KR20200067588A - 전지 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

전지 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200067588A
KR20200067588A KR1020180154614A KR20180154614A KR20200067588A KR 20200067588 A KR20200067588 A KR 20200067588A KR 1020180154614 A KR1020180154614 A KR 1020180154614A KR 20180154614 A KR20180154614 A KR 20180154614A KR 20200067588 A KR20200067588 A KR 20200067588A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling fin
battery
battery module
rod member
heat transfer
Prior art date
Application number
KR1020180154614A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102663793B1 (ko
Inventor
문덕희
김태현
최용준
유성천
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020180154614A priority Critical patent/KR102663793B1/ko
Publication of KR20200067588A publication Critical patent/KR20200067588A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102663793B1 publication Critical patent/KR102663793B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M2/1061—
    • H01M2/1077—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 제1 방향으로 적층되어 있는 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 적층체, 상기 복수의 전지셀들 중 서로 이웃하는 전지셀들 사이에 개재되어 있는 냉각핀, 상기 전지셀들이 적층된 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로의 상기 전지 모듈 일측에서 상기 전지셀 적층체를 감싸는 압출 프레임, 그리고 상기 압출 프레임과 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 열전달층을 포함하고, 상기 냉각핀의 단부에는 중공부가 형성되어 있고, 상기 중공부에 막대 부재가 삽입되어 있다.

Description

전지 모듈 및 그 제조 방법{BATTERY MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 냉각핀을 포함하는 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전지 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 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.
상기 전지 자동차 등에 적용되는 전지팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위셀을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 단위셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
멀티 모듈 구조의 전지팩은 다수의 이차 전지가 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차 전지에서 발생되는 열을 용이하게 방출하는 것이 중요하다. 이차 전지에서 발생한 열을 방출하는 다양한 방법 중 하나의 방법으로서, 대한민국 특허공개공보 10-2013-0062056에는 냉각수에 의한 냉각 방법을 개시하고 있다.
냉각 효율을 높이기 위해서는 냉각수와 열을 방출하는 전지셀 간의 열전달 효율을 높일 필요가 있다. 압출 프레임 내에 전지셀 적층체를 장착하는 구조에서 냉각을 위해 냉각핀과 압출 프레임 사이에 열전달 중간체로 열전달 물질층(Thermal Interface Material Layer)를 사용할 수 있다. 이때, 열전달 효율을 높이기 위해 냉각핀이 열전달 물질층을 일정량 눌러주면서 접촉할 필요가 있는데, 이렇게 될 경우 전지셀 적층체를 압출 프레임에 조립하기 어려워진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전지셀 적층체를 압출 프레임에 원활히 조립하고 열전달을 충분히 하면서 강성도 강화시키는 전지 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 제1 방향으로 적층되어 있는 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 적층체, 상기 복수의 전지셀들 중 서로 이웃하는 전지셀들 사이에 개재되어 있는 냉각핀, 상기 전지셀들이 적층된 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로의 상기 전지 모듈 일측에서 상기 전지셀 적층체를 감싸는 압출 프레임, 그리고 상기 압출 프레임과 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 열전달층을 포함하고, 상기 냉각핀의 단부에는 중공부가 형성되어 있고, 상기 중공부에 막대 부재가 삽입되어 있다.
상기 냉각핀의 단부 중에서 상기 열전달층과 인접한 부분이 상기 열전달층을 향해 돌출될 수 있다.
상기 냉각핀의 단부 중에서 돌출된 부분은 상기 열전달층과 접촉할 수 있다.
상기 냉각핀의 단부 중에서 돌출된 부분 중 적어도 일부가 상기 열전달층 내부로 침투하고 있을 수 있다.
상기 냉각핀의 단부는, 서로 이웃하는 전지셀들 사이에 배치되어 있는 상기 냉각핀의 몸체와 상기 냉각핀의 돌출부를 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 냉각핀의 돌출부는 상기 연결부보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
상기 막대 부재는 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 막대 부재의 단부는 상기 막대 부재의 몸체로부터 멀어질수록 폭이 감소하는 구조를 가질 수 있다.
상기 냉각핀의 단부는 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 전지셀 적층체에 대응하도록 상기 열전달층은 상기 제1 방향을 따라 뻗을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 다른 전지 모듈의 제조 방법은 제1 방향으로 적층된 복수의 전지셀과 상기 복수의 전지셀들 중 서로 이웃하는 전지셀들 사이에 개재되는 냉각핀을 포함하는 전지셀 적층체를 형성하는 단계, 상기 전지셀 적층체를 압출 프레임 사이에 장착하는 단계, 및 상기 냉각핀의 단부에 형성된 중공부에 막대 부재를 삽입하는 단계를 포함한다.
상기 중공부에 상기 막대 부재를 삽입하는 단계는 상기 중공부의 면적이 상기 막대 부재의 단면보다 작은 상태에서 수행될 수 있다.
상기 전지 모듈의 제조 방법은 상기 전지셀 적층체와 상기 압출 프레임 사이에 위치하는 열전달층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 중공부에 상기 막대 부재를 삽입하는 단계에서, 상기 냉각핀의 단부가 상기 압출 프레임을 향해 돌출 변형됨으로써 상기 냉각핀의 단부가 상기 열전달층과 접촉할 수 있다.
상기 중공부에 상기 막대 부재를 삽입하는 단계 이전에 상기 냉각핀의 단부와 상기 열전달층 사이에 갭이 형성될 수 있다.
상기 냉각핀의 단부와 상기 열전달층 사이에 갭은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 형성될 수 있다.
상기 막대 부재의 단부는 상기 막대 부재의 몸체로부터 멀어질수록 폭이 감소하는 구조를 갖도록 형성할 수 있다.
실시예들에 따르면, 압출 프레임에 전지셀 적층체를 장착할 때 조립 갭이 존재하여 장착이 원활하도록 하고, 장착 이후 냉각핀 변형을 통해 열전달층에 충분히 냉각핀이 접촉하도록 하여 우수한 열전달을 구현하며, 막대 부재를 냉각핀의 중공부에 삽입함으로써 강성도 강화된 전지 모듈을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예에 따른 전지 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 X-X'를 따라 잘라서 분해된 부분을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법에서 막대 부재를 삽입하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 막대 부재의 단부를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에서 설명한 막대 부재의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 냉각핀을 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7에서 막대 부재가 냉각핀에 결합된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에서 열전달 경로를 나타내는 도면이다.
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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
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 비교예에 따른 전지 모듈을 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 전지 모듈(1)은 압출 프레임(40), 압출 프레임(40) 상부에 위치하는 상부 하우징(20), 압출 프레임(40) 측면에 형성되어 있는 측면 플레이트(18), 압출 프레임(40) 내부에 장착된 전지셀 적층체(5) 및 전지셀 적층체(5)와 압출 프레임(40) 사이에 위치하는 열전달층(30)을 포함한다.
전지셀 적층체(5)에 포함된 복수의 전지셀(10)이 제1 방향(D1)을 따라 적층되어 있고, 서로 이웃하는 전지셀(10) 사이에 냉각핀(12)이 적어도 하나 형성되어 있다. 압출 프레임(40)과 인접한 냉각핀(12)의 단부 중에서 압출 프레임(40)에 가장 인접한 단편(A)은 열전달층(30)과 접촉하고 있다. 냉각핀(12)의 일단편(A)이 열전달층(30)과 접촉하고, 더 나아가 열전달층(30)을 일정 압력으로 눌러줌으로써 냉각수가 흐르는 냉각 유로(50)와의 열전달이 보다 잘 이루어져 냉각 효율이 높아질 수 있다. 하지만, 이러한 비교예에 따른 전지 모듈(1)을 제조하는 과정에서 전지셀 적층체(5)를 압출 프레임(40) 내에 장착하는 과정에서 조립을 위한 여유 공간이 없기 때문에 조립 과정에 어려움이 생긴다. 전지셀 적층체(5)를 압출 프레임(40) 내에 장착하는 모듈 조립 방향은, 제1 방향(D1)과 동일한 직선상에 위치한다. 이때, 냉각핀(12)의 단부는 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 열전달층(30)과 접하고 있으므로 냉각핀(12)의 단부와 열전달층(30) 사이에 여유 공간이 없으면 조립을 위한 정렬이 곤란해질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 절단선 X-X'를 따라 잘라서 분해된 부분을 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 압출 프레임(140), 압출 프레임(140) 상부에 위치하는 상부 하우징(200), 압출 프레임(140)의 일단에 형성되어 있는 커버 플레이트(170) 및 압출 프레임(140) 측면에 형성되어 있는 측면 플레이트(180)를 포함한다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 압출 프레임(140) 내부에 장착된 전지셀 적층체(105), 전지셀 적층체(105)와 압출 프레임(140) 사이에 위치하는 열전달층(130) 및 압출 프레임(140)과 측면 플레이트(180) 사이에 위치하는 냉각 유로(150)를 더 포함한다. 압출 프레임(140)은 전지셀 적층체(105)를 감싸는 구조일 수 있다. 열전달층(130)은 전지셀 적층체(105)에 대응하도록 제1 방향(D1)을 따라 뻗어 있는 구조일 수 있다. 열전달층(130)은 실리콘 패드일 수 있다.
전지셀 적층체(105)에 포함된 복수의 전지셀(110)은 제1 방향(D1)을 따라 적층되어 있다. 전지셀 적층체(105)에 포함된 복수의 전지셀(110)이 제1 방향(D1)을 따라 적층되어 있고, 서로 이웃하는 전지셀들(110) 사이에 냉각핀(120)이 적어도 하나 형성되어 있다. 냉각핀(120)은 알루미늄 재질 등으로 형성될 수 있다.
도 3의 오른쪽 확대 도면에서는, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 제조 과정 중의 일 단계를 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 제조 방법은 제1 방향(D1)으로 적층된 복수의 전지셀(110)과 복수의 전지셀들 중 서로 이웃하는 전지셀들(110) 사이에 개재되는 냉각핀(120)을 포함하는 전지셀 적층체(105)를 형성하는 단계를 포함한다. 이후 전지셀 적층체(105)를 압출 프레임(140) 사이에 장착하는 단계를 포함한다. 이때, 냉각핀(120)의 단부(121e)에는 중공부(123)가 형성되어 있고, 중공부(123)에 의해 정의되는 냉각핀(120)의 일단편(121)과 열전달층(130) 사이에 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 조립 갭(gap)이 형성되어 있다. 본 실시예에서 이러한 조립 갭(gap)을 유지한 상태에서 전지셀 적층체(105)가 압출 프레임(140) 사이의 공간에 장착되기 때문에 전지셀 적층체(105)를 조립이 원활히 이루어질 수 있다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법에서 막대 부재를 삽입하는 단계를 나타내는 도면이다. 도 5는 본 실시예에 따른 막대 부재의 단부를 도시한 사시도이다.
도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법은 냉각핀의 단부에 형성된 중공부에 막대 부재(125)를 삽입하는 단계를 포함한다. 막대 부재(125)는 도 3에서 전지셀(110)이 적층되는 방향인 제1 방향(D1) 및 조립 갭이 형성되는 제2 방향(D2)과 실질적으로 수직한 제3 방향(D3)을 따라 도 3의 중공부(123)에 삽입될 수 있다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 막대 부재(125)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 한 예로, 막대 부재(125)는 냉각핀(120)과 동일한 물질로 형성되거나 좀 더 강성이 큰 물질로 형성될 수 있다. 막대 부재(125)는 스테인레스가 사용되거나 크롬, 망간, 니켈, 몰리브덴 또는 이들 중 적어도 둘의 합금으로 형성될 수도 있으나 금속 재질로 형성된 물질이라면 냉각핀(120)의 단부(120e)를 소성 변형시킬 수 있는 수준이 강성을 가진 경우라면 제한되지 않는다.
도 6은 도 5에서 설명한 막대 부재의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참고하면, 막대 부재(125)의 단부(A)는 막대 부재(125)의 몸체로부터 멀어질수록 폭이 감소하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조를 갖는 막대 부재(125)의 단부(A)가 먼저 도 3의 중공부(123)에 삽입되기 때문에 좀 더 원활히 막대 부재(125)가 도 3의 중공부(123) 내에 삽입될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법에서 막대 부재가 냉각핀 단부의 중공부에 삽입되는 단계 전후의 모습을 도 7 및 도 8을 참고하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 실시예에 따른 냉각핀을 도시한 단면도이다. 도 8은 도 7에서 막대 부재가 냉각핀에 결합된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참고하면, 서로 이웃하는 전지셀(110) 사이에 위치하는 냉각핀(120)의 단부(120e)는 삼각형 모양이고, 중공부(123)가 형성되어 있다. 냉각핀(120)의 단부(120e)는 도 3의 열전달층(130)과 인접한 일단편(121) 및 일단편(121)과 냉각핀(120)의 본체를 연결하는 연결부(122)를 포함한다. 이때, 냉각핀(120)의 단부(120e)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 냉각핀(120)은 한 예로 알루미늄으로 형성될 수 있으며, 이러한 재질에 의해 높은 열전달률을 가질 수 있으며, 냉각핀(120)의 단부(120e) 역시 알루미늄으로 형성될 수 있다.
냉각핀(120)의 단부(120e)에 포함된 일단편(121)은 연결부(122)보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
도 8을 참고하면, 냉각핀(120)의 단부(120e)에 형성된 중공부(123)에 막대 부재(125)가 삽입될 수 있고, 중공부(123)에 막대 부재(125)를 삽입하는 단계는 중공부(123)의 면적이 막대 부재(125)의 단면보다 작은 상태에서 수행될 수 있다. 이때, 막대 부재(125)보다 작은 면적을 갖는 중공부(123)에 막대 부재(125)가 억지로 끼워짐으로써 막대 부재(125)의 크기만큼 중공부(123가 벌어지게 된다. 일단편(121)이 상대적으로 얇은 두께를 가지기 때문에 압출 프레임(140)에 인접한 일단편(121)이 좀 더 쉽게 소성 변형될 수 있다.
막대 부재(125)가 중공부(123)에 삽입되는 단계 이전에 도 3에 도시한 것과 같이 냉각핀(120)의 단부(120e)와 열전달층(130) 사이에 조립 갭이 형성되어 있다. 이후, 중공부(123)에 막대 부재(125)가 삽입됨에 따라 냉각핀(120)의 단부(120e) 중에서 일단편(121)이 도 3의 압출 프레임(140)을 향해 돌출 변형될 수 있다. 다시 말해, 도 8에 도시한 바와 같이 돌출부(124)를 형성하며, 이러한 돌출부(124)는 도 8에 도시한 바와 같이 열전달층(130)과 접촉할 수 있다. 이때, 냉각핀(120)의 단부(120e)는, 돌출부(121) 중 적어도 일부가 열전달층(130) 내부로 침투하고 있는 구조를 가질 수 있다.
이하에서는 도 9를 참고하여, 본 실시예에 따른 전지 모듈에서 열전달 경로를 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에서 열전달 경로를 나타내는 도면이다. 도 9에 도시한 전지 모듈(100)은 앞에서 설명한 전지 모듈의 제조 방법에 의해 제조된 전지 모듈(100)일 수 있다.
도 9를 참고하면, 이차 전지의 충방전 과정에서 다량의 열을 발생할 수 있고, 예를 들어 전지셀(110)에서 발생한 열은 화살표와 같이 냉각핀(120)의 몸체를 따라 냉각핀(120)의 단부(120e)로 전달되며, 연결부(122)를 거쳐 돌출부(124)를 통해 열전달층(130)에 전달된다. 계속해서 열전달층(130)에서 압출 프레임(140)을 거쳐 냉각수가 흐르는 냉각 유로(150)에 열이 전달되어 전지 모듈(100)에서 발생한 열을 냉각시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 전지 모듈 및 그 제조 방법에 따르면, 압출 프레임에 전지 모듈을 조립하기 전에는 일정량의 조립 갭이 존재하여 조립이 원활히 될 수 있도록 하고, 조립 후 냉각핀의 변형을 통해 열전달층에 충분히 접촉할 수 있도록 함으로써 냉각 효율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
120: 냉각핀 121: 일단편
123: 중공부 124: 돌출부
125: 막대 부재 130: 열전달층
140: 압출 프레임

Claims (15)

  1. 전지 모듈에 있어서,
    제1 방향으로 적층되어 있는 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 적층체,
    상기 복수의 전지셀들 중 서로 이웃하는 전지셀들 사이에 개재되어 있는 냉각핀,
    상기 전지셀들이 적층된 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로의 상기 전지 모듈 일측에서 상기 전지셀 적층체를 감싸는 압출 프레임, 그리고
    상기 압출 프레임과 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 열전달층을 포함하고,
    상기 냉각핀의 단부에는 중공부가 형성되어 있고, 상기 중공부에 막대 부재가 삽입되어 있는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 냉각핀의 단부 중에서 상기 열전달층과 인접한 부분이 상기 열전달층을 향해 돌출되어 있는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 냉각핀의 단부 중에서 돌출된 부분은 상기 열전달층과 접촉하는 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 냉각핀의 단부 중에서 돌출된 부분 중 적어도 일부가 상기 열전달층 내부로 침투하고 있는 전지 모듈.
  5. 제2항에서,
    상기 냉각핀의 단부는,
    서로 이웃하는 전지셀들 사이에 배치되어 있는 상기 냉각핀의 몸체와 상기 냉각핀의 돌출부를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 냉각핀의 돌출부는 상기 연결부보다 얇은 두께를 갖는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 막대 부재는 금속 재질로 형성된 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 막대 부재의 단부는 상기 막대 부재의 몸체로부터 멀어질수록 폭이 감소하는 구조를 갖는 전지 모듈.
  8. 제6항에서,
    상기 냉각핀의 단부는 금속 재질로 형성된 전지 모듈.
  9. 제1항에서,
    상기 전지셀 적층체에 대응하도록 상기 열전달층은 상기 제1 방향을 따라 뻗어 있는 전지 모듈.
  10. 제1 방향으로 적층된 복수의 전지셀과 상기 복수의 전지셀들 중 서로 이웃하는 전지셀들 사이에 개재되는 냉각핀을 포함하는 전지셀 적층체를 형성하는 단계,
    상기 전지셀 적층체를 압출 프레임 사이에 장착하는 단계, 및
    상기 냉각핀의 단부에 형성된 중공부에 막대 부재를 삽입하는 단계를 포함하는 전지 모듈의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 중공부에 상기 막대 부재를 삽입하는 단계는 상기 중공부의 면적이 상기 막대 부재의 단면보다 작은 상태에서 수행되는 전지 모듈의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 전지셀 적층체와 상기 압출 프레임 사이에 위치하는 열전달층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 중공부에 상기 막대 부재를 삽입하는 단계에서, 상기 냉각핀의 단부가 상기 압출 프레임을 향해 돌출 변형됨으로써 상기 냉각핀의 단부가 상기 열전달층과 접촉하는 전지 모듈의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 중공부에 상기 막대 부재를 삽입하는 단계 이전에 상기 냉각핀의 단부와 상기 열전달층 사이에 갭이 형성되어 있는 전지 모듈의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 냉각핀의 단부와 상기 열전달층 사이에 갭은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 형성되는 전지 모듈의 제조 방법.
  15. 제12항에서,
    상기 막대 부재의 단부는 상기 막대 부재의 몸체로부터 멀어질수록 폭이 감소하는 구조를 갖도록 형성하는 전지 모듈의 제조 방법.
KR1020180154614A 2018-12-04 2018-12-04 전지 모듈 및 그 제조 방법 KR102663793B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180154614A KR102663793B1 (ko) 2018-12-04 2018-12-04 전지 모듈 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180154614A KR102663793B1 (ko) 2018-12-04 2018-12-04 전지 모듈 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200067588A true KR20200067588A (ko) 2020-06-12
KR102663793B1 KR102663793B1 (ko) 2024-05-03

Family

ID=71088093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180154614A KR102663793B1 (ko) 2018-12-04 2018-12-04 전지 모듈 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102663793B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220101310A (ko) * 2021-01-11 2022-07-19 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501026B1 (ko) * 2012-05-04 2015-03-10 주식회사 엘지화학 우수한 냉각 효율성과 콤팩트한 구조의 전지모듈
KR20170020095A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR101720108B1 (ko) * 2016-06-29 2017-03-28 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리모듈

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501026B1 (ko) * 2012-05-04 2015-03-10 주식회사 엘지화학 우수한 냉각 효율성과 콤팩트한 구조의 전지모듈
KR20170020095A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR101720108B1 (ko) * 2016-06-29 2017-03-28 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리모듈

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220101310A (ko) * 2021-01-11 2022-07-19 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Also Published As

Publication number Publication date
KR102663793B1 (ko) 2024-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10381694B2 (en) Cooling device for battery cell and battery module comprising the same
US8846234B2 (en) Battery cartridge having elastic pressing member, and battery module containing the same
US10978759B2 (en) Battery module having improved cooling performance
CN107369863B (zh) 子组件和具有该子组件的电池组件
US10020549B2 (en) Battery module with novel structure
KR101095346B1 (ko) 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 중대형 전지팩
KR20100109872A (ko) 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 중대형 전지팩
JP7297365B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20110063007A (ko) 우수한 냉각 효율성과 콤팩트한 구조의 전지모듈 및 중대형 전지팩
KR102026386B1 (ko) 배터리 모듈
KR20210125850A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
KR102663793B1 (ko) 전지 모듈 및 그 제조 방법
JP2018170070A (ja) 電池パック
KR20210130548A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20230111916A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20240052319A (ko) 개선된 냉각 구조를 갖는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20230111915A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20230106219A (ko) 차량용 배터리모듈 및 이의 제조 방법
KR20210132815A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP2024510820A (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20240036391A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN117882232A (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR20240071920A (ko) 개선된 냉각 구조를 갖는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20210125938A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant