WO2012067359A2 - 냉매의 분배 균일성이 향상된 전지팩 - Google Patents

냉매의 분배 균일성이 향상된 전지팩 Download PDF

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WO2012067359A2
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battery module
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unit cells
battery pack
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정재호
임예훈
박원찬
강달모
최용석
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주식회사 엘지화학
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack having improved uniformity of distribution of refrigerant, and more particularly, to a battery pack including a plurality of battery cells or unit cells, wherein the unit cells are spaced apart from each other in the width direction of the battery pack. It is arranged upright to form a single battery module layer, two or more battery module layers are built in the pack case in a stacked structure arranged in the height direction of the battery pack, the refrigerant inlet that the refrigerant flows into the two or more battery module layers at the same time And a battery pack including a structure of a refrigerant outlet through which the refrigerant passing through the unit cells is discharged.
  • Secondary batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources of wireless mobile devices. Secondary batteries are also attracting attention as a power source for electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), which are proposed as a way to solve air pollution in conventional gasoline and diesel vehicles that use fossil fuels. .
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid electric vehicles
  • One or two or four battery cells are used for small mobile devices, whereas medium and large battery modules, which are electrically connected to a plurality of battery cells, are used in medium and large devices such as automobiles due to the necessity of high output capacity.
  • the medium-large battery module is preferably manufactured in a small size and weight
  • the rectangular battery, the pouch-type battery, etc. which can be charged with high integration and have a small weight to capacity, are mainly used as battery cells of the medium-large battery module.
  • a pouch-type battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has attracted much attention in recent years due to advantages such as low weight, low manufacturing cost, and easy form deformation.
  • the medium-large battery module In order for the medium-large battery module to provide the output and capacity required by a given device or device, it is necessary to electrically connect a plurality of battery cells in series or in series and in parallel, and to maintain a stable structure against external force.
  • the battery cells constituting the medium-large battery module is composed of a secondary battery capable of charging and discharging, such a high output large capacity secondary battery generates a large amount of heat during the charging and discharging process. If this is not effectively removed, thermal buildup occurs and consequently accelerates the deterioration of the unit cell, and in some cases there is a risk of fire or explosion. Therefore, a vehicle battery pack that is a high output large capacity battery requires a cooling system for cooling the battery cells embedded therein.
  • the performance degradation of some battery cells will cause the performance degradation of the entire battery pack. Since one of the main causes of such a performance non-uniformity is due to the cooling non-uniformity between the battery cells, there is a need for a structure capable of ensuring cooling uniformity during the flow of the refrigerant.
  • the battery pack 20 is arranged upright in the width direction of the battery pack 20 to form one battery module 10 layer, and two battery module 10 layers are formed.
  • the battery pack built in the pack case 15 may be used in a laminated structure arranged in the height direction of the battery pack 20.
  • the coolant introduced from the coolant inlet 11 formed at the upper side cools the unit cells while sequentially passing through the flow path formed between the unit cells stacked in the longitudinal direction and is externally provided through the coolant discharge unit 12 formed at the lower part. To be discharged.
  • this structure has a problem that it is difficult to uniformly cool between the battery cells because the temperature difference between the layers, the refrigerant flow path is longer and the differential pressure is generated.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • An object of the present invention is to provide a battery pack having improved cooling efficiency by effectively removing heat generated from a unit cell by a uniform refrigerant supply and minimizing a differential pressure between unit cells to suppress performance degradation of the unit cell.
  • Still another object of the present invention is to provide a battery pack having a structure having excellent design flexibility by easily changing a refrigerant passage according to a structure of a device to which the battery pack is applied.
  • a battery pack according to the present invention for achieving this object is a battery pack including a plurality of electrically connected battery cells or unit modules ('unit cell'),
  • Unit cells are arranged upright in the width direction (lateral direction) of the battery pack in a state spaced apart from each other to form a coolant flow path to form a single battery module layer, two or more battery module layers are the height direction of the battery pack Inside the pack case with a laminated structure arranged in the
  • the refrigerant inlet is introduced into the two or more battery module layers at the same time, and the refrigerant discharge unit through which the refrigerant passing through the unit cells is discharged Doing.
  • the battery pack according to the present invention includes a coolant inlet of a novel structure in which refrigerant is introduced at the same time into unit cells included in battery module layers stacked in a longitudinal direction, thereby effectively removing heat from the unit cells.
  • the temperature variation of the unit cells between the battery module layers can be greatly reduced.
  • the battery module layers may have a structure spaced apart from each other in a structure for preventing the refrigerant movement between the layers. Therefore, not only cooling is performed for each battery module layer, but also the partition between the incoming refrigerant and the discharged refrigerant is ensured, thereby further improving the cooling efficiency.
  • the structure for preventing the movement of the refrigerant between the battery module layers may be achieved by, for example, a structure in which the refrigerant passage is formed only of the battery module layer.
  • the coolant inlet and the coolant discharge part into which the coolant is simultaneously introduced into the battery module layers may be formed in various structures, and some preferred examples will be described below.
  • the refrigerant inlet may have a structure in which the refrigerant flows into all the battery module layers and all the unit cells of each battery module layer.
  • a coolant discharge part through which the coolant passing through the battery module layers is discharged is formed on the opposite side of the coolant inlet part, and the flow path direction at the coolant discharge part is opposite to the flow path direction of the coolant inlet part. It may be a phosphorus structure. Therefore, the refrigerant flows in one direction and does not circulate in all the unit cells of each battery module layer.
  • the coolant inlet may preferably have a structure in which the cross-sectional width decreases with increasing distance from the coolant inlet duct.
  • the "cross-sectional width decreases” means that the coolant inlet is inclined toward the opposite end of the coolant inlet duct.
  • the flow cross-sectional area of the coolant is gradually reduced by the cross-sectional width that decreases away from the coolant inlet duct as defined above.
  • the moving speed of the refrigerant gradually increases, but the flow rate of the refrigerant decreases, and a uniform amount is introduced for each battery module layer regardless of the distance from the refrigerant inlet duct.
  • the temperature variation of the unit cells can be reduced to further improve its performance.
  • the coolant inlet and / or coolant discharge may be branched into two or more in the longitudinal direction of the battery pack.
  • the refrigerant inlet may include a plurality of unit cells (a) of the battery module layer (A) and some unit cells of the battery module layer (B) other than the battery module layer (A). It may have a structure including a first branch inlet which is introduced into the field (b1) at the same time, and a second branch inlet that is simultaneously introduced into the remaining unit cells (b2) of the battery module layer (B). That is, since the respective refrigerant branch inlets are formed in the battery module layer A and the battery module layer B to cool the unit cells, it is possible to further improve a uniform distribution effect of the refrigerant.
  • the battery module layer (A) and the battery module layer (B) may each be composed of one or more battery module layers, this structure is more preferable for a battery pack consisting of a plurality of battery module layers.
  • the coolant introduced from the first branch inlet and the second branch inlet may be a structure in which a coolant discharge unit is collected and discharged after passing through the unit cells.
  • a flow path converting unit is located at a position facing the refrigerant inlet unit after the refrigerant flowing from the first branch inlet unit and the second branch inlet unit passes through the unit cells.
  • a refrigerant discharge unit may be disposed between the second branch inlets, and the coolant may be discharged through the refrigerant discharge unit via a space between the battery module layer A and the battery module layer B. . That is, the coolant inlet and the coolant outlet are located together at one side of the battery pack, and the coolant flows from the flow path conversion part to the coolant discharge part by using a space between the battery module layers.
  • Such a structure is excellent in design flexibility since the position of the refrigerant inlet and the refrigerant outlet may be changed according to the structure of the device applied to the battery pack.
  • the refrigerant inlet is a first branch inlet through which refrigerant is introduced into some unit cells (a1) of at least two battery module layers, and a second is introduced into some unit cells (a2) of the battery module layers.
  • a refrigerant inlet including a branch inlet, and a refrigerant outlet through which the refrigerant passing through the remaining unit cells (a3) of the battery module layers is positioned between the first branch inlet and the second site inlet.
  • the refrigerant flows from the first branch inlet and the second branch inlet and passes through the unit cells a1 and a2 to move to the refrigerant discharge unit through the unit cell a3.
  • It may be a structure in which the flow path conversion unit is located.
  • a partition wall may be formed in the flow path converting unit so as to move to the unit cells a3 without mixing the refrigerant derived from the first branch inlet and the refrigerant derived from the second branch inlet.
  • the branch inlet of the battery module layer adjacent to the refrigerant inlet duct among the battery module layers may have a greater vertical cross-sectional area of the refrigerant passage than that of the branch inlets of the remaining battery module layers.
  • the size of the vertical cross-sectional area of the branch inlet may be variously formed according to the flow rate and flow of the coolant.
  • the coolant outlet of the battery module layer adjacent to the coolant inlet duct among the battery module layers is the remaining battery module layer. Since the vertical cross-sectional area of the coolant flow path is larger than that of the coolant discharge part, the flow rate of the coolant flowing into the unit cells for each battery module layer may be more uniform.
  • the refrigerant inlet includes a branch inlet through which refrigerant is introduced into some unit cells a1 of the two or more battery module layers.
  • a first branch outlet portion passing through some unit cells a2 of the battery module layers and a second branch outlet portion passing through the remaining unit cells a3 of the battery module layers are located.
  • the refrigerant flowing from the branch inlet and passing through the unit cells a1 may move to the first branch outlet and the second branch outlet through the unit cells a2 and a3, respectively.
  • the flow path converter for providing the coolant flow path may be located.
  • a partition wall may be formed in the flow path converting unit so that the coolant derived from the coolant inlet may be divided into the unit cells a2 and the unit cells a3.
  • Such a structure is also excellent in design flexibility, since the position of the coolant inlet and the coolant outlet can be adjusted according to the structure of the device applied to the battery pack.
  • the branch inlet of the battery module layer adjacent to the refrigerant inlet duct among the battery module layers may have a structure in which a vertical cross-sectional area of the refrigerant passage is larger than that of the branch inlets of the remaining battery module layers.
  • the coolant discharge part of the battery module layer may have a structure in which a vertical cross-sectional area of the coolant flow path is larger than the coolant discharge parts of the remaining battery module layers.
  • the refrigerant inlet may be formed in a space between the front surface of the pack case and the front surface of the battery module layers, and the front surface of the pack case may have a structure including two or more continuous inclined surfaces.
  • the front surface of the pack case in the refrigerant inlet may have a structure in which the distance from the front surface of the battery module layers is continuously reduced in the direction of the opposite end of the refrigerant inlet.
  • the refrigerant flowing through the refrigerant inlet passes through a continuous slope and branches to the battery module layer to reach the opposite end of the refrigerant inlet duct while maintaining the flow rate. All of the battery module layers located at a long distance may be cooled uniformly.
  • the present invention may also be an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device, which uses the battery pack as a power source.
  • a structure in which the battery pack is mounted on the trunk of the vehicle is more preferable.
  • Electric vehicles using a battery pack as a power source hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, power storage devices and the like are known in the art, detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 1 is a side schematic view of a medium-large battery pack according to the prior art
  • 2 to 3 are embodiments of a battery pack according to the present invention.
  • FIG. 4 to 9 illustrate embodiments of a battery pack in which a coolant inlet and / or a coolant outlet are branched into two or more in the longitudinal direction of the battery pack.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing one exemplary battery pack of the present invention.
  • the battery pack 200 is one battery module arranged upright in the width direction of the battery pack 200 in a state in which the unit cells 101 are spaced apart from each other so as to form the refrigerant passage 105.
  • a layer 100 is formed, and four battery module layers 100 are embedded in the pack case 150 in a stacked structure arranged in the height direction of the battery pack 200.
  • the battery module layers 100 are spaced apart from each other in a structure for preventing refrigerant movement between the layers.
  • the refrigerant inlet 110 has a structure in which the refrigerant flows into all the battery module layers 100 and all the unit cells 101 of each battery module layer, and the refrigerant passing through the battery module layers 100 is discharged.
  • the coolant discharge part 120 is formed on the opposite side of the coolant inlet part 110, and the flow path direction (see the solid arrow) in the coolant discharge part 120 is the flow path direction of the coolant inlet part 110 (dotted arrow). It is formed in the structure opposite to the reference.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing another exemplary battery pack of the present invention.
  • the coolant inlet 111 of the battery pack 201 has a structure in which a cross-sectional width decreases according to a distance from a coolant inlet duct (not shown), and the coolant outlet 121 Since the flow path direction (refer to a solid arrow) of the flow path and the flow path direction (refer to the dotted arrow) of the refrigerant inlet portion 111 are the same structure, the detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 4 to 9 schematically illustrate perspective views of a battery pack in which a coolant inlet and / or a coolant outlet are branched into two or more numbers in the longitudinal direction of the battery pack.
  • the refrigerant inlet of the battery pack 202 includes a first branch inlet 112a and a second branch inlet 112b, and the battery module layer A (100A) and the battery module layer B (100B) is composed of two battery module layers, respectively.
  • the first branch inlet 112a has a refrigerant unit unit cells 101b1 of the battery module layer 100B other than the entire unit cells 101a of the battery module layer 100A and the battery module layer 100A.
  • the second branch inlet 112b is simultaneously introduced into the remaining unit cells 101b2 of the battery module layer 100B.
  • the coolant introduced from the first branch inlet 112a and the second branch inlet 112b is disposed at the position opposite to the coolant inlet 112 and passes through the unit cells. 122) is formed.
  • the refrigerant introduced from the first branch inlet 113a and the second branch inlet 113b is located at a position opposite to the refrigerant inlet of the battery pack 203.
  • the flow path conversion unit 130 After passing through the plurality of channels, the flow path conversion unit 130 is positioned, and the refrigerant discharge unit 123 is positioned between the first branch inlet 113a and the second branch inlet 113b. Therefore, the refrigerant of the flow path conversion unit 130 is discharged through the refrigerant discharge part 123 via the space 140 between the battery module layer 100A and the battery module layer 100B.
  • the refrigerant inlet of the battery pack 204 includes a first branch inlet 114a and battery module layers in which refrigerant is introduced into some unit cells 101a1 of the three battery module layers 100.
  • the battery module layers 100 are positioned between the second branch inlet 114b and the first branch inlet 114a and the second site inlet 114b that flow into some unit cells 101a2 of the apparatus 100.
  • a refrigerant discharge part 124 through which the refrigerant passing through the remaining unit cells 101a3 is discharged.
  • the coolant flowing from the first branch inlet 114a and the second branch inlet 114b and passing through the unit cells 101a1 and 101a2 is located at a position opposite to the coolant inlet.
  • a flow path converter 130 providing a coolant flow path that may move to the coolant discharge part 124 is located.
  • the flow path conversion unit 130 includes a partition wall so that the refrigerant derived from the first branch inlet 114a and the refrigerant derived from the second branch inlet 114b are not mixed with each other to move to the unit cells 101a3. Not shown) is formed.
  • the branch inlet 115A of the battery module layer adjacent to the refrigerant inlet duct (not shown) among the battery module layers 100 of the battery pack 205 is the remaining battery module layer.
  • the vertical cross-sectional area of the coolant flow path is formed to be larger than that of the branch inlet 115B of the field.
  • the coolant outlet 125A of the battery module layer adjacent to the coolant inlet duct is larger than the coolant outlet 125B of the remaining battery module layers. Except for the fact that the vertical cross-sectional area of the refrigerant passage is large, the description thereof will be omitted because it is the same as that of FIG.
  • the refrigerant inlet duct means a duct for supplying the refrigerant to the refrigerant inlet, it is located on the branch inlet 115A in the drawing.
  • the refrigerant inlet of the battery pack 206 includes a branch inlet 116a through which refrigerant is introduced into some unit cells 101a1 of the three battery module layers 100.
  • the refrigerant passes through the first branch discharge part 126a passing through some unit cells 101a2 of the battery module layers 100 and a second passing through the remaining unit cells 101a3 of the battery module layers.
  • the branch discharge part 126b is located, and the refrigerant flowing from the branch inlet part 116a and passing through the unit cells 101a1 passes through the unit cells 101a2 and 101a3 at a position facing the refrigerant inlet part.
  • a flow path converting unit 130 is provided to provide a refrigerant flow path that can move to the branch discharge part 126a and the second branch discharge part 126b, respectively.
  • a partition wall (not shown) is formed so that the coolant derived from the coolant inlet 116 may be divided into the unit cells 101a2 and the unit cells 101a3.
  • the branch inlet 117A of the battery module layer adjacent to the refrigerant inlet duct (not shown) among the battery module layers 100 is branched inlet of the remaining battery module layers 100.
  • the vertical cross-sectional area of the refrigerant passage is greater than that of the portion 117B, and the vertical cross-sectional area of the refrigerant passage 127A of the battery module 100 layer adjacent to the refrigerant inlet duct is greater than that of the remaining battery module layers. Except for greatly formed points, the description is the same as in FIG. 6, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the battery pack may be formed in a structure corresponding to the structure of the device to which the coolant inlet and the coolant discharge part in which the coolant is simultaneously introduced into the battery module layers and to which the battery pack is applied, and are stacked in the longitudinal direction.
  • the unit cells included in the battery module layers include a refrigerant inlet portion at which the refrigerant is introduced at the same time and the refrigerant discharge portion is discharged after removing the heat to be generated in the unit cell, to effectively remove the heat of the unit cells and the temperature deviation Can be greatly reduced.
  • the battery pack according to the present invention has a structure capable of simultaneously cooling the unit cells located in the battery module layers, to uniformly supply the refrigerant to each unit cell, and the temperature difference between the unit cells in the cooling process and Differential pressure can be minimized.
  • the battery pack according to the present invention is easy to change the refrigerant passage according to the structure of the device to which it is applied, it is excellent in design flexibility.

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Abstract

본 발명은 전기적으로 연결된 다수의 전지셀 또는 단위모듈('단위셀')들을 포함하는 전지팩으로서, 단위셀들이 냉매 유로를 형성할 수 있도록 상호 이격된 상태로 전지팩의 폭 방향(횡 방향)으로 직립 배열되어 하나의 전지모듈 층을 이루고 있고, 둘 이상의 전지모듈 층들이 전지팩의 높이 방향(종 방향)으로 배열된 적층 구조로 팩 케이스에 내장되어 있으며, 둘 이상의 전지모듈 층들에 위치한 일부 또는 전체 단위셀들을 동시에 냉각시킬 수 있도록, 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층들에 동시에 유입되는 냉매 유입부와, 단위셀들을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부의 구조를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.

Description

냉매의 분배 균일성이 향상된 전지팩
본 발명은, 냉매의 분배 균일성이 향상된 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다수의 전지셀 또는 단위셀들을 포함하는 전지팩으로서, 단위셀들이 상호 이격된 상태로 전지팩의 폭 방향으로 직립 배열되어 하나의 전지모듈 층을 이루고 있고, 둘 이상의 전지모듈 층들이 전지팩의 높이 방향으로 배열된 적층 구조로 팩 케이스에 내장되어 있으며, 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층들에 동시에 유입되는 냉매 유입부와, 단위셀들을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출구의 구조를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
중대형 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 또는 직렬 및 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.
또한, 중대형 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시키는 바, 충방전 과정에서 발생한 단위전지의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 단위전지의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발의 위험성도 존재한다. 따라서, 고출력 대용량의 전지인 차량용 전지팩에는 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.
한편, 다수의 전지셀들로 구성된 중대형 전지팩에서, 일부 전지셀의 성능 저하는 전체 전지팩의 성능 저하를 초래하게 된다. 이러한 성능 불균일성을 유발하는 주요 원인 중의 하나는 전지셀들 간의 냉각 불균일성에 의한 것이므로, 냉매의 유동시 냉각 균일성을 확보할 수 있는 구조가 요구된다.
종래기술에 따른 중대형 전지팩들 중에는, 도 1에서 보는 바와 같이, 전지팩(20)의 폭 방향으로 직립 배열되어 하나의 전지모듈(10) 층을 이루고 있고, 2 개의 전지모듈(10) 층들이 전지팩(20)의 높이 방향으로 배열된 적층 구조로 팩 케이스(15)에 내장되어 있는 전지팩을 사용하는 경우가 있다.
즉, 상부에 형성된 냉매 유입부(11)로부터 유입된 냉매는 종 방향으로 적층된 단위셀들 사이에 형성된 유로를 순차적으로 통과하면서 단위셀들을 냉각시키고 하부에 형성된 냉매 배출부(12)를 통하여 외부로 배출된다.
그러나, 이러한 구조는 층간의 온도 편차를 발생시키고, 냉매 유로가 길어져 차압이 발생하므로 전지셀들 간의 균일한 냉각이 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 균일한 냉매 공급에 의해 단위셀로부터 발생한 열을 효과적으로 제거하고 단위셀 간의 차압을 최소화하여 단위셀의 성능 저하를 억제함으로써 냉각 효율성이 향상된 전지팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전지팩은 그것이 적용되는 디바이스의 구조에 따라 냉매 유로의 변경이 용이하여 설계의 유연성이 우수한 구조의 전지팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은, 전기적으로 연결된 다수의 전지셀 또는 단위모듈('단위셀')들을 포함하는 전지팩으로서,
단위셀들이 냉매 유로를 형성할 수 있도록 상호 이격된 상태로 전지팩의 폭 방향(횡 방향)으로 직립 배열되어 하나의 전지모듈 층을 이루고 있고, 둘 이상의 전지모듈 층들이 전지팩의 높이 방향(종 방향)으로 배열된 적층 구조로 팩 케이스에 내장되어 있으며,
둘 이상의 전지모듈 층들에 위치한 일부 또는 전체 단위셀들을 동시에 냉각시킬 수 있도록, 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층들에 동시에 유입되는 냉매 유입부와, 단위셀들을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부의 구조를 포함하고 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지팩은, 종 방향으로 적층되어 있는 전지모듈 층들에 포함되어 있는 단위셀들에 대해 냉매가 동시에 유입되는 신규한 구조의 냉매 유입부를 포함함으로써, 단위셀들의 열을 효과적으로 제거하고 전지모듈 층간의 단위셀들의 온도 편차를 크게 줄일 수 있다.
본 발명의 전지팩에서, 상기 전지모듈 층들 사이는 층들 간의 냉매 이동을 방지하기 위한 구조로 상호 이격되어 있는 구조일 수 있다. 따라서, 전지모듈 층 별로 냉각이 수행될 뿐만 아니라, 유입되는 냉매 및 배출되는 냉매 간의 분할이 확실하게 이루어져 냉각 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기와 같이 전지모듈 층들 사이에서 냉매 이동의 방지를 위한 구조는, 예를 들어, 냉매 유로가 전지모듈 층으로만 형성된 구조에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 전지팩에서, 냉매가 전지모듈 층들에 동시에 유입되는 냉매 유입부 및 냉매 배출부는 다양한 구조로 이루어질 수 있으며, 일부 바람직한 예들을 하기에서 설명한다.
첫 번째 예로서, 냉매 유입부는 냉매가 모든 전지모듈 층들과 각각의 전지모듈 층의 모든 단위셀들에 유입되는 구조일 수 있다.
이와 관련하여, 하나의 구체적인 예에서, 상기 전지모듈 층들을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부가 냉매 유입부의 대향측에 형성되어 있고, 상기 냉매 배출부에서의 유로 방향은 냉매 유입부의 유로 방향과 반대인 구조일 수 있다. 따라서, 각각의 전지모듈 층의 모든 단위셀들에서 냉매는 일방향으로 진행되고 순환되지 않는 구조이다.
이러한 구조에서, 상기 냉매 유입부는 바람직하게는 냉매 유입 덕트로부터의 거리 증가에 따라 단면 폭이 감소하는 구조로 이루어질 수 있다.
여기서, '단면 폭이 감소한다'는 것은, 냉매 유입부가 냉매 유입 덕트의 대향 단부 쪽으로 기울어져 있는 것을 의미한다. 냉매가 냉매 유입 덕트로부터 도입되어 냉매 유입부를 따라 이동할 때, 냉매의 유동 단면적은 상기에서 정의한 바와 같이 냉매 유입 덕트에서 멀어질수록 감소하는 단면 폭에 의해 점차 줄어들게 된다. 이 과정에서 냉매의 이동 속도는 점차 빨라지지만 냉매 유량은 감소하게 되어, 냉매 유입 덕트로부터의 거리에 관계없이 각각의 전지모듈 층 별로 균일한 양이 도입된다.
즉, 냉매 유입부의 단면 폭이 감소하는 경우, 단위셀들의 온도 편차를 줄여 그 성능을 더욱 향상시킬 수 있으므로 매우 바람직하다.
두 번째 예로서, 상기 냉매 유입부 및/또는 냉매 배출부는 전지팩의 종 방향으로 둘 이상의 개수로 분지되어 있을 수 있다.
이와 관련하여, 하나의 구체적인 예에서, 냉매 유입부는 냉매가 일부 전지모듈 층(A)의 전체 단위셀들(a)과 상기 전지모듈 층(A) 이외의 전지모듈 층(B)의 일부 단위셀들(b1)로 동시에 유입되는 제 1 분지 유입부와, 상기 전지모듈 층(B)의 나머지 단위셀들(b2)로 동시에 유입되는 제 2 분지 유입부를 포함하는 구조일 수 있다. 즉, 전지모듈 층(A)와 전지모듈 층(B)에 대해서 각각의 냉매 분지 유입부를 구성하여 단위셀들을 냉각시키므로, 냉매의 균일한 분배 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서, 전지모듈 층(A)와 전지모듈 층(B)는 각각 하나 또는 둘 이상의 전지모듈 층들로 이루어질 수 있으며, 이러한 구조는 다수의 전지모듈 층들로 이루어진 전지팩에 대해 더욱 바람직하다.
상기 구조에서, 상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부 및 제 2 분지 유입부로부터 유입된 냉매가 단위셀들을 통과한 후 모아져 배출되는 하나의 냉매 배출부가 형성된 구조일 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부 및 제 2 분지 유입부로부터 유입된 냉매가 단위셀들을 통과한 후 모이는 유로 변환부가 위치하고, 상기 제 1 분지 유입부와 제 2 분지 유입부 사이에는 냉매 배출부가 위치하며, 상기 유로 변환부의 냉매는 전지모듈 층(A)와 전지모듈 층(B) 사이의 이격 공간을 경유하여 상기 냉매 배출부를 통해 배출되는 구조일 수 있다. 즉, 냉매 유입부와 냉매 배출부가 전지팩의 일측에 함께 위치하는 구조로서, 상기 전지모듈 층 간의 이격 공간을 이용하여 유로 변환부에서 냉매 배출부로 냉매를 유동시킨다. 이러한 구조는 전지팩에 적용되는 디바이스의 구조에 따라 냉매 유입부와 냉매 배출부의 위치를 변화시킬 수 있으므로 설계 유연성이 우수하다.
상기 구조에서, 상기 냉매 유입부는 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층의 일부 단위셀들(a1)로 유입되는 제 1 분지 유입부, 및 상기 전지모듈 층들의 일부 단위셀들(a2)로 유입되는 제 2 분지 유입부를 포함하고 있고, 상기 제 1 분지 유입부와 제 2 부지 유입부 사이에는 상기 전지모듈 층들의 나머지 단위셀들(a3)을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부가 위치하며, 상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부 및 제 2 분지 유입부로부터 유입되어 단위셀들(a1, a2)을 통과한 냉매가 단위셀(a3)를 거쳐 상기 냉매 배출부로 이동할 수 있는 냉매 유로를 제공하는 유로 변환부가 위치하는 구조일 수 있다.
이 경우, 상기 유로 변환부에는 제 1 분지 유입부로부터 유래된 냉매와 제 2 분지 유입부로부터 유래된 냉매가 혼합되지 않은 상태로 단위셀들(a3)으로 이동할 수 있도록 격벽이 형성되어 있을 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 전지모듈 층들 중에서 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 분지 유입부는 나머지 전지모듈 층들의 분지 유입부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 크게 형성될 수 있다.
즉, 분지 유입부의 수직 단면적의 크기는 냉매의 유동 속도 및 흐름에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 이와 마찬가지지로, 상기 전지모듈 층들 중에서 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 냉매 배출부는 나머지 전지모듈 층들의 냉매 배출부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 큰 것으로 구성되어 전지모듈 층 별로 단위셀들에 유입되는 냉매의 유량을 더욱 균일하게 할 수 있다.
경우에 따라서는, 상기 냉매 유입부는 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층들의 일부 단위셀들(a1)로 유입되는 분지 유입부를 포함하고 있고,
상기 분지 유입부의 양측에는 상기 전지모듈 층들의 일부 단위셀들(a2)을 통과하는 제 1 분지 배출부와, 상기 전지모듈 층들의 나머지 단위셀들(a3)을 통과하는 제 2 분지 배출부가 위치하며,
상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 분지 유입부로부터 유입되어 단위셀들(a1)을 통과한 냉매가 단위셀들(a2, a3)를 거쳐 제 1 분지 배출부와 제 2 분지 배출부로 각각 이동할 수 있는 냉매 유로를 제공하는 유로 변환부가 위치하는 것일 수 있다.
상기 구조에서, 상기 유로 변환부에는 냉매 유입부로부터 유래된 냉매가 단위셀들(a2)과 단위셀들(a3)로 나뉘어 이동할 수 있도록 격벽이 형성되어 있을 수 있다.
이러한 구조 역시, 전지팩에 적용되는 디바이스의 구조에 따라 냉매 유입부와 냉매 배출부의 위치 등을 조절할 수 있으므로, 설계 유연성이 우수하다.
또한, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 전지모듈 층들 중에서 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 분지 유입부는 나머지 전지모듈 층들의 분지 유입부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 큰 구조일 수 있으며, 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 냉매 배출부는 나머지 전지모듈 층들의 냉매 배출부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 큰 구조일 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 냉매 유입부는 팩 케이스의 전면과 전지모듈 층들의 전면 사이의 공간에 형성되어 있고, 상기 팩 케이스의 전면은 둘 또는 그 이상의 연속적인 경사면을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 냉매 유입부에서 상기 팩 케이스의 전면은 전지모듈 층들의 전면과의 거리가 냉매 유입부의 대향 단부 방향으로 연속적으로 감소하는 구조일 수 있다.
즉, 냉매 유입부를 통해 유입된 냉매는 연속적인 경사면을 통과하며, 전지모듈 층으로 분기되어 유속이 유지되면서 냉매 유입 덕트의 대향 단부까지 도달하므로, 냉매 유입부와 인접한 전지모듈 층들과 냉매 유입부로부터 먼 거리에 위치한 전지모듈 층들 모두가 균일하게 냉각될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치일 수 있다.
특히, 상기 전지팩을 전원으로 사용하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 경우, 상기 전지팩이 차량의 트렁크에 장착되는 구조가 더욱 바람직하다.
전지팩을 전원으로 사용하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 1은 종래기술에 따른 중대형 전지팩의 측면 모식도이다;
도 2 내지 3은 본 발명에 따른 전지팩의 실시예들이다;
도 4 내지 도 9는 냉매 유입부 및/또는 냉매 배출부가 전지팩의 종 방향으로 둘 이상의 개수로 분지되어 있는 전지팩의 실시예들이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명의 하나의 예시적인 전지팩의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전지팩(200)은 단위셀들(101)이 냉매 유로(105)를 형성할 수 있도록 상호 이격된 상태로 전지팩(200)의 폭 방향으로 직립 배열되어 하나의 전지모듈 층(100)을 이루고 있고, 4 개의 전지모듈 층들(100)이 전지팩(200)의 높이 방향으로 배열된 적층 구조로 팩 케이스(150)에 내장되어 있다. 이러한 전지모듈 층들(100) 사이는 층들 간의 냉매 이동을 방지하기 위한 구조로 상호 이격되어 있다.
냉매 유입부(110)는 냉매가 모든 전지모듈 층들(100)과 각각의 전지모듈 층의 모든 단위셀들(101)에 유입되는 구조로 이루어져 있고, 전지모듈 층들(100)을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부(120)가 냉매 유입부(110)의 대향측에 형성되어 있으며, 냉매 배출부(120)에서의 유로 방향(실선 화살표 참조)은 냉매 유입부(110)의 유로 방향(점선 화살표 참조)과 반대인 구조로 형성되어 있다.
도 3에는 본 발명의 또 다른 예시적인 전지팩의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3을 도 2와 함께 참조하면, 전지팩(201)의 냉매 유입부(111)는 냉매 유입 덕트(도시하지 않음)로부터의 거리에 따라 단면 폭이 감소하는 구조를 이루고, 냉매 배출부(121)의 유로 방향(실선 화살표 참조)과 냉매 유입부(111)의 유로 방향(점선 화살표 참조)이 동일한 구조인 점을 제외하고는 도 2의 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4 내지 도 9에는 냉매 유입부 및/또는 냉매 배출부가 전지팩의 종 방향으로 둘 이상의 개수로 분지되어 있는 전지팩의 사시도들이 모식적으로 도시되어 있다.
우선, 도 4를 참조하면, 전지팩(202)의 냉매 유입부는 제 1 분지 유입부(112a)와 제 2 분지 유입부(112b)를 포함하고 있고, 전지모듈 층 A (100A)와 전지모듈 층 B (100B)는 각각 두 개의 전지모듈 층들로 이루어져 있다.
제 1 분지 유입부(112a)는 냉매가 전지모듈 층(100A)의 전체 단위셀들(a: 101a)과 전지모듈 층(100A) 이외의 전지모듈 층(100B)의 일부 단위셀들(101b1)로 동시에 유입되고, 제 2 분지 유입부(112b)는 전지모듈 층(100B)의 나머지 단위셀들(101b2)로 동시에 유입된다.
또한, 냉매 유입부(112)에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부(112a) 및 제 2 분지 유입부(112b)로부터 유입된 냉매가 단위셀들을 통과한 후 모아져 배출되는 하나의 냉매 배출부(122)가 형성된다.
도 5를 도 4와 함께 참조하면, 전지팩(203)의 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부(113a) 및 제 2 분지 유입부(113b)로부터 유입된 냉매가 단위셀(101)들을 통과한 후 모이는 유로 변환부(130)가 위치하고, 제 1 분지 유입부(113a)와 제 2 분지 유입부(113b) 사이에는 냉매 배출부(123)가 위치한다. 따라서, 유로 변환부(130)의 냉매는 전지모듈 층(100A)와 전지모듈 층(100B) 사이의 이격 공간(140)을 경유하여 냉매 배출부(123)를 통해 배출된다.
한편, 도 6을 참조하면, 전지팩(204)의 냉매 유입부는 냉매가 3개의 전지모듈 층(100)의 일부 단위셀들(101a1)로 유입되는 제 1 분지 유입부(114a), 전지모듈 층들(100)의 일부 단위셀들(101a2)로 유입되는 제 2 분지 유입부(114b), 및 제 1 분지 유입부(114a)와 제 2 부지 유입부(114b) 사이에 위치하여 전지모듈 층들(100)의 나머지 단위셀들(101a3)을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부(124)를 포함한다.
또한, 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부(114a) 및 제 2 분지 유입부(114b)로부터 유입되어 단위셀들(101a1, 101a2)을 통과한 냉매가 단위셀(101a3)를 거쳐 냉매 배출부(124)로 이동할 수 있는 냉매 유로를 제공하는 유로 변환부(130)가 위치한다.
유로 변환부(130)에는 제 1 분지 유입부(114a)로부터 유래된 냉매와 제 2 분지 유입부(114b)로부터 유래된 냉매가 혼합되지 않은 상태로 단위셀들(101a3)로 이동할 수 있도록 격벽(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
또한, 도 7을 도 6과 함께 참조하면, 전지팩(205)의 전지모듈 층들(100) 중에서 냉매 유입 덕트(도시하지 않음)에 인접한 전지모듈 층의 분지 유입부(115A)는 나머지 전지모듈 층들의 분지 유입부(115B)보다 냉매 유로의 수직 단면적이 크게 형성되어 있으며, 이와 마찬가지로, 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 냉매 배출부(125A)는 나머지 전지모듈 층들의 냉매 배출부(125B)보다 냉매 유로의 수직 단면적이 크게 형성된 점을 제외하고는 도 6의 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 구조에서, 냉매 유입 덕트는 냉매 유입부에 냉매를 공급하기 위한 덕트를 의미하므로, 도면에서 분지 유입부(115A) 상에 위치하게 된다.
도 8을 참조하면, 전지팩(206)의 냉매 유입부는 냉매가 3개의 전지모듈 층들(100)의 일부 단위셀들(101a1)로 유입되는 분지 유입부(116a)를 포함하고, 분지 유입부(116a)의 양측에는 냉매가 전지모듈 층들(100)의 일부 단위셀들(101a2)를 통과하는 제 1 분지 배출부(126a)와, 전지모듈 층들의 나머지 단위셀들(101a3)를 통과하는 제 2 분지 배출부(126b)가 위치하며, 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 분지 유입부(116a)로부터 유입되어 단위셀들(101a1)을 통과한 냉매가 단위셀들(101a2, 101a3)를 거쳐 제 1 분지 배출부(126a)와 제 2 분지 배출부(126b)로 각각 이동할 수 있는 냉매 유로를 제공하는 유로 변환부(130)가 위치한다.
유로 변환부(130)에는 냉매 유입부(116)로부터 유래된 냉매가 단위셀들(101a2)와 단위셀들(101a3)로 나뉘어 이동할 수 있도록 격벽(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
또한, 도 9를 도 8과 함께 참조하면, 전지모듈 층들(100) 중에서 냉매 유입 덕트(도시하지 않음)에 인접한 전지모듈 층의 분지 유입부(117A)는 나머지 전지모듈 층들(100)의 분지 유입부(117B)보다 냉매 유로의 수직 단면적이 크고, 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈(100) 층의 냉매 배출부(127A)는 나머지 전지모듈 층들의 냉매 배출부(127B)보다 냉매 유로의 수직 단면적이 크게 형성된 점을 제외하고는 도 6의 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 실시예들에서 보는 바와 같이, 전지팩은 냉매가 전지모듈 층들에 동시에 유입되는 냉매 유입부 및 냉매 배출부가 전지팩이 적용되는 디바이스의 구조에 대응한 구조로 형성될 수 있으며, 종 방향으로 적층되어 있는 전지모듈 층들에 포함되어 있는 단위셀들에 대해 냉매가 동시에 유입되는 냉매 유입부 및 단위셀에서 발생할 열을 제거한 후 배출되는 냉매 배출부를 포함함으로써, 단위셀들의 열을 효과적으로 제거하고 온도 편차를 크게 줄일 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 전지모듈 층들에 위치한 단위셀들을 동시에 냉각시킬 수 있는 구조에 의해, 각 단위셀들로 균일하게 냉매를 공급하고 그러한 냉각 과정에서 단위셀 간의 온도차 및 차압을 최소화할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 전지팩은 그것이 적용되는 디바이스의 구조에 따라 냉매 유로의 변경이 용이하므로, 설계의 유연성이 우수하다.

Claims (21)

  1. 전기적으로 연결된 다수의 전지셀 또는 단위모듈('단위셀')들을 포함하는 전지팩으로서,
    단위셀들이 냉매 유로를 형성할 수 있도록 상호 이격된 상태로 전지팩의 폭 방향(횡 방향)으로 직립 배열되어 하나의 전지모듈 층을 이루고 있고, 둘 이상의 전지모듈 층들이 전지팩의 높이 방향(종 방향)으로 배열된 적층 구조로 팩 케이스에 내장되어 있으며,
    둘 이상의 전지모듈 층들에 위치한 일부 또는 전체 단위셀들을 동시에 냉각시킬 수 있도록, 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층들에 동시에 유입되는 냉매 유입부와, 단위셀들을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부의 구조를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈 층들 사이는 층들 간의 냉매 이동을 방지하기 위한 구조로 상호 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉매 유입부는 냉매가 모든 전지모듈 층들과 각각의 전지모듈 층의 모든 단위셀들에 유입되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전지모듈 층들을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부가 냉매 유입부의 대향측에 형성되어 있고, 상기 냉매 배출부에서의 유로 방향은 냉매 유입부의 유로 방향과 반대인 구조인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 냉매 유입부는 냉매 유입 덕트로부터 거리에 따라 단면 폭이 감소하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 냉매 유입부 및/또는 냉매 배출부는 전지팩의 종 방향으로 둘 이상의 개수로 분지되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 냉매 유입부는 냉매가 일부 전지모듈 층(A)의 전체 단위셀들(a)과 상기 전지모듈 층(A) 이외의 전지모듈 층(B)의 일부 단위셀들(b1)로 동시에 유입되는 제 1 분지 유입부와, 상기 전지모듈 층(B)의 나머지 단위셀들(b2)로 동시에 유입되는 제 2 분지 유입부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전지모듈 층(A)과 전지모듈 층(B)는 각각 하나 또는 둘 이상의 전지모듈 층들로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부 및 제 2 분지 유입부로부터 유입된 냉매가 단위셀들을 통과한 후 모아져 배출되는 하나의 냉매 배출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부 및 제 2 분지 유입부로부터 유입된 냉매가 단위셀들을 통과한 후 모이는 유로 변환부가 위치하고, 상기 제 1 분지 유입부와 제 2 분지 유입부 사이에는 냉매 배출부가 위치하며, 상기 유로 변환부의 냉매는 전지모듈 층(A)과 전지모듈 층(B) 사이의 이격 공간을 경유하여 상기 냉매 배출부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉매 유입부는 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층의 일부 단위셀들(a1)로 유입되는 제 1 분지 유입부, 및 상기 전지모듈 층들의 일부 단위셀들(a2)로 유입되는 제 2 분지 유입부를 포함하고 있고,
    상기 제 1 분지 유입부와 제 2 부지 유입부 사이에는 상기 전지모듈 층들의 나머지 단위셀들(a3)을 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부가 위치하며,
    상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 제 1 분지 유입부 및 제 2 분지 유입부로부터 유입되어 단위셀들(a1, a2)을 통과한 냉매가 단위셀(a3)를 거쳐 상기 냉매 배출부로 이동할 수 있는 냉매 유로를 제공하는 유로 변환부가 위치하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 유로 변환부에는 제 1 분지 유입부로부터 유래된 냉매와 제 2 분지 유입부로부터 유래된 냉매가 혼합되지 않은 상태로 단위셀들(a3)으로 이동할 수 있도록 격벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 전지모듈 층들 중에서 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 분지 유입부는 나머지 전지모듈 층들의 분지 유입부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 큰 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 전지모듈 층들 중에서 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 냉매 배출부는 나머지 전지모듈 층들의 냉매 배출부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 큰 것을 특징으로 하는 전지팩.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉매 유입부는 냉매가 둘 이상의 전지모듈 층들의 일부 단위셀들(a1)로 유입되는 분지 유입부를 포함하고 있고,
    상기 분지 유입부의 양측에는 상기 전지모듈 층들의 일부 단위셀들(a2)을 통과하는 제 1 분지 배출부와, 상기 전지모듈 층들의 나머지 단위셀들(a3)을 통과하는 제 2 분지 배출부가 위치하며,
    상기 냉매 유입부에 대향하는 위치에는 분지 유입부로부터 유입되어 단위셀들(a1)을 통과한 냉매가 단위셀들(a2, a3)을 거쳐 제 1 분지 배출부와 제 2 분지 배출부로 각각 이동할 수 있는 냉매 유로를 제공하는 유로 변환부가 위치하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 유로 변환부에는 냉매 유입부로부터 유래된 냉매가 단위셀들(a2)과 단위셀들(a3)로 나뉘어 이동할 수 있도록 격벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 전지모듈 층들 중에서 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 분지 유입부는 나머지 전지모듈 층들의 분지 유입부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 큰 것을 특징으로 하는 전지팩.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 전지모듈 층들 중에서 냉매 유입 덕트에 인접한 전지모듈 층의 냉매 배출부는 나머지 전지모듈 층들의 냉매 배출부보다 냉매 유로의 수직 단면적이 큰 것을 특징으로 하는 전지팩.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 냉매 유입부는 팩 케이스의 전면과 전지모듈 층들의 전면 사이의 공간에 형성되어 있고, 상기 팩 케이스의 전면은 둘 또는 그 이상의 연속적인 경사면을 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  20. 제 1 항에 따른 전지팩을 전원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치.
  21. 제 1 항에 따른 전지팩을 전원으로 사용하고 상기 전지팩이 차량의 트렁크에 장착되는 것을 특징으로 하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차.
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