KR20190053574A - 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 배터리 셀에 접촉되어 열을 전도시키는 냉각 핀이 방열을 위한 히트 싱크에 밀착되어 접촉될 수 있도록 냉각 핀이 히트 싱크에 결합되어 고정되도록 함으로써, 냉각 핀과 히트 싱크 사이의 접촉 저항이 감소하여 배터리 셀의 냉각 효율을 향상시킬 수 있으며 배터리 셀을 균일하게 냉각시킬 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈 {Battery module}
본 발명은 배터리 셀에 접촉되어 열을 전도시키는 냉각 핀과 방열을 위한 히트 싱크 사이의 접촉 저항을 줄여 배터리 셀의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 배터리는 고출력 및 대용량의 필요성으로 인해 복수의 배터리 셀을 적층시킨 배터리 모듈 또는 배터리 팩의 형태로 형성된다.
그리고 이러한 배터리 모듈 및 배터리 팩은 충방전 시 배터리 셀들에서 열이 발생함에 따라 다양한 방법으로 냉각을 하고 있으며, 최근에는 간접 액체 냉각 방식이 공간 효율이 높아 선호되고 있다.
이러한 간접 액체 냉각 방식에서는 배터리 셀에 냉각 핀이 접촉되어 있으며 냉각 핀이 히트 싱크에 접촉되어 열교환이 이루어지도록 구성된다.
종래에는 요구되는 배터리의 용량이 크지 않아 배터리 셀의 형태가 길지 않았으며, 또한 용량이 큰 배터리의 경우에도 배터리 셀의 형태가 직사각형 모양이 아닌 정사각형 모양으로 형성되어, 냉각 핀과 히트 싱크 사이에 열전도 패드만 개재하더라도 배터리 셀의 냉각에 문제가 없었다.
그런데 최근 배터리 모듈 및 배터리 팩의 높이가 낮아지고 고용량의 배터리가 요구됨에 따라, 배터리 셀의 길이는 길어지고 높이는 작아지면서 배터리 셀의 크기는 커지고 있다.
이에 따라 기존에 사용하던 열전도 패드 만으로는 접촉 저항을 균등하게 배분할 수 없으며, 냉각 핀과 히트 싱크의 접촉 면적이 넓어져 접촉 저항이 높아짐에 따라 냉각의 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 배터리 팩은 팩 케이스에 히트 싱크가 결합되어 고정되며, 히트 싱크 위에 배터리 모듈이 놓인 상태에서 배터리 모듈이 팩 케이스에 결합되어 고정되어 있어, 배터리 모듈과 히트 싱크는 서로 결합되어 있지 않고 접촉만 되어있으므로, 진동 시 배터리 모듈과 히트 싱크가 서로 부딪히는 문제점이 있다.
US 2016/0126531 A1 (2016.05.05. 공개)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배터리 셀에 접촉되어 열을 전도시키는 냉각 핀과 방열을 위한 히트 싱크 사이의 접촉 저항이 감소되도록 함으로써, 배터리 셀의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 적층 배열된 복수의 배터리 셀; 이웃하는 배터리 셀들 사이에 배치되어 배터리 셀과 접촉된 열전도 플레이트, 상기 열전도 플레이트의 단부에서 연장 형성되며 배터리 셀들보다 외측으로 돌출되어 배치된 방열부, 및 상기 방열부에 형성된 체결부를 포함한 냉각 핀; 상기 냉각 핀의 방열부에 접촉된 히트 싱크; 및 상기 냉각 핀의 체결부에 결합되어, 상기 냉각 핀의 방열부와 히트 싱크가 접촉되는 면을 밀착시키는 체결수단; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀의 체결부는 길이방향으로 상기 방열부의 양측 및 양측 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 히트 싱크는 냉각 핀의 체결부에 대응되는 위치에 양면을 관통하는 관통공이 형성되며, 상기 체결수단은 히트 싱크의 관통공을 통해 냉각 핀의 체결부에 체결될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀은, 상기 열전도 플레이트의 가장자리 부분을 둘러싸도록 열전도 플레이트의 둘레를 따라 형성되어 열전도 플레이트, 방열부 및 체결부에 결합된 프레임 부재를 더 포함하며, 상기 프레임 부재의 외측으로 방열부 및 체결부가 노출 또는 돌출되도록 프레임 부재가 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀은, 상기 열전도 플레이트, 방열부 및 체결부가 인서트 사출에 의해 프레임 부재와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 열전도 플레이트는 양면을 관통하는 결합공이 형성되어, 상기 프레임 부재의 일부분이 상기 결합공을 통과하여 열전도 플레이트에 결합될 수 있다.
또한, 상기 체결부는 열전도 플레이트 및 방열부와 이격되도록 배치되어, 상기 체결부는 프레임 부재에 결합될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀은, 상기 체결부에 근접한 열전도 플레이트 및 방열부의 일부가 삭제된 형태로 절개부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 체결부는 중공된 내주면에 나사산이 형성되고, 외주면에 오목하게 결합홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀은, 상기 방열부와 히트 싱크가 접촉되는 면에서 히트 싱크쪽을 향해 체결부가 돌출 형성되어, 상기 체결부가 히트 싱크의 관통공에 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀의 방열부와 히트 싱크 사이에 개재된 열전도 패드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 배터리 모듈은 냉각 핀과 히트 싱크 사이의 접촉 저항이 감소되어 배터리 셀의 냉각 효율을 향상시킬 수 있으며, 복수의 배터리 셀을 균일하게 냉각할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 분해사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 조립사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각 핀과 히트 싱크의 결합구조를 나타낸 측면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 열전도 플레이트 및 방열부를 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 열전도 플레이트, 방열부 및 체결부를 프레임과 인서트 사출하기 전의 배치를 나타낸 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 인서트 사출에 의해 일체로 형성된 냉각 핀을 나타낸 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 냉각 핀의 방열부와 히트 싱크 사이에 열전도 패드가 개재된 실시예를 나타난 단면도
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 배터리 모듈을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 분해사시도, 조립사시도 및 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각 핀과 히트 싱크의 결합구조를 나타낸 측면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1000)은, 적층 배열된 복수의 배터리 셀(100); 열전도 플레이트(210)가 이웃하는 배터리 셀(100)들 사이에 배치되어 배터리 셀(100)과 접촉되고, 상기 열전도 플레이트(210)의 단부에서 연장 형성된 방열부(220)가 배터리 셀(100)들보다 외측으로 돌출되어 배치되며, 길이방향으로 상기 방열부(220)의 양측 및 양측 사이에 체결부(230)가 형성된 냉각 핀(200); 상기 냉각 핀(200)의 방열부(220)에 접촉되며, 상기 냉각 핀(200)의 체결부(230)에 대응되는 위치에 양면을 관통하는 관통공(310)이 형성된 히트 싱크(300); 및 상기 히트 싱크(300)의 관통공(310)을 통해 냉각 핀(200)의 체결부(230)에 체결되어, 상기 냉각 핀(200)의 방열부(220)와 히트 싱크(300)가 접촉되는 면을 밀착시키는 체결수단(400); 을 포함할 수 있다.
배터리 셀(100)은 일례로 폭방향으로의 두께에 비해 높이방향 및 길이방향으로의 길이가 길게 형성된 평판 형태로 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 높이방향보다 길이방향으로의 길이가 긴 장방형으로 형성될 수 있다. 그리고 배터리 셀(100)은 전극조립체의 외부를 감싸 밀봉하도록 형성된 파우치의 외부로 양극 및 음극의 전극 탭(110)들이 인출된 형태의 파우치형 셀이 될 수 있다. 또한, 배터리 셀(100)들은 나란하게 배치되어 폭방향을 따라 배열될 수 있다.
냉각 핀(200)은 배터리 셀(100)과 접촉되어 배터리 셀(100)에서 발생되는 열을 전도에 의해 전달하는 역할을 하는 부분이다. 냉각 핀(200)은 서로 이웃하는 배터리 셀(100)들의 사이에 배치되어 배터리 셀(100)과 접촉되어 밀착될 수 있으며, 냉각 핀(200)은 열 전도도가 높은 알루미늄 또는 구리 등의 금속 재질로 형성될 수 있다. 그리고 냉각 핀(200)은 일례로 배터리 셀(100)과 마주보도록 나란하게 배치되어 접촉되는 부분인 열전도 플레이트(210)의 높이방향 하단부에서 열전도 플레이트(210)에 대해 수직으로 방열부(220)가 형성될 수 있다. 이때, 열전도 플레이트(210)는 배터리 셀(100)의 형태에 대응되는 형태인 장방형으로 형성되어, 폭방향의 두께에 비해 높이방향 및 길이방향의 길이가 긴 평판 형태로 형성될 수 있다. 그리고 방열부(220)는 열전도 플레이트(210)의 하단에서 폭방향 양측으로 연장된 형태로 형성되어, 열전도 플레이트(210)의 하단에서 방열부(220)가 “⊥”자 형태가 되도록 형성될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이 열전도 플레이트(210) 및 방열부(220)는 하나의 재질이면서 결합된 부분 없이 일체로 형성될 수 있으며, 열전도 플레이트(210) 및 방열부(220)는 각각 별개로 형성된 후 결합되어 일체로 형성될 수도 있다. 그리하여 이웃하는 배터리 셀(100)들 사이에 열전도 플레이트(210)가 배치되어 열전도 플레이트(210)가 배터리 셀(100)과 접촉되며, 열전도 플레이트(210)의 하단에서 연장된 형태로 형성된 방열부(220)가 배터리 셀(100)들보다 외측으로 돌출되어 배치될 수 있다. 또한, 냉각 핀(200)은 방열부(220)가 형성된 높이방향 하측에서 길이방향 양측에 체결부(230)가 형성될 수 있으며, 길이방향 양측의 체결부(230) 사이에도 체결부(230)가 더 형성될 수 있다. 이때, 체결부(230)는 일례로 볼트 또는 너트 등으로 형성될 수 있으며, 체결부(230)가 너트로 형성되어 냉각 핀(200)의 하단에 체결부(230)가 형성될 수 다. 또한, 체결부(230)는 길이방향 양측 단부에 형성된 체결부(230)들의 사이의 위치에 1개소 이상 형성되어, 하나의 냉각 핀(200)의 길이방향으로 3개 이상의 체결부(230)가 형성될 수 있다.
히트 싱크(300)는 냉각 핀(200)과 접촉되어 냉각 핀(200)을 통해 전달된 열을 방열하는 부분으로, 일례로 히트 싱크(300)의 내부에 유체가 채워져 있거나 히트 싱크의 내부를 따라 유체가 유동되어 순환되도록 하여 냉각이 이루어지는 방식이 사용될 수 있으며, 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다. 그리고 히트 싱크(300)는 냉각 핀(200)의 방열부(220)와 접촉되도록 배치될 수 있으며, 여기에서 히트 싱크(300)는 냉각 핀(200)의 체결부(230)에 대응되는 위치에 각각 상하 양면을 관통하는 관통공(310)이 형성될 수 있다.
체결수단(400)은 일례로 볼트 등으로 형성될 수 있으며, 냉각 핀(200)에 형성된 체결부(230)인 너트에 체결되어 결합될 수 있다. 즉, 체결수단(400)은 히트 싱크(300)의 하측에서 상측 방향으로 히트 싱크(300)의 관통공(310)에 삽입되어, 볼트의 수나사 부분이 될 수 있는 체결수단(400)의 상측이 관통공(310)을 통해 체결부(230)에 체결되며 볼트의 머리 부분이 될 수 있는 체결수단(400)의 하측은 히트 싱크(300)에 걸리도록 체결될 수 있다. 그리하여 냉각 핀(200)의 체결부(230) 및 이에 체결되어 결합되는 체결수단(400)에 의해 냉각 핀(200)과 히트 싱크(300)가 서로 견고하게 결합될 수 있으며, 히트 싱크(300)와 방열부(220)가 접촉되는 면이 밀착되어 접촉될 수 있다.
이에 따라 냉각 핀(200)의 길이방향 양측 뿐만아니라 길이방향 양측 사이의 위치에서도 체결부와 체결수단에 의해 히트 싱크(300)와 방열부(220)가 서로 접촉되는 면이 밀착될 수 있어, 히트 싱크(300)와 냉각 핀(200)이 접촉되는 부분에서 접촉저항이 감소될 수 있다. 그리하여 배터리 셀의 냉각 효율을 향상시킬 수 있으며, 하나의 냉각 핀(200)에 접촉된 배터리 셀(100)에서 길이방향으로도 균일한 냉각이 이루어질 수 있으며, 복수의 배터리 셀(100)과 복수의 냉각 핀(200)으로 이루어진 경우 복수의 배터리 셀을 균일하게 냉각할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 열전도 플레이트 및 방열부를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 열전도 플레이트, 방열부 및 체결부를 프레임과 인서트 사출하기 전의 배치를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 인서트 사출에 의해 일체로 형성된 냉각 핀을 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이 상기 냉각 핀(200)은, 상기 열전도 플레이트(210)의 가장자리 부분을 둘러싸도록 열전도 플레이트(210)의 둘레를 따라 형성되어 열전도 플레이트(210), 방열부(220) 및 체결부(230)에 결합된 프레임 부재(240)를 더 포함하며, 상기 프레임 부재(240)의 외측으로 방열부(220) 및 체결부(230)가 노출 또는 돌출되도록 프레임 부재가 형성될 수 있다.
즉, 냉각 핀(200)은 열전도 플레이트(210), 방열부(220), 체결부(230) 및 프레임 부재(240)를 포함하여 구성될 수 있으며, 일례로 프레임 부재(240)는 열전도 플레이트(210)의 가장자리 부분을 둘러싸도록 열전도 플레이트(210)의 둘레를 따라 형성되어, 열전도 플레이트(210)의 높이방향 및 길이방향 둘레 전체를 프레임 부재(240)가 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 이때, 열전도 플레이트(210)의 높이방향 상측 둘레부분에 형성된 프레임 부재(240)는 열전도 플레이트(210)의 폭방향 양면 및 높이방향쪽 면을 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 마찬가지로 열전도 플레이트(210)의 길이방향 양측 둘레부분에 형성된 프레임 부재(240)는 열전도 플레이트(210)의 폭방향 양면 및 길이방향쪽 면을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 열전도 플레이트(210)의 높이방향 하측 둘레에는 방열부(220)가 형성되어 있으므로, 열전도 플레이트(210)의 하측의 폭방향 양면을 감싸는 형태로 프레임 부재(240)가 형성될 수 있다. 그리하여 프레임 부재(240)가 형성된 높이방향 및 길이방향 내측 부분은 열전도 플레이트(210)의 폭방향쪽 면이 외부로 노출되도록 형성될 수 있고, 프레임 부재(240)의 내측에 형성된 오목한 공간에 배터리 셀(100)이 삽입되어 안치될 수 있으며, 배터리 셀(100)이 열전도 플레이트(210)에 접촉되도록 배터리 셀(100)이 냉각 핀(200)과 결합될 수 있다.
여기에서 프레임 부재(240)의 높이방향 하면에서 하측으로 방열부(220)의 하면을 포함한 일부분이 돌출되거나 노출되도록 형성될 수 있으며, 체결부(230)도 프레임 부재(240)의 높이방향 하면에서 하측으로 하면을 포함한 일부가 돌출되거나 노출될 수 있다. 그리하여 방열부(220)의 하면이 히트 싱크(300)의 상면에 접촉되기 용이하고 확실하게 밀착될 수 있으며, 체결수단(400)도 체결부(230)에 용이하게 체결되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀(200)은, 상기 열전도 플레이트(210), 방열부(220) 및 체결부(230)가 인서트 사출에 의해 프레임 부재(240)와 일체로 형성될 수 있다.
즉, 방열부(220)가 일체로 형성된 열전도 플레이트(210)와 체결부(230)들을 사출금형 내에 배치한 후 용융된 플라스틱 수지를 사출하여, 열전도 플레이트(210), 방열부(220), 체결부(230)들 및 프레임 부재(240)가 일체로 형성될 수 있다.
이때, 상기 열전도 플레이트(210)는 양면을 관통하는 결합공(211)이 형성되어, 상기 프레임 부재(240)의 일부분이 상기 결합공(211)을 통과하여 열전도 플레이트(210)에 결합될 수 있다.
즉, 열전도 플레이트(210)는 가장자리에서 안쪽으로 이격된 위치에 둘레를 따라가면서 이격되어 폭방향 양면을 관통하는 결합공(211)이 형성될 수 있으며, 인서트 사출 시 플라스틱 수지가 열전도 플레이트(210)의 결합공(211)을 통과하여 폭방향 양측의 플라스틱 부분이 연결되어 결합된 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 열전도 플레이트(210)와 프레임 부재(240)의 결합력이 향상될 수 있으며, 열전도 플레이트(210)의 폭방향쪽 면에서 프레임 부재(240)의 사이가 들뜨거나 벌어지지 않을 수 있다.
또한, 상기 체결부(230)는 열전도 플레이트(210) 및 방열부(220)와 이격되도록 배치되어, 상기 체결부(230)는 프레임 부재(240)에 결합될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 열전도 플레이트(210) 및 방열부(220)와는 별개로 형성된 체결부(230)를 이용하여, 원하는 위치에 다양한 개수로 체결부(230)를 배치한 후 인서트 사출을 통해 프레임 부재(240)에 체결부(230)가 결합되어 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀(200)은, 상기 체결부(230)에 근접한 열전도 플레이트(210) 및 방열부(220)의 일부가 삭제된 형태로 절개부(221)가 형성될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 길이방향 양측 및 중앙부에 체결부(230)들이 배치되기 용이하도록 하기 위해 방열부(220)의 일부 및 열전도 플레이트(210)의 일부가 삭제된 형태의 절개부(221)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 체결부(230)는 중공된 내주면에 나사산이 형성되고, 외주면에 오목하게 결합홈(231)이 형성될 수 있다.
즉, 체결부(230)는 중공된 내주면에 암나사산이 형성된 인서트 너트로 형성될 수 있으며, 외주면에는 오목하게 결합홈(231)이 형성될 수 있다. 그리하여 인서트 사출에 의해 프레임 부재(240)와 체결부(230)가 일체로 형성되어, 체결부(230)인 인서트 너트의 일부 또는 하면을 제외한 전부가 프레임 부재(240)에 파묻혀 있는 형태로 형성되는 경우, 프레임 부재(240)를 구성하는 플라스틱 수지가 체결부(230)의 외주면에 오목하게 형성된 결합홈(231)에도 채워져 있는 상태로 형성될 수 있어, 체결수단(400)인 볼트를 회전시켜 체결부(230)에 체결하거나 분리되도록 할 때 체결부(230)가 프레임 부재(240)에서 쉽게 이탈되지 않을 수 있다. 이때, 체결부(230)의 외주면에 형성된 결합홈(231)은 도시된 바와 같이 원주방향을 따라 이격되어 나란하게 높이방향으로 홈이 형성될 수 있으며, 이와 함께 높이방향으로 체결부(230)의 양단 사이에 원주방향을 따라 홈이 형성될 수 있다. 이외에도 격자형태나 격자형태가 기울어진 형태 등 다양한 형태로 결합홈이 형성될 수 있으며, 체결부(230)의 외주면이 요철 형태로 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉각 핀(200)은, 상기 방열부(220)와 히트 싱크(300)가 접촉되는 면에서 히트 싱크(300)쪽을 향해 체결부(230)가 돌출 형성되어, 상기 체결부(230)가 히트 싱크(300)의 관통공(310)에 삽입되어 결합될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 냉각 핀(200)은 프레임 부재(240)의 하면에서 체결부(230)의 일부분이 높이방향 하측으로 돌출되도록 형성될 수 있으며, 체결부(230)의 일부분이 프레임 부재(240)의 하면에서 하측으로 돌출된 부분은 프레임 부재(240)를 형성하는 플라스틱 수지가 체결부(230)의 하면을 제외한 부분을 감싸 형태로 결합되어 있도록 형성될 수 있다. 이때, 체결부(230)의 하측은 방열부(220)의 하면보다 하측으로 돌출되어 있도록 형성될 수 있다.
그리하여 방열부(220)의 하면보다 하측으로 돌출된 체결부(230)가 히트 싱크(300)의 관통공(310)에 삽입되어 냉각 핀(200)과 히트 싱크(300)가 결합됨으로써, 냉각 핀(200) 체결부(230)들의 중심 위치와 히트 싱크(300)의 대응되는 관통공(310)들의 중심 위치가 일치하도록 하기 용이하여, 히트 싱크(300)의 관통공(310)을 통해 냉각 핀(200)의 체결부(230)에 용이하게 체결수단(400)을 체결할 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1000)은 두 장의 배터리 셀(100)과 하나의 냉각 핀(200)이 한 조를 이루어, 하나의 냉각 핀(200)을 기준으로 폭방향 양측에 배터리 셀(100)이 각각 접촉되도록 배치될 수 있다. 그리고 복수의 조가 폭방향을 따라 배열되어 폭방향으로 배터리 셀(100)들과 냉각 핀(200)이 적층되어 밀착된 형태로 배터리 모듈(1000)이 형성될 수 있으며, 폭방향의 최외곽에는 나란하게 커버(500)가 각각 배치되어 적층될 수 있다. 또한, 배터리 셀(100)들은 이웃하는 배터리 셀(100)들의 서로 다른 극성의 전극 탭(110)끼리 서로 용접 등으로 연결되어 복수의 배터리 셀(100)이 직렬로 구성될 수 있으며, 서로 같은 극성의 전극탭들 끼리 연결되어 병렬로 구성될 수도 있다. 또한, 배터리 모듈(1000)은 배터리 셀(100)의 전극 탭(110)에 연결된 전극단자들이 구성될 수 있으며, 전극단자들은 버스바 등을 이용해 전극 탭(110)과 연결될 수 있다. 또한, 배터리 모듈(1000)은 배터리 팩을 구성하는 팩 케이스에 고정될 수 있도록 냉각 핀(200)의 프레임 부재(240)에 케이스 체결부(250)가 형성될 수 있으며, 일례로 길이방향 양측의 프레임 부재(240)에 케이스 체결부(250)가 길이방향을 향하도록 형성될 수 있다. 이때, 케이스 체결부(250)도 인서트 너트로 형성되어 인서트 사출에 의해 프레임 부재(240)와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 냉각 핀(200)의 방열부(220) 하면과 히트 싱크(300)의 상면 사이에 열전도 향상을 위한 열전도 패드가 개재되어 밀착될 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 배터리 모듈
100 : 배터리 셀
110 : 전극 탭
200 : 냉각 핀
210 : 열전도 플레이트 211 : 결합공
220 : 방열부 221 : 절개부
230 : 체결부 231 : 결합홈
240 : 프레임 부재 250 : 케이스 체결부
300 : 히트 싱크
310 : 관통공
400 : 체결수단
500 : 커버
600 : 열전도 패드

Claims (11)

  1. 적층 배열된 복수의 배터리 셀;
    이웃하는 배터리 셀들 사이에 배치되어 배터리 셀과 접촉된 열전도 플레이트, 상기 열전도 플레이트의 단부에서 연장 형성되며 배터리 셀들보다 외측으로 돌출되어 배치된 방열부, 및 상기 방열부에 형성된 체결부를 포함한 냉각 핀;
    상기 냉각 핀의 방열부에 접촉된 히트 싱크; 및
    상기 냉각 핀의 체결부에 결합되어, 상기 냉각 핀의 방열부와 히트 싱크가 접촉되는 면을 밀착시키는 체결수단;
    을 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 핀의 체결부는 길이방향으로 상기 방열부의 양측 및 양측 사이에 형성된 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 냉각 핀의 체결부에 대응되는 위치에 양면을 관통하는 관통공이 형성되며,
    상기 체결수단은 히트 싱크의 관통공을 통해 냉각 핀의 체결부에 체결된 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 핀은,
    상기 열전도 플레이트의 가장자리 부분을 둘러싸도록 열전도 플레이트의 둘레를 따라 형성되어 열전도 플레이트, 방열부 및 체결부에 결합된 프레임 부재를 더 포함하며,
    상기 프레임 부재의 외측으로 방열부 및 체결부가 노출 또는 돌출되도록 프레임 부재가 형성된 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각 핀은,
    상기 열전도 플레이트, 방열부 및 체결부가 인서트 사출에 의해 프레임 부재와 일체로 형성된 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열전도 플레이트는 양면을 관통하는 결합공이 형성되어, 상기 프레임 부재의 일부분이 상기 결합공을 통과하여 열전도 플레이트에 결합된 배터리 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 체결부는 열전도 플레이트 및 방열부와 이격되도록 배치되어, 상기 체결부는 프레임 부재에 결합된 배터리 모듈.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 냉각 핀은,
    상기 체결부에 근접한 열전도 플레이트 및 방열부의 일부가 삭제된 형태로 절개부가 형성된 배터리 모듈.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 체결부는 중공된 내주면에 나사산이 형성되고, 외주면에 오목하게 결합홈이 형성된 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 핀은,
    상기 방열부와 히트 싱크가 접촉되는 면에서 히트 싱크쪽을 향해 체결부가 돌출 형성되어, 상기 체결부가 히트 싱크의 관통공에 삽입되어 결합된 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 핀의 방열부와 히트 싱크 사이에 개재된 열전도 패드를 더 포함하는 배터리 모듈.
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