KR20210147657A - 히트싱크 - Google Patents

히트싱크 Download PDF

Info

Publication number
KR20210147657A
KR20210147657A KR1020200065214A KR20200065214A KR20210147657A KR 20210147657 A KR20210147657 A KR 20210147657A KR 1020200065214 A KR1020200065214 A KR 1020200065214A KR 20200065214 A KR20200065214 A KR 20200065214A KR 20210147657 A KR20210147657 A KR 20210147657A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat sink
inlet
outlet
dimples
chamber
Prior art date
Application number
KR1020200065214A
Other languages
English (en)
Inventor
진희준
지호준
김경우
문정오
박진용
박진하
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200065214A priority Critical patent/KR20210147657A/ko
Priority to PCT/KR2020/015909 priority patent/WO2021241820A1/ko
Priority to EP20938023.7A priority patent/EP3968439A4/en
Priority to CN202080045823.XA priority patent/CN114097128A/zh
Priority to JP2021547111A priority patent/JP7258404B2/ja
Priority to US17/619,151 priority patent/US20220359927A1/en
Publication of KR20210147657A publication Critical patent/KR20210147657A/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
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • 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
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • 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
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • 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
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • 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)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은, 복수 개의 이차전지들이 탑재되는 팩트레이에 결합되며 내부의 챔버로 냉각수가 출입하도록 인렛과 아웃렛을 갖는 히트싱크로써, 냉각수의 유동경로를 형성하도록 상기 챔버 내측으로 볼록하게 돌출된 딤플;을 포함하고, 상기 딤플은 복수 개가 서로 이격되어 배치되되 특정 영역에서 이웃하는 딤플들 사이의 간격과 다른 영역에서 이웃하는 딤플들 사이의 간격은 서로 다르게 배치된 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 딤플들 간의 간격이 상이하게 형성됨에 따라 특정방향으로의 변형 및 구부러짐을 방지할 수 있다.

Description

히트싱크{Heat sink}
본 발명은 복수 개의 이차전지들이 탑재되는 이차전지 모듈 또는 상기 이차전지 모듈이 복수 개 결합된 이차전지 팩에 장착되는 히트싱크에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 외부 충격에 더 강건한 구조를 가지며 냉각수의 유동경로를 개선하여 냉각성능을 증대시킬 수 있는 이차전지 모듈 또는 이차전지 팩 장착용 히트싱크에 관한 것이다.
이차전지는 양극, 분리막, 음극이 반복 적층된 전극조립체 및 전해액이 케이스에 내장된 구조를 가지며, 구성요소들 간의 전기화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능한 구조로 제조된다.
이차전지 모듈은 복수 개의 이차전지들이 결합되어 구성되되 각 이차전지들을 외부충격, 열, 진동 등으로부터 보호하기 위해 전용 프레임 또는 케이스 등에 탑재되어 제조된다. 상기 프레임 또는 케이스에는 냉각 장치가 선택적으로 장착되기도 한다.
그리고, 이차전지 팩은 전기차 또는 대용량 전기저장장치 등에 최종 장착되는 형태로써 복수 개의 이차전지 모듈들이 결합되어 구성된다. 이러한 이차전지 팩은 이차전지 모듈 외에도 BMS(Battery Management System), 냉각 장치, 보호 및 제어시스템이 추가로 탑재되는 구조를 갖는다.
이차전지는 충전 또는 방전시 전기 화학적 반응이 발생함에 따라 필연적으로 열이 발생하게 된다. 이러한 열은 전기 화학적 반응을 방해하여 성능을 저하시키며 열축적이 계속되는 경우에는 이차전지의 고장이나 오작동을 유발하며 심한 경우에는 발화까지 유발할 수 있었다.
하지만, 이차전지 모듈 및 이차전지 팩은 복수 개의 이차전지들이 좁은 공간 내에 밀집되어 설치되는 구조를 갖기 때문에 각각에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시키는 것은 매우 중요하다.
따라서, 고출력 대용량의 이차전지 모듈 및/또는 그것이 장착된 이차전지 팩에는 냉각장치의 탑재가 필수적이다.
이러한 냉각장치는 크기 및 용량에 따라 방열판과 냉각팬으로 구성된 공냉식 냉각장치가 탑재되기도 하나, 상대적으로 발열량이 많은 경우에는 냉각수와 열교환이 이뤄지는 수냉식 냉각장치가 탑재된다.
수냉식 냉각장치 또한 여러 형태가 있으나, 이 중 히트싱크 방식은 복수 개의 이차전지들(7)이 그 위로 안착되는 팩트레이(6)의 하부(또는 경우에 따라서 상부)에 결합되는 형태로 탑재된다.
즉, 종래의 히트싱크(1)가 장착된 모습과 상기 히트싱크(1)가 탈거된 상태가 도시된 도 1 에 나타난 바와 같이, 팩트레이(6)의 상측으로 복수 개의 이차전지들(7)이 탑재되면 상기 팩트레이(6)의 하측에는 히트싱크(1)가 탑재된다.
상기 히트싱크(1)는 판 모양을 가지나 일측면이 오목하게 파인 형태를 가짐으로, 팩트레이(6)의 평평한 면에 부착되면 내부에 소정의 크기로 밀폐된 공간이 형성되는 구조를 갖는다. 이러한 밀폐된 공간은 냉각수가 유동하는 챔버(3)를 형성하고, 히트싱크(1)의 일측과 타측에는 저온의 냉각수가 유입되는 입구로서 인렛(4)이 형성되고 열교환이 이뤄진 고온의 냉각수가 배출되는 출구로서 아웃렛(5)이 형성되는 구조를 갖는다.
그리고, 상기 챔버(3) 내에는 냉각수의 유동경로가 형성되도록 챔버(3) 내측으로 볼록하게 딤플(Dimple)(2)이 돌출된 구조를 갖는다. 그리고, 팩트레이(6) 윗쪽의 이차전지들 각각과 균등하게 열교환이 이뤄질 수 있도록 이러한 딤플은 도 1에 도시된 바와 같이 양측이 대칭을 이루고 이웃하는 딤플들(2) 간의 거리가 일정한 구조를 갖는 것이 일반적이었다.
하지만, 이러한 구조는 외부에서 충격 또는 하중이 가해질 때, 딤플(2)이 형성되는 방향으로 지지력이 저하되는 문제가 있었다. 특히, 차량에 탑재되는 경우에는 계속적인 진동과 운행시 발생하는 원심력 등에 의해 변형이 발생할 가능성이 있다.
따라서, 본 발명은 특정 방향으로 가해지는 하중에 의한 변형을 더 효율적으로 방지하고 지속적인 충격과 진동에 보다 더 강건한 내구성을 가지며 냉각수의 균일한 열교환이 이뤄질 수 있는 이차전지 모듈 또는 이차전지 팩 장착용 히트싱크를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수 개의 이차전지들이 탑재되는 팩트레이에 결합되며 내부의 챔버로 냉각수가 출입하도록 인렛과 아웃렛을 갖는 히트싱크로써, 냉각수의 유동경로를 형성하도록 상기 챔버 내측으로 볼록하게 돌출된 딤플;을 포함하고, 상기 딤플은 복수 개가 서로 이격되어 배치되되 특정 영역에서 이웃하는 딤플들 사이의 간격과 다른 영역에서 이웃하는 딤플들 사이의 간격은 서로 다르게 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 히트싱크는 상대적으로 긴 길이를 갖는 두 개의 장변과 상대적으로 짧은 길이를 갖는 두 개의 단변을 갖는 사각형 판 모양을 가지며, 상기 인렛과 아웃렛은 상대적으로 짧은 길이를 갖는 단변들 중 하나의 단변에서 서로 대향하는 끝단에 위치하도록 배치된다.
상기 딤플은 인렛 및 아웃렛과 가까울수록 조밀도가 더 높게 배치되고 인렛 및 아웃렛과 멀어질수록 조밀도가 더 낮게 배치된다.
상기 딤플은 장변의 길이방향을 따라 인렛 및 아웃렛과 가까울수록 장변과 더 가깝게 배치되고, 인렛 및 아웃렛과 멀어질수록 장변과 더 멀게 배치된다.
상기 딤플은 원형으로 형성되되, 동일한 직경을 갖는 원형으로 형성된다.
상기 히트싱크에는 두께방향을 따라 챔버 내부를 관통하는 관통홀을 갖는 관통부가 형성된다. 상기 관통부는 상기 히트싱크의 표면에서 돌출되어 상기 히트싱크가 팩트레이의 일측면에 결합됐을 때 밀착되는 지지부를 가지며, 상기 지지부 내에서 관통홀이 형성된다.
상기 관통부는 양측 단변의 가운데 지점들끼리 연결하는 가상의 선상에 배치되며 장변의 길이방향을 따라 복수 개가 이격되어 배치된다.
그리고, 상기 인렛과 아웃렛은 챔버로 개통되는 면 중에서 한 곳은 경사면으로 형성되어 챔버와 가까운 방향으로 갈수록 단면적이 증가하는 모양을 갖는다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 딤플들 간의 간격이 상이하게 형성됨에 따라 특정방향으로의 변형 및 구부러짐을 방지할 수 있다.
상기 딤플은 인렛 및 아웃렛과 가까울수록 조밀도가 더 높게 배치되고 인렛 및 아웃렛과 멀어질수록 조밀도가 더 낮게 배치된다. 따라서, 인렛과 아웃렛과 가까운 곳에서 멀어질수록 냉각수의 유동경로는 단순해지므로 히트싱크 전체에서 유량 분배 및 열교환이 고르게 이뤄질 수 있다.
상기 딤플은 장변의 길이방향을 따라 인렛 및 아웃렛과 가까울수록 장변과 더 가깝게 배치되고, 인렛 및 아웃렛과 멀어질수록 장변과 더 멀게 배치므로, 인렛 및 아웃렛과 멀어질수록 유동경로의 단면적이 증가하여 신속하게 인렛 및 아웃렛이 위치한 단변의 반대쪽 단변에 도달할 수 있다.
복수 개가 형성되는 상기 딤플들은 동일한 직경을 갖는 원형으로 형성될 수 있다. 따라서, 냉각수의 유동시 불규칙한 흐름에 의한 와류 형성을 억제 또는 최소화할 수 있다.
상기 히트싱크에는 두께방향을 따라 챔버 내부를 관통하는 관통홀을 갖는 관통부가 형성된다. 이에 따라, 상기 관통홀을 통해 상기 히트싱크의 결합장치 또는 이차전지에서 연결되는 배선 등을 관통시킬 수 있다. 상기 히트싱크를 팩트레이에 고정시키는 결합장치가 상기 관통홀을 통해 결합되는 경우, 상기 히트싱크는 중간 위치에서도 체결력이 발생하므로 히트싱크는 더 강견하게 결합될 수 있다.
상기 인렛과 아웃렛은 챔버로 개통되는 면 중에서 한 곳은 경사면으로 형성되어 챔버와 가까운 방향으로 갈수록 단면적이 증가하는 모양을 가지므로, 신속한 냉각수의 출입이 가능하다.
도 1 은 이차전지모듈의 팩트레이 하부에 종래의 히트싱크가 결합된 모습 및 상기 히트싱크가 탈거된 모습이 도시된 도면.
도 2 는 이차전지모듈의 팩트레이 하부에 본 발명에 따른 히트싱크가 결합된 모습 및 상기 히트싱크가 탈거된 모습이 도시된 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 히트싱크의 평면도.
도 4 는 도 3 에서 A부분의 확대된 모습과 B부분의 확대된 모습이 도시된 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 히트싱크의 평면도에서 일부분이 확대된 모습이 도시된 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 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, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수 개의 이차전지들(7)이 탑재되는 팩트레이(6)의 일측면에 결합되면 일면이 폐쇄되며, 내부의 챔버로 냉각수가 출입하도록 인렛과 아웃렛을 갖는 히트싱크에 관한 것으로써 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 2 는 이차전지모듈의 팩트레이 하부에 본 발명에 따른 히트싱크가 결합된 모습 및 상기 히트싱크가 탈거된 모습이 도시되었으며, 도 3 은 본 발명에 따른 히트싱크의 평면도가 도시되었다. 그리고, 도 4 는 도 3 에서 A부분의 확대된 모습과 B부분의 확대된 모습이 도시되었고, 도 5 는 본 발명에 따른 히트싱크의 평면도에서 일부분이 확대된 모습이 도시되었다.
첨부된 도면들을 참조하면, 본 발명의 히트싱크(10)는 내부에 냉각수가 순환할 수 있는 공간이 형성되되, 팩트레이의 일측면에 결합되면 일면이 폐쇄되도록 또는 별도의 평판과 결합하여 이차전지들과 팩트레이 사이에 탑재되도록 일측면으로 오목하게 파인 판 모양을 갖는다.
즉, 본 발명이 히트싱크(10)는 팩트레이에 결합되되, 개구면이 팩트레이(6)의 바닥면에 결합되어 상기 개구면이 패쇄되거나, 별도의 평판을 통해 개구면이 폐쇄된 상태로 팩트레이(6)에 결합될 수 있는 구조를 갖는다. 상기 히트싱크(10)는 브레이징(brazing) 또는 접착제 등을 통해 팩트레이 및 별도의 평판과 결합될 수 있다.
따라서, 일면은 볼록하게 돌출되고 타측면은 별도의 평판 또는 팩트레이의 바닥면에 폐쇄되어 내부에는 냉각수가 순환할 수 있는 공간이 챔버(11)가 형성된다. 그리고, 상기 챔버(11)와 개통되도록 냉각수가 유입되는 인렛(13) 및 냉각수가 배출되는 아웃렛(14)이 상기 히트싱크(10)에 형성된다.
상기 인렛(13)과 아웃렛(14)은 히트싱크(10)에서 냉각수가 출입할 수 있는 홀 또는 홈 형태로 마련되며, 냉각수를 공급하고 회수하는 외부의 냉각장치와 호스 또는 파이프 등을 통해 연결된다.
본 발명에서 상기 히트싱크(10)는 상대적으로 긴 길이를 갖는 두 개의 장변(L)과 상대적으로 짧은 길이를 갖는 두 개의 단변(S)을 갖는 사각형 판 모양을 가지며, 상기 인렛(13)과 아웃렛(14)은 상대적으로 짧은 길이를 갖는 단변들(S) 중 하나의 단변(S)에서 서로 대향하는 끝단에 위치하도록 배치된다.
그리고, 상기 챔버(11)의 내측에 위치하도록 히트싱크(10)의 일측 표면에는 복수 개의 딤플들(12)이 볼록하게 돌출된다.
상기 딤플들(12)은 챔버(11) 내에서 냉각수의 흐름을 가로막음으로써 상기 냉각수의 유동경로를 형성한다.
상기 딤플(12)은 원형으로 형성되되, 동일한 직경을 갖는 원형으로 형성된다. 그리고, 상기 딤플들(12)은 서로 간에 간격을 두고 배치되되, 특정 영역에서 이웃하는 딤플들(12) 사이의 간격(g1)과 다른 영역에서 이웃하는 딤플들(12) 사이의 간격(g2)은 서로 다르게 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 딤플(12)은 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 가까울수록 조밀도(稠密度)가 더 높게 배치되고 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 멀어질수록 조밀도가 더 낮게 배치된다.
즉, 도 3 의 A 및 B 지점이 확대되어 도시된 도 4 에 나타난 바와 같이, 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 가까운 쪽에 배치된 딤플들(12) 사이의 간격(g1)은 상대적으로 작게 형성되고, 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 먼 쪽에 배치된 딤플들(12) 사이의 간격(g2)은 상대적으로 크게 형성된다. 참고적으로, 여기에서는 딤플들(12)이 동일한 크기의 원 모양을 갖는 것으로 도시되었으나, 상기 딤플들(12)의 직경을 달리하여 간격을 다르게 형성하는 구성도 가능하다. 또한, 상기 딤플들(12)은 원 외에도 타원, 다각형, 비정형 도형 등과 같이 다양한 모양 및 다양한 크기의 조합이 선택될 수 있다. 이러한 조합은 히트싱크(10)의 벤딩 강성 및 냉각수의 흐름을 고려하여 정해질 수 있다.
아울러, 도 5 에 나타난 바와 같이, 상기 딤플(12)은 장변(L)의 길이방향을 따라 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 가까울수록 장변(L)과 더 가깝게 배치되고, 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 멀어질수록 장변(L)과 더 멀게 배치된다. 즉, ①로 표시된 방향을 기준으로 오른쪽으로 갈수록 ②의 길이는 l1 에서 l2 로 점차 증가하게 된다.
이에 따라, 냉각수가 인렛(13)에서 토출될 때, 점차 멀어질 수록 유동가능한 단면적은 점점 증가하는 구조를 갖게된다.
한편, 이차전지 모듈 또는 팩에는 이러한 히트싱크(10)는 물론 각종 케이블 및 상기 히트싱크(10)를 고정시키기 위한 고정장치 등이 장착된다. 이에 따라 본 발명에 따른 히트싱크(10)는 상기 히트싱크(10)를 관통하여 케이블과 같이 부속품이 장착될 수 있도록 히트싱크(10)를 관통하도록 두께방향을 따라 관통홀(15a)이 형성된다.
상기 관통홀(15a)이 형성되는 관통부(15)는 상기 히트싱크(10)의 표면에서 돌출되어 상기 히트싱크(10)가 팩트레이의 일측면에 결합됐을 때 밀착되는 지지부(15b)를 가지며, 상기 지지부(15b) 내에서 관통홀(15a)이 형성된다.
상기 지지부(15b)는 챔버(11) 내부에서 히트싱크(10)의 표면에서 돌출되되 돌출된 끝단이 상기 히트싱크(10)를 폐쇄하는 팩트레이의 바닥면 또는 평판에 밀착될 수 있는 높이로 형성된다.
참고적으로 상기 지지부(15b)에는 팩트레이의 바닥면 또는 평판에 밀착될 때 냉각수의 누출을 방지할 수 있도록 고무 가스켓(미도시)과 같은 실링재가 추가될 수 있다.
상기 관통부(15)는 양측 단변(S)의 가운데 지점들끼리 연결하는 가상의 선상에 배치되며 장변(L)의 길이방향을 따라 복수 개가 이격되어 배치된다. 즉, 상기 관통부(15)는 도면에 나타난 바와 같이 두 개의 장변들(L) 사이의 중간에서 장변들과 평행을 이루는 중심을 따라 배치될 수 있다.
그리고, 상기 인렛(13)과 아웃렛(14)은 챔버(11)로 개통되는 면 중에서 한 곳은 경사면으로 형성되어 챔버와 가까운 방향으로 갈수록 단면적이 증가하는 모양을 갖는다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 딤플들(12) 간의 간격이 상이하게 형성됨에 따라 특정방향으로의 변형 및 구부러짐을 방지할 수 있다.
상기 딤플(12)은 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 가까울수록 조밀도가 더 높게 배치되고 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 멀어질수록 조밀도가 더 낮게 배치된다. 따라서, 인렛(13)과 아웃렛(14)과 가까운 곳에서 멀어질수록 냉각수의 유동경로는 단순해지므로 히트싱크(10) 전체에서 유량 분배 및 열교환이 고르게 이뤄질 수 있다.
상기 딤플(12)은 장변(L)의 길이방향을 따라 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 가까울수록 장변(L)과 더 가깝게 배치되고, 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 멀어질수록 장변(L)과 더 멀게 배치므로, 인렛(13) 및 아웃렛(14)과 멀어질 수록 유동경로의 단면적이 증가하여 신속하게 인렛(13) 및 아웃렛(14)이 위치한 단변(S)의 반대쪽 단변에 도달할 수 있다.
복수 개가 형성되는 상기 딤플들(12)은 동일한 직경을 갖는 원형으로 형성될 수 있다. 따라서, 냉각수의 유동시 불규칙한 흐름에 의한 와류 형성을 억제 또는 최소화할 수 있다.
상기 히트싱크(10)에는 두께방향을 따라 챔버 내부를 관통하는 관통홀(15a)을 갖는 관통부가 형성된다. 이에 따라, 상기 관통홀(15a)을 통해 상기 히트싱크(10)의 결합장치 또는 이차전지에서 연결되는 배선 등을 관통시킬 수 있다. 상기 히트싱크(10)를 팩트레이에 고정시키는 결합장치가 상기 관통홀(15a)을 통해 결합되는 경우, 상기 히트싱크는 중간 위치에서도 체결력이 발생하므로 히트싱크는 더 강견하게 결합될 수 있다.
상기 인렛과 아웃렛은 챔버로 개통되는 면 중에서 한 곳은 경사면(13a, 14a)으로 형성되어 챔버와 가까운 방향으로 갈수록 단면적이 증가하는 모양을 가지므로, 신속한 냉각수의 출입이 가능하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
10 : 히트싱크
11 : 챔버
12 : 딤플
13 : 인렛
14 : 아웃렛
15 : 관통부

Claims (10)

  1. 복수 개의 이차전지들이 탑재되는 팩트레이에 결합되며 내부의 챔버로 냉각수가 출입하도록 인렛과 아웃렛을 갖는 히트싱크로써,
    냉각수의 유동경로를 형성하도록 상기 챔버 내측으로 볼록하게 돌출된 딤플;을 포함하고, 상기 딤플은 복수 개가 서로 이격되어 배치되되 특정 영역에서 이웃하는 딤플들 사이의 간격과 다른 영역에서 이웃하는 딤플들 사이의 간격은 서로 다르게 배치된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 상대적으로 긴 길이를 갖는 두 개의 장변과 상대적으로 짧은 길이를 갖는 두 개의 단변을 갖는 사각형 판 모양을 가지며, 상기 인렛과 아웃렛은 상대적으로 짧은 길이를 갖는 단변들 중 하나의 단변에서 서로 대향하는 끝단에 위치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 딤플은 인렛 및 아웃렛과 가까울수록 조밀도가 더 높게 배치되고 인렛 및 아웃렛과 멀어질수록 조밀도가 더 낮게 배치되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 딤플은 장변의 길이방향을 따라 인렛 및 아웃렛과 가까울수록 장변과 더 가깝게 배치되고, 인렛 및 아웃렛과 멀어질수록 장변과 더 멀게 배치되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 딤플은 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 딤플은 동일한 직경을 갖는 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 히트싱크에는 두께방향을 따라 챔버 내부를 관통하는 관통홀을 갖는 관통부가 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 관통부는 상기 히트싱크의 표면에서 돌출되어 상기 히트싱크가 팩트레이의 일측면에 결합됐을 때 밀착되는 지지부를 가지며, 상기 지지부 내에서 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  9. 제 8 항에 있어서
    상기 관통부는 양측 단변의 가운데 지점들끼리 연결하는 가상의 선상에 배치되며 장변의 길이방향을 따라 복수 개가 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인렛과 아웃렛은 챔버로 개통되는 면 중에서 한 곳은 경사면으로 형성되어 챔버와 가까운 방향으로 갈수록 단면적이 증가하는 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
KR1020200065214A 2020-05-29 2020-05-29 히트싱크 KR20210147657A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065214A KR20210147657A (ko) 2020-05-29 2020-05-29 히트싱크
PCT/KR2020/015909 WO2021241820A1 (ko) 2020-05-29 2020-11-12 히트싱크
EP20938023.7A EP3968439A4 (en) 2020-05-29 2020-11-12 HEAT SINK
CN202080045823.XA CN114097128A (zh) 2020-05-29 2020-11-12 散热器
JP2021547111A JP7258404B2 (ja) 2020-05-29 2020-11-12 ヒートシンク
US17/619,151 US20220359927A1 (en) 2020-05-29 2020-11-12 Heatsink

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065214A KR20210147657A (ko) 2020-05-29 2020-05-29 히트싱크

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210147657A true KR20210147657A (ko) 2021-12-07

Family

ID=78744996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200065214A KR20210147657A (ko) 2020-05-29 2020-05-29 히트싱크

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220359927A1 (ko)
EP (1) EP3968439A4 (ko)
JP (1) JP7258404B2 (ko)
KR (1) KR20210147657A (ko)
CN (1) CN114097128A (ko)
WO (1) WO2021241820A1 (ko)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003317812A (ja) * 2002-04-19 2003-11-07 Toyota Motor Corp 集合電池および電池システム
KR100684766B1 (ko) * 2005-07-29 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR101191664B1 (ko) * 2010-06-24 2012-10-17 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈
KR20140138412A (ko) * 2013-05-23 2014-12-04 한국델파이주식회사 전기 자동차의 배터리 냉각 장치
CN106716671B (zh) * 2014-07-31 2021-06-18 达纳加拿大公司 带有分级传热表面的电池单体热交换器
DE102014217728A1 (de) * 2014-09-04 2016-03-10 Mahle International Gmbh Kühlplatte
CN106992332B (zh) * 2016-10-09 2020-02-28 蔚来汽车有限公司 电池冷却换热器
KR102065099B1 (ko) * 2017-04-04 2020-01-10 주식회사 엘지화학 크래쉬 빔과 배수 구조를 갖는 배터리 팩
KR102258816B1 (ko) 2017-06-27 2021-05-31 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈
KR102274518B1 (ko) * 2017-09-29 2021-07-06 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀 표면 냉각을 위한 불균일 유로를 구비한 쿨링 자켓 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102258178B1 (ko) * 2017-10-27 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 냉각 및 조립 구조를 단순화시킨 배터리 모듈 및 그 제조방법
KR102410862B1 (ko) * 2017-11-10 2022-06-21 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
CN210242511U (zh) * 2018-07-26 2020-04-03 达纳加拿大公司 具有平行流动特征以增强热传导的热交换器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3968439A1 (en) 2022-03-16
JP7258404B2 (ja) 2023-04-17
US20220359927A1 (en) 2022-11-10
EP3968439A4 (en) 2023-01-11
CN114097128A (zh) 2022-02-25
WO2021241820A1 (ko) 2021-12-02
JP2022539445A (ja) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6750117B2 (ja) クラッシュビーム及び排水構造を有するバッテリーパック
KR102172517B1 (ko) 크래쉬 빔 구조를 갖는 배터리 팩
WO2018186566A1 (ko) 루버 핀 형상의 열전도 매개체를 구비한 배터리 팩
CN110024211B (zh) 用于电池单体的套盒和包括所述套盒的电池模块
KR101658594B1 (ko) 이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈
US7560190B2 (en) Cooling system for battery pack
CN111081960B (zh) 电池模块
US20120064379A1 (en) Battery module
KR20200044579A (ko) 배터리의 대형 모듈
KR20110140070A (ko) 전지 조립체
KR20070013455A (ko) 이차 전지 모듈
EP4024572A1 (en) Battery pack having enhanced efficiency and stability of cooling fluid channel structure and vehicle comprising same
KR20210015551A (ko) 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR101655328B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20150097018A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US20230057377A1 (en) Air-Cooled Battery Pack for Electric Vehicle
KR102071134B1 (ko) 자동차의 배터리 냉각장치
KR20200044582A (ko) 배터리의 대형 모듈
US11901529B2 (en) Battery module
KR20210147657A (ko) 히트싱크
KR20130054761A (ko) 차량용 배터리 조립체
KR100805114B1 (ko) 이차 전지 모듈
CN220290912U (zh) 一种电池包
KR20230168922A (ko) 전지팩 및 전지팩의 조립방법
KR20220151493A (ko) 냉각 성능이 향상된 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차