WO2022119154A1 - 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 - Google Patents

전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
WO2022119154A1
WO2022119154A1 PCT/KR2021/015907 KR2021015907W WO2022119154A1 WO 2022119154 A1 WO2022119154 A1 WO 2022119154A1 KR 2021015907 W KR2021015907 W KR 2021015907W WO 2022119154 A1 WO2022119154 A1 WO 2022119154A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
cell stack
heat transfer
module
pack
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/015907
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정지훈
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to US18/029,533 priority Critical patent/US20230369673A1/en
Priority to DE212021000418.0U priority patent/DE212021000418U1/de
Priority to CN202190000723.5U priority patent/CN219801046U/zh
Publication of WO2022119154A1 publication Critical patent/WO2022119154A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and a device including the same, and more particularly, to a battery pack having improved cooling performance and productivity, and a device including the same.
  • secondary batteries are of great interest not only as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, laptops, and wearable devices, but also as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.
  • the mid-to-large-sized battery module be manufactured as small as possible in size and weight, a prismatic battery, a pouch-type battery, etc. that can be stacked with a high degree of integration and have a small weight to capacity are mainly used as battery cells of the mid- to large-sized battery module.
  • the battery module in order to protect the battery cell stack from external impact, heat, or vibration, the front and rear are opened may include a module frame for accommodating the battery cell stack in an internal space.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conventional battery module.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the cutting line A-A' of FIG. 1 .
  • the conventional battery module 10 accommodates a battery cell stack 12 in which a plurality of battery cells 11 are stacked in one direction, and the battery cell stack 12 .
  • module frame 20, an end plate 13 covering the front and rear surfaces of the battery cell stack, and a bus bar frame formed between the front and rear surfaces of the end plate 13 and the battery cell stack 12 (not shown) includes
  • the first heat transfer member 30 is positioned between the lower portion of the battery cell stack 120 and the module frame 20 under the module frame 20 . Accordingly, the heat generated by the battery cell stack 12 may be transferred to the outside of the battery module 10 through the lower portion of the first heat transfer member 30 and the module frame 20 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which the battery module of FIG. 1 is coupled to the pack housing.
  • the conventional battery module 10 is coupled to the pack housing, and is positioned on the second heat transfer member 50 and the heat sink 60 positioned below the pack housing. Accordingly, the heat generated in the battery cell stack 12 is the first heat transfer member 30 , the module frame 20 , and the second heat transfer member 50 located on the lower surface of the lower frame 30 , and the heat sink 60 . ), the battery cell stack 12 may be indirectly cooled.
  • a thermally conductive resin may be used as the first heat transfer member 30 and the second heat transfer member 50 .
  • the thermal conductive resin may further include a filler in the form of a metal oxide to increase thermal conductivity, but as the content of metal oxide increases, it is disadvantageous in terms of cost, and the viscosity of the thermal conductive resin increases, which is disadvantageous in fairness.
  • the module frame 20 is included on the heat conduction path, so that the module frame 20 also requires high thermal conductivity.
  • materials that can be applied to the module frame 20 may be limited, and expensive materials such as aluminum having high thermal conductivity are generally used, which is disadvantageous in terms of cost.
  • the battery pack With improved productivity while improving the cooling performance against the heat generated in the battery cell stack 12 . And there is a need to develop a device including the same.
  • An object of the present invention is to provide a battery pack having improved cooling performance and productivity, and a device including the same.
  • a battery pack includes a pack housing in which a plurality of battery modules are mounted; a heat transfer member positioned on the pack housing; and a cooling member positioned under the pack housing, wherein the battery module includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked, a lower surface of the battery module is open, and the battery cell stack of the lower surface and the heat transfer member are in contact.
  • the battery module may include a module frame for accommodating the battery cell stack, and a lower portion of the module frame may be open.
  • the module frame may be a U-shaped frame including an upper portion and both sides.
  • Both sides of the module frame may be positioned on the heat transfer member.
  • a mounting portion may be formed on at least one side of the module frame.
  • a fixing member may be inserted into the mounting part, and the fixing member may extend from the mounting part to a lower portion of the pack housing.
  • Both sides of the battery cell stack may be respectively attached to the inner surface of the module frame.
  • a first adhesive layer may be positioned between a pair of adjacent battery cells in the battery cell stack.
  • a second adhesive layer may be positioned between one surface of the battery cell stack and the inner surface of the module frame.
  • Each of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be formed of a tape or coated with an adhesive binder.
  • the heat transfer member may be formed of a heat transfer pad or coated with a heat conductive resin.
  • the module frame may be made of a steel material.
  • the cooling member may be formed of a cooling plate or a heat sink.
  • a device includes the battery pack described above.
  • the lower portion of the module frame included in the battery module is open, and the lower surface of the battery cell stack of the battery module is in contact with the heat transfer member of the pack housing, so that cooling performance and productivity can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conventional battery module.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the cutting line A-A' of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which the battery module of FIG. 1 is coupled to the pack housing.
  • FIG. 4 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the cutting line B-B' of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state in which the battery module of FIG. 4 is coupled to the pack housing.
  • planar it means when the target part is viewed from above, and "cross-sectional” means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.
  • FIG. 4 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view taken along the cutting line B-B' of FIG.
  • the battery module 100 is a battery cell stack 120 in which a plurality of battery cells 110 are stacked in one direction, and a module for accommodating the battery cell stack 120 . It includes a frame 200, an end plate 130 covering the front and rear surfaces of the battery cell stack, and a bus bar frame (not shown) formed between the end plate 130 and the front and rear surfaces of the battery cell stack 120 . do.
  • a bus bar electrically connected to the battery cell stack 120 may be positioned on the bus bar frame (not shown).
  • a plurality of battery cells 110 are stacked, and the battery cell 110 is preferably a pouch-type battery cell.
  • the battery cell 110 may be manufactured by accommodating the electrode assembly in a pouch case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and then thermally sealing a sealing part of the pouch case.
  • the battery cells 110 may be configured in plurality, and the plurality of battery cells 110 form a stacked battery cell stack 120 to be electrically connected to each other.
  • module frame 200 will be described in more detail.
  • the module frame 200 may have an open lower portion.
  • the lower surface, the front surface and the rear open doedoe may be a U-shaped frame including an upper portion and a side portion.
  • the module frame 200 is not limited thereto, and one side is coupled to the upper portion of the L-shaped frame, or the central portion of the lower portion of the mono frame surrounding the battery cell stack 120 excluding the front and rear surfaces is open. It may be replaced with a frame such as
  • the lower surface of the battery cell stack 120 accommodated in the module frame 200 may be exposed to the outside.
  • the lower portion of the module frame 200 may be omitted from the heat transfer path of the heat generated in the battery cell stack 120 , thereby simplifying the heat transfer path and improving cooling performance.
  • the manufacturing cost of the module frame 200 is also reduced, and productivity can be improved.
  • the module frame 200 is not included in the heat transfer path of the heat generated in the battery cell stack 120 , and thus may be made of a material that does not have high thermal conductivity.
  • the module frame 200 may be made of at least one of an aluminum alloy material, a fiber-reinforced plastic (FRP) material, and a steel material.
  • FRP fiber-reinforced plastic
  • the module frame 200 is made of a steel material, it may be more advantageous in terms of cost.
  • the module frame 200 is made of an aluminum alloy material or an FRP material, it can be more effectively reduced in weight.
  • the present invention is not limited thereto, and any material capable of protecting the battery cell stack 120 from external impact and moisture penetration may be applied.
  • the module frame 200 may be made of a relatively inexpensive material, and thus the manufacturing cost of the module frame 200 may also be reduced, thereby improving productivity.
  • both sides of the battery cell stack 120 may be respectively attached to the inner surface of the module frame 200 .
  • both surfaces of the battery cell stack 120 may refer to the outer surface of the battery cell 110 located at the outermost side.
  • the adhesive layer 150 may extend along the length and/or width direction from one surface of the battery cell 110 . Accordingly, even though the lower portion of the module frame 200 is open, the battery cell stack 120 may be stably accommodated in the module frame 200 .
  • each of the adhesive layers 150 may be formed of a tape or coated with an adhesive binder. More preferably, the adhesive layer 150 is coated with an adhesive binder or made of a double-sided tape, so that the battery cell stack 120 and the module frame 200 can be easily fixed.
  • the present invention is not limited thereto, and any material having adhesive performance capable of fixing between the battery cells 110 or between the battery cells 110 and the side surfaces of the module frame 200 may be applied without limitation.
  • the adhesive layer 150 may be formed on at least a portion of both surfaces of the battery cell stack 120 .
  • the adhesive layer 150 may include a first adhesive layer and a second adhesive layer.
  • the first adhesive layer may be positioned between a pair of adjacent battery cells 110 in the battery cell stack 120 .
  • the second adhesive layer may be positioned between one surface of the battery cell stack 120 and the inner surface of the module frame 200 .
  • the battery cell stack 120 may be fixed to the inner surface of the module frame 200 while being able to fix the stacked plurality of battery cells 110 to each other. That is, even though the lower surface of the battery cell stack 120 is exposed to the outside, the battery cell stack 120 may be more stably fixed to the inner surface of the module frame 200 .
  • a battery pack according to another embodiment of the present invention may include the battery module described above, and one or more battery modules may be packaged in a pack case to form a battery pack.
  • a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described. However, the description will be made based on the cross-section of some battery modules mounted on the battery pack, but the present invention is not limited thereto, and the same or similar contents may be used for other battery modules mounted on the battery pack.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state in which the battery module of FIG. 4 is coupled to the pack housing.
  • a battery pack 1000 includes a pack housing 1200 in which a plurality of battery modules 100 are mounted; a heat transfer member 1500 positioned on the pack housing 1200; and a cooling member 1600 positioned under the pack housing 1200 .
  • the pack housing 1200 may include a lower pack housing in which the plurality of battery modules 100 are mounted, respectively, and an upper pack housing covering the upper portions of the plurality of battery modules 100 .
  • the heat transfer member 1500 may be positioned on the lower portion of the pack housing 1200 . Also, the heat transfer member 1500 may extend along a lower portion of the pack housing 1200 . In addition, the heat transfer member 1500 may be positioned between the lower surface of the battery module 100 mounted on the pack housing 1200 and the lower portion of the pack housing 1200 . More specifically, the heat transfer member 1500 may be formed to have a size corresponding to the lower surface of the battery module 100 .
  • the heat transfer member 1500 positioned on the pack housing 1200 of the battery pack 1000 may contact the lower surface of the battery cell stack 120 .
  • the heat transfer member 1500 may be in contact with both sides of the module frame 200 together with the lower surface of the battery cell stack 120 .
  • both sides of the module frame 200 may be located on the heat transfer member 1500 . Accordingly, the heat transferred from the battery cell stack 120 to the module frame 200 may also be transferred back to the heat transfer member 1500 .
  • the heat transfer member 1500 may be made of a thermal pad to which thermally conductive powder is added or may be a thermally conductive resin layer formed by coating a thermally conductive resin.
  • the heat transfer pad is a plate-shaped structure, and may include a silicone resin and a heat conductive material.
  • the heat-conducting material is not particularly limited, and may include metal powder, graphite, or the like. More preferably, the heat transfer member 1500 is coated with a heat conductive resin with strong adhesiveness, and as the heat conductive resin of the heat transfer member 1500 is cured, the lower surface of the battery module 100 is the pack housing 1200 It may be fixed to the upper heat transfer member 1500 .
  • the heat transfer member 1500 may receive heat generated in the battery cell stack 120 in the battery module 100 directly, thereby simplifying the heat transfer path.
  • heat resistance is also lowered, so that heat transfer efficiency to the cooling member 1600 may be increased, and cooling performance may also be improved.
  • the cooling member 1600 may be located under the pack housing 1200 . Also, the cooling member 1600 may extend along a lower portion of the pack housing 1200 . Also, the cooling member 1600 may be in contact with the heat transfer member 1500 positioned on the lower portion of the pack housing 1200 .
  • the cooling member 1600 may be formed of a cooling plate or a heat sink.
  • the cooling member 1600 may include a cooling passage.
  • the cooling passage may include an inlet and an outlet formed on at least one side surface of the cooling member 1600 .
  • the cooling member 1600 may inject cooling water through the inlet and discharge the cooling water through the discharge unit. That is, a circulation structure may be formed in which the refrigerant introduced from the outside of the battery pack 1000 absorbs heat generated from respective components inside the battery pack 1000 and then discharged to the outside of the battery pack 1000 again.
  • the cooling member 1600 may receive heat generated in the battery module 100 through the heat transfer member 1500 to cool it, and thus the cooling performance may be further improved as the heat transfer path is simplified.
  • the battery module 100 may have a mounting part 410 formed on at least one side of the module frame 200 .
  • the mounting unit 410 may be integrated with the module frame 200 .
  • a lower portion of the mounting part 410 may be in contact with a lower portion of the pack housing 1200 .
  • the mounting portion 410 may extend toward the lower portion of the pack housing 1200 along one side of the module frame 200 .
  • the mounting part 410 may include a hole in the center into which the fixing member 450 can be inserted.
  • the fixing member 450 may extend from the mounting part 410 to the lower portion of the pack housing 1200 .
  • the fixing member 450 may be applied by selecting a member such as a bolt, screw, or nut.
  • the mounting part 410 is formed on one side of the module frame 200, so that the length of the mounting part 410 and the fixing member 450 can be sufficiently secured, the mounting part ( 410) and the fixing member 450 may be stably fixed. In addition, it is not spaced apart from the lower part of the pack housing 1200, and may be stably fixed. In addition, due to the fixing force secured by the mounting part 410 and the fixing member 450 , the degree of adhesive force required for the heat transfer member 1500 is reduced, and the specification of the heat conductive resin constituting the heat transfer member 1500 is relaxed. and can be more advantageous in terms of cost.
  • the device according to another embodiment of the present invention may be applied to the battery module and the battery pack including the same as described above.
  • the device may be applied to transportation means such as an electric bicycle, an electric vehicle, and a hybrid vehicle, but the present invention is not limited thereto and is applicable to various devices that can use a battery module and a battery pack including the same. It belongs to the scope of the right of the invention.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 복수의 전지 모듈이 장착되는 팩 하우징; 상기 팩 하우징 상에 위치하는 열전달 부재; 및 상기 팩 하우징의 하부에 위치하는 냉각 부재를 포함하고, 상기 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체를 포함하되, 상기 전지 모듈의 하면이 개방되어 있고, 상기 전지셀 적층체의 하면과 상기 열전달 부재가 접한다.

Description

전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 12월 03일자 한국 특허 출원 제10-2020-0167414호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 냉각 성능 및 생산성이 향상된 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.
중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것일 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 한편, 전지 모듈은, 전지셀 적층체를 외부 충격, 열 또는 진동으로부터 보호하기 위해, 전면과 후면이 개방되어 전지셀 적층체를 내부 공간에 수납하는 모듈 프레임을 포함할 수 있다.
도 1은 종래 전지 모듈의 사시도이다. 도 2는 도 1의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 전지 모듈(10)은 복수의 전지셀(11)이 일방향으로 적층된 적층되어 있는 전지셀 적층체(12), 및 전지셀 적층체(12)를 수용하는 모듈 프레임(20), 전지셀 적층체의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(13) 및 엔드 플레이트(13)와 전지셀 적층체(12)의 전후면 사이에 형성된 버스바 프레임(미도시됨)을 포함한다.
여기서, 전지 모듈(10)은 모듈 프레임(20)의 하부에 전지셀 적층체(120)의 하부와 모듈 프레임(20) 사이에 제1 열전달 부재(30)가 위치한다. 이에 따라, 전지셀 적층체(12)의 발생한 열이 제1 열전달 부재(30) 및 모듈 프레임(20)의 하부를 통해 전지 모듈(10)의 외부로 전달될 수 있다.
도 3은 도 1의 전지 모듈이 팩 하우징에 결합한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 종래의 전지 모듈(10)은 팩 하우징에 결합되되, 팩 하우징의 하부에 위치한 제2 열전달 부재(50) 및 히트 싱크(60) 상에 위치한다. 이에 따라, 전지셀 적층체(12)에서 발생된 열은 제1 열전달 부재(30), 모듈 프레임(20), 하부 프레임(30)의 하면에 위치한 제2 열전달 부재(50), 히트 싱크(60) 순으로 전달됨에 따라, 전지셀 적층체(12)는 간접적으로 냉각될 수 있다.
일반적으로 종래의 전지 모듈(10)의 경우, 제1 열전달 부재(30) 및 제2 열전달 부재(50)로 열전도성 수지가 사용될 수 있다. 그러나, 종래의 전지 모듈(10)의 열전달 경로가 복잡하여, 제1 열전달 부재(30) 및 제2 열전달 부재(50)는 높은 열전도도가 요구되었다. 이 경우, 열전도성 수지는 금속 산화물 형태의 필러를 추가적으로 포함하여 열전도도를 높일 수 있으나, 금속 산화물의 함량이 커질수록 비용적 측면에서 불리하고, 열전도성 수지의 점도가 높아져 공정성에 있어서도 불리하다는 문제가 있다.
또한, 종래의 전지 모듈(10)의 경우, 상기 열전도 경로 상에 모듈 프레임(20)이 포함되어, 모듈 프레임(20) 또한 높은 열전도도가 요구되었다. 이 경우, 모듈 프레임(20)에 적용될 수 있는 소재가 제한될 수 있고, 높은 열전도도를 가지는 알루미늄과 같이 고가의 소재가 일반적으로 사용되어, 비용적 측면에서도 불리하다는 문제가 있다.
이와 더불어, 전지셀(11)의 온도는 배터리의 출력을 제한하는 요인 중 하나인 점을 고려할 때, 전지셀 적층체(12) 내에서 발생되는 열에 대한 냉각 성능을 향상시키면서도, 생산성이 향상된 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스를 개발할 필요성이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 냉각 성능 및 생산성이 향상된 전지 팩및 이를 포함하는 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 복수의 전지 모듈이 장착되는 팩 하우징; 상기 팩 하우징 상에 위치하는 열전달 부재; 및 상기 팩 하우징의 하부에 위치하는 냉각 부재를 포함하고, 상기 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체를 포함하되, 상기 전지 모듈의 하면이 개방되어 있고, 상기 전지셀 적층체의 하면과 상기 열전달 부재가 접한다.
상기 전지 모듈은 상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임을 포함하되, 상기 모듈 프레임의 하부가 개방되어 있을 수 있다.
상기 모듈 프레임은 상부 및 양측부를 포함하는 U자형 프레임일 수 있다.
상기 모듈 프레임의 양측부는 상기 열전달 부재 상에 위치할 수 있다.
상기 모듈 프레임의 적어도 일측면에 마운팅부가 형성되어 있을 수 있다.
상기 마운팅부에 고정 부재가 삽입되고, 상기 고정 부재는 상기 마운팅부에서 상기 팩 하우징의 하부까지 연장되어 있을 수 있다.
상기 전지셀 적층체의 양면은 상기 모듈 프레임의 내측면에 각각 부착되어 있을 수 있다.
상기 전지셀 적층체에서 서로 이웃하는 한 쌍의 전지셀 사이에 제1 접착층이 위치할 수 있다.
상기 전지셀 적층체의 일면과 상기 모듈 프레임의 내측면 사이에 제2 접착층이 위치할 수 있다.
상기 제1 접착층 및 상기 제2 접착층은 각각 테이프로 이루어지거나 접착성 바인더가 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 열전달 부재는 열전달 패드로 이루어지거나 열전도성 수지가 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 모듈 프레임은 스틸 소재로 이루어져 있을 수 있다.
상기 냉각 부재는 냉각 플레이트 또는 히트 싱크로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 상기에서 설명한 전지 팩을 포함한다.
실시예들에 따르면, 본 발명은 전지 모듈에 포함된 모듈 프레임의 하부가 개방되어 있고, 전지 모듈의 전지셀 적층체 하면이 팩 하우징의 열전달 부재와 접하여, 냉각 성능 및 생산성이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 전지 모듈이 팩 하우징에 결합한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 5는 도 4의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 4의 전지 모듈이 팩 하우징에 결합한 상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에 대해 설명하고자 한다. 다만, 여기서 전지 모듈의 전후면 중 전면을 기준으로 설명될 것이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 후면인 경우에도 동일하거나 유사한 내용으로 설명될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다. 도 5는 도 4의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전지 모듈(100)은 복수의 전지셀(110)이 일방향으로 적층된 적층되어 있는 전지셀 적층체(120), 및 전지셀 적층체(120)를 수용하는 모듈 프레임(200), 전지셀 적층체의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(130) 및 엔드 플레이트(130)와 전지셀 적층체(120)의 전후면 사이에 형성된 버스바 프레임(미도시됨)을 포함한다. 여기서, 버스바 프레임(미도시됨)에는 상기 전지셀 적층체(120)와 전기적으로 연결되어 있는 버스바가 위치할 수 있다.
모듈 프레임(200)에 수용되어 있는 전지셀 적층체(120)는 복수의 전지셀(110)이 적층되어 있되, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 전지셀(110)은 전극 조립체를 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 수납한 뒤 상기 파우치 케이스의 실링부를 열융착하여 제조될 수 있다. 이러한 전지셀(110)은 복수개로 구성될 수 있고, 복수의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층된 전지셀 적층체(120)를 형성한다.
이하에서는, 모듈 프레임(200)에 대해 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
모듈 프레임(200)은 하부가 개방되어 있을 수 있다. 일 예로, 하부면, 전면 및 후면이 개방되되, 상부 및 측부를 포함하는 U자형 프레임일 수 있다. 다만, 모듈 프레임(200)은 이에 한정된 것이 아니며, L자형 프레임의 상부에 일측부가 결합되어 있거나, 전후면을 제외하고 전지셀 적층체(120)를 둘러싸는 모노 프레임의 하부의 중심부가 개방되어 있는 등의 프레임으로 대체될 수 있다.
이에 따라, 모듈 프레임(200)에 수용되어 있는 전지셀 적층체(120)의 하면은 외부로 노출되어 있을 수 있다. 또한, 전지셀 적층체(120)에서 발생된 열의 열전달 경로에서 모듈 프레임(200)의 하부가 생략될 수 있어, 열전달 경로가 간소화되고 냉각 성능 또한 향상될 수 있다. 또한, 모듈 프레임(200)의 제조 단가 또한 절감되어, 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 모듈 프레임(200)은 전지셀 적층체(120)에서 발생된 열의 열전달 경로에 포함되지 않아, 높은 열전도도를 가지지 않는 소재로 이루어져 있을 수 있다. 일 예로. 모듈 프레임(200)은 알루미늄 합금 소재, FRP(Fiber-reinforced plastic, 섬유강화플라스틱) 소재, 및 스틸 소재 중 적어도 어느 하나로 이루어져 있을 수 있다. 여기서, 모듈 프레임(200)이 스틸 소재로 이루어지는 경우, 비용적 측면에서 보다 유리할 수 있다. 또한, 모듈 프레임(200)이 알루미늄 합금 소재 혹은 FRP 소재로 이루어지는 경우 보다 효과적으로 경량화될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전지셀 적층체(120)를 외부 충격 및 수분 침투 등으로부터 보호할 수 있는 소재라면 적용 가능하다.
이에 따라, 모듈 프레임(200)은 비교적 저가의 소재로 이루어져 있을 수 있어, 모듈 프레임(200)의 제조 단가 또한 절감되어, 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 모듈 프레임(200)의 내측면에 전지셀 적층체(120)의 양면이 각각 부착되어 있을 수 있다. 여기서, 전지셀 적층체(120)의 양면은 최외곽에 위치한 전지셀(110)의 바깥면을 의미할 수 있다. 또한, 접착층(150)은 전지셀(110)의 일면에서 길이 및/또는 폭 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 이에 따라, 모듈 프레임(200)의 하부가 개방되어 있음에도, 전지셀 적층체(120)는 모듈 프레임(200) 내에 안정적으로 수용되어 있을 수 있다.
또한, 접착층(150)은 각각 테이프로 이루어지거나, 접착성 바인더가 코팅되어 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 접착층(150)은 접착성 바인더로 코팅되거나 양면 테이프로 이루어져, 전지셀 적층체(120)와 모듈 프레임(200)이 용이하게 고정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전지셀(110) 간 혹은 전지셀(110)과 모듈 프레임(200)의 측면 사이를 서로 고정시킬 수 있는 접착 성능을 가진 물질이라면 제한되지 않고 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 전지셀 적층체(120)의 양면 중 적어도 일부에 접착층(150)이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 접착층(150)은 제1 접착층 및 제2 접착층을 포함할 수 있다. 상기 제1 접착층은 전지셀 적층체(120)에서 서로 이웃하는 한 쌍의 전지셀(110) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제2 접착층은 전지셀 적층체(120)의 일면과 모듈 프레임(200)의 내측면 사이에 위치할 수 있다.
이에 따라, 전지셀 적층체(120)는 적층되어 있는 복수의 전지셀(110)들을 서로 고정시킬 수 있으면서, 모듈 프레임(200)의 내측면에 고정되어 있을 수 있다. 즉, 전지셀 적층체(120)의 하면이 외부로 노출되어 있음에도, 전지셀 적층체(120)는 모듈 프레임(200)의 내측면에 보다 안정적으로 고정되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 앞서 설명한 전지 모듈을 포함할 수 있고, 하나 또는 그 이상의 전지 모듈이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지 팩을 형성할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩에 대해 설명하고자 한다. 다만, 여기서 전지 팩에 장착되어 있는 일부 전지 모듈의 단면을 기준으로 설명될 것이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 전지 팩에 장착되어 있는 다른 전지 모듈의 경우에도 동일하거나 유사한 내용으로 설명될 수 있다.
도 6은 도 4의 전지 모듈이 팩 하우징에 결합한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(1000)은, 복수의 전지 모듈(100)이 장착되는 팩 하우징(1200); 팩 하우징(1200) 상에 위치하는 열전달 부재(1500); 및 팩 하우징(1200)의 하부에 위치하는 냉각 부재(1600)를 포함한다.
팩 하우징(1200)은 복수의 전지 모듈(100)이 각각 장착되는 하부 팩 하우징 및 복수의 전지 모듈(100)의 상부를 덮는 상부 팩 하우징을 포함할 수 있다.
열전달 부재(1500)는 팩 하우징(1200)의 하부 상에 위치할 수 있다. 또한, 열전달 부재(1500)는 팩 하우징(1200)의 하부를 따라 연장되어 있을 수 있다. 또한, 열전달 부재(1500)는 팩 하우징(1200)에 장착되는 전지 모듈(100)의 하면과 팩 하우징(1200) 하부 사이에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 열전달 부재(1500)는 전지 모듈(100)의 하면과 대응되는 크기로 형성되어 있을 수 있다.
또한, 전지 팩(1000)의 팩 하우징(1200) 상에 위치하는 열전달 부재(1500)는 전지셀 적층체(120)의 하면과 접할 수 있다.
또한, 열전달 부재(1500)는 전지셀 적층체(120)의 하면과 함께 모듈 프레임(200)의 양측부와 접할 수 있다. 일 예로, 모듈 프레임(200)의 양측부는 열전달 부재(1500) 상에 위치 수 있다. 이에 따라, 전지셀 적층체(120)로부터 모듈 프레임(200)에 전달된 열 또한 열전달 부재(1500)로 다시 전달될 수 있다.
일 예로, 열전달 부재(1500)는 열전도성 파우더가 첨가된 열전달 패드(Thermal pad)로 이루어지거나 열전도성 수지가 코팅되어 형성된 열전도성 수지층일 수 있다. 상기 열전달 패드는 판상형 구조체이고, 실리콘 수지 및 열전도 물질을 포함할 수 있다. 상기 열전도 물질에는 특별한 제한이 없으며, 금속 파우더, 그라파이트(graphite) 등을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 열전달 부재(1500)는 접착성이 강한 열전도성 수지로 코팅되어 있되, 열전달 부재(1500)의 열전도성 수지가 경화됨에 따라, 전지 모듈(100)의 하면이 팩 하우징(1200) 상의 열전달 부재(1500)에 고정될 수 있다.
이에 따라, 열전달 부재(1500)는 전지 모듈(100) 내 전지셀 적층체(120)에서 발생된 열을 직접적으로 전달받을 수 있어, 열전달 경로가 단순화될 수 있다. 또한, 열저항 또한 낮아지게 되어, 냉각 부재(1600)로의 열전달 효율이 높아지고, 냉각 성능 또한 향상될 수 있다.
냉각 부재(1600)는 팩 하우징(1200)의 하부에 위치할 수 있다. 또한, 냉각 부재(1600)는 팩 하우징(1200)의 하부를 따라 연장되어 있을 수 있다. 또한, 냉각 부재(1600)는 팩 하우징(1200)의 하부 상에 위치한 열전달 부재(1500)와 접할 수 있다.
일 예로, 냉각 부재(1600)는 냉각 플레이트 또는 히트 싱크로 이루어질 수 있다. 여기서, 냉각 부재(1600)는 냉각 유로를 포함할 수 있다. 상기 냉각 유로는 냉각 부재(1600)의 적어도 일 측면에 형성되어 있는 유입구 및 배출구를 포함할 수 있다. 또한, 냉각 부재(1600)는 상기 유입구로 냉각수가 주입되고, 상기 배출부로 상기 냉각수가 배출될 수 있다. 즉, 전지 팩(1000) 외부로부터 유입된 냉매가 전지 팩(1000) 내부의 각 부품들로부터 발생한 열을 흡수한 후, 다시 전지 팩(1000) 외부로 배출되는 순환 구조가 형성될 수 있다.
이에 따라, 냉각 부재(1600)는 전지 모듈(100) 내에 발생된 열을 열전달 부재(1500)를 통해 전달 받아 냉각시킬 수 있어, 열전달 경로가 단순화됨에 따라 냉각 성능 또한 더욱 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 모듈 프레임(200)의 적어도 일측면에 마운팅부(410)가 형성되어 있을 수 있다. 또한, 마운팅부(410)는 모듈 프레임(200)과 일체화되어 있을 수 있다. 마운팅부(410)의 하부는 팩 하우징(1200)의 하부와 접할 수 있다. 또한, 마운팅부(410)는 모듈 프레임(200)의 일측면을 따라 팩 하우징(1200)의 하부를 향해 연장되어 있을 수 있다.
또한, 마운팅부(410)는 중심부에 고정 부재(450)가 삽입될 수 있는 홀을 포함할 수 있다. 여기서, 고정 부재(450)는 마운팅부(410)에서 팩 하우징(1200)의 하부까지 연장되어 있을 수 있다. 일 예로, 고정 부재(450)는 볼트, 나사, 너트 등의 부재가 선택되어 적용될 수 있다.
이에 따라, 전지 모듈(100)은 마운팅부(410)가 모듈 프레임(200)의 일측면에 형성되어, 마운팅부(410) 및 고정 부재(450)의 길이가 충분히 확보될 수 있어, 마운팅부(410) 및 고정 부재(450)에 의해 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 팩 하우징(1200)의 하부와 이격되지 않고, 안정적으로 고정되어 있을 수 있다. 또한, 마운팅부(410) 및 고정 부재(450)에 의해 확보되는 고정력으로 인해, 열전달 부재(1500)에 요구되는 접착력의 정도가 줄어들어, 열전달 부재(1500)를 구성하는 열전도성 수지의 스펙이 완화될 수 있고, 비용적 측면에서도 보다 유리해질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩이 적용될 수 있다.
상기 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
(부호의 설명)
100: 전지 모듈
110: 전지셀
120: 전지셀 적층체
130: 엔드 플레이트
150: 접착층
200: 모듈 프레임
410: 마운팅부
450: 고정 부재
1000: 전지 팩
1200: 팩 하우징
1500: 열전달 부재
1600: 냉각 부재

Claims (14)

  1. 복수의 전지 모듈이 장착되는 팩 하우징;
    상기 팩 하우징 상에 위치하는 열전달 부재; 및
    상기 팩 하우징의 하부에 위치하는 냉각 부재를 포함하고,
    상기 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체를 포함하되, 상기 전지 모듈의 하면이 개방되어 있고,
    상기 전지셀 적층체의 하면과 상기 열전달 부재가 접하는 전지 팩.
  2. 제1항에서,
    상기 전지 모듈은 상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임을 포함하되, 상기 모듈 프레임의 하부가 개방되어 있는 전지 팩.
  3. 제2항에서,
    상기 모듈 프레임은 상부 및 양측부를 포함하는 U자형 프레임인 전지 팩.
  4. 제3항에서,
    상기 모듈 프레임의 양측부는 상기 열전달 부재 상에 위치하는 전지 팩.
  5. 제2항에서,
    상기 모듈 프레임의 적어도 일측면에 마운팅부가 형성되어 있는 전지 팩.
  6. 제5항에서,
    상기 마운팅부에 고정 부재가 삽입되고,
    상기 고정 부재는 상기 마운팅부에서 상기 팩 하우징의 하부까지 연장되어 있는 전지 팩.
  7. 제2항에서,
    상기 전지셀 적층체의 양면은 상기 모듈 프레임의 내측면에 각각 부착되어 있는 전지 팩.
  8. 제7항에서,
    상기 전지셀 적층체에서 서로 이웃하는 한 쌍의 전지셀 사이에 제1 접착층이 위치하는 전지 팩.
  9. 제8항에서,
    상기 전지셀 적층체의 일면과 상기 모듈 프레임의 내측면 사이에 제2 접착층이 위치하는 전지 팩.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 접착층 및 상기 제2 접착층은 각각 테이프로 이루어지거나 접착성 바인더가 코팅되어 형성되는 전지 팩.
  11. 제1항에서,
    상기 열전달 부재는 열전달 패드로 이루어지거나 열전도성 수지가 코팅되어 형성되는 전지 팩.
  12. 제1항에서,
    상기 모듈 프레임은 스틸 소재로 이루어져 있는 전지 팩.
  13. 제1항에서,
    상기 냉각 부재는 냉각 플레이트 또는 히트 싱크로 이루어지는 전지 팩.
  14. 제1항에 따른 전지 팩을 포함하는 디바이스.
PCT/KR2021/015907 2020-12-03 2021-11-04 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 WO2022119154A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/029,533 US20230369673A1 (en) 2020-12-03 2021-11-04 Battery pack and device including the same
DE212021000418.0U DE212021000418U1 (de) 2020-12-03 2021-11-04 Batteriepack und Vorrichtung aufweisend denselben
CN202190000723.5U CN219801046U (zh) 2020-12-03 2021-11-04 电池组以及包括该电池组的装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0167414 2020-12-03
KR1020200167414A KR20220078765A (ko) 2020-12-03 2020-12-03 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022119154A1 true WO2022119154A1 (ko) 2022-06-09

Family

ID=81853162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/015907 WO2022119154A1 (ko) 2020-12-03 2021-11-04 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230369673A1 (ko)
KR (1) KR20220078765A (ko)
CN (1) CN219801046U (ko)
DE (1) DE212021000418U1 (ko)
WO (1) WO2022119154A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016213104A (ja) * 2015-05-12 2016-12-15 株式会社豊田自動織機 電池パック
JP2018041585A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 株式会社豊田自動織機 電池モジュールの製造方法
KR20180119990A (ko) * 2017-04-26 2018-11-05 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20200085616A (ko) * 2019-01-07 2020-07-15 주식회사 엘지화학 전지 모듈, 및 이를 포함하는 전지팩
US20200259137A1 (en) * 2017-10-06 2020-08-13 3M Innovative Properties Company Curable compositions, articles therefrom, and methods of making and using same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016213104A (ja) * 2015-05-12 2016-12-15 株式会社豊田自動織機 電池パック
JP2018041585A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 株式会社豊田自動織機 電池モジュールの製造方法
KR20180119990A (ko) * 2017-04-26 2018-11-05 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
US20200259137A1 (en) * 2017-10-06 2020-08-13 3M Innovative Properties Company Curable compositions, articles therefrom, and methods of making and using same
KR20200085616A (ko) * 2019-01-07 2020-07-15 주식회사 엘지화학 전지 모듈, 및 이를 포함하는 전지팩

Also Published As

Publication number Publication date
CN219801046U (zh) 2023-10-03
US20230369673A1 (en) 2023-11-16
KR20220078765A (ko) 2022-06-13
DE212021000418U1 (de) 2023-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017209365A1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
WO2018008866A1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
WO2017217633A1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
WO2021080115A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022014966A1 (ko) 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스
WO2021206514A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2021206383A1 (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
WO2022158954A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2021075666A1 (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
WO2020251141A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022097951A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022080754A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022149967A1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2021246636A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2021096023A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2022182063A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2022182062A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2022270778A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2022119154A1 (ko) 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스
WO2022177178A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022059936A1 (ko) 냉각성능이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2021261702A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022158792A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2021256661A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022086076A1 (ko) 배터리 차단 유닛 및 이를 포함하는 전지 팩

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21900842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202190000723.5

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21900842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1