KR20200104624A - 냉각성능이 개선된 냉각 커버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각성능이 개선된 냉각 커버에 관한 것으로, 배터리셀의 일면과 접촉하는 측면부와 배터리셀의 일변 아래에 위치되는 저면부를 포함하는 냉각 커버에 있어서, 저면부는, 물결무늬를 이루도록 복수회 절곡돼 하부로 돌출된 1개 이상의 돌기를 포함하며, 저면부 하부로 돌출된 돌기에 의해 냉각커버와 냉각플레이트의 접촉면적이 증대됨으로써 냉각커버와 TIM간의 열전달 면적이 증대됨과 동시에, 냉각커버와 냉각플레이트의 열전달 면적이 증대되는 효과가 있는, 냉각성능이 개선된 냉각 커버를 제공한다.

Description

냉각성능이 개선된 냉각 커버{Cooling cover with improved cooling performance}
본 발명은 냉각성능이 개선된 냉각 커버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TIM(thermal interface material)과의 접촉면적이 증대되는 냉각성능이 개선된 냉각 커버에 관한 것이다.
친환경차량에는 고용량 배터리팩이 장착된다. 배터리팩에는 배터리 모듈, BMS(battery management system)이 장착된다. 배터리팩 용량이 고용량화 됨에 따라 충전 및 방전시 발생되는 열에 의해 배터리 모듈이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 수냉식 냉각장치가 배터리 모듈에 적용되고 있다.
수냉식 냉각장치가 적용된 배터리 모듈은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리셀(1), 냉각커버(2), 카트리지(3), 냉각플레이트(4)로 구성된다.
냉각커버(2)와 냉각플레이트(4) 간의 접촉저항을 줄이기 위해 TIM(thermal interface material; 열전달물질; 갭패드;)가 열전달 물질로써 냉각커버(2)와 냉각플레이트(4) 사이에 장착된다. TIM을 매개로 냉각커버(2)와 냉각플레이트(4)의 접촉면에서 열교환이 발생된다.
그러나, 한정된 넓이의 냉각플레이트(4)의 표면에 복수개의 배터리셀(1)과 연결된 복수개의 냉각커버(2)가 안착되었던 바, 열전달 면적이 증대되도록 냉각커버(2)와 냉각플레이트(4)의 접촉면적을 증대시키기 어려웠다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0132338호(2012.12.05.)
이에 상기와 같은 점을 감안해 발명된 본 발명의 목적은, 냉각커버와 냉각플레이트의 접촉면적을 증대시킴으로써 열전달 면적이 증대되는 냉각성능이 개선된 냉각 커버를 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예의 냉각성능이 개선된 냉각 커버는, 배터리셀의 일면과 접촉하는 측면부와 배터리셀의 일변 아래에 위치되는 저면부를 포함하는 냉각 커버에 있어서, 저면부는, 물결무늬를 이루도록 복수회 절곡돼 하부로 돌출된 1개 이상의 돌기를 포함한다.
또한, 돌기는, 저면부의 길이방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 돌기는, 배터리셀을 냉각하는 냉각플레이트에 장착된 TIM(thermal interface material)을 가압해 저면부와 TIM, TIM과 냉각플레이트의 면착력을 증대시킬 수 있다.
또한, 돌기에 의해 TIM과 저면부의 접촉면적이 증대될 수 있다.
또한, 알루미늄, 구리, 은 중 어느 하나로 제작될 수 있다.
또한, 저면부와 수평을 이루도록 측면부에 상면부가 형성되고, 배터리셀은 측면부와 접촉하도록 저면부와 상면부 사이에 위치될 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 냉각성능이 개선된 냉각 커버에 따르면, 저면부 하부로 돌출된 돌기에 의해 냉각커버와 냉각플레이트의 접촉면적이 증대됨으로써 냉각커버의 냉각플레이트로의 열전달 면적이 증대되는 효과가 있다.
또한, 돌기가 TIM을 가압하게 되므로, 냉각커버와 TIM의 면착력, TIM과 냉각플레이트의 면착력이 증대된다. 면착력이 증대되므로, 냉각커버와 TIM 또는 TIM과 냉각플레이트 사이의 공기층, 빈틈이 제거된다.
도 1 내지 도 3은 종래 수냉식 냉각장치가 적용된 배터리 모듈의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 냉각성능이 개선된 냉각 커버의 사시도이다.
도 5는 도 4의 냉각성능이 개선된 냉각 커버의 요부 사시도이다.
도 6은 도 4의 냉각성능이 개선된 냉각 커버가 장착된 배터리 모듈의 예시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일실시예의 냉각성능이 개선된 냉각 커버를 설명한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 냉각성능이 개선된 냉각 커버(100)는, 배터리셀(200)의 일면과 접촉하는 측면부(110)와 배터리셀(200)의 일변 아래에 위치되는 저면부(120)를 포함하는 냉각 커버(100)에 있어서, 저면부(120)가 물결무늬를 이루도록 복수회 절곡돼 하부로 돌출된 1개 이상의 돌기(121)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
냉각 커버(100)는 열전도열이 우수한 알루미늄, 구리, 은 중 어느 하나로 제작된다. 냉각 커버(100)의 측면부(110)는, 배터리셀(200)의 일면과 접촉한다. 배터리셀(200)에서 발생된 열은 측면부(110)로 전달된다. 측면부(110)와 배터리셀(200) 사이에 열전도가 용이하도록 TIM(400)이 구비될수 있다. 냉각 커버(100)의 상단 및 하단에는 상면부(130)와 저면부(120)가 구비된다. 상면부(130)와 저면부(120)는 서로 수평을 이룬다. 상면부(130)와 저면부(120)는 측면부(110)를 기준으로 대칭을 이룬다. 상면부(130)에는 돌기(121)가 형성되지 않는다.
상면부(130)는 카트리지 내부에 위치된다. 저면부(120)는 카트리지 외부로 돌출된다. 냉각 커버(100)의 측면이 배터리셀(200)의 일면에 접촉된 상태에서 측면부(110)와 저면부(120)가 카트리지 측부와 하부에 노출되도록 냉각 커버(100)의 상면부(130) 및 배터리셀(200)이 카트리지에 삽입된다. 즉, 저면부(120)와 배터리셀(200) 일변 사이에 카트리지의 일변이 위치된다.
돌기(121)는, 저면부(120)의 길이방향과 수평한 임의의 축을 기준으로 저면부(120)가 복수회 절곡됨으로써 형성된다. 임의의 축은 미리 정해진 등간격으로 배열될 수 있다. 복수의 서로 다른 축을 기준으로 저면부(120)의 아랫방향 및 윗방향으로 임의 각도를 이루도록 저면부(120)가 연속적으로 절곡된다. 이에 따라, 돌기(121)는 저면부(120)에서 하부로 돌출된 돌출면을 포함하게 된다. 돌출면과 돌출면 좌우측에 형성되는 돌출변은 TIM(400) 상면에 위치된다. 냉각 커버(100)와 냉각플레이트(300)를 체결하는 외력에 의해 돌출면과 돌출변은 TIM(400)을 가압하게 된다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 저면부(120)와 TIM(400)의 접촉면적이 저면부(120)가 평평한 경우와 대비해 넓어지게 된다.
냉각플레이트(300)는 내부에 냉각수가 유동하는 냉각라인이 구비된다. 냉각수는 냉각플레이트(300), TIM(400) 및 냉각 커버(100)를 매개로 배터리셀(200)에서 발생된 열을 흡열하게 된다. 냉각플레이트(300)는 열전도성이 높은 금속재질로 제작된다. 냉각수는 열교환 장치에 널리 쓰이는 냉매가 사용된다. 냉각수라고 기재하였으나 대기 환경에 따라 열전달에 유용한 기체가 냉각수로 활용될 수도 있을 것이다. 배터리셀(200)은, 외부로부터 인가되는 전력에 의해 충전되고, 저장된 전력을 외부로 송출해 방전된다. 배터리셀(200)은, 전극 조립체가 내장된 파우치를 포함한다. 파우치에는 전극 조립체의 전극 탭으로부터 연결된 전극리드가 인출된다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 냉각성능이 개선된 냉각 커버(100)에 따르면, 저면부(120) 하부로 돌출된 돌기(121)에 의해 냉각커버(100)와 냉각플레이트(300)의 접촉면적이 증대됨으로써 냉각커버(100)의 냉각플레이트(300)로의 열전달 면적이 증대되는 효과가 있다.
또한, 돌기(121)가 TIM(400)을 가압하게 되므로, 냉각커버(100)와 TIM(400)의 면착력, TIM(400)과 냉각플레이트(300)의 면착력이 증대된다. 면착력이 증대되므로, 냉각커버(100)와 TIM(400) 또는 TIM(400)과 냉각플레이트(300) 사이의 공기층, 빈틈이 제거된다.
100: 냉각 커버 110: 측면부
120: 저면부 121: 돌기
130: 상면부 200: 배터리셀
300: 냉각플레이트 400: TIM

Claims (6)

  1. 배터리셀의 일면과 접촉하는 측면부와 상기 배터리셀의 일변 아래에 위치되는 저면부를 포함하는 냉각 커버에 있어서,
    상기 저면부는,
    물결무늬를 이루도록 복수회 절곡돼 하부로 돌출된 1개 이상의 돌기를 포함하는 냉각성능이 개선된 냉각 커버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기는,
    상기 저면부의 길이방향을 따라 연속적으로 형성된 냉각성능이 개선된 냉각 커버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌기는,
    상기 배터리셀을 냉각하는 냉각플레이트에 장착된 TIM(thermal interface material)을 가압해 상기 저면부와 상기 TIM, 상기 TIM과 상기 냉각플레이트의 면착력을 증대시키는 냉각성능이 개선된 냉각 커버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌기에 의해 상기 TIM과 상기 저면부의 접촉면적이 증대되는 냉각성능이 개선된 냉각 커버.
  5. 제1항에 있어서,
    알루미늄, 구리, 은 중 어느 하나로 제작된 냉각성능이 개선된 냉각 커버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저면부와 수평을 이루도록 상기 측면부에 상면부가 형성되고,
    상기 배터리셀은 상기 측면부와 접촉하도록 상기 저면부와 상기 상면부 사이에 위치되는 냉각성능이 개선된 냉각 커버.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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