KR20160041407A - Battery Module - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a battery module which comprises: a plurality of battery cells arranged to be separated from each other; at least one cooling plate inserted into a separation space provided between the battery cells, and cooling the battery cells; and a heat absorbing unit arranged to be in contact with an end unit area of each of the cooling plates, and absorbing heat of the cooling plate. The cooling plate is provided in a plate shape having the predetermined thickness, and has at least one heat pipe embedded therein.

Description

배터리 모듈{Battery Module}A battery module {Battery Module}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 냉각 효율을 갖는 간접 냉각방식의 배터리 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module, and more particularly, to an indirect cooling type battery module having an excellent cooling efficiency.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다. Secondary batteries having high electrical characteristics such as high energy density and high ease of application according to the product group can be applied not only to portable devices but also to electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by electric driving sources, Storage devices (Energy Storage System) and so on. Such a secondary battery is not only a primary advantage that the use of fossil fuel can be drastically reduced, but also produces no by-products resulting from the use of energy, and thus is attracting attention as a new energy source for enhancing environmental friendliness and energy efficiency.

상기 전기 차량 등에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 셀(cell)을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 단위 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다. The battery pack applied to the electric vehicle has a structure in which a plurality of cell assemblies including a plurality of unit cells are connected in series in order to obtain high output. The unit cell includes a positive electrode and a negative electrode current collector, a separator, an active material, an electrolyte, and the like, and can be repeatedly charged and discharged by an electrochemical reaction between the components.

한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.In recent years, as a need for a large-capacity structure including an application as an energy storage source has increased, a demand for a multi-module battery pack in which a plurality of secondary batteries are connected in series and / or in parallel is assembled .

멀티 모듈 구조의 배터리 팩은 다수의 이차전지가 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차전지에서 발생되는 열을 용이하게 방출하는 것이 중요하다. 이차전지 배터리의 충전 또는 방전의 과정은 앞서도 살펴본 바와 같이 전기 화학적 반응에 의하여 이루어지므로 배터리는 주변 온도 조건 환경에 영향을 받게 되는데, 예를 들어 최적 온도가 유지되지 않는 극저온 또는 극고온 등의 온도 악조건에 노출된 상태에서 충방전 과정이 진행되게 되면, 배터리의 충방전 효율성이 낮아지게 되며 이에 따라 정상 구동에 대한 성능 보장이 어려운 문제점이 발생할 수 있다.Since the battery pack of the multi-module structure is manufactured in such a manner that a plurality of secondary batteries are densely packed in a narrow space, it is important to easily discharge heat generated from each secondary battery. Since the process of charging or discharging the secondary battery is performed by the electrochemical reaction as described above, the battery is affected by the ambient temperature condition environment. For example, the battery is affected by the temperature condition such as cryogenic temperature or extreme high temperature The charging and discharging efficiency of the battery is lowered. As a result, it is difficult to guarantee performance for normal driving.

이에 이차전지에서 발생한 열을 방출하는 다양한 방법 중 하나의 방법으로서, 대한민국 특허공개공보 10-2013-0062056에는 냉각수에 의한 냉각 방법을 개시하고 있다.As one of various methods of releasing heat generated in a secondary battery, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0062056 discloses a cooling method using cooling water.

일반적으로 하나의 이차전지 셀에 의해 생산할 수 있는 전력은 크지 않으므로 상용화된 이차전지는 복수의 이차전지 셀을 필요한 수만큼 적층시킨 스택(Stack)을 포함한다. 그리고 이차전지의 단위 셀에서 전기가 생산되는 과정에서 발생된 열을 냉각시켜 이차전지의 온도를 적정하게 유지하기 위해 셀 중간 중간에 방열판을 삽입한다. 각각의 단위 셀에서 열을 흡수한 방열판은 히트싱크에 그 열을 전달하고 히트 싱크는 냉각수에 의해 냉각된다. Generally, since the power that can be produced by one secondary battery cell is not large, a commercially available secondary battery includes a stack in which a required number of a plurality of secondary battery cells are stacked. In order to maintain the temperature of the secondary battery properly by cooling the heat generated in the unit cell of the secondary battery, a heat sink is inserted in the middle of the cell. The heat sink, which absorbs heat in each unit cell, transfers the heat to the heat sink and the heat sink is cooled by the cooling water.

그러나 기존의 방열판은 낮은 열전도율로 인해 전지 셀에서 발생하는 열을 외부로 원활하게 배출시키지 못하는 한계가 있으며, 더구나 히트싱크에 냉매를 공급하는 냉각장치가 작동하지 못하면, 각 연료 전지 셀의 냉각 효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다. 예컨대, 종래의 경우 냉각장치 시스템의 오작동 또는 외부 충격에 의한 기계적 결함 발생 시 각 연료 전지 셀에서 방열이 제대로 이루어 지지 않는다. 이러한 경우 전지 셀의 열 축적이 심화되어 전지 셀의 수명이 급감하게 됨은 물론, 정상범위의 운용을 적정기간 보장할 수 없다. 또한, 이차전지의 폭발 위험성이 높아져 연료 전지가 적용된 차량 자체의 안전에 치명적인 위험 요소로 작용할 수도 있다. However, existing heat sinks have limitations in that heat generated from the battery cells can not be discharged smoothly due to low thermal conductivity, and further, if the cooling device for supplying the coolant to the heat sink fails to operate, There is a problem of remarkably falling down. For example, in the conventional case, when a malfunction of a cooling system or a mechanical failure due to an external impact occurs, heat dissipation is not properly performed in each fuel cell. In this case, the heat accumulation of the battery cells is intensified and the service life of the battery cells is shortened, and the operation of the normal range can not be guaranteed for a proper period. In addition, the risk of explosion of the secondary battery is high, which may be a critical risk to the safety of the vehicle to which the fuel cell is applied.

대한민국공개특허 10-2013-0062056 2013.06.12 에스케이이노베이션 주식회사.Korea Patent Publication No. 10-2013-0062056 2013.06.12 SK Innovation Co., Ltd.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 셀로부터 외부로의 열전도를 향상시킬 수 있는 냉각부재와, 냉매를 공급하는 냉각 시스템이 작동하지 않는 상황에서도 각 배터리 셀에서의 열 축적을 지연시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a cooling device for a refrigerator which can improve the heat conduction from the battery cell to the outside, And to provide a battery module capable of delaying heat accumulation.

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.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

본 발명에 따르면, 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 배터리 셀; 상기 배터리 셀들 사이에 마련되는 이격공간에 삽입되어 상기 배터리 셀들을 냉각 시키는 적어도 하나 이상의 냉각 플레이트; 및 각각의 상기 냉각 플레이트들의 단부 영역과 접하도록 배치되어 상기 냉각 플레이트의 열을 흡수하는 열흡수부재를 포함하며, 상기 냉각 플레이트는, 소정의 두께를 갖는 판상형으로 마련되고 내부에 적어도 하나의 히트파이프(heat pipe)가 내재되어 있는 배터리 모듈이 제공될 수 있다.According to the present invention, there are provided a plurality of battery cells arranged to be spaced apart from each other; At least one cooling plate inserted in a space provided between the battery cells to cool the battery cells; And a heat absorbing member disposed in contact with an end region of each of the cooling plates to absorb heat of the cooling plate, wherein the cooling plate is provided in a plate-like shape having a predetermined thickness, and at least one heat pipe a battery module in which a heat pipe is embedded can be provided.

상기 적어도 하나의 히트파이프는 복수 개이며, 상기 복수 개의 히트파이프들은, 각각 상기 배터리 셀과 나란하게 배열될 수 있다.The at least one heat pipe may be a plurality of heat pipes, and the plurality of heat pipes may be arranged in parallel with the battery cells, respectively.

상기 적어도 하나의 히트파이프는 복수 개이며, 상기 복수 개의 히트파이프들 각각은, 유로가 직선 경로와 곡선 경로 중에서 적어도 어느 하나의 경로를 선택적으로 조합하여 형성될 수 있다.The at least one heat pipe may be a plurality of heat pipes, and each of the plurality of heat pipes may be formed by selectively combining at least one of a straight path and a curved path.

상기 적어도 하나의 히트파이프는 하나이며, 상기 하나의 히트파이프는, 유로가 직선 경로와 곡선 경로 중에서 적어도 어느 하나의 경로를 선택적으로 조합하여 형성될 수 있다.The at least one heat pipe may be one, and the heat pipe may be formed by selectively combining at least one of a straight path and a curved path.

상기 냉각 플레이트는, 상기 배터리 셀과 나란하게 배치되되 상기 배터리 셀의 길이보다 길게 연장되게 마련되는 흡열부 및; 상기 흡열부의 일단부에서 절곡되게 연장되는 방열부를 포함하며, 상기 방열부는 상기 열흡수부재와 접촉배치될 수 있다.The cooling plate may include a heat absorbing portion disposed in parallel with the battery cell, the heat absorbing portion extending longer than the length of the battery cell; And a heat dissipation unit that extends at one end of the heat absorbing unit so as to be bent, and the heat dissipation unit can be disposed in contact with the heat absorbing member.

상기 배터리 셀들과 상기 냉각 플레이트들은 각각 하나씩 교번적으로 배치될 수 있다.The battery cells and the cooling plates may be alternately arranged one by one.

상기 열흡수부재는, 상기 냉각 플레이트보다 상대적으로 비열이 큰 재질로 마련될 수 있다.The heat absorbing member may be made of a material having a specific heat relatively larger than that of the cooling plate.

상기 열흡수부재와 접촉배치되어 상기 열흡수부재의 열을 흡수하는 히트싱크를 더 포함할 수 있다.And a heat sink disposed in contact with the heat absorbing member to absorb heat of the heat absorbing member.

상기 히트싱크는, 냉매가 유동하는 냉각 유로를 구비할 수 있다.The heat sink may include a cooling channel through which the refrigerant flows.

상기 열흡수부재는, 2개가 마련되고, 상기 냉각 플레이트는, 상기 배터리 셀과 나란하게 배치되되 상기 배터리 셀의 길이보다 길게 연장되게 마련되는 흡열부 및; 상기 흡열부의 양단부에서 각각 절곡되어 연장되는 2개의 방열부를 포함하며, 상기 2개의 방열부는, 상기 2개의 열흡수부재와 각각 접촉배치될 수 있다.The heat absorbing member may include two heat absorbing members. The cooling plate may include a heat absorbing portion disposed in parallel with the battery cell, the heat absorbing portion extending longer than the length of the battery cell. And two heat dissipating portions that are bent and extended at both ends of the heat absorbing portion, and the two heat dissipating portions can be disposed in contact with the two heat absorbing members, respectively.

상기 2개의 열흡수부재 중 어느 하나와 접촉배치되어 열을 흡수하는 히트싱크를 더 포함할 수 있다.And a heat sink disposed in contact with any one of the two heat absorbing members to absorb heat.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a battery pack including the above-described battery module can be provided.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 배터리 팩을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다. 상기 자동차는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 중 어느 하나일 수 있다. According to another aspect of the present invention, an automobile including the battery pack may be provided. The automobile may be any one of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, and a plug-in hybrid electric vehicle.

본 발명의 일 측면에 따르면, 평판형 냉각 플레이트 내부에 히트파이프를 구비하여 배터리 셀 외부로 열전도율을 현저하게 높일 수 있다. According to an aspect of the present invention, a heat pipe may be provided inside the plate-type cooling plate to significantly increase the thermal conductivity to the outside of the battery cell.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 열용량이 상대적으로 큰 열흡수부재를 냉각 플레이트의 방열부와 접촉되게 배치시킴으로써 냉각시스템이 작동하지 않는 상태이더라도 상당한 시간 동안 배터리 셀 내부에 열이 축적되는 것을 지연시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, by placing the heat absorbing member having a relatively large heat capacity in contact with the heat radiating portion of the cooling plate, it is possible to delay the accumulation of heat in the battery cell for a considerable time have.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 히트파이프를 냉각 플레이트 내부에 매입시킴으로써 냉각 플레이트와 배터리 셀의 조립이 용이할 수 있다. According to another aspect of the present invention, it is possible to easily assemble the cooling plate and the battery cell by inserting the heat pipe into the cooling plate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단위 냉각 플레이트를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 플레이트에 의한 열전도 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프가 내재된 단위 냉각 플레이트를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트파이프가 내재된 단위 냉각 플레이트를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
1 is a perspective view schematically showing a configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the unit cooling plate of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2. FIG.
4 is a view for explaining a heat conduction process by a cooling plate according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view showing a unit cooling plate having a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic view showing a unit cooling plate having a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
7 is a perspective view schematically showing a configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.

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 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단위 냉각 플레이트를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 플레이트에 의한 열전도 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing the unit cooling plate of FIG. 1, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2, Is a view for explaining a heat conduction process by a cooling plate according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 배터리 셀(110), 냉각 플레이트(120) 및 열흡수부재(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell 110, a cooling plate 120, and a heat absorbing member 130.

배터리 셀(110)들은 한정된 공간에서 높은 적층률을 제공할 수 있도록 바람직하게는 판상형이고, 일면 또는 양면이 인접한 배터리 셀(110)에 대면하도록 적층 또는 평행하게 배열되어 다수의 배터리 셀(110) 적층체를 형성할 수 있다. The battery cells 110 are preferably plate-shaped so as to provide a high laminating ratio in a limited space, and are stacked or parallel so as to face one or both sides of the adjacent battery cells 110, A sieve can be formed.

이러한 배터리 셀(110)들은 각각 양극판, 분리막 및 음극판으로 구성된 전극 조립체를 포함하며, 도시하지는 않았으나, 각 배터리 셀(110)의 양극판과 음극판으로부터 돌출된 다수의 양극 탭 및 음극 탭에 각각 양극 리드 및 음극 리드가 전기적으로 접속될 수 있다. Each of the battery cells 110 includes an electrode assembly composed of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate. Although not shown, a plurality of positive electrode tabs and negative electrode tabs protruded from the positive electrode plate and the negative electrode plate of each battery cell 110, The negative electrode lead can be electrically connected.

각각의 배터리 셀(110)은 충전 및 방전이 가능한 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다. 또한, 배터리 셀(110)의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다. Each battery cell 110 may be a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a nickel zinc battery, or the like, which can be charged and discharged. In addition, the number of the battery cells 110 may be variously set according to a required output voltage or a charging capacity.

이러한 배터리 셀(110)들은 전기 화학적 반응에 의하여 충전 및 방전을 반복하면서 열이 발생하게 된다. 배터리 셀(110) 내부에 열이 축적되면 전술한 바와 같이, 충방전 효율성이 낮아질 뿐만 아니라 열 축적이 심화되어 폭발할 수도 있다. 따라서 배터리 모듈(100)에 있어서, 각 배터리 셀(110)들에서 발생하는 열을 방열시켜야 하는데 이러한 배터리 셀(110)들의 방열은 1차적으로 냉각 플레이트(120)에 의해 이루어질 수 있다. These battery cells 110 are repeatedly charged and discharged by an electrochemical reaction to generate heat. When heat is accumulated in the battery cell 110, as described above, not only the charging / discharging efficiency is lowered but also the heat accumulation is intensified and may explode. Therefore, in the battery module 100, heat generated in each battery cell 110 must be dissipated. The heat dissipation of the battery cells 110 may be primarily performed by the cooling plate 120.

냉각 플레이트(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개가 배터리 셀(110)들과 상호 교번적으로 배열될 수 있다. 또한, 냉각 플레이트(120)는 배터리 셀(110)의 적어도 일면 전체와 접촉될 수 있도록 배터리 셀(110) 보다 크게 형성될 수 있다. 냉각 플레이트(120)는 판상형으로 배터리 셀(110)과의 접촉 면적이 클수록 열전달이 유리할 수 있다.As shown in FIG. 1, a plurality of cooling plates 120 may be alternately arranged with the battery cells 110. Also, the cooling plate 120 may be formed to be larger than the battery cell 110 so as to be in contact with at least one entire surface of the battery cell 110. The greater the contact area of the cooling plate 120 with the battery cell 110, the better the heat transfer can be.

특히, 본 발명에 따른 냉각 플레이트(120)는 내측에 적어도 하나 이상의 히트파이프(heat pipe,123)가 내재될 수 있다. 이러한 냉각 플레이트(120)는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 참고로, 냉각 플레이트(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 준비된 두개의 플레이트(120a,120b)에 히트파이프 수용홈(G)을 형성하고 상기 수용홈(G)에 히트파이프(123)를 끼워넣은 다음, 상기 두개의 플레이트(120a,120b)를 결합시키는 방식으로 형성될 수 있다. 결합 시에는 상기 두개의 플레이트(120a,120b)의 테두리부를 용접하거나 클램핑(clamping)하는 등의 방법이 사용될 수 있다. 여기서 용접 방법으로 티그(Tig) 용접, 플라즈마(Plasma) 용접, 심(Seam) 용접, 고주파(High frequency) 용접 등의 방법을 이용할 수 있다. 이러한 냉각 플레이트(120)는 내부에 히트파이프(123)가 매입되어 있으면서 외관은 판상형이므로 배터리 셀(110)들 사이에 개재시키기 용이하고 또한, 배터리 셀(110)과도 넓은 접촉 면적을 확보할 수 있다. In particular, the cooling plate 120 according to the present invention may include at least one heat pipe 123 inside. 2 and 3, for reference, the cooling plate 120 includes a heat pipe receiving groove (not shown) formed in the prepared two plates 120a and 120b, as shown in FIG. 3 G, a heat pipe 123 is inserted into the receiving groove G, and then the two plates 120a and 120b are engaged with each other. A method of welding or clamping the edges of the two plates 120a and 120b may be used. TIG welding, plasma welding, seam welding, high frequency welding, etc. may be used as the welding method. Since the heat pipe 123 is embedded in the cooling plate 120, the outer shape of the cooling plate 120 is plate-shaped so that the cooling plate 120 can be easily interposed between the battery cells 110 and a wide contact area with the battery cell 110 can be ensured .

이하에서 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 냉각 플레이트(120)의 배터리 셀(110) 냉각 구조에 대해 더 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the cooling structure of the battery cell 110 of the cooling plate 120 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

본 실시예에 따른 냉각 플레이트(120)는 배터리 셀(110)과 나란하게 배치되되 배터리 셀(110)의 길이보다 길게 연장되는 흡열부(121)와, 흡열부(121)의 일단부에서 절곡되게 연장되어 열흡수부재(130)와 접촉되는 방열부(122)를 포함한다. The cooling plate 120 according to the present embodiment includes a heat absorbing portion 121 disposed in parallel with the battery cell 110 and extending longer than the length of the battery cell 110 and a heat absorbing portion 121 bending at one end of the heat absorbing portion 121 And a heat dissipating portion 122 extending to be in contact with the heat absorbing member 130.

그리고 냉각 플레이트(120)의 내부에는 5개의 히트파이프(123)가 매입될 수 있으며, 각각의 히트파이프(123)들은 배터리 셀(110)들과 나란하게 배열될 수 있다. 참고로, 본 실시예에서는 히트파이프(123)의 개수가 5개이나 이는 일 예로서 히트파이프(123)는 5개를 초과하거나 5개 미만으로 구성될 수도 있다.Inside the cooling plate 120, five heat pipes 123 may be embedded, and each of the heat pipes 123 may be arranged in parallel with the battery cells 110. For reference, in the present embodiment, the number of the heat pipes 123 is five, but the heat pipe 123 may be configured as more than five or less than five as an example.

이러한 냉각 플레이트(120)는 흡열부(121)에서 배터리 셀(110)의 열을 흡수하고, 흡수된 열은 방열부(122)에서 열흡수부재(130)로 전도될 수 있다. 본 실시예에서 후술할 열흡수부재(130)는 교번적으로 배열된 배터리 셀(110) 및 냉각 플레이트(120)의 흡열부(121)의 하부에 배치되는데, 이때 냉각 플레이트(120)의 방열부(122)는 열흡수부재(130)와 접촉면을 넓히기 위해 절곡된 형상을 가질 수 있다. The cooling plate 120 absorbs the heat of the battery cell 110 at the heat absorbing portion 121 and the absorbed heat can be conducted to the heat absorbing member 130 at the heat dissipating portion 122. The heat absorbing member 130 to be described later is disposed below the heat absorbing portion 121 of the battery cell 110 and the cooling plate 120 which are alternately arranged. The heat absorbing member 122 may have a bent shape to widen the contact surface with the heat absorbing member 130.

도 4를 참조하면, 히트파이프(123)는 밀봉된 구조의 도관(123a)과, 상기 도관(123a)에 주입되어 열에 의해 상변화를 일으키는 작동유체(S)를 포함한다. 4, the heat pipe 123 includes a conduit 123a having a sealed structure and a working fluid S injected into the conduit 123a and causing a phase change by heat.

도관(123a)은 누설이 없고 내압 강도가 있는 알루미늄, 스테인레스, 탄소강 재질의 원통형으로 형성될 수 있다. 작동유체(S)로는 암모니아, 아세톤, 메탄올, 에탄올 등이 사용될 수 있으나 본 발명의 권리범위가 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. The conduit 123a may be formed as a cylindrical shape of aluminum, stainless steel, or carbon steel having no leakage and withstand pressure strength. Ammonia, acetone, methanol, ethanol, or the like may be used as the working fluid (S), but the scope of the present invention is not limited thereto.

도관(123a)에는 작동유체(S)의 이동 통로를 제공하는 위크(123b)가 더 형성되어 있다. 위크(123b)는 모세관력에 의해 작동유체(S)를 순환시킬 수 있고 유연성의 다공질 재료일 수 있으며, 다공성 모세관을 형성하도록 다수의 미세한 단위섬유 집합조직으로 제조될 수 있다. The conduit 123a is further provided with a wick 123b that provides a path for the movement of the working fluid S. The wick 123b can circulate the working fluid S by a capillary force, can be a flexible porous material, and can be made into a plurality of minute unitary fiber texture textures to form a porous capillary.

위크(123b)는 기화된 작동유체(S)의 액화를 돕고 유로 역할도 한다. 위크(123b)는 자체 내에 형성되어 모세관력을 발생시키는 미세 통로가 균일하게 형성되어 있는 것을 사용하여 열전달 정도에 있어서 재현성이 떨어지지 않게 함이 바람직하다. 미세 통로가 균일하면 유동 저항이 커지지 않고 높은 모세관력을 얻을 수 있어, 열원 부근에서의 증발이 활발하게 되어도 액상 작동유체(S)의 흐름이 끊어질 염려가 없다.The wick 123b helps liquefy the vaporized working fluid S and also serves as a flow path. The wick 123b is formed in itself and the micro passages for generating the capillary force are uniformly And the reproducibility in the degree of heat transfer is not deteriorated desirable. If the micro passages are uniform, the flow resistance is not increased and a high capillary force can be obtained. Therefore, even if the evaporation near the heat source becomes active, the flow of the liquid working fluid S is not interrupted.

위크(123b)는 예컨대 면(cotton)과 같은 천연 섬유, 폴리아미드계와 같은 화학 섬유 또는 탄소 섬유와 같은 무기 섬유의 펠트(felt) 또는 웹(web) 또는 직물(fabrics) 또는 부직포(non-woven fabric) 재질로 제조될 수 있다. The wick 123b may be a woven or nonwoven web of natural fibers such as cotton, chemical fibers such as polyamide-based or inorganic fibers such as carbon fibers or webs or fabrics, fabric. < / RTI >

배터리 셀(110)에서 발생되는 열은 냉각 플레이트(120)의 흡열부(121)를 통해 흡수된다. 그리고 흡열부(121)의 히트파이프(123)에서 작동유체(S)가 열에 의해 기화되어 방열부(122)로 이동하게 된다. 기화된 작동유체(S)는 방열부(122)에서 응축되어 응축잠열을 외부로 방출하고 응축된 작동유체(S)는 위크(123b)를 통해 모세관현상에 의해 흡수된다. 그리고 응축된 작동유체(S)는 관벽(위크(123b))을 따라 흡열부(121) 측으로 되돌아 옴으로써 작동유체(S)의 한 사이클이 완성된다. 이와 같이, 히트파이프(123)는 작동유체(S)가 순환함으로써 열전달을 수행한다. The heat generated in the battery cell 110 is absorbed through the heat absorbing portion 121 of the cooling plate 120. [ The working fluid S in the heat pipe 123 of the heat absorbing portion 121 is vaporized by heat and moved to the heat dissipating portion 122. The vaporized working fluid S is condensed in the heat radiation portion 122 to discharge the latent heat of condensation to the outside and the condensed working fluid S is absorbed by the capillary phenomenon through the wick 123b. Then, the condensed working fluid S is returned to the heat absorbing portion 121 side along the pipe wall (the wick 123b), thereby completing one cycle of the working fluid S. Thus, the heat pipe 123 performs heat transfer by circulating the working fluid S.

한편, 열흡수부재(130)는 냉각 플레이트(120)의 방열부(122) 및 온도가 상승한 히트파이프(123)의 작동유체(S)를 냉각시키는 역할을 담당한다. 열흡수부재(130)는 냉각 플레이트(120)와 인접 또는 접촉배치될 수 있다.The heat absorbing member 130 serves to cool the heat dissipating unit 122 of the cooling plate 120 and the working fluid S of the heat pipe 123 whose temperature has risen. The heat absorbing member 130 may be disposed adjacent or in contact with the cooling plate 120.

본 실시예에서 열흡수부재(130)는 상기 냉각 플레이트(120)의 절곡된 부분 즉, 방열부(122)와 히트싱크(140) 사이에 개재되는 판형으로 마련되어 있다. 그러나 본 실시예와 달리, 히트싱크(140)는 경우에 따라 설계상 생략될 수도 있는데, 이때 열흡수부재(130)는, 외부 공기와 접촉하는 단면적을 넓게 하여 냉각 효율을 향상시키는 방열핀(미도시)이 더 형성되어 있는 구조로 이루어질 수도 있다.In this embodiment, the heat absorbing member 130 is provided in a plate shape interposed between the bent portion of the cooling plate 120, that is, between the heat dissipating unit 122 and the heat sink 140. However, unlike the present embodiment, the heat sink 140 may be omitted depending on the design. At this time, the heat absorbing member 130 may include a radiating fin (not shown) for increasing the cross- ) May be further formed.

특히, 본 발명에 따른 열흡수부재(130)는 냉각 플레이트(120)에 비해 상대적으로 열용량이 큰 재질로 마련되어 냉각 플레이트(120)로부터 최대한 많은 양의 열을 흡수할 수 있다. 그리고 본 실시예에서 열흡수부재(130)의 냉각은 히트싱크(140)가 담당할 수 있다. 히트싱크(140)는 내부에 유로가 형성되어 있고 상기 유로에는 냉매가 순환될 수 있다. 따라서 배터리 셀(110)들의 열은 최종적으로 히트싱크(140)에 의해 외부로 방출될 수 있다.Particularly, the heat absorbing member 130 according to the present invention is made of a material having a relatively higher heat capacity than the cooling plate 120, and can absorb a maximum amount of heat from the cooling plate 120. In this embodiment, the heat sink 140 can take charge of the cooling of the heat absorbing member 130. The heat sink 140 has a passage formed therein, and the refrigerant can be circulated in the passage. Accordingly, the heat of the battery cells 110 can be finally discharged to the outside by the heat sink 140.

그런데 일 예로 외부 충격이 가해져 냉매를 운용하기 위한 냉각시스템의 작동이 멈출 경우, 열 전도가 원활하지 못해 배터리 셀(110) 내부에 열이 축적될 수 있다. 그렇지만 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은 상기와 같이 냉각시스템이 작동하지 않더라도 상당한 시간 동안에는 배터리 셀(110)의 열을 외부로 방출시키는 것이 가능하다. 부연하면, 본 발명에 따른 열흡수부재(130)는 비열이 큰 재질로 형성되므로 상당한 시간 동안 냉각 플레이트(120)로부터 흡열을 할 수 있어 배터리 셀(110)의 열 축적을 지연시킬 수 있다. 따라서 적어도 배터리 셀(110)의 열 축적으로 인한 폭발 위험율을 낮출 수 있을 것이다. However, for example, when an external shock is applied to stop the operation of the cooling system for operating the coolant, the heat conduction is not smooth and heat can be accumulated inside the battery cell 110. However, the battery module 100 according to the present invention can discharge the heat of the battery cell 110 to the outside for a considerable time even if the cooling system is not operated. In addition, since the heat absorbing member 130 according to the present invention is formed of a material having a large specific heat, heat can be absorbed from the cooling plate 120 for a considerable time, thereby delaying heat accumulation of the battery cell 110. Accordingly, the risk of explosion due to heat accumulation of at least the battery cell 110 may be reduced.

이와 같은 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은 제조가 간단하고 낮은 생산 단가를 달성할 수 있는 구조이며, 기존의 냉각부재에 비하여 탱크, 밸브, 펌프, 냉각기 등의 추가적인 부품이 요구되지 않으므로 배터리 모듈(100)의 구조 및 냉각 시스템 운용이 매우 단순해질 수 있다.Since the battery module 100 according to the present invention has a simple structure and low manufacturing cost, it does not require additional components such as a tank, a valve, a pump, a cooler, The structure of the cooling system 100 and the operation of the cooling system can be greatly simplified.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프가 내재된 단위 냉각 플레이트를 나타낸 개략적인 도면이다. 5 is a schematic view showing a unit cooling plate having a heat pipe according to another embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4와 동일한 부재번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이하에서 설명할 본 실시예는 전술한 실시예와 비교할 때 히트파이프(123')의 구조 및 배열이 상이하다. 1 to 4 denote the same members, and a duplicated description of the same members will be omitted. This embodiment to be described below differs from the above-described embodiment in the structure and arrangement of the heat pipe 123 '.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 냉각 플레이트(120')는 하나의 히트파이프(123')를 포함하며, 히트파이프(123')는 평행하게 배열되는 복수 개의 직선 구간과 상기 직선 구간들을 연결하는 복수 개의 곡선 구간으로 이루어 질 수 있다. 여기서 본 실시예의 히트파이프(123')는 바람직하게는 직선 경로가 배터리 셀(110)의 너비에 대응되게 형성될 수 있다. 본 실시예에서 곡선 구간은 작동유체의 흐름이 변경되는 구간에서 마찰저항을 줄이기 위한 구조로 선택된 것이나 본 실시예와 달리, 상기 복수 개의 곡선 구간은 직선 구간으로 대체되더라도 무방하다. Referring to FIG. 5, the cooling plate 120 'according to the present embodiment includes one heat pipe 123', and the heat pipe 123 'includes a plurality of straight line sections arranged in parallel and a plurality of straight sections And may be composed of a plurality of curved sections to be connected. Here, the heat pipe 123 'of the present embodiment is preferably formed such that a straight path corresponds to the width of the battery cell 110. In the present embodiment, the curved section is selected to reduce the frictional resistance in the section where the flow of the working fluid is changed. However, unlike the present embodiment, the curved section may be replaced with a straight section.

본 실시예에 의하면, 전술한 실시예의 복수 개의 직선형 히트파이프(123)보다 적은 개수로 보다 넓은 범위에서 배터리 셀(110)의 열을 흡수할 수 있다. According to the present embodiment, the heat of the battery cell 110 can be absorbed in a wider range than the plurality of linear heat pipes 123 of the above-described embodiment.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트파이프가 내재된 단위 냉각 플레이트를 나타낸 개략적인 도면이다. 6 is a schematic view showing a unit cooling plate having a heat pipe according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 플레이트(120'')는 복수개의 히트파이프(123'')를 포함하며, 히트파이프는 적어도 하나 이상의 직선 구간과 적어도 하나 이상의 곡선 구간을 선택적으로 조합하여 형성시킬 수 있다. 6, a cooling plate 120 " according to another embodiment of the present invention includes a plurality of heat pipes 123 ". The heat pipes include at least one straight section and at least one curved section Can be selectively formed in combination.

더 구체적으로 설명하면, 본 실시예에서 히트파이프(123'')는 2개가 마련되며, 도 6에 도시된 가상의 기준선(A) 좌,우측에 각각 하나씩 위치할 수 있다. 그리고 각 히트파이프(123'')는 평행하게 배열되는 복수 개의 직선 구간과 상기 직선 구간들을 연결하는 복수 개의 곡선 구간으로 이루어 질 수 있다. More specifically, two heat pipes 123 '' are provided in this embodiment, and one heat pipe 123 '' may be positioned on the left and right sides of the imaginary reference line A shown in FIG. Each heat pipe 123 '' may include a plurality of straight line segments arranged in parallel and a plurality of curve segments connecting the straight line segments.

본 실시예에 의하면, 적은 수의 히트파이프(123'')로 냉각 플레이트(120'')의 에너지밀집도를 높일 수 있으므로 배터리 셀(110)의 전면에서 균일하게 열을 전도시킬 수 있다. 또한, 외부 충격으로 어느 하나의 히트파이프(123'')가 손상되더라도 나머지 히트파이프(123'')로 열을 배출시킬 수 있다.According to the present embodiment, since the energy density of the cooling plate 120 '' can be increased by a small number of heat pipes 123 '', heat can be uniformly conducted from the front surface of the battery cell 110. In addition, even if one of the heat pipes 123 " is damaged due to an external impact, the heat can be discharged to the remaining heat pipes 123 ".

한편, 본 실시예에서는 2개의 히트파이프(123'')를 사용하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니므로 3개 이상의 히트파이프가 사용될 수 있다. Meanwhile, although two heat pipes 123 '' are used in the present embodiment, the scope of the present invention is not limited thereto, and thus three or more heat pipes may be used.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다. 7 is a perspective view schematically showing a configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.

전술한 실시예와 중복된 설명은 생략하기로 하고 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. The description will be omitted with respect to the differences from the above-described embodiments.

본 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은, 2개의 열흡수부재(230)가, 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(110) 적층체와 냉각 플레이트(220) 양단부에 각각 하나씩 위치할 수 있다. 그리고 냉각 플레이트(220)는 배터리 셀(110)의 길이보다 길게 연장되는 흡열부(221)와 흡열부(221)의 양단부에서 각각 절곡되는 2개의 방열부(222)를 포함한다. 이때, 히트싱크(240)는 상기 2개의 열흡수부재(230) 중 어느 하나 또는 본 실시예와 달리 양쪽에 각각 하나씩 설치될 수 있다.The battery module 200 according to the present embodiment is configured such that the two heat absorbing members 230 can be positioned one at each end of the laminate of the battery cell 110 and the cooling plate 220, have. The cooling plate 220 includes a heat absorbing portion 221 extending longer than the length of the battery cell 110 and two heat dissipating portions 222 bent at both ends of the heat absorbing portion 221. At this time, the heat sink 240 may be installed on either one of the two heat absorbing members 230 or on both sides of the heat absorbing member 230, unlike the present embodiment.

이와 같은 구성으로 본 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은, 냉각 플레이트(220)에서 열 전도 방향을 상하방향으로 유도하고 2개의 열흡수부재(230)로 열이 흡수되도록 하고 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은 비열이 큰 2개의 열흡수부재(230)로 냉각 시스템이 작동하지 않더라도 전술한 실시예의 경우보다 오랜 시간동안 배터리 셀(110) 내부에 열이 축적되는 것을 저지할 수 있다. With this structure, the battery module 200 according to the present embodiment guides the heat conduction direction in the cooling plate 220 in the up and down direction, and the heat is absorbed by the two heat absorbing members 230. Accordingly, even if the cooling system is not operated by the two heat absorbing members 230 having a large specific heat, the battery module 200 according to the present embodiment is capable of storing heat in the battery cells 110 for a longer time than the case of the above- And the like.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에도, 이러한 배터리 모듈을 커버하기 위한 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다. The battery pack according to the present invention may include at least one battery module according to the present invention. In addition to the battery module, the battery pack may further include a case for covering the battery module, and various devices for controlling charge and discharge of the battery module, such as a BMS, a current sensor, a fuse, and the like.

또한, 본 발명에 따른 자동차는 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다. 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차 및 IT 제품군 등에 적용될 수 있다.Further, the automobile according to the present invention may include the battery pack according to the present invention. And automobiles and IT products such as electric cars and hybrid cars.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.On the other hand, in the present specification. It is to be understood that the terminology such as up, down, left, right, etc., is used for convenience of explanation, but can be expressed differently depending on the viewing position of the observer or the position of the object. To be clear to.

100 : 배터리 모듈
110 : 배터리 셀
120 : 냉각 플레이트
121 : 흡열부
122 : 방열부
123 : 히트파이프
130: 열흡수부재
140: 히트싱크
100: Battery module
110: Battery cell
120: cooling plate
121:
122:
123: Heat pipe
130: Heat absorbing member
140: Heat sink

Claims (13)

상호 이격되게 배치되는 복수 개의 배터리 셀;
상기 배터리 셀들 사이에 마련되는 이격공간에 삽입되어 상기 배터리 셀들을 냉각 시키는 적어도 하나 이상의 냉각 플레이트; 및
각각의 상기 냉각 플레이트들의 단부 영역과 접하도록 배치되어 상기 냉각 플레이트의 열을 흡수하는 열흡수부재를 포함하며,
상기 냉각 플레이트는,
소정의 두께를 갖는 판상형으로 마련되고 내부에 적어도 하나의 히트파이프(heat pipe)가 내재되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
A plurality of battery cells arranged to be spaced apart from each other;
At least one cooling plate inserted in a space provided between the battery cells to cool the battery cells; And
And a heat absorbing member disposed in contact with an end region of each of the cooling plates to absorb heat of the cooling plate,
Wherein the cooling plate comprises:
Wherein at least one heat pipe is provided in a plate-like shape having a predetermined thickness.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 히트파이프는 복수 개이며,
상기 복수 개의 히트파이프들은, 각각 상기 배터리 셀과 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one heat pipe comprises a plurality of heat pipes,
And the plurality of heat pipes are arranged in parallel with the battery cells, respectively.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 히트파이프는 복수 개이며,
상기 복수 개의 히트파이프들 각각은, 직선 구간과 곡선 구간 중에서 적어도 어느 하나의 구간이 조합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one heat pipe comprises a plurality of heat pipes,
Wherein each of the plurality of heat pipes is formed by combining at least any one of a straight section and a curved section.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 히트파이프는 하나이며,
상기 하나의 히트파이프는, 직선 구간과 곡선 구간 중에서 적어도 어느 하나의 구간이 조합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one heat pipe is one,
Wherein the one heat pipe is formed by combining at least any one of a straight section and a curved section.
제1항에 있어서,
상기 냉각 플레이트는,
상기 배터리 셀과 나란하게 배치되되 상기 배터리 셀의 길이보다 길게 연장되게 마련되는 흡열부 및;
상기 흡열부의 일단부에서 절곡되게 연장되는 방열부를 포함하며,
상기 방열부는 상기 열흡수부재와 접촉배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling plate comprises:
A heat absorbing portion disposed in parallel to the battery cell and extending longer than a length of the battery cell;
And a heat dissipation unit that is bent at one end of the heat absorbing unit,
Wherein the heat dissipating unit is disposed in contact with the heat absorbing member.
제1항에 있어서,
상기 배터리 셀들과 상기 냉각 플레이트들은 각각 하나씩 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the battery cells and the cooling plates are alternately arranged one by one.
제1항에 있어서,
상기 열흡수부재는,
상기 냉각 플레이트보다 상대적으로 비열이 큰 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The heat absorbing member
Wherein the cooling plate is made of a material having a relatively higher specific heat than the cooling plate.
제1항에 있어서,
상기 열흡수부재와 접촉배치되어 상기 열흡수부재의 열을 흡수하는 히트싱크를 더 포함하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
And a heat sink disposed in contact with the heat absorbing member to absorb heat of the heat absorbing member.
제8항에 있어서,
상기 히트싱크는, 냉매가 유동하는 냉각 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
9. The method of claim 8,
Wherein the heat sink includes a cooling channel through which the coolant flows.
제1항에 있어서,
상기 열흡수부재는, 2개가 마련되고,
상기 냉각 플레이트는,
상기 배터리 셀과 나란하게 배치되되 상기 배터리 셀의 길이보다 길게 연장되게 마련되는 흡열부 및;
상기 흡열부의 양단부에서 각각 절곡되어 연장되는 2개의 방열부를 포함하며,
상기 2개의 방열부는, 상기 2개의 열흡수부재와 각각 접촉배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein two heat absorbing members are provided,
Wherein the cooling plate comprises:
A heat absorbing portion disposed in parallel to the battery cell and extending longer than a length of the battery cell;
And two heat dissipating portions that are respectively bent and extended at both ends of the heat absorbing portion,
Wherein the two heat dissipating units are disposed in contact with the two heat absorbing members, respectively.
제10항에 있어서,
상기 2개의 열흡수부재 중 어느 하나와 접촉배치되어 열을 흡수하는 히트싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
11. The method of claim 10,
And a heat sink which is disposed in contact with any one of the two heat absorbing members to absorb heat.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.A battery pack comprising the battery module according to any one of claims 1 to 11. 제12항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.An automobile comprising the battery pack according to claim 12.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008866A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 주식회사 엘지화학 Battery module, battery pack comprising same, and vehicle
FR3056342A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-23 Valeo Systemes Thermiques BATTERY TEMPERATURE MANAGEMENT
KR20180034959A (en) 2016-09-28 2018-04-05 주식회사 엘지화학 Secondary battery module improved in cooling passage and frame assembly for the same
KR20190105731A (en) * 2018-03-06 2019-09-18 현대모비스 주식회사 High voltage battery module
CN112640265A (en) * 2018-11-06 2021-04-09 宝马股份公司 Cooling device for an electric drive unit of an electrically drivable motor vehicle, drive unit and motor vehicle
CN113043872A (en) * 2019-12-26 2021-06-29 奥动新能源汽车科技有限公司 Automatic temperature control tray, charging bin, power conversion station and energy storage station
WO2021246657A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack having coolant circulation route in pack case
CN114641888A (en) * 2019-10-17 2022-06-17 考特克斯·特克斯罗恩有限公司及两合公司 Cooling device for traction battery of vehicle
KR20220107134A (en) * 2019-01-31 2022-08-02 삼성에스디아이 주식회사 Battery Pack
KR20220136018A (en) * 2021-03-30 2022-10-07 한국과학기술원 Battery Cooling Module based on a Pulsating Heat Pipe and Battery Unit Including The Same
KR20230094366A (en) 2021-12-21 2023-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery Pack Comprising Heat Transfer Member Formed With Inlet and Outlet of Cooling Fluid
WO2023136593A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5472212B2 (en) * 2011-06-06 2014-04-16 三菱自動車工業株式会社 Assembled battery

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008866A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 주식회사 엘지화학 Battery module, battery pack comprising same, and vehicle
FR3056342A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-23 Valeo Systemes Thermiques BATTERY TEMPERATURE MANAGEMENT
KR20180034959A (en) 2016-09-28 2018-04-05 주식회사 엘지화학 Secondary battery module improved in cooling passage and frame assembly for the same
KR20190105731A (en) * 2018-03-06 2019-09-18 현대모비스 주식회사 High voltage battery module
CN112640265A (en) * 2018-11-06 2021-04-09 宝马股份公司 Cooling device for an electric drive unit of an electrically drivable motor vehicle, drive unit and motor vehicle
KR20220107134A (en) * 2019-01-31 2022-08-02 삼성에스디아이 주식회사 Battery Pack
CN114641888B (en) * 2019-10-17 2023-12-29 考特克斯·特克斯罗恩有限公司及两合公司 Cooling device for traction battery of vehicle
CN114641888A (en) * 2019-10-17 2022-06-17 考特克斯·特克斯罗恩有限公司及两合公司 Cooling device for traction battery of vehicle
CN113043872A (en) * 2019-12-26 2021-06-29 奥动新能源汽车科技有限公司 Automatic temperature control tray, charging bin, power conversion station and energy storage station
WO2021246657A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack having coolant circulation route in pack case
KR20220136018A (en) * 2021-03-30 2022-10-07 한국과학기술원 Battery Cooling Module based on a Pulsating Heat Pipe and Battery Unit Including The Same
KR20230094366A (en) 2021-12-21 2023-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery Pack Comprising Heat Transfer Member Formed With Inlet and Outlet of Cooling Fluid
WO2023121116A1 (en) 2021-12-21 2023-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack comprising heat transfer member having inlet and outlet for cooling fluid
WO2023136593A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same

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