WO2016190533A1 - 전지셀 어셈블리 - Google Patents

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WO2016190533A1
WO2016190533A1 PCT/KR2016/003105 KR2016003105W WO2016190533A1 WO 2016190533 A1 WO2016190533 A1 WO 2016190533A1 KR 2016003105 W KR2016003105 W KR 2016003105W WO 2016190533 A1 WO2016190533 A1 WO 2016190533A1
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tube
outer lip
battery cell
cell assembly
lip
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두드리스콧
멀리만로버트
리차드 브라운토드
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery cell assembly, and more particularly, located in a part of an outer housing of a pouch-type battery cell to cool the pouch-type battery cell by transferring heat energy from the pouch-type battery cell with fluid flowing through each. It relates to a battery cell assembly comprising a tube.
  • the conventional battery cell assembly has a problem in that many members are used to cool the heat generated in the pouch-type battery cell.
  • an improved battery cell assembly comprising a pouch-type battery cell and a tube receiving fluid for cooling the pouch-type battery cell and surrounded by a portion of the housing of the pouch-type battery cell. Recognized.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art and the technical problems that have been requested from the past.
  • the inventors of the present application after continuing in-depth research and various experiments, transfer the thermal energy generated from the pouch-type battery cell to the fluid flowing through the tube enclosed by a part of the housing of the pouch-type battery cell to provide the pouch-type battery cell. After confirming that it can cool, it came to complete this invention.
  • the battery cell assembly includes a pouch-type battery cell comprising a battery member, an external housing, and first and second electrical terminals. have.
  • the outer housing includes a central housing portion and a peripheral lip member extending along the outer circumference of the central housing portion.
  • the central housing part has a battery member built therein.
  • the first and second electrical terminals are electrically connected to the battery member and extend outwardly from the outer lip member.
  • the battery cell assembly further includes a first tube positioned to face the outer lip member of the outer housing. The outer lip member extends along the first tube such that the first tube is at least partially located in a first interior region set by the outer lip member.
  • FIG. 1 is a schematic view of a battery pack according to one embodiment
  • FIG. 2 is a schematic view of a part of the battery pack of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view of a cooling plate assembly used in the battery pack of Figure 1;
  • FIG. 4 is an exploded schematic view of the cooling plate assembly of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a battery cell assembly connected to a fluid supply system of FIG. 3 according to one embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery cell assembly based on line 2-2 in FIG. 1;
  • FIG. 3 is another schematic view of the battery cell assembly of Figure 1;
  • FIG. 4 is an enlarged schematic view of a part of the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 5 is another enlarged schematic view of a portion of the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 6 is a schematic view of a first end of the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the battery cell assembly based on lines 7-7 of FIG. 1;
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of another part of the battery cell assembly based on lines 8-8 in FIG. 1;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the battery cell assembly based on line 9-9 of FIG. 1;
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a tube used in the battery cell assembly of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a battery cell assembly according to another embodiment connected to a fluid supply system
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the battery cell assembly based on lines 12-12 of FIG. 11;
  • FIG. 13 is another schematic view of the battery cell assembly of FIG. 11; FIG.
  • FIG. 14 is a schematic view of the bottom surface of the battery cell assembly of Figure 11;
  • FIG. 15 is a schematic view of a first side of the battery cell assembly of FIG. 11;
  • FIG. 16 is a schematic view of a first end of the battery cell assembly of FIG. 11;
  • FIG. 17 is an enlarged schematic view of a portion of the battery cell assembly based on lines 17-17 of FIG. 11;
  • FIG. 18 is an enlarged schematic view of still another part of the battery cell assembly based on lines 18-18 of FIG. 11;
  • FIG. 19 is a battery cell assembly of FIG.
  • a battery cell assembly 10 according to one embodiment is provided.
  • the battery cell assembly 10 is fluidly connected to a fluid supply system 12.
  • the battery cell assembly 10 includes a pouch-type battery cell 30 and a tube 32.
  • An advantage of the battery cell assembly 10 is that the tube 32 is located in a portion of the outer housing 252 of the pouch-type battery cell 30, and the pouch-type battery cell 230 is formed with fluid flowing through the tube 32. Cooling the pouch-type battery cell 30 by transferring the heat energy from).
  • the pouch-type battery cell 30 includes a battery member 50, an outer housing 52, and first and second electrical terminals 54 and 56.
  • the battery member 50 is substantially rectangular-shaped.
  • the battery member 50 is a lithium ion battery member.
  • the battery member 50 may be cylindrically shaped.
  • the outer housing 52 includes a central housing portion 66 and an outer circumferential lip member 68 extending along the outer circumference of the central housing portion 66.
  • the central housing portion 66 incorporates a battery member 50 therein.
  • the outer housing 52 consists of a sheet, for example the sheet is formed by laminating a polymer film on a metal sheet made of aluminum.
  • the outer lip member 68 includes outer lip portions 80, 82, 84, 86.
  • the outer lip portions 80, 82 extend substantially parallel to each other.
  • the outer lip portions 84, 86 extend substantially parallel to each other while being substantially perpendicular to the outer lip portions 80, 82.
  • the outer lip 80 includes an extension portion 100, an arcuate-shaped portion 102, and an end portion 104.
  • the arcuate portion 102 is located in connection between the extension 100 and the end portion 104.
  • the extension part 100 extends outward from the central housing part 66 in the first direction.
  • the arcuate portion 102 is enclosed and positioned oppositely along a portion of the outer circumference of the first tube portion 160 of the tube 32.
  • the end portion 104 is connected to the extension 100 so that the circumferential lip 80 establishes an interior space 106, and the first tube portion 160 of the tube 32 is defined as an interior region ( Located in 106).
  • the end portion 104 is welded to the extension 100 so that the outer lip 80 sets the interior space 106.
  • the end portion 104 is attached to the extension 100 via an adhesive such that the outer lip 80 sets the interior space 106.
  • the outer lip 82 includes an extension 120, an arcuate portion 122, and an end portion 124.
  • the arcuate portion 122 is located in connection between the extension 120 and the end portion 124.
  • the extension part 120 extends outward from the center housing part 66 in a second direction opposite to the first direction.
  • the arcuate portion 122 is enclosed and positioned along a portion of the outer circumference of the second tube portion 162 of the tube 32.
  • the end portion 124 is connected to the extension 120 so that the outer lip 82 establishes the interior space 126, and the second tube portion 162 of the tube 32 is in the interior region 126. Is located.
  • the end portion 124 is welded to the extension 120 so that the outer lip 82 establishes the interior space 126.
  • the end portion 124 is glued to the extension 120 via an adhesive such that the outer lip 82 sets the interior space 126.
  • the outer lip 84 includes an extension 130, an arcuate portion 132, and an end portion 134.
  • the arcuate portion 132 is located in connection between the extension 130 and the end portion 134.
  • the extension part 130 extends outward from the center housing part 66 in a third direction perpendicular to the first direction.
  • the arcuate portion 132 is positioned oppositely and is enclosed along a portion of the outer circumference of the third tube portion 164 (see FIG. 10) of the tube 32.
  • the end portion 134 is connected to the extension 130 so that the outer lip 84 sets the interior space 136, and the third tube portion 164 of the tube 32 is in the interior region 136. Is located.
  • the end portion 134 is welded to the extension 130 so that the outer lip 84 sets the interior space 136.
  • the end portion 104 is glued to the extension 100 via an adhesive such that the outer lip 84 sets the interior space 136.
  • the first and second electrical terminals 54, 56 are electrically connected to the battery member 50 and outward from the outer lip 86 of the outer lip member 68. It is extended.
  • the battery member 50 generates a use voltage between the first and second electrical terminals 54 and 56.
  • the tube 32 is positioned opposite the outer lip member 68 of the outer housing 52.
  • the tube 32 is at least partially located within the first interior region 89 (eg, including interior spaces 106, 126, 136) set by the outer lip member 68.
  • the tube 32 is made of aluminum.
  • the tube 32 may be composed of other thermally conductive materials such as, for example, copper, steel, stainless steel, or plastic. have.
  • the tube 32 is configured to receive the thermal energy from the pouch-type battery cell 30 to cool the pouch-type battery cell 30 by transferring at least a portion of the received thermal energy to the fluid flowing through the tube 32. have.
  • the tube 32 includes first and second and third tube portions 160, 162 and 164.
  • the first and second tube portions 160, 162 extend substantially parallel to each other.
  • the third tube portion 164 extends between the first and second tube portions 160, 162 substantially perpendicular to the first and second tube portions 160, 162.
  • the first tube portion 160 is positioned to face the outer lip portion 80.
  • the outer circumferential lip 80 extends along the first tube portion 160 such that the first tube portion 160 is at least partially located in the interior space 106 set by the outer circumferential lip 80.
  • the first tube portion 160 includes an end portion 170 extending outward from the outer lip member 68 and not wrapped by the outer lip member 68.
  • the second tube portion 162 is positioned to face the outer lip portion 82.
  • the outer lip 82 extends along the second tube 162 so that the second tube 162 is at least partially located in the interior space 126 set by the outer lip 82.
  • the second tube portion 162 includes an end portion 172 that extends outward from the outer lip member 68 and is not wrapped by the outer lip member 68.
  • the third tube portion 164 is located opposite the outer lip portion 84.
  • the outer lip 84 extends along the third tube 164 so that the third tube 164 is at least partially located in the interior space 136 set by the outer lip 84.
  • the fluid supply system 12 pumps fluid from the fluid supply system through an interior portion of the tube 32, and the tube 32 is received from the pouch-shaped battery cell 30. By transferring heat energy to the fluid flowing therethrough, the pouch-type battery cell is cooled. The fluid is then returned from the tube 32 to the fluid supply system 12 for cooling the fluid.
  • the fluid supply system 12 includes a pouch from the tube 32 to transfer thermal energy of the fluid flowing through the tube 32 to the tube 32 and to heat the pouch-shaped battery cell 30. The fluid may be heated to be further delivered to the type battery cell 30.
  • a battery cell assembly 210 according to another embodiment is provided.
  • the battery cell 210 is fluidly connected to the fluid supply system 212.
  • the battery cell assembly 210 includes a pouch-type battery cell 230 and tubes 232 and 234.
  • the advantage of the battery cell assembly 210 is that the tubes 232, 234 are located in a portion of the outer housing 252 of the pouch-shaped battery cell 230, so that the pouches with fluid flowing through each of the tubes 232, 234.
  • the pouch type battery cell 230 is cooled by transferring heat energy from the type battery cell 230.
  • the pouch-type battery cell 230 includes a battery member 250, an outer housing 252, and first and second electrical terminals 254 and 256.
  • the battery member 250 is substantially rectangular.
  • the battery member 250 is a lithium ion battery member.
  • the battery member 250 may be cylindrical.
  • the outer housing 252 includes a central housing portion 266 and an outer lip member 268 extending along the outer circumference of the central housing portion 266.
  • the central housing portion 266 has a battery member 250 built therein.
  • the outer housing 252 is composed of a sheet, for example, the sheet is formed by laminating a polymer film on a metal sheet made of aluminum.
  • the outer lip member 268 includes outer lip portions 280, 282, 284, 286.
  • the outer lip portions 280, 282 extend substantially parallel to each other.
  • the outer lip portions 284, 286 extend substantially parallel to each other while being substantially perpendicular to the outer lip portions 280, 282.
  • the outer lip 280 includes an extension 300, an arcuate portion 302 and an end portion 304.
  • the arcuate portion 302 is located in connection between the extension 300 and the end portion 304.
  • the extension part 300 extends outward from the center housing part 266 in the first direction.
  • the arcuate portion 302 is positioned opposite and wrapped along a portion of the outer periphery of the tube 232.
  • the end portion 304 is connected to the extension 300 and the tube 232 is located within the interior region 306 so that the outer lip 280 sets up the interior space 306.
  • the end portion 304 is welded to the extension 300 so that the outer lip 280 sets the interior space 306.
  • the end portion 304 is glued to the extension 300 via an adhesive such that the outer lip 280 sets the interior space 306.
  • the outer lip 282 includes an extension 320, an arcuate portion 322, and an end portion 324.
  • the arcuate portion 322 is positioned in connection between the extension 320 and the end portion 324.
  • the extension part 320 extends outward from the center housing part 266 in a second direction opposite to the first direction.
  • the arcuate portion 322 is located oppositely and enclosed along a portion of the outer circumference of the tube 232.
  • the end portion 324 is connected to the extension 320 and the tube 232 is located within the interior region 326 so that the outer lip 282 sets up the interior space 326.
  • the end portion 324 is welded to the extension 320 so that the outer lip 282 sets up the interior space 326.
  • the end portion 324 is attached to the extension 300 via an adhesive such that the outer lip 282 sets up the interior space 326.
  • the first and second electrical terminals 254 and 256 are electrically connected to the battery member 250, and the outer lip portions 284 and 286 of the outer lip member 286. Extend outward from each other.
  • the battery member 250 generates a use voltage between the first and second electrical terminals 254 and 256.
  • the tube 232 is positioned opposite the outer lip 280 of the outer lip member 268 of the outer housing 252.
  • the tube 232 is at least partially located within the first inner region 306 set by the outer lip 280 of the outer lip member 268.
  • the tube 232 is made of aluminum.
  • the tube 232 may be composed of other thermally conductive materials such as, for example, copper, steel, styrene-less steel, or plastic.
  • the tube 232 is configured to receive the thermal energy from the pouch-type battery cell 230 to cool the pouch-type battery cell 230 by transferring at least a portion of the received thermal energy to the fluid flowing through the tube 232. have.
  • the tube 232 includes end portions 234 and 236 extending outwardly from the first and second ends of the outer lip member 268, respectively, and not wrapped by the outer lip member 268. Doing.
  • the tube 234 is positioned opposite the outer lip 282 of the outer lip member 282 of the outer housing 252.
  • the tube 234 is located at least partially in the interior space 326 set by the outer lip member 268.
  • the tube 234 is made of aluminum.
  • tube 234 may be composed of other thermally conductive materials such as copper, steel, styrene-less steel, or plastic.
  • the tube 234 is configured to receive the thermal energy from the pouch-type battery cell 230 to cool the pouch-type battery cell 230 by transferring at least a portion of the received thermal energy into the fluid flowing through the tube 234. have.
  • the tube 234 includes end portions 240, 242 extending outwardly from the first and second ends of the outer lip member 268, respectively, and not wrapped by the outer lip member 268. Doing.
  • the fluid supply system 212 pumps fluid from the fluid supply system through the tube 232, and the tube 232 converts thermal energy received from the pouch-type battery cell 230 into a fluid flowing therethrough.
  • the pouch-type battery cell 230 is cooled by transferring.
  • the fluid is then returned from the tube 232 to a fluid supply system 212 for cooling the fluid.
  • the fluid supply system 212 pumps fluid from the fluid supply system 212 through the tube 234, and the tube 234 converts heat energy received from the pouch-type battery cell 230 into the fluid flowing therethrough.
  • the pouch-type battery cell 230 is cooled.
  • the fluid is then returned from the tube 234 to a fluid supply system 212 for cooling the fluid.
  • the fluid supply system 12 includes a pouch from the tubes 232, 234 to transfer heat energy of the fluid to the tubes 232, 234 and heat the pouch-shaped battery cell 230.
  • the fluid may be heated to be further delivered to the type battery cell 230.
  • each of the battery cell assemblies 10, 210 provides significant advantages over other battery cell assemblies.
  • each of the battery cell assemblies 10, 210 uses at least one tube that is at least partially wrapped in a pouch-type battery cell to receive a technical effect of receiving fluid flowing therethrough to cool the pouch-type battery cell. to provide.
  • the battery cell assembly according to the present invention provides a technical advantage of effectively cooling the pouch-type battery cell by transferring heat energy generated from the pouch-type battery cell to a fluid flowing through a tube surrounded by a portion of the housing of the pouch-type battery cell. do.

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Abstract

전지셀 어셈블리는 베터리 부재, 외부 하우징, 및 제 1 및 제 2 전기 단자들을 포함하는 파우치형 전지셀을 포함하고 있다. 상기 외부 하우징은 중앙 하우징부 및 중앙 하우징부의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재를 포함하고 있다. 상기 중앙 하우징부는 내부에 배터리 부재를 내장하고 있다. 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 배터리 부재에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있다. 상기 어셈블리는 외부 하우징의 외주 립 부재에 대향하여 위치하는 제 1 튜브를 더 포함하고 있다. 상기 제 1 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 1 내부영역 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립 부재는 제 1 튜브를 따라 연장되어 있다.

Description

전지셀 어셈블리
본 발명은 전지셀 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 파우치형 전지셀의 외부 하우징의 일부에 위치하여 각각을 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀로부터 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀을 냉각 시키는 튜브를 포함하는 전지셀 어셈블리에 관한 것이다.
본 출원은 2015.05.26 일자 미국 특허 출원 제14/721,102호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 미국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
종래의 전지셀 어셈블리는 파우치형 전지셀에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 많은 부재들을 사용해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 출원의 발명자들은, 파우치형 전지셀과, 상기 파우치형 전지셀을 냉각하기 위한 유체를 수령하며, 파우치형 전지셀의 하우징의 일부에 둘러싸인 튜브를 포함하는 개선된 전지셀 어셈블리의 필요성을 인식하였다.
본 발명은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 출원의 발명자들은 심도있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 파우치형 전지셀의 하우징의 일부에 둘러싸인 튜브를 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀로부터 발생한 열 에너지를 전달 함으로써 파우치형 전지셀을 냉각 시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리가 제공된다. 상기 전지셀 어셈블리는 베터리 부재(battery member), 외부 하우징(external housing), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(electrical terminals)을 포함하고 있는 파우치형 전지셀(pouch-type battery cell)을 포함하고 있다. 상기 외부 하우징은 중앙 하우징부(central housing portion) 및 상기 중앙 하우징부의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(peripheral lip member)를 포함하고 있다. 상기 중앙 하우징부는 내부에 배터리 부재를 내장하고 있다. 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 베터리 부재에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있다. 상기 전지셀 어셈블리는 외부하우징의 외주 립부재에 대향하여 위치하는 제 1 튜브(tube)를 더 포함하고 있다. 상기 제 1 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 1 내부 영역(interior region)내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립 부재가 제 1 튜브를 따라 연장되어 있다.
도 1은 하나의 실시예에 따른 전지팩의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지팩 일부의 모식도이다;
도 3은 도 1의 전지팩에서 사용되는 냉각 플레이트 어셈블리의 모식도이다;
도 4는 도 3의 냉각 플레이트 어셈블리의 분해 모식도이다;
도 5는 도 3의 냉각 플도 1은 하나의 실시예에 따른 유체 공급 시스템에 연결된 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 2는 도 1에서 선 2-2를 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 단면도이다;
도 3은 도 1의 전지셀 어셈블리의 또 다른 모식도이다;
도 4는 도 1의 전지셀 어셈블리의 일부의 확대 모식도이다;
도 5는 도1의 전지셀 어셈블리의 일부의 또 다른 확대 모식도이다;
도 6은 도 1의 전지셀 어셈블리의 제 1 단부의 모식도이다;
도 7은 도 1의 선 7-7을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 일부의 확대 단면도이다;
도 8은 도 1에서 선 8-8을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 다른 일부의 확대 단면도이다;
도 9는 도 1의 선 9-9를 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 단면도이다;
도 10은 도 1의 전지셀 어셈블리에 사용되는 튜브의 모식도이다;
도 11은 유체 공급 시스템에 연결되는 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 12는 도 11의 선 12-12를 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 단면도이다;
도 13은 도 11의 전지셀 어셈블리의 또 다른 모식도이다;
도 14는 도 11의 전지셀 어셈블리의 하단면의 모식도이다;
도 15는 도 11의 전지셀 어셈블리의 제 1 면의 모식도이다;
도 16은 도 11의 전지셀 어셈블리의 제 1 단부의 모식도이다;
도 17은 도 11의 선 17-17을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 일부의 확대 모식도이다;
도 18은 도 11의 선 18-18을 기준으로 한 전지셀 어셈블리의 또 다른 일부의 확대 모식도이다;
도 19는 도 11의 전지셀 어셈블리
도 1 내지 도 10을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(10)가 제공된다. 전지셀 어셈블리(10)는 유체 공급 시스템(fluid supply system; 12)에 유체 적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(10)는 파우치형 전지셀(30) 및 튜브(32)를 포함하고 있다. 전지셀 어셈블리(10)의 이점은, 튜브(32)가 파우치형 전지셀(30)의 외부 하우징(252)의 일 부분에 위치하여, 튜브(32)를 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀(230)로부터의 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀(30)을 냉각시킨다는 점이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 파우치형 전지셀(30)은 베터리 부재(50), 외부 하우징(52), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(54, 56)을 포함하고 있다. 베터리 부재(50)는 실질적으로 직사각형(rectangular-shaped) 이다. 하나의 실시예에서, 베터리 부재(50)는 리튬 이온 베터리 부재이다. 또한, 또 다른 실시예에서, 베터리 부재(50)는 원통형(cylindrically shaped) 일 수 있다.
외부 하우징(52)은 중앙 하우징부(66) 및 중앙 하우징부(66)의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(68)를 포함하고 있다. 중앙 하우징부(66)는 내부에 배터리 부재(50)를 내장하고 있다. 하나의 실시예에서, 외부 하우징(52)은 시트로 구성되어 있는 바, 예를 들어, 상기 시트는 알루미늄으로 이루어진 금속 시트 상에 고분자 필름을 적층(laminating)함으로써 형성되어 있다.
외주 립 부재(68)는 외주 립부들(80, 82, 84, 86)을 포함하고 있다. 외주 립부들(80, 82)은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있다. 외주 립부들(84, 86)은 외주 립부들(80, 82)에 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있다.
도 7 및 도 10을 참조하면, 외주 립부(80)는 연장부(extension portion; 100), 아치형 형상인 부위(arcuate-shaped portion; 102) 및 단부 부위(end portion; 104)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(102)는 연장부(100)와 단부 부위(104) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(100)는 제 1 방향(direction)으로 중앙 하우징부(66)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(102)는 튜브(32)의 제 1 튜브부(tube portion; 160)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하며 감싸여 있다. 외주 립부(80)가 내부 공간(interior space; 106)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 연장부(100)에 연결되어 있고, 튜브(32)의 제 1 튜브부(160)는 내부영역(106)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(80)가 내부 공간(106)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 연장부(100)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(80)가 내부 공간(106)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 접착제를 통해 연장부(100)에 접착된다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 외주 립부(82)는 연장부(120), 아치형 형상인 부위(122) 및 단부 부위(124)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(122)는 연장부(120)와 단부 부위(124) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(120)는 제 1 방향에 대향하는 제 2 방향으로 중앙 하우징부(66)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(122)는 튜브(32)의 제 2 튜브부(162)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하며 감싸여 있다. 외주 립부(82)가 내부 공간(126)을 설정하도록, 단부 부위(124)는 연장부(120)에 연결되어 있고, 튜브(32)의 제 2 튜브부(162)는 내부영역(126)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(82)가 내부 공간(126)을 설정하도록, 단부 부위(124)는 연장부(120)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(82)가 내부 공간(126)을 설정하도록, 단부 부위(124)는 접착제를 통해 연장부(120)에 접착된다.
도 1, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 외주 립부(84)는 연장부(130), 아치형 형상인 부위(132) 및 단부 부위(134)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(132)는 연장부(130)와 단부 부위(134) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(130)는 제 1 방향의 수직인 제 3 방향으로 중앙 하우징부(66)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(132)는 튜브(32)의 제 3 튜브부(164)(도 10 참고)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하며 감싸여 있다. 외주 립부(84)가 내부 공간(136)을 설정하도록, 단부 부위(134)는 연장부(130)에 연결되어 있고, 튜브(32)의 제 3 튜브부(164)는 내부영역(136)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(84)가 내부 공간(136)을 설정하도록, 단부 부위(134)는 연장부(130)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(84)가 내부 공간(136)을 설정하도록, 단부 부위(104)는 접착제를 통하여 연장부(100)에 접착된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 및 제 2 전기 단자들(54, 56)은 배터리 부재(50)에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재(68)의 외주 립부(86)로부터 외측으로 연장되어 있다. 배터리 부재(50)은 제 1 및 제 2 전기 단자들(54, 56) 사이에 사용 전압을 발생 시킨다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 튜브(32)는 외부 하우징(52)의 외주 립 부재(68)에 대향하여 위치하고 있다. 튜브(32)는 외주 립 부재(68)에 의해 설정된 제 1 내부 영역(89)(예를 들어, 내부 공간들 106, 126, 136을 포함) 내에 적어도 부분적으로 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 튜브(32)는 알루미늄으로 구성되어 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 튜브(32)는 예를 들어, 구리, 스틸(steel), 스티엔리스 스틸(stainless steel), 또는 플라스틱과 같은 다른 열전도 물질들(thermally conductive materials)로 구성될 수 있다. 튜브(32)는 파우치형 전지셀(30)로부터 열에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 튜브(32)를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(30)을 냉각 시키도록 구성되어 있다. 튜브(32)는 제 1 및 제 2 및 제 3 튜브부들(160, 162, 164)을 포함하고 있다. 제 1 및 제 2 튜브부들(160, 162)은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있다. 제 3 튜브부(164)는 제 1 및 제 2 튜브부들(160, 162)에 실질적으로 수직하게 제 1 및 제 2 튜브부들(160, 162)사이로 연장되어 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 제 1 튜브부(160)는 외주 립부(80)에 대향하여 위치하고 있다. 제 1 튜브부(160)가 외주 립부(80)에 의해 설정된 내부 공간(106)내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립부(80)는 제 1 튜브부(160)를 따라 연장되어 있다. 제 1 튜브부(160)는, 외주 립 부재(68)로부터 바깥쪽으로 연장되어 있고 외주 립 부재(68)에 의해 감싸여 있지 않은, 단부 부위(170)를 포함하고 있다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 제 2 튜브부(162)는 외주 립부(82)에 대향하여 위치하고 있다. 제 2 튜브부(162)가 외주 립부(82)에 의해 설정된 내부 공간(126)내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립부(82)는 제 2 튜브부(162)를 따라 연장되어 있다. 제 2 튜브부(162)는, 외주 립 부재(68)로부터 바깥쪽으로 연장되어 있고 외주 립 부재(68)에 의해 감싸여 있지 않은, 단부 부위(172)를 포함하고 있다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 제 3 튜브부(164)는 외주 립부(84)에 대향하여 위치하고 있다. 제 3 튜브부(164)가 외주 립부(84)에 의해 설정된 내부공간(136)내에 적어도 부분적으로 위치하도록 외주 립부(84)는 제 3 튜브부(164)를 따라 연장되어 있다.
도 1을 참조하면, 유체 공급 시스템(12)은 튜브(32)의 내부 부위(interior portion)를 통해 유체 공급 시스템으로부터 유체를 펌핑하고, 튜브(32)는 파우치형 전지셀(30)로부터 수령된 열에너지를 그것을 통해 흐르는 유체로 전달함으로써, 파우치형 전지셀을 냉각시킨다. 그런 다음, 상기 유체는 튜브(32)로부터 유체를 냉각하기 위한 유체 공급 시스템(12)으로 되돌려 보내진다. 또 다른 실시예에서, 유체 공급 시스템(12)은, 튜브(32)를 통해 흐르는 유체의 열 에너지가 튜브(32)로 전달되고 파우치형 전지셀(30)을 가열하기 위해 튜브(32)로부터 파우치형 전지셀(30)로 더 전달되도록, 유체를 가열할 수 있다.
도 11 내지 도 19를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(210)가 제공된다. 전지셀(210)은 유체 공급 시스템(212)에 유체적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(210)는 파우치형 전지셀(230) 및 튜브(232, 234)를 포함하고 있다. 전지셀 어셈블리(210)의 이점은 튜브들(232, 234)이 파우치형 전지셀(230)의 외부 하우징(252)의 일부에 위치하여, 튜브들(232, 234) 각각을 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀(230)로부터 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각시킨다는 점이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 파우치형 전지셀(230)은 베터리 부재(250), 외부 하우징(252), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(254, 256)을 포함하고 있다. 베터리 부재(250)는 실질적으로 직사각형이다. 하나의 실시예에서, 베터리 부재(250)는 리튬 이온 베터리 부재이다. 또한, 또 다른 실시예에서, 베터리 부재(250)는 원통형 일 수 있다.
외부 하우징(252)은 중앙 하우징부(266) 및 중앙 하우징부(266)의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(268)를 포함하고 있다. 중앙 하우징부(266)는 내부에 배터리 부재(250)를 내장하고 있다. 하나의 실시예에서, 외부 하우징(252)은 시트로 구성되어 있는 바, 예를 들어, 상기 시트는 알루미늄으로 이루어진 금속시트 상에 고분자 필름을 적층 함으로써 형성되어 있다.
외주 립 부재(268)는 외주 립부들(280, 282, 284, 286)을 포함하고 있다. 외주 립부들(280, 282)은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있다. 외주 립부들(284, 286)은 외주 립부들(280, 282)에 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있다.
도 17 및 도 19를 참조하면, 외주 립부(280)는 연장부(300), 아치형 형상인 부위(302) 및 단부 부위(304)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(302)는 연장부(300)와 단부 부위(304) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(300)는 제 1 방향으로 중앙 하우징부(266)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(302)는 튜브(232)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하고, 감싸여 있다. 외주 립부(280)가 내부 공간(306)을 설정하도록, 단부 부위(304)는 연장부(300)에 연결되어 있고, 튜브(232)는 내부영역(306)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(280)가 내부 공간(306)을 설정하도록, 단부 부위(304)는 연장부(300)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(280)가 내부 공간(306)을 설정하도록, 단부 부위(304)는 접착제를 통해 연장부(300)에 접착된다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 외주 립부(282)는 연장부(320), 아치형 형상인 부위(322), 및 단부 부위(324)를 포함하고 있다. 아치형 형상인 부위(322)는 연장부(320)와 단부 부위(324) 사이에 연결되어 위치하고 있다. 연장부(320)는 제 1 방향에 대향하는 제 2 방향으로 중앙 하우징부(266)로부터 외측으로 연장되어 있다. 아치형 형상인 부위(322)는 튜브(232)의 외주의 일부를 따라 대향하여 위치하고, 감싸여 있다. 외주 립부(282)가 내부 공간(326)을 설정하도록, 단부 부위(324)는 연장부(320)에 연결되어 있고, 튜브(232)는 내부영역(326)내에 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 외주 립부(282)가 내부 공간(326)을 설정하도록, 단부 부위(324)는 연장부(320)에 용접되어 있다. 또 다른 실시예에서, 외주 립부(282)가 내부 공간(326)을 설정하도록, 단부 부위(324)는 접착제를 통해 연장부(300)에 접착된다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제 1 및 제 2 전기 단자들(254, 256)은 베터리 부재(250)에 전기적으로 연결되어 있고, 외주 립 부재(286)의 외주 립부들(284, 286)로부터 외측으로 각각 연장되어 있다. 베터리 부재(250)는 제 1 및 제 2 전기 단자들(254, 256) 사이에 사용 전압을 발생 시킨다.
도 12, 도 17, 및 도 19를 참조하면, 튜브(232)는 외부 하우징(252)의 외주 립 부재(268)의 외주 립부(280)에 대향하여 위치하고 있다. 튜브(232)는 외주 립 부재(268)의 외주 립부(280)에 의해 설정된 제 1 내부 영역(306)내에 적어도 부분적으로 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 튜브(232)는 알루미늄으로 구성되어 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 튜브(232)는 예를 들어, 구리, 스틸, 스티엔리스 스틸, 또는 플라스틱과 같은 다른 열전도 물질들로 구성될 수 있다. 튜브(232)는 파우치형 전지셀(230)로부터 열에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 튜브(232)를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시키도록 구성되어 있다. 튜브(232)는, 외주 립 부재(268)의 제 1 및 제 2 단부들로부터 바깥쪽으로 각각 연장되어 있고, 외주 립 부재(268)에 의해 감싸여 있지 않은 단부 부위들(234, 236)을 포함하고 있다.
도 12, 도 18, 및 도 19를 참조하면, 튜브(234)는 외부 하우징(252)의 외주 립 부재(282)의 외주 립부(282)에 대향하여 위치하고 있다. 튜브(234)는 외주 립 부재(268)에 의해 설정된 내부 공간(326)내에 적어도 부분적으로 위치하고 있다. 하나의 실시예에서, 튜브(234)는 알루미늄으로 구성되어 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 예를 들어 튜브(234)는 구리, 스틸, 스티엔리스 스틸, 또는 플라스틱과 같은 다른 열전도 물질들로 구성될 수 있다. 튜브(234)는 파우치형 전지셀(230)로부터 열에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 튜브(234)를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시키도록 구성되어 있다. 튜브(234)는, 외주 립 부재(268)의 제 1 및 제 2 단부들로부터 바깥쪽으로 각각 연장되어 있고, 외주 립 부재(268)에 의해 감싸여 있지 않은 단부 부위들(240, 242)을 포함하고 있다.
도 11을 참조하면, 유체 공급 시스템(212)은 튜브(232)를 통해 유체 공급 시스템으로부터 유체를 펌핑하고, 튜브(232)는 파우치형 전지셀(230)로부터 수령된 열에너지를 그것을 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시킨다. 그런 다음, 상기 유체는 튜브(232)로부터 유체를 냉각하기 위한 유체 공급 시스템(212)으로 되돌려 보내진다. 또한, 유체 공급 시스템(212)는 튜브(234)를 통해 유체 공급 시스템(212)로부터 유체를 펌핑하고, 튜브(234)는 파우치형 전지셀(230)로부터 수령된 열 에너지를 그것을 통해 흐르는 유체로 전달함으로써, 파우치형 전지셀(230)을 냉각 시킨다. 그런 다음, 상기 유체는 튜브(234)로부터 유체를 냉각 하기 위한 유체 공급 시스템(212)로 되돌려 보내진다. 또 다른 실시예에서, 유체 공급 시스템(12)은, 상기 유체의 열 에너지가 튜브들(232, 234)로 전달되고 파우치형 전지셀(230)을 가열하기 위해 튜브들(232, 234)로부터 파우치형 전지셀(230)로 더 전달되도록, 유체를 가열할 수 있다.
전지셀 어셈블리들(10, 210) 각각은 다른 전지셀 어셈블리들에 비해 상당한 이점을 제공한다. 특히, 전지셀 어셈블리들(10, 210) 각각은, 파우치형 전지셀 내에 적어도 부분적으로 감싸여 있는 적어도 하나의 튜브를 사용하여, 그것을 통해 흐르는 유체를 수령하여 파우치형 전지셀을 냉각시키는 기술적 효과를 제공한다.
본 발명이 제한된 수의 실시예만 관계되어 자세하게 설명되었더라도, 본 발명이 그러한 실시예들에 제한되지 않는다는 점은 자명하다. 또한, 본 발명은 여기서 설명되지 않은 변형, 개조, 치환 또는 동등한 배열을 합체하여 개량될 수 있고, 그것들은 본 발명의 사상과 범위내이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되는 경우, 본 발명은 그러한 실시예들을 포함할 수 있다는 것은 자명하다. 따라서, 본 발명은 여기서 전술한 설명에 의해 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는, 파우치형 전지셀의 하우징의 일부에 둘러싸인 튜브를 통해 흐르는 유체로 파우치형 전지셀로부터 발생한 열 에너지를 전달함으로써 파우치형 전지셀을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 기술적 이점을 제공한다.

Claims (18)

  1. 배터리 부재(battery member), 외부 하우징(external housing), 및 제 1 및 제 2 전기 단자들(electrical terminals)을 포함하고 있는 파우치형 전지셀(pouch-type battery cell)로서, 상기 외부 하우징은 중앙 하우징부(central housing portion) 및 상기 중앙 하우징부의 외주를 따라 연장된 외주 립 부재(peripheral lip member)를 포함하고 있고, 상기 중앙 하우징부는 내부에 배터리 부재를 내장하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 전극 단자들이 배터리 부재에 전기적으로 연결되어 있고 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있는 구조의 파우치형 전지셀; 및
    상기 외부 하우징의 외주 립 부재에 대향하여 위치하는 제 1 튜브(tube)로서, 제 1 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 1 내부영역(interior region) 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 외주 립 부재가 제 1 튜브를 따라 연장되어 있는 구조의 제 1 튜브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 튜브는 파우치형 전지셀로부터 열 에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 제 1 튜브를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써 파우치형 전지셀을 냉각시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 튜브의 단부 부위(end portion)는 외주 립 부재로부터 외측으로 연장되어 있고 상기 외주 립 부재에 의해 감싸여 있지 않은 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 외주 립 부재는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 외주 립부들(peripheral lip portions)을 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 외주 립부들은 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있으며, 상기 제 3 및 제 4 외주 립부들은 제 1 및 제 2 외주 립부들에 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 튜브는 제 1, 제 2, 및 제 3 튜브부들(tube portions)을 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 튜브부들은 서로 실질적으로 평행하게 연장되어 있으며, 상기 제 3 튜브부는 제 1 및 제 2 튜브부들에 실질적으로 수직하게 제 1 및 제 2 튜브부들 사이로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 튜브의 제 1 튜브부는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 1 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 1 외주 립부는, 제 1 튜브부가 제 1 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 1 튜브부를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 외주 립부는 제 1 튜브부를 따라 감싸여 있고, 제 1 외주 립부의 단부 부위는 중앙 하우징부에 인접한 제 1 외주 립부의 다른 부위에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 튜브의 제 2 튜브부는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 2 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 2 외주 립부는, 제 2 튜브부가 제 2 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 2 튜브부를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 튜브의 제 3 튜브부는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 3 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 3 외주 립부는, 제 3 튜브부가 제 3 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 3 튜브부를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 외주 립 부재의 제 4 외주 립부로부터 외측으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 튜브는 알루미늄 튜브인 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 어셈블리는 외부 하우징의 외주 립 부재에 대향하여 위치하는 제 2 튜브를 더 포함하고 있고, 상기 외주 립 부재는, 제 2 튜브가 외주 립 부재에 의해 설정된 제 2 내부영역 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 2 튜브를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 튜브는 파우치형 전지셀로부터 열 에너지를 수령하여, 수령된 열 에너지의 적어도 일부를 제 2 튜브를 통해 흐르는 유체로 전달함으로써, 파우치형 전지셀을 냉각시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 외주 립 부재는 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 있는 제 1 및 제 2 외주 립부들을 포함하고 있고, 상기 중앙 하우징부는 제 1 및 제 2 외주 립부들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 튜브는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 1 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 1 외주 립부는, 제 1 튜브가 제 1 외주 립부에 의해 설정된 내부공간 내에 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 1 튜브를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 외주 립부는 제 1 튜브부를 따라 감싸여 있고, 상기 제 1 외주 립부의 단부 부위는 중앙 하우징부에 인접한 제 1 외주 립부의 다른 부위에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 튜브는 외부 하우징의 외주 립 부재의 제 2 외주 립부에 대향하여 위치하고 있고, 상기 제 2 외주 립부는, 제 2 튜브가 제 2 외주 립부에 의해 설정된 내부영역 내로 적어도 부분적으로 위치하도록, 제 2 튜브를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 외주 립 부재는 제 1 및 제 2 외주 립부들에 대해 실질적으로 수직이면서 서로 평행하게 연장되어 있는 제 3 및 제 4 외주 립부들을 더 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 전기 단자들은 제 3 및 제 4 외주 립부들로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
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