KR20180023637A - 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 한 쌍의 배터리 셀을 포함하는 단위 모듈이 복수개 적층된 형태로 구성되는 단위 모듈 적층체; 상기 단위 모듈 적층체의 하부에 위치하며, 상기 배터리 셀과 직접 접촉하여 상기 배터리 셀에 발생되는 열을 방출시키는 냉각 플레이트; 및 서로 이웃하는 단위 모듈 사이에 위치하여 상기 단위 모듈들이 안착될 수 있도록 하는 모듈 프레임을 포함하며, 상기 단위 모듈은, 상기 한 쌍의 배터리 셀 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 배터리 셀이 안착될 수 있도록 하는 셀 프레임을 포함하고, 상기 셀 프레임은 일측에 형성되는 걸림홈을 구비하고, 상기 모듈 프레임은 상기 걸림홈과 대응되는 위치에 구비되며 대응되는 형상을 갖는 걸림턱을 구비한다.

Description

배터리 모듈{Battery module}
본 발명은, 배터리 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 파우치 케이스 자체가 쿨링핀으로서 기능하도록 설계된 배터리 모듈에 관한 것이다.
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 충방전이 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 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치 타입의 셀이 많이 이용된다.
하지만, 파우치 타입 셀은, 일반적으로 알루미늄과 폴리머 수지의 라미네이트 시트의 전지 케이스로 포장되어 있으므로 기계적 강성이 크지 않다. 따라서, 다수의 파우치 타입 셀을 포함하여 배터리 모듈을 구성할 때, 이차 전지를 외부의 충격 등으로부터 보호하고, 그 유동을 방지하며, 적층이 용이하도록 하기 위해, 프레임을 이용하는 경우가 많다.
프레임은 카트리지 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있는데, 보통 중앙 부분이 비어 있는 사각 플레이트 형태로 구성되는 경우가 많으며, 이때 4개의 변 부분이 파우치 타입 셀의 외주부를 감싸도록 구성된다. 그리고, 이러한 프레임은 배터리 모듈을 구성하기 위해 다수가 적층된 형태로 이용되며, 파우치 타입 셀은 프레임이 적층되었을 때 생기는 내부의 빈 공간에 위치할 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 종래의 배터리 모듈 구조가 나타나 있다. 이와 같은 종래의 배터리 모듈 구조는, 다수의 프레임(2)을 이용하여 다수의 파우치 타입 셀(1)이 적층되도록 하는 경우, 한 쌍의 파우치 타입 셀(1) 각각의 외측면 상에 플레이트 형태의 냉각 핀(3)을 적용함으로써 냉각 효율을 높인다.
이차 전지는 여름과 같이 고온 환경에서 사용되는 경우가 있을 수 있으며, 또한 이차 전지 자체적으로도 열이 발생할 수 있다. 이때, 다수의 이차 전지가 서로 적층되어 있는 경우, 이차 전지의 온도는 더욱 높아질 수 있는데, 이 온도가 적정 온도보다 높아지면 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 따라서, 배터리 모듈을 구성할 때 파우치 타입 셀(1)의 면과 접촉하도록 냉각 핀(3)을 적용하고 이러한 냉각 핀(3)이 그 하부에 위치한 냉각 플레이트(4)와 접촉하도록 함으로써 배터리 모듈의 전체적인 온도 상승이 방지되도록 하는 구성이 많이 이용된다.
그러나, 이러한 냉각 핀(3)을 적용하여 배터리 모듈을 구성하는 경우, 파우치 타입 셀(1)이 적층되는 방향을 따라 배터리 모듈의 폭이 증가하게 되며, 이는 에너지 밀도의 측면에서 매우 불리하게 작용할 뿐만 아니라, 배터리 모듈 제조에 있어서 냉각 핀 적용을 위한 공정이 추가됨으로써 생산성의 저하를 가져오게 된다.
따라서, 이러한 냉각 핀의 추가적인 적용 없이도 냉각효율을 유지 또는 향상시킬 수 있는 간소한 구조의 배터리 모듈의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은, 상술한 기술적 과제를 고려하여 창안된 것으로서, 파우치 타입 배터리 셀이 적용되는 배터리 모듈에 있어서, 배터리 모듈의 효율적 냉각을 가능하게 하면서도, 냉각을 위한 부품의 추가로 인해 배터리 모듈의 부피가 증가하는 것을 방지할 수 있는 배터리 모듈 구조를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 한 쌍의 배터리 셀을 포함하는 단위 모듈이 복수개 적층된 형태로 구성되는 단위 모듈 적층체; 상기 단위 모듈 적층체의 하부에 위치하며, 상기 배터리 셀과 직접 접촉하여 상기 배터리 셀에 발생되는 열을 방출시키는 냉각 플레이트; 및 서로 이웃하는 단위 모듈 사이에 위치하여 상기 단위 모듈들이 안착될 수 있도록 하는 모듈 프레임을 포함하며, 상기 단위 모듈은, 상기 한 쌍의 배터리 셀 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 배터리 셀이 안착될 수 있도록 하는 셀 프레임을 포함하고, 상기 셀 프레임은 일측에 형성되는 걸림홈을 구비하고, 상기 모듈 프레임은 상기 걸림홈과 대응되는 위치에 구비되며 대응되는 형상을 갖는 걸림턱을 구비한다.
상기 단위 모듈은, 상기 한 쌍의 배터리 셀 각각의 윙부를 연결하는 연결부를 구비할 수 있다.
상기 냉각 플레이트는 상기 연결부와 직접 접촉할 수 있다.
상기 배터리 셀은, 파우치 타입 배터리 셀일 수 있다.
상기 배터리 셀은, 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함할 수 있다.
상기 파우치 케이스는, 제1 수지층; 제2 수지층; 및 상기 제1 수지층과 제2 수지층 사이에 개재되는 금속층을 포함하는 파우치 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 한 쌍의 배터리 셀은 상기 셀 프레임에 각각 안착되어 서로 마주볼 수 있다.
상기 단위 모듈은 상기 한 쌍의 배터리 셀 각각의 윙부를 연결하는 연결부를 구비하며, 상기 연결부는 상기 셀 프레임의 외측으로 노출될 수 있다.
상기 한 쌍의 배터리 셀 각각의 윙부는 상기 셀 프레임 및 모듈 프레임 사이에 형성되는 공간을 통해 인출될 수 있다.
상기 냉각 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 배터리 셀로부터 상기 냉각 플레이트로 전도된 열을 방출시키는 히트 싱크를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 팩의 냉각을 위한 별도의 부품 적용이 불필요하게 되어 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 팩의 냉각을 위해 인접한 배터리 셀의 사이에 개재되는 부품을 생략할 수 있게 됨으로써 배터리 모듈의 부피를 감소시킬 수 있게 되고, 이로써 에너지 밀도 향상을 가져올 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 냉각 핀이 적용된 종래의 배터리 모듈 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 단위 모듈 적층체를 나타내는 완성 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 단위 모듈 적층체를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 한쌍이 연결된 모습을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 단위 모듈의 조립 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 파우치 케이스의 다층 구조를 나타내는 단면도이다.
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 아니 되며, 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 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 전체적인 구조를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 구조를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 단위 모듈 적층체를 나타내는 완성 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은 단위 모듈 적층체(B) 및 냉각 플레이트(30)를 포함하는 형태로 구현되며, 이에 더하여 히트싱크(Heat sink)(40)를 더 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
상기 단위 모듈 적층체(B)는 복수의 단위 모듈(10)이 적층되어 이루어지는 것으로서, 복수의 단위 모듈(10) 각각은 서로 인접한 단위 모듈(10) 사이에 구비되는 모듈 프레임(20) 상에 안착된다.
상기 냉각 플레이트(30)는 단위 모듈 적층체(B)의 하부에 위치하며, 단위 모듈 적층체(B)를 이루는 배터리 셀(11)과 직접 접촉하여 배터리 셀(11)에서 발생되는 열을 방출하여 배터리 셀(11)의 온도가 일정수준 이상으로 상승하는 것을 방지하는 기능을 한다.
이러한 냉각 플레이트(30)의 기능을 감안할 때, 냉각 플레이트(30)의 재질은 열전도성이 우수한 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 일 예로, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
상기 히트싱크(40)는 냉각 플레이트(30)의 하부에 위치하며, 냉각 플레이트(30)가 단위 모듈 적층체(B)로부터 흡수한 열을 공기 중으로 또는 순환 냉매의 순환 방향을 따라 분산시키는 기능을 한다.
한편, 상기 단위 모듈(10)은 한 쌍의 배터리 셀(11)이 셀 프레임(16) 상에 안착되어 서로 마주보는 형태를 갖도록 구현된다.
상기 배터리 셀(11)은 전극조립체(12) 및 전극조립체(12)를 수용하는 파우치 케이스(13)를 포함한다. 상기 파우치 케이스(13)는 전극조립체(12)가 수용될 수 있는 공간을 제공하는 수용부(13a) 및 수용부(13a)로부터 연장되어 수용부(13a)의 테두리 영역에 형성되며 열 융착됨으로써 파우치 케이스(13)를 밀봉시키는 융착부(13b)로 이루어진다.
본 발명을 설명함에 있어서, 이러한 열 융착부(13b) 중에서도 배터리 셀(11)의 장변을 이루는 부분을 윙부(14)라고 칭하기로 한다. 즉, 상기 연장부(13b)는 대략 직사각 형태를 갖는 배터리 셀(11)의 둘레 영역 전체를 의미하는 것이지만, 그 중에서도 전극리드(L)가 인출된 단변측을 제외한 장변측만을 가리켜 윙부(14)라고 일컫는 것이다.
또한, 단위 모듈(10)을 구성하는 한 쌍의 배터리 셀(11) 각각의 윙부(14)는 서로 연결되어 있는데, 이처럼 각 배터리 셀(11)의 윙부(14)가 연결된 부분을 가리켜 연결부(15)라 칭하기로 한다.
즉, 본 발명에 있어서, 윙부(14) 및 연결부(15)는 모두 파우치 케이스(13)의 융착부(13b)의 일부에 해당하는 것으로서 하나의 파우치 필름으로 이루어진 것이지만, 발명을 설명함에 있어서 편의를 위해 위치에 따라 그 명칭을 달리하고 있는 것이다.
한편, 상기 단위 모듈(10)에 있어서, 연결부(15)는 셀 프레임(16)의 외측으로 노출되어 단위 모듈(10)의 하부에 위치하는 냉각 플레이트(30)와 접촉하게 된다. 즉, 본 발명에 있어서, 배터리 셀(11)은 냉각 플레이트(30)와 직접 접촉함으로써 발생된 열을 냉각 플레이트(30)를 통해 외부로 배출할 수 있는 구조를 갖는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 단위 모듈(10)을 이루는 배터리 셀(11) 각각의 윙부(14)가 셀 프레임(16) 및 모듈 프레임(20) 사이에 형성되는 공간을 통해 인출되는 구조를 갖는다.
다음은, 도 4를 참조하여, 본 발명에 적용되는 복수의 단위 모듈(10)들을 적층하는 과정에 대해서 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 단위 모듈 적층체를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 단위 모듈 적층체(B)는 서로 이웃하는 단위 모듈(10) 사이에 모듈 프레임(20)이 개재되도록 단위 모듈(10)과 모듈 프레임(20)을 교호적으로 적층시킨 형태로 구현된다.
이와 같이 적층이 이루어진 상태에서 단위 모듈(10)을 구성하는 셀 프레임(16)과 단위 모듈(10)이 안착되는 모듈 프레임(20) 사이의 결합은 홈과 돌기의 결합 구조에 의해 이루어진다.
도 4에는, 이러한 홈과 돌기의 결합구조의 예로, 셀 프레임(16)의 단변측에 걸림홈(16a)이 형성되고, 모듈 프레임(20)의 단변측에는 걸림홈(16a)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 만들어진 걸림턱(20a)이 형성된 구조가 도시되어 있다.
이러한 홈과 돌기의 결합 구조로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 모듈 적층체(B)는 셀 프레임(16)과 모듈 프레임(20) 간의 고정이 잘 이루어질 수 있게 된다.
다음은, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 단위 모듈(10)의 조립 과정에 대해서 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀 한 쌍이 연결된 모습을 나타내는 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 단위 모듈의 조립 과정을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 5를 살펴보면, 본 발명에 적용되는 단위 모듈(10)에는 서로 물리적으로 연결된 한 쌍의 배터리 셀(10)이 이용되며, 이러한 한 쌍의 배터리 셀(10)은 파우치 케이스(13)의 융착부(13a) 중 윙부(14)를 공유함으로써 상호 연결된다. 즉, 상기 한 쌍의 단위 모듈(10)은 각각의 장변측에 위치하는 윙부(14)가 연결되어 이루어진 하나의 연결부(15)를 구비한다.
도 6 및 도 7을 살펴보면, 이와 같이 서로 연결된 한 쌍의 배터리 셀(11)은 셀 프레임(16)에 각각 안착되어 서로 마주본다. 또한, 상기 한 쌍의 배터리 셀(11) 사이를 연결하는 연결부(15)는 셀 프레임(16)의 일측 모서리의 외측으로 노출된다.
이처럼, 단위 모듈(10)의 구조에 있어서, 파우치 케이스(13b)의 일 부분인 연결부(15)가 셀 프레임(16)의 외측으로 노출되는 구조를 갖도록 하는 것은, 단위 모듈(10)마다 구비된 연결부(15)가 직접 냉각 플레이트(30)와 접촉하도록 함으로써 냉각을 위한 별도의 부품을 인접한 배터리 셀(11) 사이에 개재시키지 않고도 효율적인 냉각을 가능하게 하기 위함이다.
한편, 이와 같이 셀 프레임(16)의 외측으로 노출된 연결부(15)가 냉각 플레이트(30)와 직접 접촉하도록 함으로써 배터리 셀(11)의 냉각이 효율적으로 이루어질 수 있는 것은 파우치 케이스(13)에 이용되는 파우치 필름의 다층 구조에 기인한 것이다. 즉, 본 발명에 적용되는 파우치 타입의 배터리 셀(11)의 케이스를 구성하는 파우치 필름은, 알루미늄 등과 같은 금속을 포함하는 다층 구조의 필름이다.
이러한 본 발명에 적용되는 다층 구조의 파우치 필름(13)은, 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 가장 내측에 위치하는 제1 수지층(131), 가장 외측에 위치하는 제2 수지층(132), 그리고 수지층(131,132) 사이에 개재되는 금속층(133)으로 이루어진 것일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀(11)의 냉각을 위한 별도의 냉각핀 등을 적용하지 않음으로써 배터리 셀(11)의 적층 방향을 따라 두께가 증가하여 에너지 밀도가 감소하는 것을 방지하면서도, 배터리 셀(11)과 냉각 플레이트(30)가 직접 접촉되는 구조를 적용함으로써 효율적인 냉각이 가능하도록 하는 장점을 갖는다.
이상에서 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.
10: 단위 모듈 11: 배터리 셀
12: 전극 조립체 13: 파우치 케이스
13a: 수용부 13b: 융착부
14: 윙부 15: 연결부
L: 전극 리드 16: 셀 프레임
16a: 걸림홈 20: 모듈 프레임
20a: 걸림턱 30: 냉각 플레이트
40: 히트 싱크(Heat sink) B: 단위 모듈 적층체

Claims (10)

  1. 한 쌍의 배터리 셀을 포함하는 단위 모듈이 복수개 적층된 형태로 구성되는 단위 모듈 적층체;
    상기 단위 모듈 적층체의 하부에 위치하며, 상기 배터리 셀과 직접 접촉하여 상기 배터리 셀에 발생되는 열을 방출시키는 냉각 플레이트; 및
    서로 이웃하는 단위 모듈 사이에 위치하여 상기 단위 모듈들이 안착될 수 있도록 하는 모듈 프레임을 포함하며,
    상기 단위 모듈은, 상기 한 쌍의 배터리 셀 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 배터리 셀이 안착될 수 있도록 하는 셀 프레임을 포함하고,
    상기 셀 프레임은 일측에 형성되는 걸림홈을 구비하고, 상기 모듈 프레임은 상기 걸림홈과 대응되는 위치에 구비되며 대응되는 형상을 갖는 걸림턱을 구비하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 모듈은,
    상기 한 쌍의 배터리 셀 각각의 윙부를 연결하는 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트는 상기 연결부와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    파우치 타입 배터리 셀인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    전극조립체; 및
    상기 전극조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파우치 케이스는,
    제1 수지층;
    제2 수지층; 및
    상기 제1 수지층과 제2 수지층 사이에 개재되는 금속층을 포함하는 파우치 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 배터리 셀은 상기 셀 프레임에 각각 안착되어 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단위 모듈은 상기 한 쌍의 배터리 셀 각각의 윙부를 연결하는 연결부를 구비하며, 상기 연결부는 상기 셀 프레임의 외측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 배터리 셀 각각의 윙부는 상기 셀 프레임 및 모듈 프레임 사이에 형성되는 공간을 통해 인출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 배터리 셀로부터 상기 냉각 플레이트로 전도된 열을 방출시키는 히트 싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200012296A (ko) * 2018-07-26 2020-02-05 주식회사 엘지화학 냉각 효율이 향상된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20200027809A (ko) * 2018-09-05 2020-03-13 주식회사 엘지화학 단일 파우치 케이스를 이용하여 제조된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130086678A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지모듈
KR20160016498A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 주식회사 엘지화학 배터리 모듈

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130086678A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지모듈
KR20160016498A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 주식회사 엘지화학 배터리 모듈

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200012296A (ko) * 2018-07-26 2020-02-05 주식회사 엘지화학 냉각 효율이 향상된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP2021504893A (ja) * 2018-07-26 2021-02-15 エルジー・ケム・リミテッド 冷却効率が向上したバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック
KR20200027809A (ko) * 2018-09-05 2020-03-13 주식회사 엘지화학 단일 파우치 케이스를 이용하여 제조된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

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