KR20210087219A - 배터리 셀용 방열판 및 이를 구비한 배터리 방열장치 - Google Patents

배터리 셀용 방열판 및 이를 구비한 배터리 방열장치 Download PDF

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Abstract

이 발명의 배터리 셀용 방열판(200)은 밀봉되어 진공상태의 내부공간을 형성하며 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면이 각각 면접촉하고 또한 냉각수단과 면접촉하는 접촉면을 각각 갖는 외형수단(210)과, 내부공간 내의 일부 공간에 채워지는 열전달 매체와, 외형수단(210)의 양쪽 내측면에 일측 표면이 각각 밀착되어 열전달 매체를 하부에서부터 상부까지 끌어올려 응축 및 증발이 가능하도록 하는 한 쌍의 시트(220)와, 한 쌍의 시트(220)의 타측 표면에 각각 밀착되는 한 쌍의 메쉬부재(230), 및 한 쌍의 메쉬부재(230)의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 지지부재(240)를 포함하여 구성된다.

Description

배터리 셀용 방열판 및 이를 구비한 배터리 방열장치{Radiant heat plate for battery cell and battery radiant heat apparatus having the same}
이 발명은 배터리 셀용 방열판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공상태에서 매체의 상변화 원리를 이용해 배터리 셀에서 발생하는 열을 냉각수단으로 전달해 효율적으로 방열할 수 있는 배터리 셀용 방열판에 관한 것이다. 또한, 이 발명은 상기와 같은 배터리 셀용 방열판이 배터리 셀의 일측면 및 하부면에 각각 밀착하도록 배터리 셀 사이에 각각 배치하고 각각의 방열판의 하단부가 냉각수단과 접촉하도록 배열해 효율적으로 방열할 수 있는 배터리 방열장치에 관한 것이기도 하다.
일반적으로 전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 통해 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜 차량을 구동시키는 하이브리드 차량 및 연료전지 차량을 말한다.
여기서, 전기자동차는 전기모터의 구동전력을 제공하는 배터리 유닛이 필수적으로 장착되며, 배터리 유닛은 복수의 배터리 셀로 구성되어 차량 운행 중에 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다.
이러한 전기자동차의 배터리 유닛은 온도에 따라 성능이 크게 좌우되며, 특히 고온에서는 전해질의 분해가 일어나고 열화에 의한 배터리의 손상에 따라 수명이 현저하게 저하된다.
현재, 전기자동차의 배터리는 리튬이온전지를 이용하는데, 리튬이온전지는 영하 20℃ 이하에서는 작동하지 않고, 영상 60℃ 이상에서는 그 성능이 20% 이상 떨어지는 특성이 있다. 따라서, 다수개의 배터리 유닛이 배열된 함체는 단열기능 및 방열기능을 동시에 가져야 한다. 한편, 배터리 셀에서는 고속충전, 고속방전(고속주행), 고효율 배터리의 사용시에 열이 많이 발생한다. 그래서, 종래에는 배터리 셀의 하부에 배관을 설치하고 냉각수를 순환시키는 수냉방식으로 방열하도록 구성하였다. 그러나, 배터리 셀과의 접촉면적이 적거나 없어 방열효율이 미비하였다.
한편, 방열기능을 보완하기 위한 선행기술로는 등록특허 제10-1720108호의 "전기자동차용 배터리 모듈"이 있다. 선행기술의 배터리 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 방열판(110), 몰드벽(130), 배터리 셀(150)로 구성된다.
방열판(110)은 배터리 셀(150)에서 발산되는 열을 몰드벽(130)의 외부로 방출시키기 위한 것으로, 구리, 알루미늄 등 열전도성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 이러한 방열판(110)은 배터리 셀(150)의 정면이나 배면 또는 양면에 마련될 수 있으며, 방열판(110)은 직렬로 배열된 배터리 셀(150) 사이에 각각 마련되어 배터리 셀(150)의 표면에 면 접촉 상태로 밀착된다.
이러한 방열판(110)은 압출기를 통해 고온에서 압출성형되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 판재의 형태로 압출성형 되는데, 방열판(110)은 배터리 셀(150)과 면 접촉하는 흡열부(111)와, 흡열부(111)의 일측단에 형성되며 흡열부(111)와 직교하는 방향으로 연장되며 방열 핀, 워터자켓과 같은 별도의 냉각수단과 접촉되는 전달부(112)로 구성된다.
상기와 같은 방열판(110)은 몰드벽(130)에 인서트 사출되어 일체적으로 형성되는데, 이때 방열판(110)의 흡열부(111)는 몰드벽(130)의 중심에 위치하여 흡열부(111)의 양측면으로 배터리 셀(150)이 설치된다.
그리고, 방열판(110)의 전달부(112)는 몰드벽(130)의 외부로 노출되어 냉각수단과 접촉하여 배터리 셀(150)에서 발생한 열을 몰드벽(130)의 외부로 방출하게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 방열판(110)은 몰드벽(130)에 인서트 사출된 상태로 양면에 배터리 셀(150)이 설치되어 직렬로 배열된 구조를 갖게 되는데, 이때 몰드벽(130)의 직렬 배열을 안정적으로 지지하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 전달부(112)와 이웃한 다른 전달부(112)는 "C"자 형태의 클립(114)에 물리게 되며, 상기 클립(114)이 전달부(112)에 안정적으로 안치될 수 있게 전달부(112)는 클립(114)의 두께만큼 함몰된 슬롯(113)이 형성된다.
그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 선행기술에 따른 배터리 모듈은 방열판(110)을 구성하는 구리, 알루미늄 등의 재질의 특성(우수한 열전도성)만을 이용해, 배터리 셀(150)에서 발생한 열을 흡열부(111)를 거쳐 냉각수단과 접촉하는 전달부(112)를 통해 외부로 방출하도록 구성한 것이다. 그로 인해, 수냉방식에 비해서는 방열효율이 좋지만, 원하는 만큼의 방열성능을 발휘하지는 못하고 있는 실정이다. 한편, 배터리의 경우에는 단자 부분에서 열이 제일 많이 발생하는데, 상기와 같은 선행기술의 방열판(110)을 이용하더라도 단자 부분과의 온도차이가 10℃ 이상 심하게 발생하여 효율적인 배터리 사용이 불가능하다.
현재의 전기자동차는 저속충전하고, 정속수행하며, 고효율 배터리를 사용하지 않음에 따라, 상기와 같은 방열판(110)을 이용하더라도 어느 정도의 방열이 가능하다. 하지만, 미래의 전기자동차는 고속충전, 고속방전(고속주행), 고효율 배터리 사용의 요건을 갖추어야 하는데, 이런 요건들을 충족하기 위해서는 배터리 셀에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있어야 한다.
대한민국 등록특허 제10-1720108호
따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 진공상태에서 매체의 상변화 원리를 이용해 배터리 셀에서 발생하는 열을 냉각수단으로 전달해 효율적으로 방열할 수 있는 배터리 셀용 방열판을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 이 발명은 상기와 같은 배터리 셀용 방열판이 배터리 셀의 일측면 및 하부면에 각각 밀착하도록 배터리 셀 사이에 각각 배치하고 각각의 방열판의 하단부가 냉각수단과 접촉하도록 배열해 효율적으로 방열할 수 있는 배터리 방열장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 배터리 셀용 방열판은, 밀봉되어 진공상태의 내부공간을 형성하며 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면이 각각 면접촉하고 또한 냉각수단과 면접촉하는 접촉면을 각각 갖는 외형수단과, 상기 내부공간 내의 일부 공간에 채워지는 열전달 매체와, 상기 외형수단의 양쪽 내측면에 일측 표면이 각각 밀착되어 상기 열전달 매체를 하부에서부터 상부까지 끌어올리는 한 쌍의 시트와, 상기 한 쌍의 시트의 타측 표면에 각각 밀착되는 한 쌍의 메쉬부재, 및 상기 한 쌍의 메쉬부재의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착하도록 배치되며 상하 및 좌우방향으로 연통하는 통로를 갖는 지지부재를 포함하며, 상기 열전달 매체가 배터리에서 발생한 열에 의해 증발하여 상기 지지부재의 통로를 따라 유동하였다가 냉각수단에 의해 응축되어 상기 시트를 통해 유동하는 반복과정을 통해 배터리 셀을 방열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 외형수단은 상기 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면이 각각 면접촉하는 수직 접촉면 및 수평 접촉면과 상기 열전달 매체의 저장공간 확보를 위한 수직면을 갖는 한 쌍의 외형부재와, 상기 한 쌍의 외형부재의 내부에 상기 열전달 매체, 한 쌍의 시트, 한 쌍의 메쉬부재 및 지지부재가 내장되도록 상기 한 쌍의 외형부재의 측면, 상부 및 하부에 각각 용접되는 측면 덮개부재, 상부 덮개부재 및 하부 덮개부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 시트는 상기 수직 접촉면의 내측면 전부를 덮을 수 있는 너비에다 상기 하부 덮개부재에 닿을 수 있는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 시트는 다수개의 구멍을 더 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 지지부재는 상기 한 쌍의 메쉬부재의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 수직 지지부재와, 상기 수평 접촉면과 상기 하부 덮개부재의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 한 쌍의 수평 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 수직 지지부재 및 수평 지지부재는 타공판을 지그재그 형태로 절곡해 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 배터리 방열장치는, 다수열로 배열되는 배터리 셀 중에서 근접하는 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면과 접촉한 상태로 배열되는 상기와 같이 구성된 다수개의 배터리 셀용 방열판과, 상기 다수개의 배터리 셀용 방열판의 하부면에 접촉하는 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 배터리 셀용 방열판은 진공상태에서 매체의 상변화 원리를 이용해 배터리 셀에서 발생하는 열을 냉각수단으로 전달해 효율적으로 방열할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이 발명의 배터리 방열장치는 배터리 셀용 방열판이 배터리 셀의 일측면 및 하부면에 각각 밀착하도록 배터리 셀 사이에 각각 배치하고 각각의 방열판의 하단부가 냉각수단과 접촉하도록 배열해 효율적으로 방열할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이 발명은 배터리 셀용 방열판과 냉각수단을 통한 효율적인 방열이 가능해, 발열로 인한 제품의 손상, 파손, 기능저하를 방지해 배터리의 성능과 수명특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 배터리 모듈을 도시한 분해 사시도이고,
도 2 및 도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 배터리 셀용 방열판의 사시도 및 종단면도이고,
도 4 내지 도 10은 도 3에 도시된 방열판의 구성요소들에 대한 상세도로서, 도 4는 외형부재, 도 5는 측면 덮개부재, 도 6은 상부 덮개부재, 도 7은 하부 덮개부재, 도 8은 시트, 도 9는 수직 지지부재, 도 10은 수평 지지부재를 각각 도시한 것이며,
도 11은 도 2에 도시된 배터리 셀용 방열판을 다수개 배열하여 구성한 배터리 방열장치의 개념도이다.
이하, 이 발명에 따른 배터리 셀용 방열판 및 이를 구비한 배터리 방열장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 이 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이 실시예는 이 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 2 및 도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 배터리 셀용 방열판의 사시도 및 종단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 배터리 셀용 방열판(200)은 밀봉되어 진공상태의 내부공간을 형성하며 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면이 각각 면접촉하고 또한 냉각수단과 면접촉하는 접촉면을 각각 갖는 외형수단(210)과, 내부공간 내의 일부 공간에 채워지는 열전달 매체와, 외형수단(210)의 양쪽 내측면에 일측 표면이 각각 밀착되어 열전달 매체를 하부에서부터 상부까지 끌어올려 응축 및 증발이 가능하도록 하는 한 쌍의 시트(220)와, 한 쌍의 시트(220)의 타측 표면에 각각 밀착되는 한 쌍의 메쉬부재(230), 및 한 쌍의 메쉬부재(230)의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 지지부재(240)를 포함하여 구성된다.
도 4 내지 도 7은 도 3에 도시된 외형수단의 구성요소들을 도 3을 기준으로 도시한 것으로서, 도 4는 도 3에 도시된 외형부재의 측면도(a) 및 정면도(b)이고, 도 5는 도 3에 도시된 측면 덮개부재의 정면도(a) 및 측면도(b)이고, 도 6은 도 3에 도시된 상부 덮개부재의 정면도(a) 및 평면도(b)이며, 도 7은 도 3에 도시된 하부 덮개부재의 저면도(a) 및 정면도(b)이다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 외형수단(210)은 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면이 각각 면접촉하는 수직 접촉면(211a) 및 수평 접촉면(211b)과 열전달 매체의 저장공간 확보를 위한 수직면(211c)을 갖는 한 쌍의 외형부재(211)와, 한 쌍의 외형부재(211)의 내부에 열전달 매체, 한 쌍의 시트(220), 한 쌍의 메쉬부재(230) 및 지지부재(240)가 내장되도록 한 쌍의 외형부재(211)의 측면, 상부 및 하부에 각각 용접되는 측면 덮개부재(212), 상부 덮개부재(213) 및 하부 덮개부재(214)를 갖는다. 여기서, 용접방법으로는 아르곤 용접, 레이저 용접 또는 플라즈마 용접을 이용할 수 있다.
상기와 같은 외형수단(210)은 스테인리스 재질로 각각 구성된다. 그리고, 외형부재(211)는 수직 접촉면(211a), 수평 접촉면(211b) 및 수직면(211c)을 갖도록 스테인리스 플레이트를 드로잉하여 형성한다. 여기서, 수직 접촉면(211a)은 배터리 셀의 일측면에 면접촉하여 배터리에서 발생하는 열을 빼앗아 오는 역할을 한다. 따라서, 수직 접촉면(211a)은 배터리 셀의 일측면에 대응하는 면적을 갖는다. 그리고, 수평 접촉면(211b)은 수직 접촉면(211a)에 대해 수평방향으로 절곡되어 배터리 셀의 하부면에 면접촉하여 배터리에서 발생하는 열을 빼앗아 오는 역할을 한다. 따라서, 수평 접촉면(211b)은 배터리 셀의 하부면에 대응하는 면적을 갖는다. 그리고, 수직면(211c)은 열전달 매체의 저장공간을 확보할 수 있도록 수평 접촉면(211b)에 대해 수직방향으로 일정 높이로 절곡된다.
한편, 외형수단(210)은 상기와 같은 외형부재(211) 2개에 대해 해당 위치에 측면 덮개부재(212), 상부 덮개부재(213) 및 하부 덮개부재(214)를 용접하면 된다. 그로 인해, 한 쌍의 수직 접촉면(211a) 사이에는 수직방향으로 기다란 내부공간이 형성되고, 이러한 내부공간에 한 쌍의 시트(220), 한 쌍의 메쉬부재(230) 및 후술할 수직 지지부재(241)가 수직방향으로 세워져 내장된다. 그리고, 외형수단(210)의 하부쪽에는 수평 접촉면(211b), 수직면(211c), 하부 덮개부재(214) 등에 의한 내부공간이 형성되고, 이러한 내부공간에 열전달 매체 및 후술할 수평 지지부재(242)가 내장된다. 여기서, 하부 덮개부재(214)는 후술할 냉각수단과 접촉하여 배터리에 발생한 열을 냉각수단을 통해 낮추는 역할을 한다.
도 8은 도 3에 도시된 시트의 평면도이다. 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 시트(220)는 외형수단(210)의 양쪽 내측면에 일측 표면이 밀착되어 열전달 매체를 하부에서부터 상부까지 끌어올려 응축 및 증발이 가능하도록 하는 것으로서, 수직 접촉면(211a)의 내측면 전부를 덮을 수 있는 너비에다 하부 덮개부재(214)에 닿을 수 있는 길이를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 시트(220)는 수직 접촉면(211a)의 상부에서 수직면(211c)의 하부까지 연장하여 설치된다. 이러한 시트(220)는 열전달 매체에 대한 고흡수성, 열전달 매체와 반응하지 않는 내화학성, 및 열전달 매체를 하부에서부터 상부까지 끌어올리는 모세관력을 가져야 한다. 또한, 시트(220)는 보다 효율적인 모세관력을 가지도록 다수의 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 이 실시예에서 시트(220)는 열전달 매체에 대한 흡수성 및 모세관력의 우수성이 확인된 무기물, 유기물 또는 무기물과 유기물의 혼합 시트를 이용할 수 있다.
메쉬부재(230)는 시트(220)의 표면에 밀착된 상태로 배치되어 시트(220)를 고정하는 것으로서, 후술할 냉각수단에 의해 응축된 열전달 매체가 시트(220)를 따라 열원(배터리)의 증발부 쪽으로 원활하게 이동할 수 있도록 하는 통로를 제공하는 역할을 한다. 따라서, 메쉬부재(230)는 시트(220)와 동일하게 수직 접촉면(211a)의 상부에서 수직면(211c)의 하부까지 연장하여 설치된다. 이러한 메쉬부재(230)는 그물망 구조이면서 고강도, 내부식성이 우수한 STS 304 재질을 이용하는 것이 바람직하다.
도 9는 도 3에 도시된 수직 지지부재의 정면도(a) 및 평면도(b)이고, 도 10은 도 3에 도시된 수평 지지부재의 평면도(a) 및 정면도(b)이다. 도 3, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 지지부재(240)는 열전달 매체 및/또는 증기의 유동통로를 제공하는 것으로서, 한 쌍의 메쉬부재(230)의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 수직 지지부재(241)와, 수평 접촉면(211b)과 하부 덮개부재(214)의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 한 쌍의 수평 지지부재(242)로 구성된다. 여기서, 수직 지지부재(241)는 시트(220) 및 메쉬부재(230)와 동일하게 수직 접촉면(211a)의 상부에서 수직면(211c)의 하부까지 연장하여 설치된다.
상기 수직 지지부재(241) 및 수평 지지부재(242)는 외형수단(210)의 내부공간을 진공상태로 만들기 위해 진공을 가함에 따른 외형부재(211) 등의 변형을 예방할 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 한편, 수직 지지부재(241)는 열원(배터리)의 증발부에서 증발된 증기가 냉각수단의 응축부 쪽으로 수직 및 수평방향으로 유동하도록 하는 증기통로를 제공하고, 수평 지지부재(242)는 열전달 매체 및/또는 증기가 수평방향으로 유동하도록 하는 유동통로를 제공한다.
이 실시예의 수직 지지부재(241) 및 수평 지지부재(242)는 타공판을 지그재그 형태로 절곡해 구성한 것이다. 따라서, 수직 지지부재(241) 및 수평 지지부재(242)는 절곡된 지그재그 형태 및 다수개의 타공구멍으로 인해 상하(수직 포함), 좌우(수평 포함)방향으로 통로가 형성된다. 이러한 유통통로 구조를 통해 배터리 단자 쪽에서 고열로 발생한 열이 효율적으로 분산되어 배터리 전체의 열이 평준화가 되어 배터리 성능을 안정적으로 발휘할 수가 있다. 한편, 수직 지지부재(241) 및 수평 지지부재(242)를 절곡해 구성함에 있어서는 절곡면이 평탄하도록 구성해야 한다. 즉, 외형부재(211), 수평 접촉면(211b) 및 하부 덮개부재(214)에 각각 밀착되어 효율적으로 열이 빠져 나갈 수 있도록 해야 한다. 이렇게 절곡면이 평탄하도록 하기 위해, 절곡부위가 라운드진 형태를 갖는 것이 바람직하다.
열전달 매체는 외형수단(210)의 내부공간의 일부 공간에 삽입되는 것으로서, 열원(배터리)의 증발부에서 발생되는 열을 흡수하여 증발되어 하부 덮개부재(214)와 맞닿아 있는 냉각수단과 열교환하여 열을 방출하고 증기상태에서 다시 액체상태로 응축되어 증발부로 이동한다. 따라서, 열전달 매체는 상기와 같은 조건을 만족하는 매체를 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 외형수단(210)의 내부공간의 일부 공간에 열전달 매체를 삽입함에 있어서는, 외형부재(211)의 일측에 구멍을 천공하고, 이 천공구멍을 통해 열전달 매체를 주입하면 된다. 그리고, 이렇게 열전달 매체가 주입되면, 열전달 매체를 냉각시킨 후 천공구멍을 통해 진공을 가한 후 천공구멍을 밀봉하고 상온에서 공냉시킴으로써, 그 내부가 일정 진공도를 갖게 된다.
상기와 같이 구성된 이 실시예의 방열판의 방열 메커니즘은 배터리 셀의 표면과 밀착하는 외형부재(211)의 수직 접촉면(211a)이 주요 증발부가 되고 냉각수단과 밀착하는 하부 덮개부재(214)가 응축부가 된다. 즉, 증발부에서 열이 유입되면 내부가 진공상태로 이루어져 있어 열전달 매체가 일정 온도에서 증발하여 증기상태로 변하여 포화상태에 도달하면, 증기가 수직 지지부재(241)에 의해 형성된 유동통로를 따라 하부로 이동하여 냉각수단과 맞닿아 있는 하부 덮개부재(214)(응축부)에서 열교환하여 열을 방출하고 증기상태에서 다시 액체상태로 응축된다. 응축된 열전달 매체는 시트(220)로 흡수된다. 한편, 시트(220)로 흡수된 열전달 매체는 증발부가 위치하는 시트(220)를 따라 상부 쪽으로 이동한 후, 상술한 동일 과정의 반복을 통해 열을 외부로 방출한다.
이 실시예의 배터리 셀용 방열판(200)은 내부공간이 진공상태를 가짐에 따라 열전달 매체가 낮은 온도에서 증발과 응축을 반복하여 배터리에서 생성되는 열을 보다 효율적으로 방출할 수가 있다.
또한, 이 실시예의 방열판은 열전달 매체의 상변화 원리를 이용해 방열하는 것이다. 또한, 상변화에 따른 기압차에 의해 발생하는 대류를 통해 열확산이 발생하여 보다 빠른 속도로 배터리에서 발생하는 열을 빼앗아 방열함으로써, 배터리 단자 부분과의 온도차이를 2℃ 정도로 평준화할 수가 있어 배터리 성능을 안정적으로 발휘할 수가 있다.
도 11은 도 2에 도시된 배터리 셀용 방열판을 다수개 배열하여 구성한 배터리 방열장치의 개념도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 배터리 방열장치는 다수열로 배열되는 배터리 셀 중에서 근접하는 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면과 접촉한 상태로 배열되는 상술한 바와 같은 다수개의 배터리 셀용 방열판(200)과, 다수개의 배터리 셀용 방열판(200)의 하부면에 접촉하는 냉각수단(300)을 포함하여 구성된다. 여기서, 냉각수단(300)은 다수개의 배터리 셀용 방열판(200)의 하부에 배관을 설치하고 냉각수를 순환시키는 수냉방식으로 구성하거나 기타 방식으로 구성하면 된다.
이상에서 이 발명의 배터리 셀용 방열판 및 이를 구비한 배터리 방열장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이다. 따라서, 이 발명이 상기에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 그러한 변형예 또는 수정예들 또한 이 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.
200 : 방열판 210 : 외형수단
211 : 외형부재 212 : 측면 덮개부재
213 : 상부 덮개부재 214 : 하부 덮개부재
220 : 시트 230 : 메쉬부재
240 : 지지부재 241 : 수직 지지부재
242 : 수평 지지부재 300 : 냉각수단

Claims (7)

  1. 밀봉되어 진공상태의 내부공간을 형성하며 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면이 각각 면접촉하고 또한 냉각수단과 면접촉하는 접촉면을 각각 갖는 외형수단과,
    상기 내부공간 내의 일부 공간에 채워지는 열전달 매체와,
    상기 외형수단의 양쪽 내측면에 일측 표면이 각각 밀착되어 상기 열전달 매체를 하부에서부터 상부까지 끌어올리는 한 쌍의 시트와,
    상기 한 쌍의 시트의 타측 표면에 각각 밀착되는 한 쌍의 메쉬부재, 및
    상기 한 쌍의 메쉬부재의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착하도록 배치되며 상하 및 좌우방향으로 연통하는 통로를 갖는 지지부재를 포함하며,
    상기 열전달 매체가 배터리에서 발생한 열에 의해 증발하여 상기 지지부재의 통로를 따라 유동하였다가 냉각수단에 의해 응축되어 상기 시트를 통해 유동하는 반복과정을 통해 배터리 셀을 방열하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외형수단은 상기 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면이 각각 면접촉하는 수직 접촉면 및 수평 접촉면과 상기 열전달 매체의 저장공간 확보를 위한 수직면을 갖는 한 쌍의 외형부재와, 상기 한 쌍의 외형부재의 내부에 상기 열전달 매체, 한 쌍의 시트, 한 쌍의 메쉬부재 및 지지부재가 내장되도록 상기 한 쌍의 외형부재의 측면, 상부 및 하부에 각각 용접되는 측면 덮개부재, 상부 덮개부재 및 하부 덮개부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 시트는 상기 수직 접촉면의 내측면 전부를 덮을 수 있는 너비에다 상기 하부 덮개부재에 닿을 수 있는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 시트는 다수개의 구멍을 더 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 한 쌍의 메쉬부재의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 수직 지지부재와, 상기 수평 접촉면과 상기 하부 덮개부재의 사이에서 양측 표면이 각각 밀착되는 한 쌍의 수평 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 수직 지지부재 및 수평 지지부재는 타공판을 지그재그 형태로 절곡해 구성한 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  7. 다수열로 배열되는 배터리 셀 중에서 근접하는 2개의 배터리 셀의 일측면 및 하부면과 접촉한 상태로 배열되는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 다수개의 배터리 셀용 방열판과,
    상기 다수개의 배터리 셀용 방열판의 하부면에 접촉하는 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 방열장치.
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