[go: up one dir, main page]

KR102755060B1 - 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩 - Google Patents

방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩 Download PDF

Info

Publication number
KR102755060B1
KR102755060B1 KR1020200142241A KR20200142241A KR102755060B1 KR 102755060 B1 KR102755060 B1 KR 102755060B1 KR 1020200142241 A KR1020200142241 A KR 1020200142241A KR 20200142241 A KR20200142241 A KR 20200142241A KR 102755060 B1 KR102755060 B1 KR 102755060B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact portion
protection circuit
circuit module
tape
pcm
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
KR1020200142241A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220057206A (ko
Inventor
오성진
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
Priority to KR1020200142241A priority Critical patent/KR102755060B1/ko
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to EP21886759.6A priority patent/EP4099489B1/en
Priority to PCT/KR2021/015102 priority patent/WO2022092765A1/ko
Priority to JP2022543573A priority patent/JP7504207B2/ja
Priority to CN202180061175.1A priority patent/CN116648820A/zh
Priority to ES21886759T priority patent/ES3026435T3/es
Priority to US17/909,863 priority patent/US20240204302A1/en
Priority to TW110139811A priority patent/TWI881185B/zh
Publication of KR20220057206A publication Critical patent/KR20220057206A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102755060B1 publication Critical patent/KR102755060B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/667Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an electronic component, e.g. a CPU, an inverter or a capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 방열 테이프를 이용한 보호회로모듈(PCM)의 방열 구조를 포함하는 전지팩에 관한 것으로, 기존의 포론 테이프(Poron tape) 대신 열 전도율이 높은 물질로 이루어진 방열 테이프를 적용하고, 이를 이용하여 형성된 보호회로모듈(PCM)의 발열을 분산 방출하는 방열 구조를 포함하는 전지팩을 제공한다.

Description

방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩{Battery pack including a protection circuit module heat radiation structure using heat radiation tape}
본 발명은 전지팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 방열 테이프를 이용한 방열 구조를 포함하는 파우치형 전지팩에 관한 것이다.
현대 사회에서 모바일 기기 등을 포함하는 다양한 IT 기기에 대한 기술이 개발되고 수요가 증가함에 따라, IT 기기들의 에너지원으로서의 역할을 수행하는 이차전지 또한 기술 개발 및 수요가 증가하고 있다.
이차전지는 케이스의 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 분류될 수 있는데, 이들 중 파우치형 이차전지는 제품에 따른 형태 변형이 용이하고, 저렴한 제조 비용, 작은 중량 등의 장점으로 최근 소형화/경량화되는 추세인 모바일 기기 등 다양한 IT 기기에 적용하기 적합하다.
일반적으로, 파우치형 전지팩은 판상형 전지셀의 셀 테라스 상에 보호회로 모듈(PCM)이 탑재되는 구조인데, 이 때 보호회로 모듈(PCM)은 그 겉면이 단순히 ‘ㄷ’자 형태로 포론 테이프(Poron tape) 및 그 상부가 상부 테이프(Top tape)로 덮여 감싸진다. 여기서, 포론 테이프란 전지팩에 외부로부터의 충격이 가해질 경우 보호회로 모듈(PCM)에 전달되는 충격을 완화시키기 위한 테이프를 의미한다.
한편, 보호회로 모듈(PCM)은 주로 회로기판 상에 실장되어 있는 FET가 가장 큰 발열인자이다. 그런데, 상기와 같이 포론 테이프 및 상부 테이프에 의해 보호회 로 모듈이 감싸져 있는 구조의 경우, FET로 의해 보호회로 모듈(PCM)에 발생하는 열이 방출되지 못한 채 그 상태로 지속되고, 시간이 지날수록 지속되는 열로 인해 온도가 더 높아지는 상황에 이르게 된다. 특히, 충전 전류가 큰 전지팩에 적용되는 보호회로 모듈의 경우, 복수 개의 FET가 배치되는 구조를 가지는데, 이 경우 상술한 보호회로 모듈(PCM)의 발열 문제가 더 악화되는 상황이 발생하게 된다.
이에 따른 보호회로 모듈(PCM)의 지속적인 발열은 부품 손상, 성능 저하뿐만 아니라 나아가 전지팩 폭발 등과 같은 위험 문제를 초래한다.
(특허문헌 1) KR10-2018-0103625 A
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 방열 테이프를 이용한 보호회로모듈(PCM) 발열 개선 구조를 포함하는 파우치형 전지팩을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 전지팩은, 일 측면에 상향으로 연장되어 있는 셀 테라스부를 포함하며, 상기 셀 테라스를 통해 한 쌍의 전극 리드들이 외향 돌출되어 있는 판상형 전지셀; 상/하면 각각에 2개의 FET가 배치되어 있으며, 상기 셀 테라스의 상부에 탑재되는 보호회로 모듈(PCM); 상기 전지셀의 측면 및 보호회로 모듈(PCM)과 상기 셀 테라스부의 사이, 상기 보호회로 모듈(PCM)의 상부에 각각 접촉 영역을 형성하는 ‘ㄹ’ 자 형태로 상기 보호회로 모듈(PCM)을 감싸 부착되는 방열 테이프; 상기 방열 테이프에 의해 감싸진 보호회로 모듈(PCM)의 상부를 커버하는 상부 테이프; 를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 전지셀의 하부면을 커버하는 하부 테이프; 상기 전지셀의 양 측면부 각각을 커버하는 측면 테이프; 및 상기 전지셀의 전면에 부착되는 전면 테이프; 를 더 포함하여 구성된다.
한편, 상기 방열 테이프는, 상기 보호회로 모듈(PCM)의 상면에 접촉하는 제1 접촉부; 상기 제1 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(PCM)의 측면과 전지셀의 상단면 사이에 접촉하는 제2 접촉부; 상기 제2 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(PCM)의 하면과 셀 테라스부의 상부면 사이에 접촉하는 제3 접촉부; 상기 제3 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부의 측부에 접촉하는 제4 접촉부; 및 상기 제4 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부의 하부면에 접촉하는 제5 접촉부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 방열 테이프는, 상기 제1 접촉부로부터 제5 접촉부의 방향으로 상기 보호회로 모듈(PCM)의 FET에서 발생하는 열이 이동하는 FET 발열 전달 경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 FET 발열 전달 경로로 이동하는 열은, 상기 제1 접촉부, 제4 접촉부 및 제5 접촉부 각각을 통해 분산되어 방출되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 방열 테이프는, 열 전도율이 높은 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 방열 테이프는, 그라파이트 테이프 또는 알루미늄(AI)을 포함하는 합성 테이프로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 보호회로 모듈(PCM)에 탑재된 FET에서 발생하는 열을 방열하는 구조를 포함하는 전지팩을 제조하는 방법은, 상기 전지셀의 측면 및 보호회로 모듈(PCM)과 상기 전지셀의 일 측면에 상향 연장된 셀 테라스부의 사이, 상기 보호회로 모듈(PCM)의 상부에 각각 접촉 영역을 형성하는 ‘ㄹ’자 형태를 가지는 방열 테이프를 이용하여, 상기 셀 테라스부의 상부에 상기 보호회로 모듈(PCM)을 탑재하는 보호회로 모듈 탑재 단계; 전지셀의 양 측면부 각각에 측면 테이프를 부착하여 전지셀의 측면부를 커버하는 측면부 커버 단계; 상기 전지셀의 상/하부 각각에 상/하부 테이프를 부착하여 커버하는 상/하부 커버 단계; 전지셀의 전면에 전면 테이프를 부착하여 커버하는 전면부 커버 단계; 를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 보호회로 모듈 탑재 단계에서, 상기 방열 테이프는, 상기 보호회로 모듈(PCM)의 상면에 접촉하는 제1 접촉부, 상기 제1 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈의 측면과 전지셀의 상단면 사이에 접촉하는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈의 하면과 상기 셀 테라스의 상부면 사이에 접촉하는 제3 접촉부, 상기 제3 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 상기 셀 테라스부의 측부에 접촉하는 제4 접촉부 및 상기 제4 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부의 하부면에 접촉하는 제5 접촉부를 형성하는 구조로 부착되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 방열 테이프는, 상기 제1 접촉부로부터 제5 접촉부의 방향으로, 보호회로 모듈의 FET에서 발생하는 열이 이동하는 FET 발열 전달 경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 FET 발열 전달 경로를 통해 이동하는 열은, 상기 제1 접촉부, 제4 접촉부 및 제5 접촉부 각각을 통해 분산되어 방출되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 방열 테이프는, 열 전도율이 높은 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 방열 테이프는, 그라파이트 테이프 또는 알루미늄(AI)을 포함하는 합성 테이프로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전지팩은 전체적으로 기존의 전지팩과 유사한 형태를 유지하되, 기존 전지팩에 적용되는 포론 테이프(Poron tape)를 열 전도율이 높은 테이프로 변경하고 이를 이용하여 복수의 영역을 통해 FET 발열을 분산 방열하는 FET 방열 구조를 포함한다.
따라서, 팩 공정성은 기존과 동등한 수준을 유지하면서 PCM의 FET에서 발생하는 열을 효과적으로 분산 방열하여 PCM의 지속적인 발열로 인한 부품 손상, 성능 저하, 나아가 전지팩 폭발 등과 같은 위험 문제를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전지팩을 분해한 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 전지팩을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 전지팩에 적용되는 보호회로 모듈(PCM)의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 전지팩의 일부를 측면 방향에서 바라본 상태를 도시한 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
1. 본 발명에 따른 전지팩
도 1은 본 발명에 따른 전지팩을 분해한 상태를 나타내는 분해도이고, 도 2는 도 1의 각 구성을 결합한 상태를 도시한 도면이다. 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 전지팩(100)은 크게 판상형 전지셀(110), 보호회로 모듈(PCM, Protection Circuit Module, 120), 방열 테이프(130) 및 제1 내지 제4 테이프(140~170)를 포함하여 구성된다.
1.1. 판상형 전지셀(110)
판상형 전지셀은 양극판, 음극판, 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체가 파우치에 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 상기 파우치는 전극조립체를 감싸는 다층의 시트 구조로 형성될 수 있다.
한편, 파우치는 그 일측으로부터 연장되어 형성된 셀 테라스부(1142)를 포함한다. 이러한 셀 테라스부(1142)는 소정의 영역을 형성하게 되며, 이를 통해 전지셀의 한 쌍의 전극 리드가 외향 돌출된다. 또한, 후술하는 보호회로 모듈(120)이 상기 셀 테라스부(1142)의 상부에 안착될 수 있다.
1.2. 보호회로 모듈(PCM, 120)
보호회로 모듈은, 전지팩의 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 단락 보호 기능 등을 제공하는 구성으로, 이러한 보호회로모듈(PCM)은 앞서 설명한 것과 같이 상기 셀 테라스부(1142)의 상부에 탑재된다.
보다 구체적으로, 보호회로 모듈은 전지셀(110)에 대하여 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능 및 단락 보호 기능을 제공할 수 있는 각종 전자부품 및 인쇄회로패턴이 집합된 형태의 PCB(Printed Circuit Board, 122) 및 상기 PCB(122)와 전기적으로 연결되어 있으며, 그 단부에는 외부 디바이스와 연결될 수 있는 커넥터(1242)가 형성되어 있는 외부입출력단자(124)를 포함하는 통상의 구조로 이루어져 있다.
한편, 도 3의 (a)와 (b)는 보호회로 모듈(PCM)의 상/하면 각각을 도시한 도면이다. 본 발명의 보호회로 모듈은, 충전 전류 2.0C 이상의 전지팩에 적용되는 보호회로 모듈이다. 이러한 보호회로 모듈은 도 3에 보이는 것과 같이 그 상/하면 각각에 2개의 FET(1221, 1222, 1223, 1224)가 탑재된 구조를 가진다.
1.3. 방열 테이프(130)
방열 테이프는, 상기 보호회로 모듈(PCM, 120)을 소정의 방열 구조를 형성하도록 감싸는 형태로 부착되어, 보호회로 모듈(120)을 셀 테라스부(1142) 상에 안정적으로 고정함과 동시에, 보호회로 모듈(120)에서 발생하는 열을 방열하는 역할을 수행한다.
도 4를 참조하면, 소정의 방열 구조는, 전지셀(110)의 측면 및 보호회로 모듈(120)과 상기 셀 테라스부의 사이, 상기 보호회로 모듈(PCM, 120)의 상부에 각각 접촉 영역이 형성되도록 하는 구조일 수 있다.
구체적으로, 방열 테이프는 보호회로 모듈(120)의 상면에 접촉하는 제1 접촉부(130a), 상기 제1 접촉부(130a)로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(120)의 측면과 전지셀(110)의 상단면 사이에 접촉하는 제2 접촉부(130b), 상기 제2 접촉부(130b)로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(120)의 하면과 셀 테라스부(1142)의 상부면 사이에 접촉하는 제3 접촉부(130c), 상기 제3 접촉부(130c)로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부(1142)의 측부에 접촉하는 제4 접촉부(130d) 및 상기 제4 접촉부(130d)로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부(1142)의 하부면에 접촉하는 제5 접촉부(130e)를 형성하도록 보호회로 모듈(120)을 감싸는 형태로 부착될 수 있다. 즉, ‘ㄹ’자 형태로 보호회로 모듈(120)을 감싸는 것이다.
이와 같은 형태로 부착되는 방열 테이프는, 열 전도성이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 그라파이트 테이프 또는 알루미늄(AI)을 포함하는 합성 테이프일 수 있다.
이에 따라, 방열 테이프(130)는 도 4에 표시된 화살표와 같이, 제1 접촉부(130a) -> 제2 접촉부(130b) -> 제3 접촉부(130c) -> 제4 접촉부(130d) -> 제5 접촉부(130e) 방향으로의 발열 전달 경로를 형성할 수 있다. 따라서, FET(1221, 1222, 1223, 1224)에서 발생하는 열이 상기 열 전도 경로 방향으로 이동하면서 그 열이 외부로 노출된 제1 접촉부(130a), 제4 접촉부(130d) 및 제5 접촉부(130e)를 통해 분산되어 방열될 수 있다
이러한 원리로, 본 발명의 방열 테이프는 보호회로 모듈(120)에서 발생하는 열을 방열하여 전지팩(100)의 발열을 효과적으로 개선하는 결과를 가져올 수 있다.
1.4. 상부 테이프(140)
상부 테이프는, 상술한 것과 같이 방열 테이프(130)에 의해 감싸진 보호회로 모듈(PCM, 120)의 상부를 감싸도록 형성되어, 상기 보호회로 모듈(PCM, 120)을 셀 테라스부(1142)에 안정적으로 고정하면서 외부로부터 보호하는 역할을 한다.
1.5. 하부 테이프(150)
하부 테이프는, 전지셀(110)의 하부면을 감싸는 형태로 부착되어 상기 전지셀(110)의 하부면을 커버한다.
1.6. 측면 테이프(160)
측면 테이프는, 전지셀(110)의 양 측면을 각각 감싸는 형태로 부착되어 상기 전지셀(110)의 양 측면을 커버한다.
1.7. 전면 테이프(170)
전면 테이프는, 전지셀(110)의 전면에 부착된다. 한편, 도면에는 별도로 도시하지 않았지만 제4 테이프의 상면에는 전지팩(100)의 시리얼 넘버 등을 포함하는 팩 정보를 표기하는 패드 프린트(Pad Print, 미도시)가 부착될 수 있다.
상술한 제1 내지 제4 테이프(140~170)는 파우치형 전지팩(100)에 적용되는 통상의 구성이다.
2. 본 발명에 따른 전지팩 제조 방법
본 발명에 따른 파우치형 전지팩을 제조하는 방법은, 아래와 같은 단계를 포함할 수 있다.
2.1. 보호회로 모듈 탑재 단계
방열 테이프(130)를 소정의 방열 구조를 형성하도록 보호회로 모듈(120)을 감싸는 형태로 부착하여, 판상형 전지셀(110)의 일측에 연장 형성되어 있는 셀 테라스부(1124)의 상부에 보호회로 모듈(120)을 탑재할 수 있다.
여기서, 소정의 방열 구조는, 전지셀(110)의 측면 및 보호회로 모듈(120)과 상기 셀 테라스부(1124)의 사이, 상기 보호회로 모듈(120)의 상부에 각각 접촉 영역이 형성되도록 하는 구조일 수 있다.
구체적으로, 앞서 설명한 것처럼, 보호회로 모듈(120)의 상면에 접촉하는 제1 접촉부(130a), 상기 제1 접촉부(130a)로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(120)의 측면과 전지셀(110)의 상단면 사이에 접촉하는 제2 접촉부(130b), 상기 제2 접촉부(130b)로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(120)의 하면과 셀 테라스부(1142)의 상부면 사이에 접촉하는 제3 접촉부(130c), 상기 제3 접촉부(130c)로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부(1142)의 측부에 접촉하는 제4 접촉부(130d) 및 상기 제4 접촉부(130d)로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부(1142)의 하부면에 접촉하는 제5 접촉부(130e)를 형성하도록 보호회로 모듈(120)을 감싸는 형태로 부착할 수 있다.
한편, 방열 테이프(130)는 그라파이트 테이프 또는 알루미늄(AI)을 포함하는 합성 테이프로 구성되어 있다.
이에 따라, 상기 제1 접촉부(130a) -> 제2 접촉부(130b) -> 제3 접촉부(130c) -> 제4 접촉부(130d) -> 제5 접촉부(130e) 방향으로의 발열 전달 경로가 형성되고, 그 경로로 이동하는 열은 외부와 맞닿아 있는 제1 접촉부(130a), 제4 접촉부(130d) 및 제5 접촉부(130e)를 통해 분산되어 방열될 수 있다. 따라서, 보호회로 모듈(120)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
여기서, 상기 보호회로 모듈(120)은, 상술한 것처럼 충전 전류 2.0C 이상의 전지팩에 적용되는 구조를 가지는 것으로, 도 3과 같이 그 상/하면 각각에 2개의 FET(1221, 1222, 1223, 1224)가 탑재된 구조로 이루어져 있다. 이러한 구조의 보호회로 모듈(120)의 경우, 주 발열인자인 FET에 의한 발열 수준이 높지만, 본 발명은 상술한 방열 테이프(130)의 방열 구조를 통해 발열 수준을 효과적으로 낮출 수 있다.
2.2. 측면부 커버 단계
측면부 커버 단계는, 전지셀(110)의 양 측면부 각각에 측면 테이프(130)를 부착하여 전지셀(110)의 측면부를 커버한다.
2.3. 상/하부 커버 단계
상/하부 커버 단계는, 보호회로 모듈(120)이 탑재된 전지셀(110)의 상부를 감싸는 형태로 상부 테이프(130)를 부착하고, 전지셀(110)의 하부를 감싸는 형태로 하부 테이프(140)를 부착하여, 전지셀(110)의 상/하부 각각을 커버한다.
2.4. 전면부 커버 단계
전면부 커버 단계는, 전지셀(110)의 전면에 전면 테이프를 부착한다. 한편, 도면에는 별도로 도시하지 않았지만 전면 테이프 부착 후 그 상면에는 전지팩(100)의 시리얼 넘버 등을 포함하는 팩 정보를 표기하는 패드 프린트(Pad Print, 미도시)가 부착될 수 있다
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전지팩
110: 전지셀
112: 전극조립체
114: 파우치
1142: 셀 테라스
120: 보호회로 모듈(PCM)
122: 보호회로 기판(PCB)
124: 외부입출력단자
130: 방열 테이프
130a~130e: 제1 내지 제5 접촉부
140: 상부 테이프
150: 하부 테이프
160: 측면 테이프
170: 전면 테이프

Claims (13)

  1. 일 측면에 상향으로 연장되어 있는 셀 테라스부를 포함하며, 상기 셀 테라스를 통해 한 쌍의 전극 리드들이 외향 돌출되어 있는 판상형 전지셀;
    상/하면 각각에 2개의 FET가 배치되어 있으며, 상기 셀 테라스의 상부에 탑재되는 보호회로 모듈(PCM);
    상기 전지셀의 측면 및 보호회로 모듈(PCM)과 상기 셀 테라스부의 사이, 상기 보호회로 모듈(PCM)의 상부에 각각 접촉 영역을 형성하는 ‘ㄹ’ 자 형태로 상기 보호회로 모듈(PCM)을 감싸 부착되는 방열 테이프;
    상기 방열 테이프에 의해 감싸진 보호회로 모듈(PCM)의 상부를 커버하는 상부 테이프;
    를 포함하여 구성되는 전지팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지셀의 하부면을 커버하는 하부 테이프;
    상기 전지셀의 양 측면부 각각을 커버하는 측면 테이프; 및
    상기 전지셀의 전면에 부착되는 전면 테이프;
    를 더 포함하여 구성되는 전지팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열 테이프는,
    상기 보호회로 모듈(PCM)의 상면에 접촉하는 제1 접촉부;
    상기 제1 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(PCM)의 측면과 전지셀의 상단면 사이에 접촉하는 제2 접촉부;
    상기 제2 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈(PCM)의 하면과 셀 테라스부의 상부면 사이에 접촉하는 제3 접촉부;
    상기 제3 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부의 측부에 접촉하는 제4 접촉부; 및
    상기 제4 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부의 하부면에 접촉하는 제5 접촉부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방열 테이프는,
    상기 제1 접촉부로부터 제5 접촉부의 방향으로 상기 보호회로 모듈(PCM)의 FET에서 발생하는 열이 이동하는 FET 발열 전달 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 FET 발열 전달 경로로 이동하는 열은,
    상기 제1 접촉부, 제4 접촉부 및 제5 접촉부 각각을 통해 분산되어 방출되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 방열 테이프는,
    그라파이트 테이프 또는 알루미늄(AI)을 포함하는 합성 테이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 보호회로 모듈(PCM)에 탑재된 FET에서 발생하는 열을 방열하는 구조를 포함하는 전지팩을 제조하는 방법에 있어서,
    전지셀의 측면 및 보호회로 모듈(PCM)과 상기 전지셀의 일 측면에 상향 연장된 셀 테라스부의 사이, 상기 보호회로 모듈(PCM)의 상부에 각각 접촉 영역을 형성하는 ‘ㄹ’자 형태를 가지는 방열 테이프를 이용하여, 상기 셀 테라스부의 상부에 상기 보호회로 모듈(PCM)을 탑재하는 보호회로 모듈 탑재 단계;
    전지셀의 양 측면부 각각에 측면 테이프를 부착하여 전지셀의 측면부를 커버하는 측면부 커버 단계;
    상기 전지셀의 상/하부 각각에 상/하부 테이프를 부착하여 커버하는 상/하부 커버 단계;
    전지셀의 전면에 전면 테이프를 부착하여 커버하는 전면부 커버 단계;
    를 포함하여 구성되는 전지팩 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보호회로 모듈 탑재 단계에서,
    상기 방열 테이프는, 상기 보호회로 모듈(PCM)의 상면에 접촉하는 제1 접촉부, 상기 제1 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈의 측면과 전지셀의 상단면 사이에 접촉하는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 보호회로 모듈의 하면과 상기 셀 테라스의 상부면 사이에 접촉하는 제3 접촉부, 상기 제3 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 상기 셀 테라스부의 측부에 접촉하는 제4 접촉부 및 상기 제4 접촉부로부터 절곡 연장된 형태로 셀 테라스부의 하부면에 접촉하는 제5 접촉부를 형성하는 구조로 부착되는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방열 테이프는,
    상기 제1 접촉부로부터 제5 접촉부의 방향으로, 보호회로 모듈의 FET에서 발생하는 열이 이동하는 FET 발열 전달 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 FET 발열 전달 경로를 통해 이동하는 열은,
    상기 제1 접촉부, 제4 접촉부 및 제5 접촉부 각각을 통해 분산되어 방출되는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 방열 테이프는,
    그라파이트 테이프 또는 알루미늄(AI)을 포함하는 합성 테이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
KR1020200142241A 2020-10-29 2020-10-29 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩 Active KR102755060B1 (ko)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200142241A KR102755060B1 (ko) 2020-10-29 2020-10-29 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩
PCT/KR2021/015102 WO2022092765A1 (ko) 2020-10-29 2021-10-26 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩
JP2022543573A JP7504207B2 (ja) 2020-10-29 2021-10-26 放熱テープを用いた保護回路モジュール放熱構造を有する電池パック
CN202180061175.1A CN116648820A (zh) 2020-10-29 2021-10-26 包括使用散热胶带的散热结构的电池组
EP21886759.6A EP4099489B1 (en) 2020-10-29 2021-10-26 Battery pack comprising heat dissipation structure of protective circuit module using heat dissipation tape
ES21886759T ES3026435T3 (en) 2020-10-29 2021-10-26 Battery pack comprising heat dissipation structure of protective circuit module using heat dissipation tape
US17/909,863 US20240204302A1 (en) 2020-10-29 2021-10-26 Battery pack comprising heat dissipation structure of protective circuit module using heat dissipation tape
TW110139811A TWI881185B (zh) 2020-10-29 2021-10-27 電池組及其製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200142241A KR102755060B1 (ko) 2020-10-29 2020-10-29 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220057206A KR20220057206A (ko) 2022-05-09
KR102755060B1 true KR102755060B1 (ko) 2025-01-20

Family

ID=81382835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200142241A Active KR102755060B1 (ko) 2020-10-29 2020-10-29 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20240204302A1 (ko)
EP (1) EP4099489B1 (ko)
JP (1) JP7504207B2 (ko)
KR (1) KR102755060B1 (ko)
CN (1) CN116648820A (ko)
ES (1) ES3026435T3 (ko)
TW (1) TWI881185B (ko)
WO (1) WO2022092765A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240037740A (ko) * 2022-09-15 2024-03-22 삼성에스디아이 주식회사 방열 구조를 포함하는 배터리 팩

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN208142271U (zh) 2017-12-29 2018-11-23 宁德新能源科技有限公司 一种电芯及电池

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3727840B2 (ja) * 2000-09-29 2005-12-21 株式会社東芝 電池パック及び携帯用電子機器
KR100686814B1 (ko) * 2005-04-26 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 폴리머 배터리 팩 및 그 제조 방법
US8916278B2 (en) * 2009-08-12 2014-12-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Heat transfer member for battery pack
KR101075304B1 (ko) * 2009-10-09 2011-10-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 그 제조 방법
US9065085B2 (en) * 2011-04-19 2015-06-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR101539691B1 (ko) * 2012-10-19 2015-07-27 주식회사 엘지화학 파우치형 이차 전지의 프레임, 이를 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩의 제조 방법
KR102030111B1 (ko) * 2013-09-04 2019-10-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP2015088381A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 日立マクセル株式会社 電池パック
KR20160039790A (ko) * 2014-10-02 2016-04-12 주식회사 아이티엠반도체 배터리 보호회로 패키지
KR101794941B1 (ko) * 2014-12-04 2017-12-01 주식회사 엘지화학 방열 테이프를 포함하고 있는 보호회로모듈
KR20160109428A (ko) * 2015-03-11 2016-09-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102434771B1 (ko) * 2015-08-28 2022-08-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102067713B1 (ko) * 2016-05-31 2020-01-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
KR102362074B1 (ko) 2017-03-10 2022-02-11 삼성전자주식회사 방열 플레이트를 포함하는 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102332332B1 (ko) * 2017-06-16 2021-11-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
WO2019073879A1 (ja) * 2017-10-12 2019-04-18 マクセルホールディングス株式会社 ラミネート型電池
US11670805B2 (en) * 2017-10-31 2023-06-06 Snap Inc. Nested PCM battery pack
JP7063661B2 (ja) * 2018-03-14 2022-05-09 マクセル株式会社 ラミネート型電池
CN209071559U (zh) * 2018-11-15 2019-07-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池监控单元及电池包

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN208142271U (zh) 2017-12-29 2018-11-23 宁德新能源科技有限公司 一种电芯及电池

Also Published As

Publication number Publication date
ES3026435T3 (en) 2025-06-11
EP4099489A4 (en) 2024-07-31
TW202218228A (zh) 2022-05-01
KR20220057206A (ko) 2022-05-09
TWI881185B (zh) 2025-04-21
CN116648820A (zh) 2023-08-25
WO2022092765A1 (ko) 2022-05-05
US20240204302A1 (en) 2024-06-20
EP4099489B1 (en) 2025-04-16
JP7504207B2 (ja) 2024-06-21
JP2023511099A (ja) 2023-03-16
EP4099489A1 (en) 2022-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12308406B2 (en) Battery module having a sensing module thereon
JP5795816B2 (ja) 弾性押圧部材を有するセルカートリッジ、およびセルカートリッジを備えるセルモジュール
EP3731304A1 (en) Battery module
KR20170019041A (ko) 금속 팩 케이스와 열전도 부재를 포함하는 전지팩
US20110244296A1 (en) Battery module
KR102381962B1 (ko) 방열 부재를 구비한 전지팩
JP7074486B2 (ja) 二次電池モジュール
US12155050B2 (en) Battery module and battery pack including the same
US20230299431A1 (en) Battery cell, battery module, and battery pack including the same
CN112350011A (zh) 电池模块
KR20210046339A (ko) 전지 모듈 및 이을 포함하는 전지 팩
EP3823085B1 (en) Stacked battery pack
KR102755060B1 (ko) 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩
JP6921630B2 (ja) 二次電池モジュール
US20240021908A1 (en) Battery module and battery pack including the same
US20230369672A1 (en) Heat dissipation member and battery pack including the same
KR102170303B1 (ko) 파우치형 이차전지
JP2023530687A (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
US20240055688A1 (en) Heat Dissipation Member and Battery Pack Including Same
KR20190018452A (ko) 배터리모듈
KR100563036B1 (ko) 전지팩
CN218472056U (zh) 锂电池组件及电子设备
CN120127271A (zh) 二次电池
KR20250014788A (ko) 배터리 팩
CN116250116A (zh) 电池组和包括该电池组的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20201029

PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20211109

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20220510

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20201029

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20241017

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20250101

PG1601 Publication of registration