KR20190129555A

KR20190129555A - 열 전달부를 포함하는 전지 모듈

Info

Publication number: KR20190129555A
Application number: KR1020180054369A
Authority: KR
Inventors: 이재현; 이형석; 김현찬
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2019-11-20
Also published as: KR102506238B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 전지셀, 상기 전지셀의 일측면에 접촉하는 냉각핀 그리고 상기 냉각핀으로부터 열전달되는 히트 싱크를 포함하고, 상기 히트 싱크와 인접한 상기 전지셀의 단부를 감싸도록 상기 냉각핀은 절곡 구조를 형성하고, 상기 냉각핀의 절곡 구조로 감싸진 내부에 열전도성 부재를 형성한다.

Description

열 전달부를 포함하는 전지 모듈{BATTERY MODULE INCLUDING THERMAL TRANSFER PORTION}

본 발명은 열 전달부를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.

IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 '유비쿼터스 사회'로 발전되고 있다.

이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 이차 전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 이차 전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.

자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.

이러한 중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지셀(단위 전지)로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조 비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.

이러한 중대형 전지 모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차 전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차 전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 고출력 대용량의 전지 모듈에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전지셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어렵다.

충방전 과정에서 발생한 전지 모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지 모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 대용량의 전지 팩에는 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 신속히 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉각핀이 전지셀의 외면에 접촉한 상태로 한번 이상 절곡되어 열 전달부를 형성함으로써, 전지셀에서 발생한 열 에너지가 열 전달부를 통해 히트 싱크에 신속히 전달되어 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 전지셀, 상기 전지셀의 일측면에 접촉하는 냉각핀 그리고 상기 냉각핀으로부터 열전달되는 히트 싱크를 포함하고, 상기 히트 싱크와 인접한 상기 전지셀의 단부를 감싸도록 상기 냉각핀은 절곡 구조를 형성하고, 상기 냉각핀의 절곡 구조로 감싸진 내부에 열전도성 부재를 형성한다.

상기 절곡 구조는 상기 전지셀의 단부와 상기 열전도성 부재 사이에 위치하는 제1 냉각부, 상기 열전도성 부재와 상기 히트 싱크 사이에 위치하는 제2 냉각부 및 상기 제1 냉각부와 상기 제2 냉각부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 제1 냉각부는 상기 전지셀의 단부와 접촉할 수 있다.

상기 열전도성 부재는 상기 제1 냉각부에 의해 상기 전지셀과 이격될 수 있다.

상기 전지 모듈은 상기 열전도성 부재와 접촉하면서 상기 절곡 구조로 감싸진 내부에 위치하는 프레임 바를 더 포함할 수 있다.

상기 열전도성 부재는 상기 전지셀의 단부를 따라 길게 뻗는 막대형 구조를 가질 수 있다.

상기 전지셀은 복수개 형성되고, 서로 이웃하는 제1 전지셀과 제2 전지셀은 상기 제1 전지셀과 상기 제2 전지셀이 서로 마주보는 방향과 반대 방향의 일측면에 제1 냉각핀과 제2 냉각핀이 각각 위치할 수 있다.

상기 제1 냉각핀의 제1 연결부는 상기 제2 냉각핀의 제2 연결부와 서로 대면하는 상태로 접촉할 수 있다.

상기 제1 전지셀과 상기 제2 전지셀 사이에 위치하는 양면 테이프를 더 포함하고, 상기 양면 테이프는 상기 제1 전지셀과 상기 제2 전지셀에 직접 부착될 수 있다.

상기 열 전도성 부재는 우레탄 수지를 포함할 수 있다.

상기 우레탄 수지는 폴리우레탄, 필러 및 경화제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩은 앞에서 설명한 전지 모듈을 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 앞에서 설명한 전지 모듈을 포함한다. 예를 들어, 상기 디바이스는 전자 기기, 전지 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 전력 저장 장치 등에 장착되는 에너지원일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 따른 전지 모듈은 냉각핀이 전지셀의 외면에 접촉한 상태로 한번 이상 절곡되어 열 전달부를 형성함으로써, 전지셀에서 발생한 열 에너지가 냉각핀을 통해 히트 싱크에 신속히 전달되어 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전지셀의 모식도이다.
도 2는 도 1의 A방향에서 바라본 전지셀의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 모듈의 분해도이다.
도 4는 도 3의 B 방향에서 바라본 단위 모듈의 부분 정면도이다.
도 5는 도 4의 전지셀에서 발생한 열 에너지가 전달되는 두 가지 이동 경로를 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 모듈의 부분 정면도이다.
도 7은 도 4의 열 전달부에 열전도성 부재가 형성되어 있는 것을 나타내는 모식도이다.
도 8은 도 7의 제1 열전도성 부재에서 제1 냉각핀이 분리되어 있는 것을 나타내는 모식도이다.
도 9은 도 3의 분해된 단위 모듈이 조립되어 있는 모식도이다.
도 10는 도 9의 단위 모듈을 포함하는 전지 모듈의 모식도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전지셀의 모식도이다. 도 2는 도 1의 A 방향에서 바라본 전지셀의 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 전지셀(10)은 전지 케이스의 수납부(도시하지 않음)에 전극 조립체(도시하지 않음)를 내장한 상태에서 전지 케이스의 가장자리를 밀봉한 구조를 갖는 파우치형 전지셀이다. 전지 케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다. 제1 전지셀(10)은 일측 가장자리에 양극 단자(11)가 돌출되어 있고, 다른 일측에 음극 단자(12)가 돌출되어 있다. 제1 전지셀(10)은 제1 전지셀(10)의 수납부가 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)를 연결하는 가상의 면을 기준으로 일측 방향으로만 형성되어 있는 구조이다.

설명의 편의를 위해, 제1 전지셀(10)의 짧은 변을 제1 전지셀(10)의 높이 방향(H)으로 칭하고, 제1 전지셀(10)의 긴 변을 전지셀(10)의 길이 방향(L)으로 칭한다. 또한, 제1 전지셀(10)의 수납부가 형성된 전지 케이스의 제1 외면(17)에서 양극 단자(11)에 근접한 면을 전면(17a)이라 칭하고, 음극 단자(12)에 근접한 면을 후면(17b)이라 칭하며, 하부 가장자리(13)에 근접한 면을 하면(17c)이라 칭하고, 제1 외면(17)의 가장 넓은 외면을 측면(17d)이라 칭한다.

제1 전지셀(10)을 포함하는 전지 모듈의 구조에 따라 양극 단자(11)와 음극 단자(12)는 다양한 위치에 형성될 수 있다. 전극 단자(11, 12)의 위치는 상기 전지 모듈의 냉각 시스템의 구조를 결정하는데 중요한 요인으로 작용한다. 전극 단자(11, 12)가 형성된 부위는, 제1 전지셀(10)의 충방전 과정에서, 상대적으로 많은 열 에너지가 집중적으로 발생한다. 제1 전지셀(10)의 일부 특정 부위에 열 에너지가 지속적으로 집중될 경우, 열화가 촉진될 위험성이 높아지고, 제1 전지셀(10)의 수명이 단축된다. 이 점을 고려하여, 본 발명에 따른 제1 전지셀(10)은 전지 케이스의 가장자리의 양측에 양극 단자(11)와 음극 단자(12)가 각각 형성되어 있다.

제1 전지셀(10)의 형상은 장방형이고, 전극 단자(11, 12)가 각각 형성된 전지 케이스의 서로 대향하는 가장자리들을 연결하는 하부 가장자리(13)와 상부 가장자리(14)가 정의되고, 상부 가장자리(14)에는 실링부(15)가 형성되어 있고, 하부 가장자리(13)에는 실링부가 형성되어 있지 않다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 모듈의 분해도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 단위 모듈(100)은 상호 대면한 상태로 적층된 제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20)을 포함한다. 제2 전지셀(20)은 제1 전지셀(10)과 동일한 구조로 이루어져 있다. 제1 전지셀(10)의 제1 외면(17)과 제2 전지셀(20)의 제2 외면(27: 도 4에 도시됨)은 상호 대향하고 있다.

제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20)은 제1 냉각핀(110)과 제2 냉각핀(120) 사이에 개재되어 있다. 제1 냉각핀(110)은 제1 프레임 부재(130)에 장착된 상태에서 제1 전지셀(10)의 제1 외면(17)에 접촉되어 있고, 제2 냉각핀(120)은 제2 프레임 부재(140)에 장착된 상태에서 제2 전지셀(20)의 제2 외면(27: 도 4에 도시됨)에 접촉되어 있다. 다시 말해, 서로 이웃하는 제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20) 각각은 제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20)이 서로 마주보는 방향과 반대 방향의 일측면에 제1 냉각핀(110)과 제2 냉각핀(120)이 위치할 수 있다. 제1 냉각핀(110)과 제 2 냉각핀(120)은 동일한 구조로 이루어질 수 있다.

제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20) 사이에는 양면 테이프(150)가 개재되어 있다. 양면 테이프(150)는 제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20)이 상호 대면하여 부착된 상태를 유지하고, 충방전 과정에서 전지셀들(10, 20)의 부피 변화를 수용하는 역할을 한다. 이에, 양면 테이프(150)는 탄성력이 있는 발포성 물질로 이루어 지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 양면 테이프(150)는 폴리 우레탄폼을 포함할 수 있다. 양면 테이트(150)는 제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20)에 직접 부착될 수 있다.

제1 냉각핀(110)의 가장자리는 제1 프레임 부재(130)에 끼움 방식으로 장착되어 있다. 구체적으로, 제1 냉각핀(110)의 일부 가장자리에 개구가 형성되어 있고, 제1 프레임 부재(130)의 돌출부(131)가 상기 개구에 끼워지는 방식으로 제1 냉각핀(110)은 제1 프레임 부재(130)에 장착될 수 있다. 제1 프레임 부재(130)에 장착된 제1 냉각핀(110)의 일면은 제1 전지셀(10)의 제1 외면(17)에 접촉되어 있고 제1 냉각핀(110)의 타면은 외부로 노출되어 있다.

제2 냉각핀(120)의 가장자리는 제2 프레임 부재(140)에 끼움 방식으로 장착되어 있다. 구체적으로, 제2 냉각핀(120)의 일부 가장자리에 개구가 형성되어 있고, 제2 프레임 부재(140)의 돌출부(도시하지 않음)가 상기 개구에 끼워지는 방식으로 제2 냉각핀(120)은 제2 프레임 부재(140)에 장착될 수 있다. 제2 프레임 부재(140)에 장착된 제2 냉각핀(120)의 일면은 제 2 전지셀(20)의 제2 외면(27: 도 4에 되시됨)에 접촉되어 있고 제2 냉각핀(120)의 타면은 외부로 노출되어 있다.

제1 프레임 부재(130)와 제2 프레임 부재(140)는 후크(170) 결속으로 조립되어 단위 모듈(100)을 형성한다.

도 4는 도 3의 B 방향에서 바라본 단위 모듈의 부분 정면도이다.

도 1, 도 3, 및 도 4를 참조하면, 제1 냉각핀(110)은 제1 전지셀(10)의 수납부의 제1 외면(17)에 접촉된 상태에서 제1 외면(17)를 감싸는 구조로 형성되어 있다. 구체적으로, 제1 냉각핀(110)은 제1 전지셀(10)의 측면(17d)에 접촉된 상태에서 전면(17a)을 감싸도록 절곡되어 있다. 또한, 제1 냉각핀(110)은 하부 가장자리(13)에 근접한 하면(17c)을 감싸도록 절곡되고, 하부 가장자리(13) 부위에서 제1 전지셀(10)의 높이 방향(H)에 평행하게 하부로 다시 절곡되어 있다. 그리고, 제1 냉각핀(110)은 단위 모듈(100)의 외부 방향으로 절곡되어 제1 냉각핀(110)의 일부 내면이 열전달 물질층(190)을 통해 히트 싱크(200)와 연결되어 있다. 특히, 제1 냉각핀(110)의 일부 내면은 열전달 물질층(190)에 면접촉을 하고 있어 많은 양의 열 에너지가 신속하게 히트 싱크(200)에 전달되어 냉각될 수 있다. 변형 실시예로 제1 냉각핀(110)이 히트 싱크(200)에 직접 접촉하도록 설계 변경할 수 있다.

열전달 물질층(190)은 상기 면접촉 부위를 열적으로 밀착시킬 수 있다면 특별히 한정되지 않으나, 하나의 예로써, 그리스가 사용될 수 있다. 열전달 물질층(190)은 생략할 수 있다.

히트 싱크(200)와 인접한 제1 전지셀(10)의 단부를 감싸도록 제1 냉각핀(110)은 절곡 구조를 형성하고, 제1 냉각핀(110)의 절곡 구조로 감싸진 내부에 열전도성 부재(112)가 형성되어 있다. 여기서, 제1 전지셀(10)의 단부는 제1 전지셀(10)의 하면(17c)을 가리킬 수 있다.

제1 냉각핀(110)의 상기 절곡 구조는 단위 모듈(100)의 내부로 만입된 모양을 가지며, 이에 따라 상기 절곡 구조에 의해 빈 공간이 형성되고, 이 공간에 제1 열전도성 물질로 이루어진 열전도성 부재(112)가 채워져 열 전달부(111)를 형성한다. 그리고, 제1 열전도성 부재(112)가 외부로 노출되지 않도록 제1 열전도성 부재(112)가 채워진 열 전달부(111)를 덮도록 제1 프레임 바(113)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 열전도성 부재(112)는 제1 전지셀(10)과 직접 접촉하지 않는 상태에서 이격되어 형성될 수 있으므로 제1 냉각핀(110)에 열전도성 부재(112)를 사전 작업으로 형성하여 제조 공정을 단순화할 수 있고, 냉각핀의 교체가 가능한 이점이 있다.

만일, 열전도성 부재가 전지셀에 직접 접촉하는 경우, 우레탄 수지를 포함할 수 있는 열전도성 부재가 고체화되는 과정에서 냉각핀이 전지셀에 접착되어 냉각핀의 교체가 가능하지 않은 단점이 있다.

제1 냉각핀(110)의 상기 절곡 구조는 제1 전지셀(10)의 단부와 열전도성 부재(112) 사이에 위치하는 제1 냉각부(110a), 열전도성 부재(112)와 히트 싱크(200) 사이에 위치하는 제2 냉각부(110b) 및 제1 냉각부(110a)와 제2 냉각부(110b)를 연결하는 연결부(110c)를 포함할 수 있다. 제1 냉각부(110a)는 제1 전지셀(10)의 단부와 접촉할 수 있다. 열전도성 부재(112)는 제1 전지셀(10)의 단부를 따라 길게 뻗는 막대형 구조로 형성될 수 있다.

제1 냉각핀(110)과 마찬가지로, 제2 냉각핀(120)은 제2 전지셀(20)의 수납부가 형성된 전지 케이스의 제2 외면(27)에 접촉된 상태에서 제2 외면(27)를 감싸도록 절곡되어 있다. 제2 냉각핀(120)은 제1 냉각핀(110)과 동일한 구조로 이루어져 있으므로, 제2 냉각핀(120)의 절곡 구조에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

앞서 설명한 것과 같이, 제1 냉각핀(110)은 제1 전지셀(10)의 전면(17a), 후면(17b), 하면(17c), 및 측면(17d)에 모두 접촉되어 있으므로, 제1 전지셀(10)에서 발생한 열 에너지는 제1 냉각핀(110)을 통해서 히트 싱크(200)에 신속히 전달되어 냉각될 수 있다. 또한, 제1 전지셀(10)에서 발생한 열 에너지는 제1 냉각핀(110)의 열 전달부(111)의 제1 열전도성 부재(112)를 거처 히트 싱크(200)로 전달되어 냉각될 수도 있다. 이와 같이, 제1 전지셀(10)에서 발생한 열 에너지는 상기 두 가지 경로를 통해서 히트 싱크(200)에 전달될 수 있으므로, 많은 양의 열 에너지가 신속하게 냉각될 수 있다.

특히, 제1 냉각핀(110)은 전극 단자(11, 12)가 각각 형성된 가장자리에 근접한 전면(17a)과 후면(17b)을 감싸고 있는 구조이므로, 충방전 과정에서 전극 단자(11, 12)가 형성된 부위에서 집중적으로 발생하는 열 에너지들이 제1 냉각핀(110)을 통해서 신속하게 히트 싱크(200)에 전달되어 냉각될 수 있다.

제1 전지셀(10)과 동일한 방식으로 제2 전지셀(20)도 냉각될 수 있다.

제1 열 전도성 물질(112)과 제2 열 전도성 물질(122)은 소정의 열 전도성을 가지고 있는 물질일 경우 특별히 한정되지 않으나, 폴리 우레탄을 포함하는 열 전달 가능 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리 우레탄을 포함하는 수지는 소정의 열 전도성을 가지고 있으며, 동시에 발포에 의해 열 전달부(111)에 주입이 가능하여 제조 공정 상 여러 가지 이점이 있다. 일 예로, 열 전달부(111)에 상기 수지를 주입하고 제1 프레임 바(113)을 덮어서 상기 수지를 굳힐 수 있으므로, 열 전달부(111)를 사전 작업에 의해 형성할 수 있다.

도 5는 도 4의 전지셀에서 발생한 열 에너지가 전달되는 두 가지 이동 경로를 나타낸 모식도이다. 설명의 편의를 위해, 도 4에서의 제2 냉각핀(120)의 제2 열전도성 부재(122)와 제2 프레임 바(123)를 생략하였다. 도 5에 표시된 화살표들은 열 에너지의 이동 경로를 나타낸다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 열 에너지의 첫 번째 이동 경로는, 제2 전지셀(20)에 나타나 있는 것과 같이, 제2 냉각핀(120) 및 열전달 물질층(190)을 통해서 히트 싱크(200)에 전달되는 것이다. 열 에너지의 두 번째 이동 경로는, 제1 전지셀(10)에서와 같이, 제1 냉각핀(110)의 열 전달부(111)의 제1 열전도성 부재(122)를 거쳐 열전달 물질층(190)을 통해 히트 싱크(200)로 전달되는 것이다. 본 발명에 따른 단위 모듈(100)은 상기 두 가지 경로를 통해서 많은 양의 열 에너지가 히트 싱크(200)에 전달되어 냉각되므로 신속한 냉각이 가능하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 모듈의 부분 정면도이다.

도 1, 도 4, 도 6을 참조하면, 도 6에 나타난 단위 모듈(100a)과 도 4에 따른 단위 모듈(100)의 구조적 차이점은 단위 모듈(100a)의 제1 냉각핀(110)이 제1 전지셀(10)의 하면(17c)과 하부 가장자리(13)를 모두 감싸도록 절곡 구조를 형성하고, 제2 냉각핀(120) 또한 제2 전지셀(20)의 하면(27c)과 하부 가장자리(23)를 모두 감싸도록 절곡 구조를 형성하며, 제1 냉각핀(110)의 제1 연결부(110d)와 제2 냉각핀(120)의 제2 연결부(120d)가 대면한 상태로 접촉하고 있는 것이다.

상기 구조적 차이점을 제외하면, 도 6에 나타난 단위 모듈(100a)과 도 4에 나타난 단위 모듈(100)은 실질적으로 동일한 구조로 이루어져 있으므로, 도 6에 나타난 단위 모듈(100a)에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

앞서 설명한 것과 같이, 단위 모듈(100a)의 제1 냉각핀(110)이 제1 전지셀(10)의 하면(17c)과 하부 가장자리(13)를 모두 감싸도록 절곡 구조를 형성하고, 제2 냉각핀(120) 또한 제2 전지셀(20)의 하면(27c)과 하부 가장자리(23)를 모두 감싸도록 절곡 구조를 형성하고 있으므로, 제1 냉각핀(110)과 제1 전지셀(10)의 접촉면과 제2 냉각핀(120)과 제2 전지셀(20)의 접촉면이 넓게 형성되어 제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20)에서 발행한 열 에너지는 제1 냉각핀(110)과 제2 냉각핀(120)을 통해서 히트 싱크(200)에 신속히 전달되어 냉각될 수 있다.

상기 절곡 구조와 함께 제1 냉각핀(110)의 제1 연결부(110d)와 제2 냉각핀(120)의 제2 연결부(120d)가 대면한 상태로 접촉하고 있으므로 제1 냉각핀(110)과 제2 냉각핀(120) 사이에 제1 전지셀(10)과 제2 전지셀(20)을 안정적으로 장착할 수 있는 수납 공간이 형성될 수 있다.

도 7은 도 4의 열 전달부에 열전도성 부재가 형성되어 있는 것을 나타내는 모식도이다. 도 8은 도 7의 제1 열전도성 부재에서 제1 냉각핀이 분리되어 있는 것을 나타내는 모식도이다.

도 1, 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 열 전달부(111)는 제1 전지셀(10)의 길이 방향(L)으로 형성되어 있고, 열 전달부(111)에는 제1 열전도성 부재(112)가 채워져 있고, 제1 열전도성 부재(112)는 제1 프레임 바(113)로 덮여 있다.

제1 프레임 부재(130)의 돌출부(131)가 제1 냉각핀(110)의 일부 가장자리에 형성된 개구(132)에 끼워지는 방식으로 제1 냉각핀(110)은 제1 프레임 부재(130)에 장착될 수 있으므로, 제1 냉각핀(110)이 제1 프레임 부재(130)에 장착되기 전에 제1 열전도성 부재(112)는 제1 냉각핀(110)에 사전 작업으로 먼저 채워질 수 있다. 그리하여, 단위 모듈의 제조 공정을 단순화하고 제조 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 끼워지는 방식으로 제1 프레임 부재(130)에 장착된 제1 냉각핀(110)은 제1 프레임 부재(130)에서 분리될 수 있으므로 제1 냉각핀(110)의 교체가 용이한 장점도 있다.

도 9는 도 3의 분해된 단위 모듈이 조립되어 있는 모식도이고, 도 10은 도 9의 단위 모듈을 포함하는 전지 모듈의 모식도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 다수의 단위 모듈(100)들이 측면으로 적층된 단위 모듈 적층체에 단자 연결 부재(도시하지 않음), 전지 제어 장치(도시하지 않음), 및 전지 모듈 케이스(도시하지 않음)를 장착하여 전지 모듈(1000)을 형성한다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

전지셀,
상기 전지셀의 일측면에 접촉하는 냉각핀 그리고
상기 냉각핀으로부터 열전달되는 히트 싱크를 포함하고,
상기 히트 싱크와 인접한 상기 전지셀의 단부를 감싸도록 상기 냉각핀은 절곡 구조를 형성하고, 상기 냉각핀의 절곡 구조로 감싸진 내부에 열전도성 부재를 형성하는 전지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 절곡 구조는 상기 전지셀의 단부와 상기 열전도성 부재 사이에 위치하는 제1 냉각부, 상기 열전도성 부재와 상기 히트 싱크 사이에 위치하는 제2 냉각부 및 상기 제1 냉각부와 상기 제2 냉각부를 연결하는 연결부를 포함하는 전지 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 냉각부는 상기 전지셀의 단부와 접촉하는 전지 모듈.
제2항에 있어서,
상기 열전도성 부재는 상기 제1 냉각부에 의해 상기 전지셀과 이격되어 있는 전지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 열전도성 부재와 접촉하면서 상기 절곡 구조로 감싸진 내부에 위치하는 프레임 바를 더 포함하는 전지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 열전도성 부재는 상기 전지셀의 단부를 따라 길게 뻗는 막대형 구조를 갖는 전지 모듈.
제2항에 있어서,
상기 전지셀은 복수개 형성되고, 서로 이웃하는 제1 전지셀과 제2 전지셀은 상기 제1 전지셀과 상기 제2 전지셀이 서로 마주보는 방향과 반대 방향의 일측면에 제1 냉각핀과 제2 냉각핀이 각각 위치하는 전지 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제1 냉각핀의 제1 연결부는 상기 제2 냉각핀의 제2 연결부와 서로 대면하는 상태로 접촉하는 전지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 열전도성 부재는 우레탄 수지를 포함하는 전지 모듈.
제9항에 있어서,
상기 우레탄 수지는 폴리우레탄, 필러 및 경화제 중 하나 이상을 포함하는 전지 모듈.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지 팩.
제11항에 따른 전지 팩을 포함하는 디바이스.