핀에 공기가 접촉하도록 함으로써, 이차 전지(110)와 공기 사이의 열 교환이 간접적으로 이루어지도록 하는 방식으로 수행될 수도 있다.
한편, 도 1의 경우, 셀 어셈블리(100)에서 이차 전지(110)는 상하 방향으로 적층된 형태로 도시되어 있으나, 이차 전지(110)는 수평 방향 등 다른 다양한 형태로 적층될 수도 있다.
상기 유입 덕트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 일 측면에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 해당 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 화살표 A 방향으로 배터리 모듈을 바라보는 것을 기준으로, 셀 어셈블리(100)의 전, 후, 좌, 우를 구분할 때(이하에서도 마찬가지로 구분), 유입 덕트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 네 측면 중, 우측면에 위치하여, 우측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 이때, 유입 덕트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 우측면을 커버할 수 있도록 셀 어셈블리(100)의 우측면에 대응하는 형태 및 크기로 구성될 수 있다.
상기 유출 덕트(300)는, 셀 어셈블리(100)의 타 측면에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 타 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 유출 덕트(300)는, 셀 어셈블리(100)의 네 측면 중, 유입 덕트(200)가 위치한 측면의 반대 측면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 유출 덕트(300)는, 셀 어셈블리(100)의 좌측면에 위치하여, 좌측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 이때, 유출 덕트(300)는, 셀 어셈블리(100)의 좌측면을 커버할 수 있도록 셀 어셈블리(100)의 좌측면에 대응하는 형태 및 크기로 구성될 수 있다.
도 3은, 도 1 및 도 2의 구성에서 유입 덕트(200) 및 유출 덕트(300) 부분만을 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 유입 덕트(200) 및 유출 덕트(300)는, 각각 적어도 일측에 유입구(210) 및 유출구(310)가 형성되어, 이러한 유입구(210) 및 유출구(310)를 통해 유체가 유출입되도록 할 수 있다.
예를 들어, 상기 유입 덕트(200)는, 외측에 유입구(210)가 형성되어 이러한 유입구(210)를 통해 배터리 모듈 외부의 유체가 유입 덕트(200)의 내부 공간으로 유입되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 유입 덕트(200)는, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 내측에 개방부(220)가 형성되어, 내부 공간으로 유입된 유체가 이러한 개방부(220)를 통해 셀 어셈블리(100)의 유로로 인입되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 유출 덕트(300)는, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 내측에 개방부(320)가 형성되어, 셀 어셈블리(100)의 유로를 통과하여 유로로부터 배출된 유체가 이러한 개방부(320)를 통해 유출 덕트(300)의 내부 공간으로 인입되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 유출 덕트(300)는, 외측에 유출구(310)가 형성되어 내부 공간으로 인입된 유체가 이러한 유출구(310)를 통해 배터리 모듈 외부로 유출되도록 할 수 있다.
이와 같은, 유입 덕트(200), 셀 어셈블리(100) 및 유출 덕트(300)를 경유하는 유체의 흐름에 대해서는 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 도 2의 B-B'선에 대한 단면 구성을 나타내는 도면이다. 다만, 도 4에서는, 도 2의 구성에 더하여, 내부 공간을 구비하여 내부 공간에 배터리 모듈을 수납하는 케이스(500)가 함께 도시되도록 한다. 아울러, 도 4에서는, 설명의 편의를 위해, 유체의 흐름 방향은 화살표로 나타내도록 한다.
도 4를 참조하면, 상기 유입 덕트(200)는 셀 어셈블리(100)의 우측에 구비되며, 우측 부분은 상단부만이 부분적으로 개방되어 유입구(210)가 형성되어 있고, 좌측 부분은 상단부에서 하단부에 이르기까지 셀 어셈블리(100)를 커버하는 부분이 전체적으로 개방된 개방부가 형성되어 셀 어셈블리(100)와 대면되도록 구성된다. 이 경우, 배터리 모듈 외부의 유체는 유입구(210)를 통해 유입 덕트(200)의 우측에서 좌측 방향으로 유입되어 유입 덕트(200)의 내부 공간으로 이동할 수 있으며, 이와 같이 유입 덕트(200)의 내부 공간으로 이동된 유체는 좌측 개방 부분을 통해 유입 덕트(200)의 좌측에 위치한 셀 어셈블리(100)로 향할 수 있다. 이때, 유입 덕트(200)의 우측은 유입구(210)로서 상단부 일부만 개방되지만, 유입 덕트(200)의 좌측은 상단부에서 하단부까지 전체적으로 개방된 형태로 구성되므로, 유입구(210)를 통해 유입된 유체는 유입 덕트(200)의 내부 공간에서 화살표로 표시된 바와 같이 하부 방향으로 이동할 수 있으며, 이를 통해 셀 어셈블리(100)의 상부에서 하부에 이르기까지 전체적으로 유체가 인입될 수 있다.
특히, 상기 셀 어셈블리(100)는, P로 표시된 바와 같이 이차 전지(110) 사이에 유로가 형성될 수 있으며, 이러한 유로(P)는 상하 방향으로 복수 개 배열된 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 유입 덕트(200)로부터 셀 어셈블리(100)로 공급된 유체는, 도 4에 도시된 바와 같이, 여러 유로를 통해 흐르면서, 인접하는 이차 전지(110)와 열 교환을 할 수 있게 된다. 이때, 유로에는 이차 전지(110)가 직접 노출될 수도 있고, 냉각핀이 구비될 수도 있다.
상기 유출 덕트(300)는 셀 어셈블리(100)의 좌측에 구비되며, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 우측 부분은 상부에서 하부에 이르기까지 셀 어셈블리(100)를 커버하는 부분이 전체적으로 개방된 개방부(320)가 형성되어 셀 어셈블리(100)와 대면되고, 좌측 부분은 유출구(310)로서 적어도 일부만 개방되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 셀 어셈블리(100)의 여러 유로를 통해 흐르던 유체는 개방부(320)를 통해 유출 덕트(300)의 내부 공간으로 이동하고, 유출 덕트(300)의 내부 공간으로 이동된 유체는 유출 덕트(300)의 유출구(310)를 통해 유출 덕트(300)의 외부, 즉 배터리 모듈의 외부로 유출될 수 있다. 이때, 유출구(310)가 유출 덕트(300)의 상단부에 형성된 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 유출 덕트(300) 내부에서 유체는 상부 방향으로 흐를 수 있다. 그리고, 이와 같이 유출 덕트(300) 내부에서 상부 방향으로 흐르는 유체는, 유출 덕트(300)의 상단부에 형성된 유출구(310)를 통해, 좌측 방향으로 이동되어 배터리 모듈의 외부로 배출될 수 있다.
한편, 상기 유입 덕트(200) 및 상기 유출 덕트(300)는, 개방부(220, 320)가 셀 어셈블리(100)와 접촉함으로써, 셀 어셈블리(100)와의 사이에서 유체가 유출입될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서, 상기 유입 덕트(200)는 좌측에 형성된 개방부(220)의 외주부가 셀 어셈블리(100)와 접촉함으로써, 셀 어셈블리(100)의 유로로 유체가 전달되도록 할 수 있다. 또한, 상기 유출 덕트(300)는 우측에 형성된 개방부(320)의 외주부가 셀 어셈블리(100)와 접촉함으로써, 셀 어셈블리(100)의 유로로부터 유체가 전달되도록 할 수 있다.
이때, 유입 덕트(200) 및/또는 유출 덕트(300)는, 셀 어셈블리(100)와 접촉되는 부분에 실링 부재를 구비할 수 있다. 예를 들어, 유입 덕트(200)는 좌측 개방부(220)의 외주부에 실링 부재를 구비하고, 유출 덕트(300)는 우측 개방부(320)의 외주부에 실링 부재를 구비할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 유입 덕트(200)나 유출 덕트(300)와 셀 어셈블리(100) 사이의 접촉 부분에 틈이 발생하여 이러한 틈으로 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 있어서, 상기 유입 덕트(200)는, 내부 공간의 하부에 홈이 형성되어 있다. 이러한 구성에 대해서는, 도 4와 함께 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는, 도 4의 D 부분의 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 유입 덕트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 우측에 구비되며, I로 표시된 바와 같이 내부 공간이 형성되어 내부 공간을 따라 유체가 흐를 수 있다. 그리고, 상기 유입 덕트(200)는, 셀 어셈블리(100)와 대면 접촉하는 좌측 부분에 개방부(220)가 형성되어, 내부 공간을 따라 흐르는 유체가 이러한 개방부(220)를 통해 셀 어셈블리(100)의 유로(P)로 유입될 수 있다.
이때, 유입 덕트(200)의 내부 공간(I) 하부에는 홈(230)이 형성될 수 있다. 즉, 유체는 유입 덕트(200)의 내부 공간(I)을 따라 흐르게 되는데, 이처럼 유체가 흐르는 유입 덕트(200)의 내부 공간(I)에 있어서 그 하부에는 오목한 형태로 홈(230)이 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유입 덕트(200)의 내부 공간 하부에 형성된 홈에 먼지나 모래와 같은 이물질이 들어가 쌓일 수 있다. 그러므로, 유입 덕트(200)의 내부 공간으로 유입된 이물질이 셀 어셈블리(100)의 유로로 들어감으로써 발생하는 문제, 이를테면 이물질이 유로를 막아 냉각 성능을 저하시키거나, 셀 어셈블리(100)나 배터리 모듈의 다른 구성요소를 손상시키는 문제 등을 예방할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유입 덕트(200)는, 도 4 및 도 5에서 화살표로 표시된 바와 같이, 내부 공간(I)에서 유체의 흐름이 상부에서 하부 방향으로 이루어지도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 유입 덕트(200)의 유입구(210)는, 유입 덕트(200)의 개방부(220)보다 상부에 위치하도록 형성될 수 있다. 특히, 유입구(210)는, 개방부(220)의 상단보다 높은 위치에 위치하도록 구성될 수 있다.
이처럼, 유입 덕트(200)의 내부 공간(I)에서 유체, 이를테면 공기의 흐름이 상부에서 하부 방향으로 이루어지도록 한 구성에 의하면, 공기 중에 포함된 모래나 먼지 등의 이물질이 내부 공간의 하부에 형성된 홈에 보다 쉽게 들어가도록 할 수 있다. 특히, 모래나 먼지 등의 이물질은 공기보다 밀도가 크므로, 유입 덕트(200)의 내부 공간에서 하부 방향으로 이동하는 중에, 공기보다 잘 떨어져 홈으로 보다 잘 들어갈 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유입 덕트(200)에 형성된 홈에 모래나 먼지 등의 이물질이 보다 잘 쌓이게 되어, 이러한 이물질이 유로로 유입되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 홈은 개방부보다 낮게 형성될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 홈은 입구에서 바닥까지의 부분이 전체적으로 개방부보다 낮게 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 홈의 형성 구조로 인해 셀 어셈블리(100)의 유로 단부가 좁아지는 것을 방지하고, 홈에 유입되어 쌓인 이물질이 유로로 쉽게 들어가지 않도록 할 수 있다.
한편, 셀 어셈블리(100)의 유로는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 형성될 수 있다. 즉, 셀 어셈블리(100)를 전면에서 바라볼 때, 유로는 유입 덕트(200) 측 단부(우측 단부)에서 유출 덕트(300) 측 단부(좌측 단부)까지 길게 연장된 형태로 형성될 수 있는데, 그 길이 방향이 지면에 평행한 방향이 되도록 형성될 수 있다. 이때, 유입 덕트(200)의 홈은 입구에서 바닥까지의 부분이 전체적으로 유로보다 낮게 형성되도록 구성될 수 있다.
특히, 유로는 냉각 성능 향상을 위해 셀 어셈블리(100)에 복수 개 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 유로는 상호 간 소정 거리 이격된 채 상하 방향으로 배열될 수 있다. 이때, 유입 덕트(200)의 홈은 가장 하부에 형성된 유로보다 낮게 형성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 유입 덕트(200)의 홈은 셀 어셈블리(100)에서 가장 낮은 위치에 위치하는 유로보다 낮은 위치에 형성될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 홈은 유로의 유입 덕트(200) 측 단부보다 낮게 형성될 수 있다. 즉, 유로는, 도 4에서 유입 덕트(200) 측 단부인 우측 단부보다 낮게 형성될 수 있다. 특히, 유로는, 수평 방향으로 형성되지 않고, 지면에서 소정 각도 기울어지도록 경사진 형태로 형성될 수 있는데, 이때 유입 덕트(200)의 홈은 유로의 유입 덕트(200) 측 입구보다 낮게 형성됨으로써, 유로가 좁아지는 것을 방지하고, 홈에 쌓인 이물질이 유로로 쉽게 들어가지 않도록 할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트(200)는, 홈의 입구에 돌출부를 구비할 수 있다. 이러한 구성에 대해서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6 내지 도 8은, 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 유입 덕트(200)에 형성된 홈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6 내지 도 8은, 도 5의 F 부분에 대한 다른 형태를 도시한 도면이라 할 수 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 유입 덕트(200)는, 홈의 입구에 돌출부(231)를 구비할 수 있다. 이러한 돌출부(231)는 홈의 입구를 좁힘으로써, 홈에 모래나 먼지 등 이물질이 일단 유입되어 쌓이면, 그러한 이물질이 다시 홈으로부터 빠져나가는 데 있어서 차단벽으로 기능할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유입 덕트(200)의 홈으로 들어온 이물질이 홈으로부터 빠져나가 셀 어셈블리(100)의 유로로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 상기 유입 덕트(200)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 홈의 내측에 구비되는 것이 좋다. 여기서, 홈의 내측이란, 홈에서 셀 어셈블리(100)의 유로에 가까운 부분을 의미한다. 따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 홈으로부터 셀 어셈블리(100)의 유로로 이물질이 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.
한편, 상기 돌출부(231)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부에서 하부 방향으로 소정 각도 기울어지는 형태로 돌출되게 구성될 수 있다. 즉, 도 6에서, 돌출부(231)는, 우측 단부로 갈수록 하부 방향으로 점차 기울어지는 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 돌출부(231)의 상부에 놓인 이물질이 돌출부(231)의 상부 경사면을 따라 내려가 홈으로 쉽게 떨어지도록 할 수 있다. 또한, 이처럼 기울어진 형태로 구성된 돌출부(231)는, 홈에 유입된 이물질이 홈으로부터 빠져나가는 것을 더욱 어렵게 할 수 있다.
다만, 본 발명이 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 도 7에 도시된 바와 같이, 돌출부(231)는 홈의 내측에서 수평 방향, 즉 지면에 평행한 방향으로 돌출되는 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 돌출부(231)는, 하나의 홈에 둘 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출부(231)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 홈의 내측과 외측에 각각 하나씩 구비될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 홈의 입구를 더욱 좁힘으로써, 홈으로부터 이물질이 빠져나가는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 이때, 각 돌출부(231)는 상부에서 하부 방향으로 점차 기울어지는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 앞선 실시예들에서는, 유입 덕트(200)의 내부 공간 하부에 홈이 형성된 구성을 위주로 설명되었으나, 유출 덕트(300)의 내부 공간 하부에 홈이 형성될 수도 있다. 이에 대해서는 도 4와 함께 도 9를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 9는, 도 4의 E 부분의 확대도이다.
도 4 및 도 9를 참조하면, 상기 유출 덕트(300)는, 내부에 유체가 흐를 수 있는 내부 공간(I)이 형성되고, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 우측 부분에 개방부(320)가 형성될 수 있다. 따라서, 유로(P)로부터 배출된 유체는 개방부(320)를 통해 유로(P)로부터 내부 공간(I)으로 유입된 후, 내부 공간을 따라 흐르다가 유출구(310)로 유출될 수 있다. 여기서, 유출구(310)는 유출 덕트(300)의 상부에 위치할 수 있으며, 이 경우 유체는 도 9에서 화살표로 표시된 바와 같이, 내부 공간(I)에서 상부 방향으로 흐를 수 있다.
이때, 유출 덕트(300)의 내부 공간(I) 하부에는 홈이 형성될 수 있다. 비록, 유출 덕트(300)에서는 유로로부터 유입된 유체가 외부로 배출되는 흐름 형태를 보이지만, 이러한 유체의 흐름 형태와 관계 없이 유출구(310)를 통해 유출 덕트(300) 외부의 이물질이 유출 덕트(300) 내부로 유입될 수 있다. 그런데 상기 실시예에 의하면, 유출 덕트(300)의 내부 공간(I) 하부에 홈(330)이 형성되어 있으므로, 이러한 홈(330)에 유출 덕트(300)로 유입된 이물질이 들어가 쌓일 수 있게 된다. 따라서, 유출 덕트(300)로 들어온 외부의 이물질이 유로(P)를 막거나 배터리 모듈의 다른 구성요소를 손상시키는 문제를 예방할 수 있다.
한편, 이처럼 유출 덕트(300)의 내부 공간에 형성된 홈(330)은, 유입 덕트(200)의 내부 공간에 형성된 홈(230)과 비교할 때, 그 형성 위치만 달리할 뿐 유사한 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 유출 덕트(300)의 홈(330)에 대해서도, 상술한 유입 덕트(200)의 홈(230)에 적용될 수 있는 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 유출 덕트(300)의 홈(330)은 유출 덕트(300)의 개방부(320)보다 낮게 형성될 수 있다. 또한, 상기 유출 덕트(300)의 홈(330)은 유로(P) 내지 유로의 유입 덕트(200) 측 단부보다 낮게 형성될 수 있다. 또한, 상기 유출 덕트(300)의 홈(330)은 그 입구에 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같은 돌출부(231)를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유입 덕트(200) 및 유출 덕트(300)는, 유입구(210)를 통해 유입된 외부 유체를 셀 어셈블리(100)의 유로로 전달하는 구성의 효율성 및 유로로부터 배출된 유체를 유출구(310)를 통해 외부로 유출시키는 구성의 효율성을 향상시키기 위해, 적어도 일측에 팬(340)을 구비할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(420)를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 플레이트(410) 및 상기 하부 플레이트(420)는, 대략 넓은 면적을 가진 플레이트 형태로 구성될 수 있으며, 각각 셀 어셈블리(100)의 상부 및 하부에 위치하여, 셀 어셈블리(100)의 상부 및 하부를 커버할 수 있다. 이러한 상부 플레이트(410)와 하부 플레이트(420)는, 배터리 모듈에 대한 기계적 지지력을 제공하고, 셀 어셈블리(100)의 상부와 하부에서 셀 어셈블리(100)를 외부의 충격 등으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해 상부 플레이트(410)와 하부 플레이트(420)는 강성이 확보될 수 있도록 스틸 등의 금속 재질로 구성될 수 있다.
셀 어셈블리(100)는, 이러한 상부 플레이트(410)와 하부 플레이트(420) 사이에 개재되는 형태로 구성될 수 있으며, 상부 플레이트(410)와 하부 플레이트(420) 사이에 고정될 수 있다. 이를 위해, 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(420)에는 셀 어셈블리(100)와 결합하기 위한 구성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)에는 네 모서리에 상하 방향의 삽입홀이 형성될 수 있으며, 이 경우 하부 플레이트(420)에는 이에 대응되는 위치에 삽입봉이 구비되어, 하부 플레이트(420)의 각 삽입봉이 셀 어셈블리(100)의 삽입홀에 삽입됨으로써 셀 어셈블리(100)가 하부 플레이트(420)에 고정되도록 할 수 있다. 그리고, 상부 플레이트(410)에는 이러한 하부 플레이트(420)의 삽입봉을 삽입하기 위한 홀이 형성되어 삽입봉이 삽입된 후 너트 등으로 고정되는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 배터리 모듈을 하나 이상 포함한다. 이때, 배터리 팩에는 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
100: 셀 어셈블리
110: 이차 전지
120: 적층용 프레임
200: 유입 덕트
210: 유입구
220: 개방부
230: 홈
231: 돌출부
300: 유출 덕트
310: 유출구
320: 개방부
330: 홈
410: 상부 플레이트
420: 하부 플레이트

Claims (14)

  1. 다수의 이차 전지를 구비하고, 상기 이차 전지 사이에 유로가 형성된 셀 어셈블리;
    상기 셀 어셈블리의 일 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 일 측면을 커버하고, 외측에 유입구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 개방부를 통해 상기 유로로 인입되도록 구성되며, 내부 공간의 하부에 홈이 형성된 유입 덕트; 및
    상기 셀 어셈블리의 타 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 타 측면을 커버하고, 외측에 유출구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유로로부터 배출된 유체가 상기 개방부로 인입되어 상기 유출구를 통해 유출되도록 구성된 유출 덕트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유출 덕트는, 내부 공간의 하부에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유입 덕트는, 내부 공간에서 유체의 흐름이 상부에서 하부 방향으로 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홈은, 상기 개방부보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유로는 수평 방향으로 형성되고, 상기 홈은 상기 유로보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홈은, 상기 유로의 유입 덕트 측 단부보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유로는 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 복수 개 형성되고, 상기 홈은 가장 하부에 형성된 유로보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유입 덕트는, 상기 홈의 입구에 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상부에서 하부 방향으로 소정 각도 기울어지는 형태로 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 돌출부는, 하나의 홈에 둘 이상 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 홈의 내측에 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108110172A (zh) * 2017-12-07 2018-06-01 珠海格力精密模具有限公司 电池箱
CN109572485A (zh) * 2018-11-20 2019-04-05 南通理工学院 一种新能源汽车用散热器
CN110034256A (zh) * 2019-03-22 2019-07-19 中国电力科学研究院有限公司 具有消防结构的电池箱及储能电池机柜
CN112259848A (zh) * 2020-10-26 2021-01-22 袁兴珍 一种具有自动散热保护功能的锂电池及其使用方法
WO2024019459A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050002408A (ko) * 2003-06-30 2005-01-07 현대자동차주식회사 전기자동차 배터리 냉각장치용 공기 덕트
JP2010149647A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Toyota Motor Corp 蓄電モジュールの温度調節構造
KR20120069274A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 에스케이이노베이션 주식회사 래디얼 팬을 포함한 배터리 팩

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050002408A (ko) * 2003-06-30 2005-01-07 현대자동차주식회사 전기자동차 배터리 냉각장치용 공기 덕트
JP2010149647A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Toyota Motor Corp 蓄電モジュールの温度調節構造
KR20120069274A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 에스케이이노베이션 주식회사 래디얼 팬을 포함한 배터리 팩

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108110172A (zh) * 2017-12-07 2018-06-01 珠海格力精密模具有限公司 电池箱
CN109572485A (zh) * 2018-11-20 2019-04-05 南通理工学院 一种新能源汽车用散热器
CN109572485B (zh) * 2018-11-20 2021-08-10 南通理工学院 一种新能源汽车用散热器
CN110034256A (zh) * 2019-03-22 2019-07-19 中国电力科学研究院有限公司 具有消防结构的电池箱及储能电池机柜
CN110034256B (zh) * 2019-03-22 2023-04-18 中国电力科学研究院有限公司 具有消防结构的电池箱及储能电池机柜
CN112259848A (zh) * 2020-10-26 2021-01-22 袁兴珍 一种具有自动散热保护功能的锂电池及其使用方法
WO2024019459A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

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