WO2014069819A1 - 전지셀 어셈블리 및 전지셀 어셈블리용 냉각 핀의 제조방법 - Google Patents

전지셀 어셈블리 및 전지셀 어셈블리용 냉각 핀의 제조방법 Download PDF

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battery cell
tube
sheet
cell assembly
portions
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멀리만로버트
니엘손마이클
이사예브이고르
케트칼사티쉬
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주식회사 엘지화학
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    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the present invention relates to a battery cell assembly and a method for manufacturing a cooling fin for a battery cell assembly.
  • Metal cooling plates were arranged relative to the battery cells to cool them. However, we can have an abrasive residue in which one side of the metal cooling plate is formed on its surface, and the abrasive residue can come into contact with an adjacent battery cell and undesirably rub it. It was recognized.
  • the inventors have recognized the need for an improved battery cell assembly and a method of making a cooling fin of a battery cell assembly that can minimize and / or eliminate the above problems.
  • the present invention is to provide a battery cell assembly and a method for manufacturing a cooling fin for a battery cell assembly that solves the above problems of the prior art.
  • One exemplary embodiment of the present invention provides a battery cell assembly.
  • the battery cell assembly includes a cooling fin comprising a tube and a flexible thermally conductive sheet disposed on the tube.
  • the tube includes first, second and third tube portions in fluid communication with each other.
  • the first and second pipe portions are substantially parallel to each other.
  • the third pipe portion is substantially perpendicular to the first and second pipe portions and extends between the first pipe portion and the second pipe portion.
  • the flexible thermally conductive sheet includes a first sheet portion connected to at least first and second tube portions and extending between the first and second tube portions.
  • the battery cell assembly further includes a battery cell disposed relative to the first sheet portion of the flexible thermally conductive sheet of the cooling fins.
  • Another exemplary embodiment of the present invention provides a method of manufacturing a cooling fin of a battery cell assembly.
  • the manufacturing method includes providing a tube comprising at least first, second and third tube portions in fluid communication with each other.
  • the first and second pipe portions are substantially parallel to each other.
  • the third pipe portion is substantially perpendicular to the first and second pipe portions and extends between the first and second pipe portions.
  • the manufacturing method includes providing a flexible thermally conductive sheet including first, second and third coupling portions and first, second, third and fourth sheet portions.
  • the manufacturing method includes connecting the first connection part to surround the outer surface of the first pipe part by using an adhesive layer so that the first sheet part can be extended between the first and second pipe parts, and by using the adhesive layer.
  • the method may further include connecting the second connection part to surround the outer surface.
  • the manufacturing method further includes a step of connecting the third connection part to surround the outer surface of the third pipe part by using the adhesive layer.
  • the manufacturing method further includes a step of connecting the second, third and fourth connecting portions to the first sheet portion by using an adhesive layer.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery cell assembly according to one exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 3 is another schematic view of the battery cell assembly of Figure 1;
  • FIG 4 is a schematic diagram of the cooling fins utilized in the battery cell assembly of Figure 1;
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a tube utilized in the cooling fin of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a flexible thermal conductive sheet utilized in the cooling fin of FIG. 4;
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion of the cooling fin of FIG. 4;
  • FIG. 8 is a schematic view of part of the cooling fin of FIG. 4;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a portion of the cooling fin of FIG. 4;
  • FIG. 10 is a flow chart of a method of manufacturing the cooling fin of FIG. 4 in accordance with another exemplary embodiment of the present invention.
  • a battery cell assembly 10 is provided in accordance with one exemplary embodiment of the present invention.
  • the battery cell assembly 10 includes rectangular ring-shaped frame members 20 and 22, battery cells 30 and 32 and cooling fins 40 and 42.
  • the beneficial effect of the battery cell assembly 10 is that the flexible cell conductive sheet 84 is easily manufactured and has excellent thermal properties to transfer thermal energy from the battery cells to the tubes 82 of the cooling fins 40. It utilizes the cooling fin 40, including.
  • Rectangular ring-shaped frame members 20, 22 are configured to be connected together to secure battery cells 30, 32 and cooling fins 40 therebetween.
  • the rectangular ring-shaped frame members 20, 22 are made of plastic.
  • rectangular ring-shaped frame members 20, 22 may be comprised of other materials known to those of ordinary skill in the art.
  • the battery cells 30 and 32 are each configured to generate an operating voltage.
  • each of the battery cells 30, 32 is a pouch-type lithium-ion battery cell.
  • the battery cells 30 and 32 are electrically connected in series with each other.
  • the battery cell 30 includes a rectangular-shaped pouch 50 and electrodes 52, 54 extending from the pouch 50.
  • the battery cell 30 is disposed between the rectangular ring-shaped frame member 20 and the cooling fins 40.
  • the battery cell 32 has the same structure as the battery cell 30.
  • the battery cell 32 is disposed between the rectangular ring-shaped frame member 22 and the cooling fins 40.
  • the cooling fins 40 are disposed between the battery cells 30 and 32 and flow through the cooling fins 40 to cool the battery cells 30 and 32. Or it is configured to transfer the heat energy generated from the battery cells (30, 32) to the refrigerant.
  • the cooling fins 40 include a tube 82 and a flexible thermal conductive sheet 84.
  • the tube 82 is configured to deliver at least some of the thermal energy to the liquid or refrigerant flowing through the tube 82.
  • the tube 82 is the first tube portion 90, the second tube portion 92, the third tube portion 94, the fourth tube portion 96, the fifth tube portion 98, the sixth tube portion in fluid communication with each other ( 100) and the seventh pipe portion 102.
  • the first pipe portion 90 and the second pipe portion 92 are substantially parallel to each other.
  • the third pipe portion 94 is substantially perpendicular to the first pipe portion 90 and the second pipe portion 92 and extends between the first pipe portion 90 and the second pipe portion 92.
  • the fourth pipe part 96 and the fifth pipe part 98 extend from the first pipe part 90 and the second pipe part 92, respectively, and substantially extend to the first pipe part 90 and the second pipe part 92, respectively. Vertical.
  • the sixth pipe portion 100 and the seventh pipe portion 102 extend from the fourth pipe portion 96 and the fifth pipe portion 98, respectively, and substantially extend to the fourth pipe portion 96 and the fifth pipe portion 98, respectively. Vertical.
  • the tube 82 is made of aluminum.
  • the tube 82 may be made of other materials known to those of ordinary skill in the art.
  • the flexible thermal conductive sheet 84 is configured to transfer thermal energy from the battery cells 30 and 32 to the tube 82.
  • the flexible thermally conductive sheet 84 includes a flexible layer 130 and an adhesive layer 132 (shown in FIG. 7) disposed on the flexible layer 130.
  • the flexible layer 130 is configured to utilize graphite having a thickness at least partially in the range of 0.25 to 0.5 mm.
  • the flexible thermally conductive sheet 84 has an in-plane heat conductivity of greater than 200 W / m-K.
  • one surface of the flexible layer 130 in contact with the battery cell 30 has a roughness average (RA) of 0.8 to 4.0 microinches (micro-inch).
  • the flexible layer 130 may have an average roughness lower than 0.8 or greater than 4.0.
  • the flexible layer 130 may have other shapes and sizes known to those of ordinary skill in the art.
  • the flexible layer 130 is configured to transfer thermal energy from the battery cell 30 to the tube 82.
  • the flexible layer 130 may include "Spreadershield SS-400" manufactured by GrafTech International Holding Inc.
  • the flexible layer 130 may include the first sheet portion 150, the second sheet portion 152, the third sheet portion 154, and the fourth sheet portion 156. ), A first connector 160, a second connector 162, and a third connector 164.
  • the first connecting portion 160 is disposed between the first sheet portion 150 and the second sheet portion 152.
  • the second connecting portion 162 is disposed between the first sheet portion 150 and the third sheet portion 154.
  • the third connecting portion 164 is disposed between the first sheet portion 150 and the fourth sheet portion 156.
  • the first connectors 160 and the second connectors 162 may be formed using the adhesive layer 132, respectively. Substantially disposed and encases all of the first and second outer surfaces of each of the first and second pipe sections 90 and 92.
  • the first seat part 150 is connected to the first connecting parts 160 and the second connecting parts 162 and extends between the first pipe parts 90 and the second pipe parts 92.
  • the first sheet portion 150 is disposed with respect to the general rectangular-shaped side surface of the battery cell 30 so as to substantially cover all of the general rectangular-shaped side surfaces of the battery cell 30.
  • the second sheet portion 152 extends from the first connecting portion 160 and the first pipe portion 90 and is connected to the first sheet portion 150 using the adhesive layer 132.
  • the third sheet portion 154 extends from the second connecting portion 162 and the second tube portion 92 and is connected to the first sheet portion 150 using the adhesive layer 132.
  • the third connecting portion 164 utilizes the adhesive layer 132 to be disposed on substantially all of the outer surface of the third pipe portion 94 and surrounds all of the outer surface.
  • the fourth sheet portion 156 is connected to the third connecting portion 164, extends from the third pipe portion 94, and is connected to the first sheet portion 150 using the adhesive layer 132.
  • the adhesive layer 132 is a press sensitive adhesive disposed on one surface of the flexible layer 130.
  • the cooling fin 42 has the same structure as that of the cooling fin 40.
  • the cooling fins 42 are disposed on the rectangular ring-shaped frame member 22 and are arranged with respect to the battery cells 32, and flow through the cooling fins 42 to cool the battery cells 32. Heat energy is extracted from the battery cell 32 as a refrigerant or a liquid.
  • the refrigerant or liquid is introduced into the sixth pipe part 100 from the source device and the fourth pipe part 96, the first pipe part 90, and the third It flows through the pipe part 94, the second pipe part 92, the fifth pipe part 98, and the seventh pipe part 102, and exits the seventh pipe part 102 by a receiving device.
  • Thermal energy generated in the battery cell 30 is conducted to the tube 82 through the flexible thermal conductive sheet 84.
  • the thermal energy generated in the battery cell 32 is conducted to the tube 82 through the flexible thermal conductive sheet 84.
  • the thermal energy in the tube 82 is delivered to the refrigerant or liquid flowing through the tube 82.
  • the refrigerant or liquid flowing through the tube 82 absorbs heat energy from the battery cells 30 and 32 to lower the temperature of the battery cells 30 and 32.
  • the user provides a tube 82 that includes at least first tubes 90, second tubes 92, and third tubes 94 in fluid communication with each other.
  • the first pipe parts 90 and the second pipe parts 92 are substantially parallel to each other.
  • the third pipe portion 94 is substantially perpendicular to the first pipe portions 90 and the second pipe portions 92 and extends between the first pipe portions 90 and the second pipe portions 92.
  • step 180 the manufacturing method according to the present invention proceeds to step 182.
  • the user may connect the first connecting portions 160, the second connecting portions 162, and the third connecting portions 164, the first sheet portions 150, the second sheet portions 152, and the third portion.
  • a flexible thermal conductive sheet including sheet portions 154 and fourth sheet portions 156.
  • the first connecting portion 160 is disposed between the first sheet portion 150 and the second sheet portion 152.
  • the second connecting portion 162 is disposed between the first sheet portion 150 and the third sheet portion 154, and the third connecting portion 164 is the first sheet portion 150 and the fourth sheet portion 156. ) Is placed between.
  • process 182 the manufacturing method according to the present invention proceeds to process 184.
  • the user may use the adhesive layer 132 to extend the first connector 160 to allow the first sheet portion 150 to extend between the first tube portions 90 and the second tube portions 92. It is connected around the outer surface of the first tube portion 90, and the second connecting portion 162 is connected around the outer surface of the second tube portion 92 using the adhesive layer 132.
  • process 184 the manufacturing method according to the invention proceeds to process 186.
  • the user connects the third connection portion 164 around the outer surface of the third tube portion 94 using the adhesive layer 132.
  • process 186 the manufacturing method according to the invention proceeds to process 188.
  • the user connects the second connectors 152, the third connectors 154 and the fourth connectors 156 to the first sheet portion 150 using the adhesive layer 132.
  • the manufacturing method of the battery cell assembly 10 and the cooling fins 40 provides a significant advantage over other battery cell and cooling fin manufacturing methods.
  • the battery cell assembly 10 and the cooling fin manufacturing method provide a technical effect of using the cooling fin 40 including the flexible thermal conductive sheet 84 to extract heat from the battery cells.
  • the battery cell assembly and method of manufacturing the cooling fins according to the present invention employs cooling fins comprising a flexible thermally conductive sheet to extract heat from the battery cells, thereby providing significant advantages over other battery cell and cooling fin manufacturing methods. ).

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Abstract

본 발명은 전지셀 어셈블리를 제공한다. 상기 전지셀 어셈블리는 튜브(tube)와 상기 튜브 상에 배치된 플렉서블(flexible) 열전도 시트(thermally conductive sheet)를 포함하는 냉각 핀(cooling fin)을 포함한다. 상기 튜브는 서로 유동적으로(fluidly) 연통되어 있는 제 1, 제 2 및 제 3 관부들(tube portions)을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 관부들은 서로 실질적으로 평행하다. 상기 제 3 관부는 제 1 및 제 2 관부들에 실질적으로 수직이고 제 1 관부와 제 2 관부 사이로 연장되어 있다. 상기 플렉서블 열전도 시트는 적어도 제 1 및 제 2 관부들에 연결되어 있고 제 1 및 제 2 관부들 사이로 연장되어 있는 제 1 시트부(sheet portion)를 포함하고 있다. 상기 전지셀 어셈블리 냉각 핀의 플렉서블 열전도 시트의 제 1 시트부에 대해 배치되어 있는 전지셀을 더 포함한다.

Description

전지셀 어셈블리 및 전지셀 어셈블리용 냉각 핀의 제조방법
본 발명은 전지셀 어셈블리 및 전지셀 어셈블리용 냉각 핀의 제조방법에 관한 것이다.
금속 냉각 플레이트(cooling plate)는 전지셀을 냉각시키기 위해서 전지셀에 대해 배치되어 있었다. 그러나, 본 발명자들은 금속 냉각 플레이트의 일면이 그것의 표면 상에 형성되는 연마 잔여물(abrasive residue)을 가질 수 있고, 상기 연마 잔여물은 인접한 전지셀과 닿아서 바람직하게 않게 마찰(rub)할 수 있음을 인식하였다.
따라서, 본 발명자들은 개선된(improved) 전지셀 어셈블리 및 상기한 문제점을 최소화 및/또는 제거할 수 있는 전지셀 어셈블리의 냉각 핀의 제조방법의 필요성을 인식하였다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결한 전지셀 어셈블리 및 전지셀 어셈블리를 위한 냉각 핀의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예는 전지셀 어셈블리를 제공한다.
상기 전지셀 어셈블리는, 튜브(tube)와 상기 튜브 상에 배치된 플렉서블(flexible) 열전도 시트(thermally conductive sheet)를 포함하는 냉각 핀(cooling fin)을 포함한다.
상기 튜브는 서로 유동적으로(fluidly) 연통되어 있는 제 1, 제 2 및 제 3 관부들(tube portions)을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 관부들은 서로 실질적으로 평행하다. 상기 제 3 관부는 제 1 및 제 2 관부들에 실질적으로 수직이고 제 1 관부와 제 2 관부 사이로 연장되어 있다.
상기 플렉서블 열전도 시트는 적어도 제 1 및 제 2 관부들에 연결되어 있고 제 1 및 제 2 관부들 사이로 연장되어 있는 제 1 시트부(sheet portion)를 포함한다.
상기 전지셀 어셈블리는 냉각 핀의 플렉서블 열전도 시트의 제 1 시트부에 대해 배치되어 있는 전지셀을 더 포함한다.
본 발명의 또 하나의 예시적인 실시예는, 전지셀 어셈블리의 냉각 핀의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법은, 서로 유동적으로 연통되어 있는 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 관부들을 포함하는 튜브를 제공하는 과정을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 관부들은 서로 실질적으로 평행하다. 상기 제 3 관부는 제 1 및 제 2 관부들에 실질적으로 수직이고, 상기 제 1 및 제 2 관부들 사이로 연장되어 있다.
상기 제조방법은, 제 1, 제 2 및 제 3 연결부들(coupling portions)과 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 시트부들을 포함하고 있는 플렉서블 열전도 시트를 제공하는 과정을 포함한다.
상기 제조방법은, 상기 제 1 및 제 2 관부들 사이로 제 1 시트부가 연장될 수 있게, 접착층을 사용하여 제 1 관부의 외면을 감싸도록 제 1 연결부를 연결하고, 접착층을 사용하여 제 2 관부의 외면을 감싸도록 제 2 연결부를 연결하는 과정을 더 포함한다.
상기 제조방법은, 접착층을 사용하여 제 3 관부의 외면을 감싸도록 제 3 연결부를 연결하는 과정을 더 포함한다. 상기 제조방법은, 접착층을 사용하여 제 2, 제 3 및 제 4 연결부들을 제 1 시트부에 연결하는 과정을 더 포함한다.
도 1은 본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지셀 어셈블리의 분해 조립도(exploded view)이다;
도 3은 도 1의 전지셀 어셈블리의 또 다른 모식도이다;
도 4는 도 1의 전지셀 어셈블리에서 활용되는 냉각 핀의 모식도이다;
도 5는 도 4의 냉각 핀에서 활용되는 튜브의 모식도이다;
도 6은 도 4의 냉각 핀에서 활용되는 플렉서블 열전도 시트의 모식도이다;
도 7은 도 4의 냉각 핀의 일부의 횡단면도(cross-sectional view)이다;
도 8은 도 4의 냉각 핀의 일부의 모식도이다;
도 9는 도 4의 냉각 핀의 일부의 횡단면도(cross-sectional view)이다;
도 10은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 도 4의 냉각 핀의 제조방법의 흐름도(flow chart)이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 하나의 예시적인 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(10)가 제공되어 있다.
전지셀 어셈블리(10)은 직사각형 링-형상의 프레임 부재들(20, 22), 전지셀들(30, 32) 및 냉각핀들(40, 42)를 포함한다.
전지셀 어셈블리(10)의 유리한 효과는 전지셀 어셈블리(10)은 쉽게 제조되고 전지셀들로부터 냉각 핀(40)의 튜브(82)로 열 에너지를 전달하는 뛰어난 열적 특성을 가지는 플렉서블 열전도 시트(84)를 포함하는 냉각 핀(40)을 활용한다는 것이다.
직사각형 링-형상의 프레임 부재들(20, 22)는 그것들 사이에서 전지셀들(30, 32)과 냉각 핀(40)을 고정하기 위해서 함께 연결되도록 구성되어 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 직사각형 링-형상 프레임 부재들(20, 22)는 플라스틱으로 구성되어 있다.
그러나, 다른 실시예들에서, 직사각형 링-형상의 프레임 부재들(20, 22)는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다른 물질들로 구성되어 있을 수 있다.
전지셀들(30, 32)은 각각 작동 전압을 발생시키도록 구성되어 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 각각의 전지셀들(30, 32)은 파우치-타입(type)의 리튬-이온 전지셀들이다.
물론, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다른 타입들의 전지셀들이 활용될 수 있다. 또한, 하나의 예시적인 실시예에서, 전지셀들(30, 32)는 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있다.
전지셀(30)은 직사각형-형상의 파우치(50)과 파우치(50)으로부터 연장되어 있는 전극들(52, 54)을 포함한다. 전지셀(30)은 직사각형 링-형상의 프레임 부재(20)과 냉각 핀(40)의 사이에 배치되어 있다.
전지셀(32)는 전지셀(30)과 동일한 구조를 가진다.
전지셀(32)는 직사각형 링-형상의 프레임 부재(22)와 냉각 핀(40)의 사이에 배치되어 있다.
도 2 내지 8을 참조하면, 냉각 핀(40)은 전지셀들(30, 32)의 사이에 배치되어 있고 전지셀들(30, 32)을 냉각시키기 위해서 냉각 핀(40)을 관통하여 흐르는 액체 또는 냉매로 전지셀들(30, 32)로부터 발생한 열 에너지를 전달하도록 구성되어 있다.
냉각 핀(40)은 튜브(82)와 플렉서블 열전도 시트(84)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 튜브(82)는 튜브(82)를 관통하여 흐르는 액체 또는 냉매로 열 에너지의 적어도 일부를 전달하도록 구성되어 있다.
튜브(82)는 서로 유동적으로 연통되어 있는 제 1 관부(90), 제 2 관부(92), 제 3 관부(94), 제 4 관부(96), 제 5 관부(98), 제 6 관부(100) 및 제 7 관부(102)를 포함한다.
제 1 관부(90) 및 제 2 관부(92)는 서로 실질적으로 평행하다.
제 3 관부(94)는 제 1 관부(90) 및 제 2 관부(92)에 실질적으로 수직이고, 제 1 관부(90) 및 제 2 관부(92)의 사이로 연장되어 있다.
제 4 관부(96) 및 제 5 관부(98)은 제 1 관부(90) 및 제 2 관부(92)로부터 각각 연장되어 있고, 제 1 관부(90) 및 제 2 관부(92)에 각각 실질적으로 수직이다.
제 6 관부(100) 및 제 7 관부(102)는 제 4 관부(96) 및 제 5 관부(98)로부터 각각 연장되어 있고, 제 4 관부(96) 및 제 5 관부(98)에 각각 실질적으로 수직이다.
하나의 예시적인 실시예에서, 튜브(82)는 알루미늄으로 이루어져 있다.
그러나, 튜브(82)는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다른 물질들로 이루어질 수 있다.
도 2 및 6 내지 9를 참조하면, 플렉서블 열전도 시트(84)는 전지셀들(30, 32)로부터 튜브(82)로 열 에너지를 전달하도록 구성되어 있다.
플렉서블 열전도 시트(84)는 플렉서블 층(130)과 플렉서블 층(130) 상에 배치되어 있는 접착층(132)(도 7에 도시되어 있음)을 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에서, 플렉서블 층(130)은 적어도 부분적으로 0.25 내지 0.5 mm의 범위의 두께를 가지는 흑연을 활용하도록 구성되어 있다.
또한, 플렉서블 열전도 시트(84)는 200 W/m-K 보다 큰 수평 열전도도(in-plane heat conductivity)를 가진다.
또한, 하나의 예시적인 실시예에서, 전지셀(30)과 접촉하고 있는 플렉서블 층(130)의 일면은 0.8 내지 4.0 μin(micro-inch)의 평균 거칠기(roughness average; RA)를 가진다.
물론, 다른 하나의 실시예에서, 플렉서블 층(130)은 0.8 보다 낮거나 4.0 보다 큰 평균 거칠기를 가질 수 있다.
물론, 다른 실시예들에서, 플렉서블 층(130)은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다른 형상들과 크기들을 가질 수 있다.
플렉서블 층(130)은 전지셀(30)으로부터 튜브(82)로 열 에너지를 전달하도록 구성되어 있다.
특히, 예를 들어, 플렉서블 층(130)은 그라프텍 인터내셔널 홀딩 주식회사(GrafTech International Holding Inc.)에서 제조되는 “스프레더쉴드 SS-400 (Spreadershield SS-400)”을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 하나의 예시적인 실시예에서, 플렉서블 층(130)은 제 1 시트부(150), 제 2 시트부(152), 제 3 시트부(154), 제 4 시트부(156), 제 1 연결부(160), 제 2 연결부(162) 및 제 3 연결부(164)를 포함한다.
제 1 연결부(160)은 제 1 시트부(150)과 제 2 시트부(152)의 사이에 배치되어 있다.
제 2 연결부(162)는 제 1 시트부(150)과 제 3 시트부(154)의 사이에 배치되어 있다.
제 3 연결부(164)는 제 1 시트부(150)과 제 4 시트부(156)의 사이에 배치되어 있다.
도 4 내지 9를 참조하면, 플렉서블 열전도 시트(82)가 튜브(84) 상에 설치되는 동안, 제 1 연결부들(160) 및 제 2 연결부들(162)는 각각 접착층(132)를 활용하여 제 1 관부들(90) 및 제 2 관부들(92)의 각각의 제 1 및 제 2 외부 표면들의 전부에 실질적으로 배치되고 감싼다.
제 1 시트부(150)은 제 1 연결부들(160) 및 제 2 연결부들(162)에 연결되고, 제 1 관부들(90) 및 제 2 관부들(92)의 사이로 연장된다.
제 1 시트부(150)은 전지셀(30)의 일반적인 직사각형-형상의 측면에 대해 배치되어 전지셀(30)의 일반적인 직사각형-형상의 측면 전부를 실질적으로 덮는 크기로 된다.
제 2 시트부(152)는 제 1 연결부(160)와 제 1 관부(90)로부터 연장되고 접착층(132)를 활용하여 제 1 시트부(150)에 연결된다.
제 3 시트부(154)는 제 2 연결부(162)와 제 2 관부(92)로부터 연장되고 접착층(132)를 활용하여 제 1 시트부(150)에 연결된다.
제 3 연결부(164)는 접착층(132)를 활용하여 제 3 관부(94)의 실질적으로 외부 표면 전부에 배치되고 외부 표면 전부를 감싼다.
제 4 시트부(156)은 제 3 연결부(164)에 연결되고 제 3 관부(94)로부터 연장되며 접착층(132)를 활용하여 제 1 시트부(150)에 연결된다.
도 7을 참조하면, 하나의 예시적인 실시예에서, 접착층(132)는 플렉서블 층(130)의 일면에 배치되는 점착제(press sensitive adhesive)이다.
도 2를 참조하면, 냉각 핀(42)는 냉각 핀(40)의 구조와 동일한 구조를 가진다.
냉각 핀(42)는 직사각형 링-형상의 프레임 부재(22)상에 배치되어 있고 전지셀(32)에 대해 배치되어 있으며, 전지셀(32)를 냉각시키기 위해서 냉각 핀(42)를 관통하여 흐르는 전지셀(32)로부터 열 에너지를 냉매 또는 액체로 추출한다.
도 2, 4 및 5를 참조하면, 작동 과정에서, 냉매 또는 액체는 공급 장치(source device)로부터 제 6 관부(100)로 유입되고 제 4 관부(96), 제 1 관부(90), 제 3 관부(94), 제 2 관부(92), 제 5 관부(98) 및 제 7 관부(102)를 관통하여 흐르며, 수용 장치(receiving device)로 제 7 관부(102)를 빠져나간다.
전지셀(30)에서 발생한 열 에너지는 플렉서블 열전도 시트(84)를 통해서 튜브(82)로 전달(conduct)된다.
또한, 전지셀(32)에서 발생한 열 에너지는 플렉서블 열전도 시트(84)를 통해서 튜브(82)로 전달(conduct)된다.
또한, 튜브(82)내의 열 에너지는 튜브(82)를 관통하여 흐르는 냉매 또는 액체로 전달된다.
따라서, 튜브(82)를 관통하여 흐르는 냉매 또는 액체는 열 에너지를 전지셀들(30, 32)로부터 흡수하여 전지셀들(30, 32)의 온도를 낮춘다.
도 4 내지 10을 참조하여, 다른 예시적인 실시예에 따른 냉각 핀(40)을 제조하는 방법의 흐름도가 이제부터 설명될 것이다.
과정(180)에서, 사용자는 서로 유동적으로 연통되어 있는 적어도 제 1 관부들(90), 제 2 관부들(92) 및 제 3 관부들(94)를 포함하는 튜브(82)를 제공한다.
제 1 관부들(90) 및 제 2 관부들(92)는 서로 실질적으로 평행하다.
제 3 관부(94)는 제 1 관부들(90) 및 제 2 관부들(92)에 실질적으로 수직이고, 제 1 관부들(90) 및 제 2 관부들(92) 사이로 연장되어 있다.
과정(180)이후에, 본 발명에 따른 제조방법은, 과정(182)로 진행된다.
과정(182)에서, 사용자는 제 1 연결부들(160), 제 2 연결부들(162) 및 제 3 연결부들(164)와 제 1 시트부들(150), 제 2 시트부들(152), 제 3 시트부들(154) 및 제 4 시트부들(156)을 포함하는 플렉서블 열전도 시트를 제공한다.
제 1 연결부(160)은 제 1 시트부(150)과 제 2 시트부(152)의 사이에 배치되어 있다.
제 2 연결부(162)는 제 1 시트부(150)과 제 3 시트부(154)의 사이에 배치되어 있고, 제 3 연결부(164)는 제 1 시트부(150)과 제 4 시트부(156)의 사이에 배치되어 있다.
과정(182) 이후에, 본 발명에 따른 제조방법은 과정(184)로 진행된다.
과정(184)에서, 사용자는 제 1 관부들(90) 및 제 2 관부들(92) 사이로 제 1 시트부(150)이 연장될 수 있게 접착층(132)를 사용하여 제 1 연결부(160)을 제 1 관부(90)의 외부 표면의 주위에 연결하고, 접착층(132)를 사용하여 제 2 연결부(162)를 제 2 관부(92)의 외부 표면의 주위에 연결한다.
과정(184) 이후에, 본 발명에 따른 제조방법은 과정(186)으로 진행된다.
과정(186)에서, 사용자는 접착층(132)를 사용하여 제 3 관부(94)의 외면의 주위에 제 3 연결부(164)를 연결한다.
과정(186) 이후에, 본 발명에 따른 제조방법은 과정(188)로 진행된다.
과정(188)에서, 사용자는 접착층(132)를 사용하여 제 2 연결부들(152), 제 3 연결부들(154) 및 제 4 연결부들(156)을 제 1 시트부(150)에 연결한다.
전지셀 어셈블리(10)과 냉각 핀(40)의 제조방법은 다른 전지셀 및 냉각 핀 제조방법들을 뛰어넘는 상당한 이점(advantage)를 제공한다. 특히, 전지셀 어셈블리(10)과 냉각 핀 제조방법은 전지셀들로부터 열을 추출하기 위해서 플렉서블 열전도 시트(84)를 포함하는 냉각 핀(40)을 사용하는 것의 기술적 효과를 제공한다.
본 발명이 제한된 수의 실시예들과 관련하여 상세하게 설명되어 있지만, 본 발명은 그러한 실시예들에 한정되는 것은 아님은 쉽게 이해되어야 한다.
본 발명은 본 명세서에서 설명되지 않았으나, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내의 수많은 변형예들, 대체(alternation)예들, 치환(substitution)예들, 또는 균등예들을 합체하여 수정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 설명되어진 실시예들은 본 발명의 측면들의 단지 일부임을 이해해야 한다.
따라서, 본 발명은 상기한 설명에 의해 제한되는 것처럼 보여지지 않는다.
본 발명에 따른 전지셀 어셈블리와 냉각 핀의 제조방법은 전지셀들로부터 열을 추출하기 위해서 플렉서블 열전도 시트를 포함하는 냉각 핀을 사용함으로써, 다른 전지셀 및 냉각 핀 제조방법들을 뛰어넘는 상당한 이점(advantage)를 제공한다.

Claims (19)

  1. 튜브(tube)와 상기 튜브 상에 배치된 플렉서블(flexible) 열전도 시트(thermally conductive sheet)를 포함하는 냉각 핀(cooling fin); 및 냉각 핀의 플렉서블 열전도 시트의 제 1 시트부에 대해 배치되어 있는 전지셀;을 포함하고,
    상기 튜브는 서로 유동적으로(fluidly) 연통되어 있는 제 1, 제 2 및 제 3 관부들(tube portions)을 포함하고, 제 1 및 제 2 관부들은 서로 실질적으로 평행하며, 제 3 관부는 제 1 및 제 2 관부들에 실질적으로 수직이고 제 1 관부와 제 2 관부 사이로 연장되어 있으며,
    상기 플렉서블 열전도 시트는 적어도 제 1 및 제 2 관부들에 연결되어 있고 제 1 및 제 2 관부들 사이로 연장되어 있는 제 1 시트부(sheet portion)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리(battery assembly).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 전지셀로부터 튜브로 열 에너지를 전달하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 튜브는 그것을 통해 흐르는 액체 또는 냉매(refrigerant)로 열 에너지의 적어도 일부를 전달하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 제 3 관부에도 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 접착층(adhesive layer)를 포함하고, 상기 접착층은 플렉서블 열전도 시트 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 제 1 관부의 외면을 감싸고, 접착층을 사용하여 제 1 관부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 제 2 관부의 외면을 더 감싸고, 접착층을 사용하여 제 2 관부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 제 2 및 제 3 시트부들을 더 포함하고, 상기 제 2 및 제 3 시트부들은 제 1 및 제 2 관부들로부터 각각 연장되어 있으며, 제 1 관부 및 제 2 관부는 접착층을 사용하여 제 1 시트부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 제 3 관부의 외면을 더 감싸고, 접착층을 사용하여 제 3 관부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 제 4 시트부를 더 포함하고, 상기 제 4 시트부는 제 3 시트부로부터 연장되어 있고, 접착층을 사용하여 제 1 시트부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 실질적으로 제 1 관부의 외면 전체를 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브는 알루미늄 튜브인 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 시트부는 실질적으로 전지셀의 전반적인 직사각형 형상의 측면(side surface) 전체를 덮는 크기로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 열전도 시트는 0.8 내지 4.0 마이크로 인치(micro-inch)의 범위에서 평균 거칠기(Roughness Average)를 가지는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  15. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 직사각형 형상의 프레임 부재들, 상기 제 1 및 제 2 직사각형 형상의 프레임 부재들 사이에 배치되어 있는 냉각 핀과 전지셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 관부들로부터 각각 연장되어 있는 제 4 및 제 5 관부들을 더 포함하고, 상기 제 4 및 제 5 관부들은 실질적으로 제 1 및 제 2 관부들에 각각 수직인 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 4 및 제 5 관부들로부터 각각 연장되어 있는 제 6 및 제 7 관부들을 더 포함하고, 상기 제 6 및 제 7 관부들은 실질적으로 제 4 및 제 5 관부들에 각각 수직인 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  18. 서로 유동적으로 연통되어 있는 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 관부들을 포함하고, 제 1 및 제 2 관부들이 서로 실질적으로 평행하며, 제 3 관부가 제 1 및 제 2 관부들에 실질적으로 수직으로 제 1 및 제 2 관부들 사이로 연장되어 있는 튜브를 제공하는 과정;
    제 1, 제 2 및 제 3 연결부들(coupling portions)과 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 시트부들을 포함하고 있는 플렉서블 열전도 시트를 제공하는 과정;
    상기 제 1 및 제 2 관부들 사이로 제 1 시트부가 연장될 수 있게, 접착층을 사용하여 제 1 관부의 외면을 감싸도록 제 1 연결부를 연결하고, 접착층을 사용하여 제 2 관부의 외면을 감싸도록 제 2 연결부를 연결하는 과정;
    접착층을 사용하여 제 3 관부의 외면을 감싸도록 제 3 연결부를 연결하는 과정; 및
    접착층을 사용하여 제 2, 제 3 및 제 4 연결부들을 제 1 시트부에 연결하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리의 냉각 핀 제조방법
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 연결부는 제 1 및 제 2 시트부들 사이에 배치되어 있고, 상기 제 2 연결부는 제 1 시트부와 제 3 시트부 사이에 배치되어 있으며, 상기 제 3 연결부는 제 1 시트부와 제 4 시트부의 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리의 냉각 핀 제조방법.
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