KR20230071616A - Battery module - Google Patents

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KR20230071616A
KR20230071616A KR1020210158008A KR20210158008A KR20230071616A KR 20230071616 A KR20230071616 A KR 20230071616A KR 1020210158008 A KR1020210158008 A KR 1020210158008A KR 20210158008 A KR20210158008 A KR 20210158008A KR 20230071616 A KR20230071616 A KR 20230071616A
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battery cell
cooling
battery module
inlet port
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윤영찬
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현대모비스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a battery module which comprises: a battery cell; and a cooling block prepared with an accommodating unit for accommodating one end portion of the battery cell and configured to cool a side circumference of the battery cell corresponding to the accommodating unit, thereby obtaining advantageous effects of increasing cooling efficiency of the battery cell and increasing stability and reliability.

Description

배터리 모듈{BATTERY MODULE}Battery module {BATTERY MODULE}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 배터리셀의 냉각 성능을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module capable of improving cooling performance of a battery cell and improving stability and reliability.

환경 보호에 대한 관심 증가에 따라 기존의 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경 친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 예를 들어, 하이브리드 자동차(전기자동차)나 연료전지 자동차의 개발이 활발하게 진행되고 있다.As interest in environmental protection increases, the development of other types of automobiles, such as hybrid vehicles (electric vehicles) or fuel cell vehicles, which are environmentally friendly and consider fuel efficiency, has been actively pursued. It's going on.

모터를 구동원으로 사용하는 하이브리드 자동차 또는 전기자동차는 높은 전압과 전류를 필요로 하기 때문에, 하이브리드 자동차 또는 전기자동차에는 복수개의 배터리셀이 인접하게 적층된 배터리 모듈이 사용된다.Since a hybrid vehicle or electric vehicle using a motor as a driving source requires high voltage and current, a battery module in which a plurality of battery cells are adjacently stacked is used in the hybrid vehicle or electric vehicle.

한편, 배터리 모듈을 장시간 사용할 경우에는 배터리 모듈(배터리셀)로부터 열이 발생하게 되는데, 배터리 모듈에서 발생한 열이 충분하게 제거(냉각)되지 않으면 배터리 모듈의 성능이 저하되거나, 발화 또는 폭발의 위험성이 증가하게 되므로, 배터리 모듈의 온도가 적정 온도 조건으로 유지될 수 있어야 한다.On the other hand, when the battery module is used for a long time, heat is generated from the battery module (battery cell). If the heat generated from the battery module is not sufficiently removed (cooled), the performance of the battery module may deteriorate or the risk of ignition or explosion may occur. Therefore, the temperature of the battery module must be maintained at an appropriate temperature condition.

이에 기존에는, 베터리셀의 최외각 단부에 냉각블록(예를 들어, 수냉식 냉각블록)을 접촉시키고, 냉각블록과 배터리셀의 상호 열교환에 의해 배터리셀을 냉각하는 방안이 제시된 바 있다.In the past, a method of cooling the battery cell by contacting a cooling block (eg, a water-cooled cooling block) to the outermost end of the battery cell and mutual heat exchange between the cooling block and the battery cell has been proposed.

그러나, 기존에는 냉각블록이 베터리셀의 최외각 단부에 매우 작은 접촉 면적으로 접촉됨에 따라, 배터리셀에서 발생된 열을 충분하게 제거하기 어려운 문제점이 있다.However, conventionally, as the cooling block contacts the outermost end of the battery cell with a very small contact area, it is difficult to sufficiently remove heat generated from the battery cell.

또한, 배터리셀이 낮은 열전도율을 갖는 특성상, 배터리셀의 최외각 단부만을 냉각하게 되면 배터리셀의 구간별(부위별) 온도 편차가 커지는 문제점이 있으므로, 배터리셀의 고밀도화 및 충전시간 저감에 따른 발열량 증가에 효과적으로 대응하기 어려운 문제점이 있다.In addition, due to the characteristic of battery cells having low thermal conductivity, cooling only the outermost end of the battery cell has a problem in that the temperature deviation for each section (by part) of the battery cell increases, so the heat generation amount increases due to the high density of the battery cell and the reduction of the charging time. There are problems that are difficult to deal with effectively.

이에 따라, 최근에는 배터리셀의 냉각 성능을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, in recent years, various studies have been conducted to improve the cooling performance and stability and reliability of the battery cell, but it is still insufficient and development thereof is required.

본 발명의 실시예는 냉각 성능을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a battery module capable of improving cooling performance and improving stability and reliability.

특히, 본 발명의 실시예는 배터리셀과 냉각블록 간의 접촉 면적을 확보하고, 배터리셀의 냉각 효율 및 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In particular, an object of the present invention is to secure a contact area between a battery cell and a cooling block, and to improve cooling efficiency and cooling performance of a battery cell.

또한, 본 발명의 실시예는 배터리셀의 구간별 온도 편차를 최소화하고, 작동 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, embodiments of the present invention are aimed at minimizing the temperature deviation of each section of a battery cell and improving operational stability.

또한, 본 발명의 실시예는 복수개의 배터리셀간의 온도 편차를 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to minimize a temperature deviation between a plurality of battery cells.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the solution to the problem described below or the purpose or effect that can be grasped from the embodiment is also included.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 배터리 모듈은, 배터리셀, 및 배터리셀의 일단부가 수용되는 수용부가 마련되며 수용부에 대응하는 배터리셀의 측면 둘레를 냉각하는 냉각블록을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above-described objects of the present invention, the battery module is provided with a battery cell, and an accommodating portion in which one end of the battery cell is accommodated, and cools the side circumference of the battery cell corresponding to the accommodating portion. It includes a cooling block that

이는, 배터리셀의 냉각 성능을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위함이다.This is to improve the cooling performance of the battery cell and improve stability and reliability.

즉, 배터리 모듈의 성능을 보장하고, 안정성 및 신뢰성을 확보하기 위해서는 배터리 모듈의 온도가 적정 온도 조건으로 유지되어야 하는데, 기존에는 배터리셀을 냉각하기 위한 냉각블록이 베터리셀의 최외각 단부에 매우 작은 접촉 면적으로 접촉됨에 따라, 배터리셀에서 발생된 열을 충분하게 제거하기 어려운 문제점이 있다.That is, in order to guarantee the performance of the battery module and secure stability and reliability, the temperature of the battery module must be maintained at an appropriate temperature condition. Conventionally, the cooling block for cooling the battery cell is very small at the outermost end of the battery cell. As the contact area is contacted, it is difficult to sufficiently remove heat generated from the battery cell.

또한, 배터리셀이 낮은 열전도율을 갖는 특성상, 배터리셀의 최외각 단부만을 냉각하게 되면 배터리셀의 구간별(부위별) 온도 편차가 커지는 문제점이 있으므로, 배터리셀의 고밀도화 및 충전시간 저감에 따른 발열량 증가에 효과적으로 대응하기 어려운 문제점이 있다.In addition, due to the characteristic of battery cells having low thermal conductivity, cooling only the outermost end of the battery cell has a problem in that the temperature deviation for each section (by part) of the battery cell increases, so the heat generation amount increases due to the high density of the battery cell and the reduction of the charging time. There are problems that are difficult to deal with effectively.

하지만, 본 발명의 실시예는 배터리셀의 일단부가 냉각블록의 수용부에 수용되고, 수용부에 대응하는 배터리셀의 측면 둘레가 전체적으로 냉각되도록 하는 것에 의하여, 배터리셀의 냉각 성능을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, one end of the battery cell is accommodated in the accommodating part of the cooling block, and the periphery of the side surface of the battery cell corresponding to the accommodating part is cooled as a whole, thereby improving the cooling performance of the battery cell and improving stability. And an advantageous effect of improving reliability can be obtained.

무엇보다도 본 발명의 실시예는 배터리셀과 냉각블록 간의 상호 열교환 면적을 보다 확장할 수 있으므로, 배터리셀의 냉각 효율을 향상시키고, 배터리셀의 구간별 온도 편차를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, the embodiment of the present invention can further expand the mutual heat exchange area between the battery cell and the cooling block, thereby improving the cooling efficiency of the battery cell and obtaining advantageous effects of minimizing the temperature deviation of each section of the battery cell.

수용부는 배터리셀의 일단부를 부분적으로 수용 가능한 다양한 구조 및 형태로 제공될 수 있다.The accommodating part may be provided in various structures and shapes capable of partially accommodating one end of the battery cell.

바람직하게, 수용부는 배터리셀보다 확장된 사이즈를 갖도록 마련될 수 있으며, 수용부에는 복수개의 배터리셀이 수용될 수 있다.Preferably, the accommodating portion may be provided to have a larger size than the battery cell, and a plurality of battery cells may be accommodated in the accommodating portion.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수용부는 폭보다 긴 길이를 갖는 슬롯(slot) 형태를 갖도록 제공될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the accommodating portion may be provided to have a slot shape having a longer length than the width.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 냉각블록에는 냉각수가 이동하는 냉각수 유로가 마련될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, a cooling water passage through which cooling water moves may be provided in the cooling block.

일 예로, 냉각수 유로는, 냉각블록에 마련되며 냉각수가 유입되는 입구포트, 입구포트와 연통되게 냉각블록에 마련되는 입구챔버, 입구챔버에 개별적으로 연결되는 복수개의 분기채널, 복수개의 분기채널과 연통되게 냉각블록에 마련되는 출구챔버, 및 냉각블록에 마련되며 냉각수를 외부로 배출하는 출구포트를 포함할 수 있다.For example, the cooling water passage is provided in the cooling block and communicates with an inlet port into which the cooling water flows, an inlet chamber provided in the cooling block to communicate with the inlet port, a plurality of branch channels individually connected to the inlet chamber, and a plurality of branch channels. It may include an outlet chamber provided in the cooling block, and an outlet port provided in the cooling block and discharging cooling water to the outside.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 입구포트에 유입된 냉각수가 입구챔버를 거친 후 복수개의 분기채널로 분기되도록 하는 것에 의하여, 각 분기채널에 공급되는 냉각수의 공급 유량을 비교적 균일하게 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, the embodiment of the present invention has an advantageous effect of relatively uniformly forming the supply flow rate of the cooling water supplied to each branch channel by allowing the cooling water introduced into the inlet port to branch into a plurality of branch channels after passing through the inlet chamber. can be obtained.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 배터리 모듈은, 배터리셀 및 냉각블록과 상호 열교환 가능하게 배터리셀과 수용부의 사이에 개재되는 열교환부재를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the battery module may include a heat exchanging member interposed between the battery cell and the accommodating portion to enable mutual heat exchange with the battery cell and the cooling block.

이와 같이, 배터리셀과 수용부의 사이에 열교환부재가 개재되도록 하는 것에 의하여, 배터리셀과 냉각블록은 열교환부재를 매개로 서로 밀착될 수 있으므로, 배터리셀과 냉각블록의 상호 열교환(열전달) 효율을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by interposing the heat exchange member between the battery cell and the receiving portion, the battery cell and the cooling block can be brought into close contact with each other through the heat exchange member, so that the mutual heat exchange (heat transfer) efficiency of the battery cell and the cooling block is improved. The beneficial effect of improving can be obtained.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 배터리 모듈은, 냉각블록의 일면에 마련되며 냉각블록에 대해 배터리셀을 지지하는 지지부재를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the battery module may include a support member provided on one surface of the cooling block and supporting the battery cells with respect to the cooling block.

이와 같이, 지지부재를 매개로 배터리셀을 지지하는 것에 의하여, 냉각블록에 대한 배터리셀의 이동 및 이탈을 억제하고, 배터리셀의 배치 상태를 보다 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by supporting the battery cells via the supporting member, it is possible to obtain an advantageous effect of suppressing movement and separation of the battery cells with respect to the cooling block and maintaining a more stable arrangement of the battery cells.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 분기채널은 제1방향을 따라 형성되고, 입구포트 및 출구포트는 제1방향에 교차하는 제2방향을 따라 형성될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, branch channels may be formed along a first direction, and inlet ports and outlet ports may be formed along a second direction crossing the first direction.

이는, 복수개의 분기채널을 따라 이동하는 냉각수의 유량비를 보다 균일하게 형성하기 위함이다.This is to form a more uniform flow rate ratio of the cooling water moving along the plurality of branch channels.

즉, 입구포트 및 출구포트를 따라 냉각수가 이동하는 방향과 분기채널을 따라 냉각수가 이동하는 방향이 동일한 경우에는, 입구포트에 가장 인접한 분기채널을 통과하는 냉각수의 유량비가, 입구포트로부터 가장 멀어 떨어진 분기채널을 통과하는 냉각수의 유량비보다 비교적 높게(예를 들어, 대략 3배 이상 높게) 나타날 수 있다.That is, when the direction in which the cooling water moves along the inlet port and the outlet port and the direction in which the cooling water moves along the branch channel are the same, the flow rate ratio of the cooling water passing through the branch channel closest to the inlet port is the most distant from the inlet port. The flow rate ratio of the cooling water passing through the branch channels may be relatively higher (eg, approximately 3 times higher).

이와 같이, 복수개의 분기채널 중 특정 분기채널을 통과하는 냉각수의 유량비가 상대적으로 높은 경우에는 복수개의 배터리셀(예를 들어, 서로 다른 수용부에 수용된 배터리셀) 간의 온도편차를 유발하게 되므로, 배터리 모듈의 성능 및 효율이 저하될 수 있다.As such, when the flow rate of cooling water passing through a specific branch channel among the plurality of branch channels is relatively high, a temperature deviation is caused between the plurality of battery cells (for example, battery cells accommodated in different housing units). The performance and efficiency of the module may be degraded.

하지만, 입구포트(출구포트)와 분기채널을 서로 교차하는 방향으로 형성하면, 입구챔버로 유입된 냉각수의 충돌 유동(impingement flow)을 유발할 수 있으므로(냉각수를 입구챔버의 내부에서 균일하게 뒤섞인 상태로 각 분기채널에 공급할 수 있으므로), 복수개의 분기채널로 분기되는 냉각수의 유량비를 보다 균일하게 형성할 수 있다. 따라서, 복수개의 배터리셀 간의 온도 편차를 최소화하고, 배터리셀 간의 온도 편차에 따른 성능 및 효율 저하를 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, if the inlet port (outlet port) and the branch channels are formed in directions that cross each other, an impingement flow of the cooling water introduced into the inlet chamber may be caused (the cooling water is uniformly mixed inside the inlet chamber). Since it can be supplied to each branch channel), it is possible to form a more uniform flow rate ratio of cooling water branching to a plurality of branch channels. Therefore, advantageous effects of minimizing the temperature deviation between the plurality of battery cells and suppressing degradation of performance and efficiency due to the temperature deviation between the battery cells can be obtained.

입구포트 및 출구포트의 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Positions of the inlet port and the outlet port may be variously changed according to required conditions and design specifications.

일 예로, 입구포트는 냉각블록의 일변으로부터 입구챔버의 길이 방향을 따라 기설정된 기준 간격으로 이격되게 마련될 수 있고, 출구포트는 일변을 마주하는 냉각블록의 다른 일변으로부터 기준 간격으로 이격되게 마련될 수 있다.For example, the inlet port may be provided to be spaced apart from one side of the cooling block at a predetermined reference interval along the longitudinal direction of the inlet chamber, and the outlet port may be provided to be spaced apart from one side of the cooling block at a standard interval from the other side of the cooling block facing each other. can

바람직하게, 기준 간격은 입구챔버의 총 길이의 1/2보다 작은 길이로 정의될 수 있다.Preferably, the reference interval may be defined as a length less than half of the total length of the inlet chamber.

다른 일 예로, 입구포트는 냉각블록의 일변으로부터 제1간격으로 이격되게 마련되고, 출구포트는 일변을 마주하는 냉각블록의 다른 일변으로부터 제1간격과 다른 제2간격으로 이격되게 마련될 수 있다.As another example, the inlet port may be provided to be spaced apart from one side of the cooling block by a first distance, and the outlet port may be provided to be spaced apart from the other side of the cooling block facing one side by a second distance different from the first distance.

한편, 입구포트(출구포트)의 단면적과 분기채널의 단면적은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Meanwhile, the cross-sectional area of the inlet port (outlet port) and the cross-sectional area of the branch channel may be variously changed according to required conditions and design specifications.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 입구포트는 제1단면적을 갖도록 정의되고, 분기채널은 제1단면적보다 2배 이상 큰 제2단면적을 갖도록 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inlet port may be defined to have a first cross-sectional area, and the branch channel may be defined to have a second cross-sectional area twice or more larger than the first cross-sectional area.

이는, 분기채널의 단면적(제2단면적)이 입구포트의 단면적(제1단면적)의 2배보다 작은 경우에는, 복수개의 분기채널 중 유량비와 가장 높은 분기채널과, 유량비가 가장 낮은 분기채널 간의 유량비 편차가 비교적 크게(예를 들어, 5%를 초과) 나타나는데 반해, 분기채널의 단면적(제2단면적)이 입구포트의 단면적(제1단면적)의 2배 이상인 경우에는, 복수개의 분기채널 중 유량비와 가장 높은 분기채널과, 유량비가 가장 낮은 분기채널 간의 유량비 편차가 비교적 낮게(예를 들어, 5% 이하) 나타난다는 것에 기인한 것이다.When the cross-sectional area (second cross-sectional area) of the branch channel is smaller than twice the cross-sectional area (first cross-sectional area) of the inlet port, the flow rate ratio between the branch channel with the highest flow rate and the branch channel with the lowest flow rate among the plurality of branch channels While the deviation appears relatively large (eg, more than 5%), when the cross-sectional area (second cross-sectional area) of the branch channel is more than twice the cross-sectional area (first cross-sectional area) of the inlet port, the flow rate ratio and This is because the flow rate ratio deviation between the branch channel with the highest flow rate and the branch channel with the lowest flow rate appears relatively low (eg, 5% or less).

따라서, 입구포트를 제1단면적으로 형성하고, 분기채널은 제1단면적보다 2배 이상 큰 제2단면적을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to form the inlet port with a first cross-sectional area and form the branch channels to have a second cross-sectional area twice or more larger than the first cross-sectional area.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 냉각 성능을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, advantageous effects of improving cooling performance and improving stability and reliability can be obtained.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면 배터리셀과 냉각블록 간의 접촉 면적을 확보하고, 배터리셀의 냉각 효율 및 냉각 성능을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain advantageous effects of securing a contact area between a battery cell and a cooling block and improving cooling efficiency and cooling performance of the battery cell.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 배터리셀의 구간별 온도 편차를 최소화하고, 작동 안정성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain advantageous effects of minimizing the temperature deviation of each section of the battery cell and improving operational stability.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 복수개의 배터리셀간의 온도 편차를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an advantageous effect of minimizing a temperature deviation between a plurality of battery cells can be obtained.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 분리사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈로서, 냉각블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈로서, 입구포트 및 출구포트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈로서, 입구포트 및 출구포트의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4의 냉각블록의 분기채널별 유량비를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 냉각블록의 분기채널별 유량비를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈로서, 입구포트 및 출구포트의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 8의 냉각블록의 분기채널별 유량비를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 9의 냉각블록의 분기채널별 유량비를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention.
3 is a battery module according to an embodiment of the present invention, a view for explaining a cooling block.
4 is a battery module according to an embodiment of the present invention, a view for explaining an inlet port and an outlet port.
5 is a battery module according to an embodiment of the present invention, a view for explaining a modified example of an inlet port and an outlet port.
FIG. 6 is a diagram for explaining a flow rate ratio for each branch channel of the cooling block of FIG. 4 .
FIG. 7 is a diagram for explaining flow rate ratios for each branch channel of the cooling block of FIG. 5 .
8 and 9 are diagrams for explaining another modified example of an inlet port and an outlet port as a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a flow rate ratio for each branch channel of the cooling block of FIG. 8 .
FIG. 11 is a diagram for explaining a flow rate for each branch channel of the cooling block of FIG. 9 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments and can be implemented in various different forms, and if it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components among the embodiments can be selectively selected. can be used by combining and substituting.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It can be interpreted as meaning, and commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted in consideration of contextual meanings of related technologies.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Also, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b) may be used.

이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, sequence, or order of the corresponding component.

그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, coupled to, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components.

또한, 각 구성요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성요소가 두 개의 구성요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the "top (above) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only the case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between the two components is also included. In addition, when expressed as "upper (above) or lower (down)", it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 배터리셀(100), 및 배터리셀(100)의 일단부가 수용되는 수용부(210)가 마련되며 수용부(210)에 대응하는 배터리셀(100)의 측면 둘레를 냉각하는 냉각블록(200)을 포함한다.1 to 11, the battery module 10 according to the embodiment of the present invention is provided with a battery cell 100 and an accommodating portion 210 in which one end of the battery cell 100 is accommodated, and the accommodating portion A cooling block 200 cooling the periphery of the side of the battery cell 100 corresponding to (210) is included.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 피대상체에 장착될 수 있으며, 피대상체의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For reference, the battery module 10 according to an embodiment of the present invention may be mounted on various objects according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the object. .

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(10)이 전기자동차(하이브리드 자동차)에 적용된 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, an example in which the battery module 10 according to an embodiment of the present invention is applied to an electric vehicle (hybrid vehicle) will be described.

배터리셀(100)은 충전 및 방전이 가능한 하나 이상의 전기 화학셀로 구성된 2차전지의 최소 단위를 의미한다.The battery cell 100 means the smallest unit of a secondary battery composed of one or more electrochemical cells capable of charging and discharging.

배터리셀(100)로서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 베터리셀이 사용될 수 있으며, 배터리셀(100)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.As the battery cell 100, various battery cells may be used according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the battery cell 100.

일 예로, 배터리셀(100)은 전극액, 양극재 및 음극재를 케이스(또는 파우치)의 내부에 밀봉한 구조로 제공될 수 있으며, 배터리셀(100)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For example, the battery cell 100 may be provided in a structure in which electrode solution, positive electrode material, and negative electrode material are sealed inside a case (or pouch), and the present invention is limited by the structure and shape of the battery cell 100. not limited or limited.

이하에서는 배터리셀(100)이 원통형으로 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 배터리셀을 각형으로 형성하는 것도 가능하다.Hereinafter, an example in which the battery cell 100 is formed in a cylindrical shape will be described. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to form a battery cell in a prismatic shape.

냉각블록(200)은 배터리셀(100)의 측면 둘레를 냉각하도록 마련된다.The cooling block 200 is provided to cool the periphery of the side of the battery cell 100 .

보다 구체적으로, 냉각블록(200)은 배터리셀(100)의 일단부가 수용되는 수용부(210)를 포함하며, 냉각블록(200)에 의해 수용부(210)에 대응하는 배터리셀(100)의 측면 둘레가 냉각될 수 있다.More specifically, the cooling block 200 includes an accommodating portion 210 in which one end of the battery cell 100 is accommodated, and the battery cell 100 corresponding to the accommodating portion 210 is stored by the cooling block 200. The side perimeter can be cooled.

이와 같이, 본 발명의 실시예는, 배터리셀(100)의 일단부가 냉각블록(200)의 수용부(210)에 수용되고, 수용부(210)에 대응하는 배터리셀(100)의 측면 둘레가 전체적으로 냉각되도록 하는 것에 의하여, 배터리셀(100)의 냉각 성능을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As such, in the embodiment of the present invention, one end of the battery cell 100 is accommodated in the accommodating portion 210 of the cooling block 200, and the circumference of the side of the battery cell 100 corresponding to the accommodating portion 210 is By cooling as a whole, advantageous effects of improving the cooling performance of the battery cell 100 and improving stability and reliability can be obtained.

무엇보다도 본 발명의 실시예는 배터리셀(100)의 최외각 단부(배터리셀(100)의 저면 또는 상면)가 아닌 배터리셀(100)의 측면 둘레를 따라 배터리셀(100)과 냉각블록(200) 간의 상호 열교환 면적이 확보되도록 하는 것에 의하여, 배터리셀(100)의 냉각 효율을 향상시키고, 배터리셀(100)의 구간별 온도 편차를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, the embodiment of the present invention is the battery cell 100 and the cooling block 200 along the side circumference of the battery cell 100 rather than the outermost end (bottom or top surface of the battery cell 100) of the battery cell 100. ), it is possible to obtain advantageous effects of improving the cooling efficiency of the battery cell 100 and minimizing the temperature deviation of each section of the battery cell 100 by securing the mutual heat exchange area between the battery cells 100 .

수용부(210)는 배터리셀(100)의 일단부를 부분적으로 수용 가능한 다양한 구조 및 형태로 제공될 수 있으며, 수용부(210)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The accommodating portion 210 may be provided in various structures and shapes capable of partially accommodating one end of the battery cell 100, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the accommodating portion 210.

바람직하게, 수용부(210)는 배터리셀(100)보다 확장된 사이즈(단면적)를 갖도록 마련될 수 있으며, 수용부(210)에는 복수개의 배터리셀(100)이 수용될 수 있다.Preferably, the accommodating portion 210 may be provided to have a larger size (cross-sectional area) than the battery cell 100, and a plurality of battery cells 100 may be accommodated in the accommodating portion 210.

일 예로, 수용부(210)는 폭보다 긴 길이를 갖는 슬롯(slot) 형태를 갖도록 제공될 수 있다. 이하에서는 수용부(210)가 대략 직선 슬롯 형태로 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수용부를 곡선 형태 또는 여타 다른 형태로 형성하는 것도 가능하다.For example, the accommodating part 210 may be provided to have a slot shape having a longer length than a width. Hereinafter, an example in which the receiving portion 210 is formed in a substantially straight slot shape will be described. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to form the accommodating portion in a curved shape or any other shape.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는, 수용부(210)가 배터리셀(100)보다 확장된 사이즈를 가지고, 수용부(210)에 복수개의 배터리셀(100)이 수용되는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 배터리셀에 대응하는 구조 및 사이즈로 수용부를 마련하고, 단 하나의 수용부에 단 하나의 배터리셀이 수용되도록 구성하는 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention described above and shown, an example in which the accommodating portion 210 has a size larger than the battery cell 100 and a plurality of battery cells 100 is accommodated in the accommodating portion 210 will be described. However, according to another embodiment of the present invention, it is also possible to provide an accommodating portion having a structure and size corresponding to the battery cell, and to accommodate only one battery cell in only one accommodating portion.

냉각블록(200)은 배터리셀(100)의 측면 둘레를 냉각할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 냉각블록(200)의 냉각 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The cooling block 200 may be provided in various structures capable of cooling the periphery of the side of the battery cell 100, and the present invention is not limited or limited by the cooling method of the cooling block 200.

일 예로, 냉각블록(200)에는 냉각수가 이동하는 냉각수 유로(220)가 마련될 수 있으며, 수냉식으로 배터리셀(100)의 측면 냉각하도록 구성될 수 있다.For example, the cooling block 200 may be provided with a cooling water passage 220 through which cooling water moves, and may be configured to cool the side of the battery cell 100 by water cooling.

냉각수유로는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다.Cooling water passages may be provided in various structures according to required conditions and design specifications.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 냉각수 유로(220)는, 냉각블록(200)에 마련되며 냉각수가 유입되는 입구포트(221), 입구포트(221)와 연통되게 냉각블록(200)에 마련되는 입구챔버(222), 입구챔버(222)에 개별적으로 연결되는 복수개의 분기채널(223), 복수개의 분기채널(223)과 연통되게 냉각블록(200)에 마련되는 출구챔버(224), 및 냉각블록(200)에 마련되며 냉각수를 외부로 배출하는 출구포트(225)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the cooling water passage 220 is provided in the cooling block 200 and is provided in the cooling block 200 to communicate with the inlet port 221 through which the cooling water flows, and the inlet port 221 An inlet chamber 222, a plurality of branch channels 223 individually connected to the inlet chamber 222, an outlet chamber 224 provided in the cooling block 200 to communicate with the plurality of branch channels 223, and cooling It is provided in the block 200 and may include an outlet port 225 for discharging cooling water to the outside.

입구포트(221)를 통해 유입된 냉각수는 입구챔버(222)를 거친 후 복수개의 분기채널(223)을 공급될 수 있다. 분기채널(223)을 통과한 냉각수는 출구챔버(224)를 거친 후 출구포트(225)를 통해 외부로 배출될 수 있다.The coolant introduced through the inlet port 221 may be supplied through the plurality of branch channels 223 after passing through the inlet chamber 222 . The cooling water that has passed through the branch channel 223 can be discharged to the outside through the outlet port 225 after passing through the outlet chamber 224 .

이와 같이, 본 발명의 실시예는 입구포트(221)에 유입된 냉각수가 입구챔버(222)를 거친 후(입구챔버에 채워진 후) 복수개의 분기채널(223)로 분기되도록 하는 것에 의하여, 각 분기채널(223)에 공급되는 냉각수의 공급 유량을 비교적 균일하게 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, after the cooling water introduced into the inlet port 221 passes through the inlet chamber 222 (after filling the inlet chamber), it is branched into a plurality of branch channels 223, so that each branch An advantageous effect of forming a relatively uniform supply flow rate of the cooling water supplied to the channel 223 can be obtained.

입구포트(221)는 입구챔버(222)와 연통되게 냉각블록(200)의 일단(도 3을 기준으로 좌단)에 마련될 수 있고, 입구포트(221)를 통해 냉각수가 유입될 수 있다.The inlet port 221 may be provided at one end (left end in reference to FIG. 3 ) of the cooling block 200 to communicate with the inlet chamber 222 , and cooling water may be introduced through the inlet port 221 .

출구포트(225)는 출구챔버(224)와 연통되게 냉각블록(200)의 다른 일단(도 3을 기준으로 우단)에 마련될 수 있고, 출구포트(225)를 통해 냉각수가 배출될 수 있다.The outlet port 225 may be provided at the other end (right end with respect to FIG. 3 ) of the cooling block 200 to communicate with the outlet chamber 224 , and cooling water may be discharged through the outlet port 225 .

복수개의 분기채널(223)은 각각 개별적으로 입구챔버(222)와 출구챔버(224)를 연결(연통)하도록 마련된다.The plurality of branch channels 223 are provided to connect (communicate) the inlet chamber 222 and the outlet chamber 224 individually.

보다 구체적으로 분기채널(223)의 일단은 입구챔버(222)에 연결(연통)되고, 다른 일단은 출구챔버(224)에 연결(연통)된다.More specifically, one end of the branch channel 223 is connected (communicated) with the inlet chamber 222, and the other end is connected (communicated) with the outlet chamber 224.

분기채널(223)의 개수 및 이격 간격은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 분기채널(223)의 개수 및 이격 간격에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The number and spacing of the branch channels 223 may be variously changed according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the number and spacing of the branch channels 223.

이하에서는 냉각블록(200)이 대략 직선 형태를 가지며 나란하게 배치되는 9개의 분기채널(223)을 포함하는 예를 들어 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 냉각블록이 8개 이하의 분기채널을 포함하거나, 10개 이상의 분기채널을 포함하는 것도 가능하다.Hereinafter, an example in which the cooling block 200 has a substantially linear shape and includes nine branch channels 223 arranged side by side will be described. According to another embodiment of the present invention, it is also possible that the cooling block includes 8 or less branch channels or 10 or more branch channels.

바람직하게, 분기채널(223)은 서로 인접한 수용부(210)의 사이를 따라 정의될 수 있다.Preferably, the branch channels 223 may be defined along the space between adjacent accommodating parts 210 .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 배터리 모듈(10)은, 배터리셀(100) 및 냉각블록(200)과 상호 열교환 가능하게 배터리셀(100)과 수용부(210)의 사이에 개재되는 열교환부재(300)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the battery module 10 is a heat exchanging member interposed between the battery cell 100 and the accommodating portion 210 to enable mutual heat exchange with the battery cell 100 and the cooling block 200. (300).

열교환부재(300)로서는 배터리셀(100) 및 냉각블록(200)과 상호 열교환(열전달) 가능한 다양한 소재(금속 또는 비금속)가 사용될 수 있으며, 열교환부재(300)의 소재 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.As the heat exchanging member 300, various materials (metal or non-metal) capable of mutual heat exchange (heat transfer) with the battery cell 100 and the cooling block 200 can be used, and the present invention is based on the material and characteristics of the heat exchanging member 300. It is not limited or restricted.

일 예로, 열교환부재(300)는 수용부(210)에 대응하는 형태를 갖도록 형성될 수 있고, 복수개의 배터리셀(100)의 측면 둘레를 전체적으로 감싸도록 마련될 수 있다.For example, the heat exchanging member 300 may be formed to have a shape corresponding to the accommodating portion 210 and may be provided to entirely surround the periphery of the side surfaces of the plurality of battery cells 100 .

참고로, 열교환부재(300)는 배터리셀(100)의 측면 둘레를 감싸는 형태로 제작된 후 수용부(210)에 수용될 수 있다. 다르게는, 수용부(210)의 내부에 배터리셀(100)이 배치된 상태에서 수용부(210)에 내부에 열교환소재를 충진 및 경화시켜 열교환부재(300)를 형성하는 것도 가능하다.For reference, the heat exchanging member 300 may be manufactured in a form wrapping around the side surface of the battery cell 100 and then accommodated in the accommodating part 210 . Alternatively, it is also possible to form the heat exchanging member 300 by filling and curing a heat exchanging material inside the accommodating portion 210 in a state where the battery cell 100 is disposed inside the accommodating portion 210 .

이와 같이, 배터리셀(100)과 수용부(210)의 사이에 열교환부재(300)가 개재되도록 하는 것에 의하여, 배터리셀(100)과 냉각블록(200)은 열교환부재(300)를 매개로 서로 밀착될 수 있으므로, 배터리셀(100)과 냉각블록(200)의 상호 열교환(열전달) 효율을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by interposing the heat exchanging member 300 between the battery cell 100 and the accommodating portion 210, the battery cell 100 and the cooling block 200 interact with each other via the heat exchanging member 300. Since it can be closely adhered to, an advantageous effect of further improving mutual heat exchange (heat transfer) efficiency between the battery cells 100 and the cooling block 200 can be obtained.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 배터리 모듈(10)은, 냉각블록(200)의 일면에 마련되며 냉각블록(200)에 대해 배터리셀(100)을 지지하는 지지부재(400)를 포함할 수 있다.Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the battery module 10 includes a support member 400 provided on one side of the cooling block 200 and supporting the battery cells 100 with respect to the cooling block 200. can do.

지지부재(400)는 냉각블록(200)에 대해 배터리셀(100)을 지지 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다.The support member 400 may be provided in various structures capable of supporting the battery cell 100 with respect to the cooling block 200 .

일 예로, 지지부재(400)는 얇은 판 형태를 갖도록 마련되어, 냉각블록(200)의 저면(도 2 기준)에 밀착될 수 있고, 배터리셀(100)의 하단은 지지부재(400)의 상면에 지지될 수 있다.For example, the support member 400 is provided to have a thin plate shape and can adhere to the bottom surface (refer to FIG. 2) of the cooling block 200, and the lower end of the battery cell 100 is on the upper surface of the support member 400. can be supported

바람직하게, 지지부재(400)는 배터리셀(100)에 직접 접촉되므로 전기 절연성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.Preferably, since the support member 400 directly contacts the battery cell 100, it may be formed of a material having electrical insulation.

이와 같이, 지지부재(400)를 매개로 배터리셀(100)을 지지하는 것에 의하여, 냉각블록(200)에 대한 배터리셀(100)의 이동 및 이탈을 억제하고, 배터리셀(100)의 배치 상태를 보다 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by supporting the battery cell 100 through the support member 400, the movement and separation of the battery cell 100 with respect to the cooling block 200 is suppressed, and the disposition of the battery cell 100 is prevented. The advantageous effect of maintaining the more stably can be obtained.

도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 분기채널(223)은 제1방향(D1)을 따라 형성되고, 입구포트(221') 및 출구포트(225')는 제1방향(D1)에 교차(예를 들어, 직교)하는 제2방향(D2)을 따라 형성될 수 있다.Referring to Figure 5, according to a preferred embodiment of the present invention, the branch channel 223 is formed along the first direction (D1), the inlet port 221 'and the outlet port 225' is the first direction ( It may be formed along the second direction D2 intersecting (eg, orthogonal to) D1).

여기서, 분기채널(223)은 제1방향(D1)을 따라 형성된다 함은, 분기채널(223)을 따라 이동하는 냉각수의 이동 방향이 제1방향(D1)인 것으로 정의될 수 있다. 또한, 입구포트(221') 및 출구포트(225')가 제2방향(D2)을 따라 형성된다 함은, 입구포트(221') 및 출구포트(225')를 따라 이동하는 냉각수의 이동 방향이 제2방향(D2)인 것으로 정의될 수 있다.Here, the fact that the branch channels 223 are formed along the first direction D1 may be defined as the fact that the cooling water moving along the branch channels 223 is the first direction D1. In addition, the fact that the inlet port 221' and the outlet port 225' are formed along the second direction D2 means that the cooling water moving along the inlet port 221' and the outlet port 225' moves This may be defined as being in the second direction D2.

일 예로, 분기채널(223)은 냉각블록(200)의 길이 방향(도 5 기준으로, 좌우 방향)(제1방향(D1))을 따라 형성될 수 있고, 입구포트(221') 및 출구포트(225')는 냉각블록(200)의 높이 방향(도 5 기준으로, 상하 방향)(제2방향(D2))을 따라 냉각블록(200)의 상면(도 5 기준)에 형성될 수 있다.For example, the branch channels 223 may be formed along the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 5) (first direction D1) of the cooling block 200, and the inlet port 221' and the outlet port 225' may be formed on the upper surface (refer to FIG. 5) of the cooling block 200 along the height direction (refer to FIG. 5) (second direction D2) of the cooling block 200.

이는, 복수개의 분기채널(223)을 따라 이동하는 냉각수의 유량비를 보다 균일하게 형성하기 위함이다.This is to form a more uniform flow rate of cooling water moving along the plurality of branch channels 223 .

즉, 입구포트(221) 및 출구포트(225)를 따라 냉각수가 이동하는 방향과 분기채널(223)을 따라 냉각수가 이동하는 방향(예를 들어, 제1방향)이 동일한 경우(입구포트 및 출구포트가 냉각블록의 길이 방향을 따라 형성되는 경우)(도 4 참조)에는, 도 6과 같이 입구포트(221')에 가장 인접한 분기채널(223)(예를 들어, ⑤번 분기채널)을 통과하는 냉각수의 유량비가, 입구포트(221')로부터 가장 멀어 떨어진 분기채널(223)(예를 들어, ⑨번 분기채널)을 통과하는 냉각수의 유량비보다 대략 3배 이상 높게 나타남을 알 수 있다.That is, when the direction in which the coolant moves along the inlet port 221 and the outlet port 225 and the direction in which the coolant moves along the branch channel 223 (for example, the first direction) are the same (inlet port and outlet port) When the port is formed along the length direction of the cooling block) (see FIG. 4), it passes through the branch channel 223 (for example, branch channel ⑤) closest to the inlet port 221' as shown in FIG. It can be seen that the flow rate of cooling water passing through the branch channel 223 (eg, branch channel 9) farthest from the inlet port 221' is approximately three times higher than the flow rate of cooling water passing through the branch channel 223 (for example, branch channel ⑨).

이와 같이, 복수개의 분기채널(223) 중 특정 분기채널(223)을 통과하는 냉각수의 유량비가 상대적으로 높은 경우에는 복수개의 배터리셀(100)(예를 들어, 서로 다른 수용부에 수용된 배터리셀) 간의 온도편차를 유발하게 되므로, 배터리 모듈(10)의 성능 및 효율이 저하될 수 있다.As such, when the flow rate ratio of coolant passing through a specific branch channel 223 among the plurality of branch channels 223 is relatively high, the plurality of battery cells 100 (eg, battery cells accommodated in different housing units) Since a temperature deviation between the cells is caused, performance and efficiency of the battery module 10 may be deteriorated.

반면, 입구포트(221')(또는 출구포트)와 분기채널(223)을 서로 교차(수직)하는 방향으로 형성하면, 입구챔버(222)로 유입된 냉각수의 충돌 유동(impingement flow)을 유발할 수 있으므로(냉각수를 입구챔버(222)의 내부에서 균일하게 뒤섞인 상태로 각 분기채널(223)에 공급할 수 있으므로), 복수개의 분기채널(223)로 분기되는 냉각수의 유량비를 보다 균일하게 형성할 수 있다. 따라서, 복수개의 배터리셀(100) 간의 온도 편차를 최소화하고, 배터리셀(100) 간의 온도 편차에 따른 성능 및 효율 저하를 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, if the inlet port 221' (or outlet port) and the branch channel 223 are formed in a direction that intersects (vertical) with each other, an impingement flow of the cooling water introduced into the inlet chamber 222 may be caused. Since (cooling water can be supplied to each branch channel 223 in a uniformly mixed state inside the inlet chamber 222), the flow rate ratio of the cooling water branching to the plurality of branch channels 223 can be formed more uniformly. . Therefore, an advantageous effect of minimizing the temperature deviation between the plurality of battery cells 100 and suppressing degradation of performance and efficiency due to the temperature deviation between the battery cells 100 may be obtained.

즉, 도 7을 참조하면, 입구포트(221')(또는 출구포트)와 분기채널(223)을 서로 교차(수직)하는 방향으로 형성한 경우에는, 복수개의 분기채널(223) 중 유량비와 가장 높은 분기채널(223)(예를 들어, ⑤번 분기채널)과, 유량비가 가장 낮은 분기채널(223)(예를 들어, ⑦번 분기채널) 간의 유량비 편차가 대략 3% 정도로 매우 낮게 나타남을 확인할 수 있다.That is, referring to FIG. 7, when the inlet port 221' (or outlet port) and the branch channels 223 are formed in a direction crossing (vertical) with each other, the flow rate ratio and the highest among the plurality of branch channels 223 It can be confirmed that the deviation of the flow rate ratio between the high branch channel 223 (for example, branch channel ⑤) and the branch channel 223 with the lowest flow rate ratio (for example, branch channel ⑦) appears very low, about 3%. can

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 복수개의 분기채널(223)을 따라 이동하는 냉각수의 유량비 편차를 최소화하기 위해 별도의 장치를 마련하거나, 분기채널(223)의 구조 및 형태를 변경하지 않고, 단순히 입구포트(221') 및 출구포트(225')의 위치를 변경(분기채널(223)에 수직하게 배치)하는 것 만으로, 각 분기채널(223)을 따라 이동하는 냉각수의 유량비를 균일하게 형성할 수 있다.Above all, the embodiment of the present invention simply does not prepare a separate device or change the structure and shape of the branch channels 223 to minimize the deviation of the flow rate ratio of the cooling water moving along the plurality of branch channels 223. By simply changing the positions of the inlet port 221' and the outlet port 225' (arranged vertically to the branch channels 223), the flow rate ratio of the cooling water moving along each branch channel 223 can be uniformly formed. can

한편, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 입구포트(221') 및 출구포트(225')가 서로 동일 선상에 위치(예를 들어, 입구챔버 및 출구챔버의 중앙부를 통과하는 중심선 상에 위치)하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입구포트 및 출구포트가 서로 다른 선상에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.On the other hand, in the embodiment of the present invention described above and shown, the inlet port 221' and the outlet port 225' are located on the same line with each other (for example, located on the center line passing through the center of the inlet chamber and the outlet chamber) ) has been described as an example, but according to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure the inlet port and the outlet port to be arranged on different lines.

입구포트(221') 및 출구포트(225')의 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 입구포트(221')에 대한 출구포트(225')의 상대 위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The positions of the inlet port 221' and the outlet port 225' can be variously changed according to the required conditions and design specifications, and the relative position of the outlet port 225' with respect to the inlet port 221' The present invention is not limited or limited.

일 예로, 도 8을 참조하면, 입구포트(221')는 냉각블록(200)의 일변(S1)으로부터 입구챔버(222)의 길이 방향을 따라 기설정된 기준 간격(SL)으로 이격되게 마련될 수 있고, 출구포트(225')는 일변(S1)을 마주하는 냉각블록(200)의 다른 일변(S2)으로부터 기준 간격(SL)으로 이격되게 마련될 수 있다.For example, referring to FIG. 8 , the inlet port 221' may be spaced apart from one side S1 of the cooling block 200 at a predetermined standard interval SL along the longitudinal direction of the inlet chamber 222. And, the outlet port 225' may be provided to be spaced apart from the other side S2 of the cooling block 200 facing the side S1 at a standard distance SL.

다시 말해서, 입구챔버(222)(또는 출구챔버)는 냉각블록(200)의 중앙부를 기준으로 출구챔버(224)(또는 입구챔버)와 180도 회전 대칭되게 배치될 수 있다.In other words, the inlet chamber 222 (or outlet chamber) may be arranged 180 degrees rotationally symmetrical with the outlet chamber 224 (or inlet chamber) with respect to the center of the cooling block 200 .

바람직하게, 기준 간격(SL)은 입구챔버(222)(출구챔버)의 총 길이(TL)의 1/2보다 작은 길이로 정의될 수 있다. 경우에 따라서는 기준 간격(SL)을 입구챔버(222)의 총 길이(TL)의 1/2보다 크게 정의하는 것도 가능하다.Preferably, the reference interval SL may be defined as a length smaller than 1/2 of the total length TL of the inlet chamber 222 (outlet chamber). In some cases, it is also possible to define the standard interval SL larger than 1/2 of the total length TL of the inlet chamber 222 .

다른 일 예로, 도 9를 참조하면, 입구포트(221')는 냉각블록(200)의 일변(S1)으로부터 제1간격(L1)으로 이격되게 마련되고, 출구포트(225')는 일변(S1)을 마주하는 냉각블록(200)의 다른 일변(S2)으로부터 제1간격(L1)과 다른 제2간격(L2)으로 이격되게 마련될 수 있다.As another example, referring to FIG. 9 , the inlet port 221' is provided to be spaced apart from one side S1 of the cooling block 200 by a first distance L1, and the outlet port 225' is provided to one side S1 of the cooling block 200. ) may be provided to be spaced apart from the other side (S2) of the cooling block 200 facing the first distance (L1) and the second distance (L2) different from the first distance (L1).

다시 말해서, 입구포트(221')(또는 출구포트)는 냉각블록(200)의 중앙부를 기준으로 출구포트(225')(또는 입구포트)와 비대칭적으로 배치될 수 있다In other words, the inlet port 221' (or outlet port) may be disposed asymmetrically with the outlet port 225' (or inlet port) based on the center of the cooling block 200.

제1간격(L1)과 제2간격(L2) 간의 차이는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 제1간격(L1)과 제2간격(L2) 간의 차이에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The difference between the first interval (L1) and the second interval (L2) can be variously changed according to the required conditions and design specifications, and the difference between the first interval (L1) and the second interval (L2) according to the present invention This is not limited or limited.

다만, 입구포트(221')와 출구포트(225')를 대칭적으로 배치(도 8 참조)하는 것이, 입구포트(221')와 출구포트(225')를 비대칭적으로 배치(도 9 참조)하는 것보다, 각 분기채널(223)을 따라 이동하는 냉각수의 유량비를 균일하게 형성할 수 있으므로, 입구포트(221')(또는 출구포트)는 냉각블록(200)의 중앙부를 기준으로 출구포트(225')(또는 입구포트)와 180도 회전 대칭되게 배치(도 8 참조)하는 것이 바람직하다.However, symmetrically arranging the inlet port 221' and the outlet port 225' (see FIG. 8) means that the inlet port 221' and the outlet port 225' are asymmetrically arranged (see FIG. 9). ), since the flow rate ratio of the cooling water moving along each branch channel 223 can be formed uniformly, the inlet port 221' (or outlet port) is the outlet port based on the center of the cooling block 200. 225' (or inlet port) and 180 degrees rotationally symmetrical arrangement (see Fig. 8) is preferred.

즉, 도 10을 참조하면, 입구포트(221')와 출구포트(225')를 대칭적으로 배치(도 8 참조)한 경우에는, 복수개의 분기채널(223) 중 유량비와 가장 높은 분기채널(223)(예를 들어, ②번 분기채널)과, 유량비가 가장 낮은 분기채널(223)(예를 들어, ④번 분기채널) 간의 유량비 편차가 대략 3% 정도로 매우 낮게 나타남을 확인할 수 있다.That is, referring to FIG. 10, when the inlet port 221' and the outlet port 225' are symmetrically arranged (see FIG. 8), the flow rate ratio and the highest branch channel among the plurality of branch channels 223 ( 223) (for example, branch channel ②) and the branch channel 223 (for example, branch channel ④) having the lowest flow rate ratio, it can be seen that the deviation of the flow rate ratio is very low, about 3%.

반면, 도 11을 참조하면, 입구포트(221')와 출구포트(225')를 비대칭적으로 배치(도 9 참조)한 경우에는, 복수개의 분기채널(223) 중 유량비와 가장 높은 분기채널(223)(예를 들어, ④번 분기채널)과, 유량비가 가장 낮은 분기채널(223)(예를 들어, ⑥번 분기채널) 간의 유량비 편차가 대략 7% 정도로 상대적으로 높게 나타남을 확인할 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 11, when the inlet port 221' and the outlet port 225' are asymmetrically arranged (see FIG. 9), the flow rate ratio and the highest branch channel among the plurality of branch channels 223 ( 223) (eg, branch channel ④) and the branch channel 223 (eg, branch channel ⑥) having the lowest flow rate ratio, it can be seen that the deviation of the flow rate ratio is relatively high, about 7%.

한편, 입구포트(221')(출구포트)의 단면적과 분기채널(223)의 단면적은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 입구포트(221')(출구포트)의 단면적과 분기채널(223)의 단면적에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the cross-sectional area of the inlet port 221' (outlet port) and the cross-sectional area of the branch channel 223 may be variously changed according to the required conditions and design specifications, and the cross-sectional area of the inlet port 221' (outlet port) The present invention is not limited or limited by the cross-sectional area of the branch channel 223.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 입구포트(221')는 제1단면적을 갖도록 정의되고, 분기채널(223)은 제1단면적보다 2배 이상 큰 제2단면적을 갖도록 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inlet port 221' may be defined to have a first cross-sectional area, and the branch channel 223 may be defined to have a second cross-sectional area twice or more larger than the first cross-sectional area.

이는, 분기채널(223)의 단면적(제2단면적)이 입구포트(221')의 단면적(제1단면적)의 2배보다 작은 경우에는, 복수개의 분기채널(223) 중 유량비와 가장 높은 분기채널(223)과, 유량비가 가장 낮은 분기채널(223) 간의 유량비 편차가 5%를 초과하도록 나타나는데 반해, 분기채널(223)의 단면적(제2단면적)이 입구포트(221')의 단면적(제1단면적)의 2배 이상인 경우에는, 복수개의 분기채널(223) 중 유량비와 가장 높은 분기채널(223)과, 유량비가 가장 낮은 분기채널(223) 간의 유량비 편차가 5% 이하로 나타난다는 것에 기인한 것이다.This is because, when the cross-sectional area (second cross-sectional area) of the branch channel 223 is smaller than twice the cross-sectional area (first cross-sectional area) of the inlet port 221', the flow rate ratio and the highest branch channel among the plurality of branch channels 223 223 and the branch channel 223 having the lowest flow rate, the deviation of the flow rate exceeds 5%, while the cross-sectional area (second cross-sectional area) of the branch channel 223 is the cross-sectional area (first cross-sectional area) of the inlet port 221' Cross-sectional area), due to the fact that the flow rate ratio deviation between the branch channel 223 with the highest flow rate among the plurality of branch channels 223 and the branch channel 223 with the lowest flow rate appears to be 5% or less will be.

일 예로, 분기채널(223)과 입구포트(221')의 단면적비(입구포트(221') 단면적/분기채널(223) 단면적)가 2~3이고, SL(기준 간격)/TX(입구챔버의 총 길이)의 값이 0.15~0.5인 경우, 복수개의 분기채널(223)의 유량비 편차(최대 유량비 vs 최소 유량비)는 5% 이하를 만족할 수 있다.For example, the cross-sectional area ratio of the branch channel 223 and the inlet port 221' (inlet port 221' cross-sectional area / branch channel 223 cross-sectional area) is 2 to 3, SL (standard interval) / TX (inlet chamber When the value of (the total length of) is 0.15 to 0.5, the deviation of the flow rate (maximum flow rate vs. minimum flow rate) of the plurality of branch channels 223 may satisfy 5% or less.

다른 일 예로, 분기채널(223)과 입구포트(221')의 단면적비(입구포트(221') 단면적/분기채널(223) 단면적)가 3~4이고, SL(기준 간격)/TX(입구챔버의 총 길이)의 값이 0.1~0.5인 경우, 복수개의 분기채널(223)의 유량비 편차(최대 유량비 vs 최소 유량비)는 5% 이하를 만족할 수 있다.As another example, the cross-sectional area ratio of the branch channel 223 and the inlet port 221' (inlet port 221' cross-sectional area/branch channel 223 cross-sectional area) is 3 to 4, SL (standard spacing) / TX (inlet When the value of the total length of the chamber) is 0.1 to 0.5, the flow rate deviation (maximum flow rate vs. minimum flow rate) of the plurality of branch channels 223 may satisfy 5% or less.

또 다른 일 예로, 분기채널(223)과 입구포트(221')의 단면적비(입구포트 단면적/분기채널 단면적)가 4 이상 이고, SL(기준 간격)/TX(입구챔버의 총 길이)의 값이 0~0.5인 경우, 복수개의 분기채널(223)의 유량비 편차(최대 유량비 vs 최소 유량비)는 5% 이하를 만족할 수 있다.As another example, the cross-sectional area ratio (inlet port cross-sectional area / branch channel cross-sectional area) of the branch channel 223 and the inlet port 221' is 4 or more, and the value of SL (standard interval) / TX (total length of the inlet chamber) When is 0 to 0.5, the flow rate deviation (maximum flow rate vs. minimum flow rate) of the plurality of branch channels 223 may satisfy 5% or less.

따라서, 입구포트(221')를 제1단면적으로 형성하고, 분기채널(223)은 제1단면적보다 2배 이상 큰 제2단면적을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to form the inlet port 221' with a first cross-sectional area and the branch channel 223 to have a second cross-sectional area twice or more larger than the first cross-sectional area.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, these are merely examples and do not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these variations and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

10 : 배터리 모듈
100 : 배터리셀
200 : 냉각블록
210 : 수용부
220 : 냉각수 유로
221,221' : 입구포트
222 : 입구챔버
223 : 분기채널
224 : 출구챔버
225,225' : 출구포트
300 : 열교환부재
400 : 지지부재10: battery module
100: battery cell
200: cooling block
210: receiving part
220: coolant flow path
221,221': inlet port
222: inlet chamber
223: branch channel
224: exit chamber
225,225': exit port
300: heat exchange member
400: support member

Claims (13)

배터리셀; 및
상기 배터리셀의 일단부가 수용되는 수용부가 마련되며, 상기 수용부에 대응하는 상기 배터리셀의 측면 둘레를 냉각하는 냉각블록;
를 포함하는 배터리 모듈.
battery cell; and
a cooling block provided with an accommodating portion accommodating one end of the battery cell and cooling a circumference of a side surface of the battery cell corresponding to the accommodating portion;
A battery module comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 수용부에는 복수개의 상기 배터리셀이 수용되는 배터리 모듈.
According to claim 1,
A battery module in which a plurality of the battery cells are accommodated in the accommodating portion.
 제2항에 있어서,
상기 수용부는 폭보다 긴 길이를 갖는 슬롯(slot) 형태를 갖도록 제공되는 배터리 모듈.
According to claim 2,
The battery module provided to have a slot (slot) shape having a length longer than the width of the accommodating portion.
 제1항에 있어서,
상기 냉각블록에 마련되며 냉각수가 이동하는 냉각수 유로를 포함하는 배터리 모듈.
According to claim 1,
A battery module provided in the cooling block and including a cooling water passage through which cooling water moves.
 제4항에 있어서,
상기 냉각수 유로는,
상기 냉각블록에 마련되며, 상기 냉각수가 유입되는 입구포트;
상기 입구포트와 연통되게 상기 냉각블록에 마련되는 입구챔버;
상기 입구챔버에 개별적으로 연결되는 복수개의 분기채널;
복수개의 상기 분기채널과 연통되게 상기 냉각블록에 마련되는 출구챔버; 및
상기 냉각블록에 마련되며, 상기 냉각수를 외부로 배출하는 출구포트;
를 포함하는 배터리 모듈.
According to claim 4,
The cooling water flow path,
an inlet port provided in the cooling block and through which the cooling water flows;
an inlet chamber provided in the cooling block to communicate with the inlet port;
a plurality of branch channels individually connected to the inlet chamber;
an outlet chamber provided in the cooling block to communicate with the plurality of branch channels; and
an outlet port provided in the cooling block and discharging the cooling water to the outside;
A battery module comprising a.
 제5항에 있어서,
상기 분기채널은 서로 인접한 상기 수용부의 사이를 따라 정의되는 배터리 모듈.
According to claim 5,
The branch channel is a battery module defined along between the accommodating portions adjacent to each other.
 제5항에 있어서,
상기 분기채널은 제1방향을 따라 형성되고,
상기 입구포트 및 상기 출구포트는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따라 형성되는 배터리 모듈.
According to claim 5,
The branch channel is formed along a first direction,
The battery module wherein the inlet port and the outlet port are formed along a second direction crossing the first direction.
 제7항에 있어서,
상기 입구포트는 상기 냉각블록의 일변으로부터 상기 입구챔버의 길이 방향을 따라 기설정된 기준 간격으로 이격되게 마련되고,
상기 출구포트는 상기 일변을 마주하는 상기 냉각블록의 다른 일변으로부터 상기 기준 간격으로 이격되게 마련되는 배터리 모듈.
According to claim 7,
The inlet port is provided to be spaced apart from one side of the cooling block at a predetermined standard interval along the longitudinal direction of the inlet chamber,
The outlet port is provided to be spaced apart from the other side of the cooling block facing the one side at the reference interval.
 제8항에 있어서,
상기 기준 간격은 상기 입구챔버의 총 길이의 1/2보다 작은 길이로 정의되는 배터리 모듈.
According to claim 8,
The reference interval is defined as a length smaller than 1/2 of the total length of the inlet chamber.
 제8항에 있어서,
상기 입구포트는 제1단면적을 갖도록 정의되고, 상기 분기채널은 상기 제1단면적보다 2배 이상 큰 제2단면적을 갖도록 정의되는 배터리 모듈.
According to claim 8,
The battery module of claim 1 , wherein the inlet port is defined to have a first cross-sectional area, and the branch channel is defined to have a second cross-sectional area twice or more larger than the first cross-sectional area.
 제7항에 있어서,
상기 입구포트는 상기 냉각블록의 일변으로부터 제1간격으로 이격되게 마련되고,
상기 출구포트는 상기 일변을 마주하는 상기 냉각블록의 다른 일변으로부터 상기 제1간격과 다른 제2간격으로 이격되게 마련되는 배터리 모듈.
According to claim 7,
The inlet port is provided to be spaced apart from one side of the cooling block at a first interval,
The outlet port is provided to be spaced apart from the other side of the cooling block facing the one side at a second interval different from the first interval.
 제1항에 있어서,
상기 배터리셀 및 상기 냉각블록과 상호 열교환 가능하게 상기 배터리셀과 상기 수용부의 사이에 개재되는 열교환부재를 포함하는 배터리 모듈.
According to claim 1,
A battery module comprising a heat exchanging member interposed between the battery cell and the accommodating portion to enable mutual heat exchange with the battery cell and the cooling block.
 제1항에 있어서,
상기 냉각블록의 일면에 마련되며, 상기 냉각블록에 대해 상기 배터리셀을 지지하는 지지부재를 포함하는 배터리 모듈.According to claim 1,
A battery module comprising a support member provided on one surface of the cooling block and supporting the battery cell with respect to the cooling block.
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