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KR20120099063A - 전지 팩 - Google Patents

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KR20120099063A
KR20120099063A KR20127013684A KR20127013684A KR20120099063A KR 20120099063 A KR20120099063 A KR 20120099063A KR 20127013684 A KR20127013684 A KR 20127013684A KR 20127013684 A KR20127013684 A KR 20127013684A KR 20120099063 A KR20120099063 A KR 20120099063A
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battery pack
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case
battery
holder
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KR20127013684A
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Inventor
히로시 뎀묘
다쿠야 나카시마
다카시 나카가와
Original Assignee
파나소닉 주식회사
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.)
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Publication date
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Abstract

전지 모듈(100)은, 복수의 소전지(10)를 수용하는 열 전도성(傳導性) 재료로 이루어진 홀더(20)와, 홀더(20)를 수용하는 직방체 케이스(30)를 구비하고, 홀더(20)는 복수의 수용부(21)를 가지며, 소전지(10)는 수용부(21) 내에 수용된다. 케이스(30)는, 홀더(20)의 수용부(21) 측면으로 평행이며, 또, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)을 가지며, 전지 팩(200)은, 복수의 전지 모듈(100)이, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)이 서로 겹치는 방향으로 적층되며, 인접하는 전지 모듈(100) 사이에는, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W) 양 단부(端部)에, 폭방향으로 수직인 방향을 따라, 소정 폭의 스페이서(50a, 50b)가 배치되며, 스페이서(50a, 50b)에 의해, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새(60)가 형성된다.

Description

전지 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 복수의 전지 모듈이 적층된 전지 팩에 관한 것이다.
복수의 전지를 케이스에 수용하여, 소정의 전압 및 용량을 출력할 수 있도록 한 전지 팩은, 여러 가지 기기, 차량 등의 전원으로써 널리 사용되고 있다. 그 중에서도, 범용적(汎用的)인 전지를 병렬?직렬 접속하여 소정의 전압 및 용량을 출력하는 조(組)전지를 모듈화하고, 이 전지 모듈을 여러 가지로 조합함으로써, 다종 다양한 용도에 대응 가능하게 하는 기술이 채용되기 시작했다. 이 모듈화 기술은, 전지 모듈에 수용하는 전지를 고성능화함으로써, 전지 모듈 자체의 소형?경량화를 도모할 수 있으므로, 전지 팩을 조합할 시의 작업성이 향상됨과 동시에, 차량 등 한정된 공간으로 탑재할 시의 자유도가 향상되는 등, 여러 가지 이점을 갖는다.
그런데, 전지 모듈의 케이스 내에 수용된 전지는, 충방전 시에 발열하나, 이 열이 케이스 밖으로 방열되지 않으면, 케이스 내에 열이 축적되어, 전지에 악영향을 끼친다. 특히, 복수의 전지 모듈을 적층하여 전지 팩을 구성한 경우, 내측(內側)에 있는 전지 모듈의 방열을 방해할 수 있으므로, 전지 모듈의 온도가 과도하게 상승될 우려가 있다.
이와 같은 문제에 대해, 전지 모듈을 유지하는 유지 스페이서(spacer)에, 복수의 돌출부를 형성하고, 이 돌출부를 전지 모듈에 접촉시켜, 인접하는 전지 모듈 사이에 냉각매체가 흐르는 틈새를 형성함으로써, 적층된 전지 모듈의 냉각효과를 높이는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조).
일본 특허공개 2010-146777호 공보
전지 모듈에 수용하는 전지를 고성능화함으로써, 전지 모듈 자체의 소형?경량화를 도모할 수 있으나, 이에 수반하여, 단위 체적당 에너지 밀도가 높아지므로, 전지 모듈 자체의 발열량도 많아진다.
때문에, 복수의 전지 모듈을 적층하여 전지 팩을 구성했을 때, 전지 모듈의 냉각효과를 충분한 것으로 하기 위해서는, 전지 모듈 사이에 형성한 틈새를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 냉각 경로로써 확보한 틈새는, 전지 팩에서는 불필요한 공간이므로, 틈새를 크게 하면, 오히려 전지 팩 자체의 단위 체적당 에너지 밀도의 저하를 초래한다. 또, 전지 팩의 용적 증대는, 한정된 공간에 전지 팩을 수용하고자 하는 요청에도 어긋난다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 주된 목적은, 복수의 전지 모듈이 적층된 전지 팩에 있어서, 전지 모듈의 냉각효과가 높으며, 또, 소공간화가 가능한 전지 팩을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 복수의 전지 모듈이 적층된 전지 팩에 있어서, 전지 모듈의 케이스 내에 배열된 복수의 전지(이하, 전지 모듈에 사용하는 전지를, "소(素)전지"라 부름)를, 열 전도성(傳導性) 재료로 이루어진 홀더(holder)에 수용함과 동시에, 인접하는 전지 모듈 사이에, 케이스 측면의 양 단부(端部)에 스페이서(spacer)를 배치하고, 이 스페이서에 의해, 인접하는 전지 모듈 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새를 형성한 구성을 채용한다.
이와 같은 구성에 의해, 소전지를 열 전도성 재료로 이루어진 홀더에 수용함으로써, 소전지에서 발생한 열을, 전지 모듈의 케이스로 빠르게 방열시킴과 동시에, 냉매 유로(流路)가 되는 틈새를 형성하는 스페이서를, 케이스 폭방향의 양 단부에 배치함으로써, 케이스로 전달된 열을, 스페이서에 의해 방해받는 일없이, 틈새를 흐르는 냉각매체에 의해 냉각시킬 수 있다. 즉, 홀더의 방열효과를 손상시키는 일없이, 작은 틈새라도 전지 모듈의 냉각효과를 높일 수 있다. 이에 따라, 전지 모듈의 냉각효과가 높으며, 또, 소공간화가 가능한 전지 팩을 실현할 수 있다.
본 발명에 관한 전지 팩은, 복수의 전지 모듈이 적층된 전지 팩에 있어서, 전지 모듈은 복수의 소전지를 수용하는 열 전도성 재료로 이루어진 홀더와, 홀더를 수용하는 직방체(直方體)의 케이스를 구비하고, 홀더는 복수의 수용부를 가지며, 소전지는 수용부 내에 수용되고, 케이스는, 홀더의 수용부 측면으로 평행이며, 또, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 측면을 가지며, 전지 팩은, 복수의 전지 모듈이, 제 1 및 제 2 측면이 서로 겹치는 방향으로 적층되며, 인접하는 전지 모듈 사이에는, 제 1 및 제 2 측면의 폭방향 양 단부(端部)에, 이 폭방향으로 수직인 방향을 따라, 소정 폭의 스페이서가 배치되고, 스페이서에 의해, 제 1 및 제 2 측면과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새가 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 스페이서는, 케이스의 제 1 및 제 2 측면을 보는 평면시(平面視)에 있어서, 홀더에 겹치지 않는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전지 모듈의 냉각효과를 더욱 높일 수 있다.
또, 소전지는, 그 외주면(外周面)이 수용부 내주면(內周面)에 접촉하고 수용부 내에 수용되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 홀더의 방열효과를 더욱 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 전지 모듈이 적층된 전지 팩에 있어서, 전지 모듈의 냉각효과가 높으며, 또, 소공간화가 가능한 전지 팩을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 전지 모듈에 사용하는 소전지의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 팩을 구성하는 전지 모듈의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 3(a)은, 전지 모듈 내에서, 복수의 소전지를 수용하는 홀더의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3(b)은, 전지 모듈의 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 팩의 측면도이다.
도 6은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 모듈의 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 제 1 실시형태 변형예에 있어서 전지 모듈의 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 제 1 실시형태 변형예에 있어서 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 제 1 실시형태 변형예에 있어서 전지 팩의 측면도이다.
도 10은, 본 발명의 제 1 실시형태 변형예에 있어서 전지 모듈의 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서 전지 모듈의 평면도이다.
도 12는, 본 발명의 제 2 실시형태 변형예에 있어서 전지 모듈의 평면도이다.
도 13은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서 스페이서의 형태를 나타낸 사시도이다.
도 14는, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서 전지 팩의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 15는, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서 전지 팩의 구성을 나타낸 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 그리고, 본 발명은, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위를 일탈하지 않는 범위에서, 적절한 변경은 가능하다. 또한, 다른 실시형태와의 조합도 가능하다.
(제 1 실시형태)
도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 모듈에 사용하는 소전지(10)의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 그리고, 본 발명에 있어서 소전지(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 리튬이온 전지, 니켈수소 전지 등의 이차전지를 사용할 수 있다. 또, 원통형 전지에 한정되지 않으며, 각형 전지라도 된다.
도 1에 나타내듯이, 소전지(10)는 전지케이스(7)의 개구부(開口部)가 가스켓(9)을 개재하고 밀봉판(8)으로 실링(sealing)된다. 전지케이스(7) 내에는, 양극판(2)과 음극판(1)이 세퍼레이트(3)를 개재하고 권회(捲回)되어 구성된 전극군(4)이, 비수전해질과 함께 수용된다. 양극판(2)은, 양극리드(5)를 개재하고 양극단자를 겸하는 밀봉판(8)에 접속된다. 또, 음극판(1)은, 음극리드(6)를 개재하고 음극단자를 겸하는 전지케이스(7)의 저부(底部)에 접속된다. 그리고, 밀봉판(8)에는, 개방부(8a)가 형성되며, 소전지(10)에 이상(異常)가스가 발생했을 때, 이상가스가 개방부(8a)로부터 전지케이스(7) 밖으로 배출된다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 팩을 구성하는 전지 모듈(100)의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 또, 도 3(a)은, 전지 모듈(100) 내에서, 복수의 소전지(10)를 수용하는 홀더(20)의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3(b)은 전지 모듈(100)의 사시도이다.
도 2에 나타내듯이, 전지 모듈(100)은, 복수의 소전지(10)가 배열되어 케이스(30)에 수용된다. 복수의 소전지(10)는, 도 3(a)에 나타내는 홀더(20)에 수용되며, 각 소전지(10)는, 홀더(20)에 형성된 통형 수용부(21)에 수용된다. 여기서, 홀더(20)는, 열 전도성을 갖는 재료로 구성되며, 소전지(10)는, 그 외주면이 수용부(21) 내주면에 접촉하고 수용부(21) 내에 수용된다. 이에 따라, 소전지(10)에서 발생한 열을, 홀더(20)측으로 빠르게 방열시킬 수 있으므로, 소전지(10)의 온도상승을 효과적으로 억제할 수 있다.
여기서, 홀더(20)의 재료는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는, 알루미늄이나 구리 등을 이용할 수 있다. 또는, 산화알루미늄, 산화티타늄, 질화알루미늄 등을 첨가하여 열 전도성을 부여한 수지를 이용해도 된다.
또, 홀더(20)는, 복수의 전지(10)가, 개개로 수용된 통형의 파이프 홀더를, 복수개 집합하여 구성되어도 된다.
또, "통형"은, 원통형인 것에 한정되지 않으며, 예를 들어, 각형 통형이라도 된다.
여기서, 소전지(10)의 외주면은, 반드시 수용부(21) 내주면에 접촉하지 않아도 된다. 소전지(10)의 외주면과, 수용부(21)의 내주면과의 틈새가 작으면, 소전지(10)에서 발생한 열은, 방열에 의해 홀더(20)로 충분히 전달되기 때문이다. 또, 이 틈새에, 열 전도성을 갖는 다른 부재를 매설(埋設)시켜도 된다.
복수의 소전지(10)의 양극단자(8)측에는, 평판(31)이 배치되며, 이에 따라, 케이스(30)와 평판(31)과의 사이에 배기실(32)이 구획된다. 평판(31)에는, 각 소전지(10)의 양극단자(8)가 삽입되는 관통공(31a)이 형성되며, 소전지(10)의 개방부(8a)로부터 배출되는 이상가스는, 배기실(32)을 개재하고, 케이스(30)에 형성된 배출구(33)로부터, 케이스(30) 밖으로 배출된다. 그리고, 이와 같은 배기 기구(機構)는, 도 2에 나타낸 구조에 한정되지 않으며, 또, 배기 기구가 없는 전지 모듈이라도 된다.
도 3(a)에 나타내듯이, 전지 모듈(100)의 케이스(30)는, 홀더(20)의 수용부(21) 측면(22)으로 평행이며, 또, 도 3(b)에 나타내듯이, 수용부(21)의 배열방향(X), 즉, 소전지(10)의 배열방향으로 평행한, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)을 갖는다. 그리고, 케이스(30)는, 이 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W) 양 단부(端部)에, 각각 한 쌍의 연결부(40a, 40b)가 설치된다.
그리고, 도 3(a)에서는, 소전지(10)를, (X)방향으로 2열로 배열되는 열을 나타냈으나, 예를 들어, 소전지(10)가 매트릭스형상(지그재그도 포함)으로 배열되는 경우에는, "소전지(10)의 배열방향"은, (X)방향만이 아닌, (X)방향으로 수직인 방향도 포함된다.
그리고, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)는, 케이스(30)와 일체적으로 형성된 것이라도, 또는, 별개 부재로서 케이스(30)에 장착된 것이라도 된다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 팩(200)의 분해 사시도이다. 또, 도 5는, 조립된 전지 팩(200)의 측면도이다.
도 4 및 도 5에 나타내듯이, 본 실시형태에 있어서 전지 팩(200)은, 복수의 전지 모듈(100A, 100B, 100C)이, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)이 서로 겹치는 방향으로 적층된다. 그리고, 인접하는 전지 모듈(100A, 100B；100B, 100C) 사이에는, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W) 양 단부에, 폭방향(W)으로 수직인 방향(X)(이하, 설명의 편의상, "길이방향 X"이라 부름)을 따라, 소정 폭의 스페이서(50a, 50b)가 배치되고, 이 스페이서(50a, 50b)에 의해, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새(60)가 형성된다.
스페이서(50a, 50b)는, 이 폭방향 단부에 탭(tab)(51a, 51b)이 형성되며, 전지 모듈(100A, 100B, 100C)은, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)에 의해 적층방향으로 연결됨과 동시에, 스페이서(50a, 50b)는, 탭(51a, 51b)에 의해, 각각, 연결부(40a, 40b)에 고정된다. 구체적으로는, 연결부(40a, 40b) 및 탭(51a, 51b)에 홀더 구멍(또는 나사 구멍)을 형성하고, 볼트(또는 나사)에 의해 고정시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 소전지(10)를 열 전도성의 재료로 이루어진 홀더(20)에 수용함으로써, 소전지(10)에서 발생한 열을, 전지 모듈(100)의 케이스(30)로 빠르게 방열시킴과 동시에, 냉매 유로가 되는 틈새(60)를 형성하는 스페이서(50a, 50b)를, 케이스(30)의 폭방향(W) 양 단부에 배치함으로써, 케이스(30)로 전달된 열을, 스페이서(50a, 50b)에 의해 방해받는 일없이, 틈새(60)를 흐르는 냉각매체에 의해 냉각시킬 수 있다. 즉, 홀더(20)의 방열효과를 손상시키는 일없이, 작은 틈새(60)라도 전지 모듈(100)의 냉각효과를 높일 수 있다. 이에 따라, 전지 모듈(100)의 냉각효과가 높으며, 또, 소공간화가 가능한 전지 팩(200)을 실현할 수 있다.
도 6은, 적층방향의 내측에 있는 전지 모듈(100B)(또는 100C)을, 케이스(30)의 제 1 측면(30a)측에서 본 평면도이다.
도 6에 나타내듯이, 스페이서(50a, 50b)는, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W) 양 단부(30A, 30B)에 배치된다. 여기서, 스페이서(50a, 50b)는, 케이스(30)의 제 1 측면(30a)을 보는 평면시에 있어서, 홀더(20)에 겹치지 않는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 홀더(20)의 방열 효과를, 스페이서(50a, 50b)에 의해 방해되는 일없이, 작은 틈새(60)라도 전지 모듈(100)의 냉각효과를 더욱 높일 수 있다. 그리고, 홀더(20)의 방열 효과가 손상되지 않는 범위에서, 스페이서(50a, 50b)는, 케이스(30)의 제 1 측면(30a)을 보는 평면시에 있어서, 홀더(20)와 일부 겹치는 부분이 있어도 된다.
또, 도 6에 나타내듯이, 스페이서(50a, 50b)의 폭방향(W) 단부는, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W) 단부(30A, 30B)와 동일 평면에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전지 모듈(100)의 길이방향 측면을 평탄하게 할 수 있다.
(제 1 실시형태의 변형예)
제 1 실시형태에서는, 인접하는 전지 모듈(100) 사이에, 소정 폭의 스페이서(50)를 배치함으로써, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새(60)를 형성하도록 한다.
그러나, 스페이서(50)를 배치하지 않아도, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새(60)를 형성하는 것은 가능하다.
도 7은, 제 1 실시형태의 변형예에 있어서 전지 모듈(100)의 사시도이다.
도 7에 나타내듯이, 본 변형예에서의 전지 모듈(100)의 케이스(30)는, 도 3(b)에 나타낸 것과 마찬가지로, 이 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W)의 양 단부에, 각각 한 쌍의 연결부(40a, 40b)가 설치된다. 그러나, 본 변형예에 있어서 한 쌍의 연결부(40a, 40b)는, 케이스(30)의 높이(제 1 및 제 2 측면(30a, 30b) 사이의 거리)보다 높게 되는 점을 특징으로 한다. 즉, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)의 양 단부는, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)에서, 서로 반대 방향으로 돌출된다.
도 8은, 본 변형예에 있어서 전지 팩(200)의 분해 사시도이다. 또, 도 9는, 조립된 전지 팩(200)의 측면도이다.
도 8 및 도 9에 나타내듯이, 본 변형예에 있어서 전지 팩(200)은, 복수의 전지 모듈(100A, 100B, 100C)이, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)이 서로 겹치는 방향으로 적층된다. 그리고, 인접하는 전지 모듈(100A, 100B；100B, 100C) 사이는, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)에 의해 적층방향으로 연결된다. 구체적으로는, 연결부(40a, 40b)에 볼트 구멍(또는 나사 구멍)을 형성하고, 볼트(또는 나사)에 의해 고정시킬 수 있다.
한 쌍의 연결부(40a, 40b)의 양 단부는, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)에서, 서로 반대 방향으로 돌출되므로, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새(60)를 형성할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 소전지(10)를 열 전도성 재료로 이루어진 홀더(20)에 수용함으로써, 소전지(10)에서 발생한 열을, 전지 모듈(100)의 케이스(30)로 빠르게 방열시킴과 동시에, 전지 모듈(100) 사이를, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)에 의해 연결함으로써, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)과의 사이에 틈새(60)를 형성하고, 케이스(30)로 전달된 열을, 틈새(60)를 흐르는 냉각매체에 의해 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 전지 모듈(100)의 냉각효과가 높으며, 또, 소공간화가 가능한 전지 팩(200)을 실현할 수 있다.
그리고, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)과의 사이 틈새(60)의 높이는, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)의 양 단부가, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)으로부터 돌출되는 길이에 따라 조정할 수 있다.
도 10은, 적층방향의 내측에 있는 전지 모듈(100B)(또는 100C)을, 케이스(30)의 제 1 측면(30a)측에서 본 평면도이다.
본 변형예에서는, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b) 사이에 스페이서를 배치하지 않으므로, 도 10에 나타내듯이, 홀더(20)의 폭방향(W) 단부(20A, 20B)를, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W) 단부(30A, 30B)에 더 가깝게, 또는 동일 평면에 배치할 수 있다.
그리고, 본 변형예에 있어서, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향(W) 양 단부에, 각각 한 쌍의 연결부(40a, 40b)를 복수개 설치했으나, 한 쌍의 연결부는, 양 단부에서, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)을 따라, X방향으로 연속하여 일체 구성된 것이라도 된다.
(제 2 실시형태)
다음에, 도 11?도 15를 참조하면서, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서 스페이서(50a, 50b)의 형태를 설명한다.
도 11은, 적층방향의 내측에 있는 전지 모듈(100B)(또는 100C)을, 케이스(30)의 제 1 측면(30a)측에서 본 평면도이다.
도 11에 나타내듯이, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)는, 케이스(30) 제 1 측면(30a)의 길이방향(X)을 따라, 복수개(도 11에서는 3개), 등간격으로 설치된다. 그리고, 스페이서(50a, 50b)를, 연결부(40a, 40b)별로, 복수개(도 11에서는 3개), 서로 이간(離間)시켜 고정함으로써, 제 1 측면(30a)의 폭방향(W) 양 단부에, 개방구(61)가 형성된다. 이에 따라, 제 1 측면(30a)의 길이방향(X)을 따라 상류측에서 하류측으로 흐르는 냉각매체 중, 도중에 덥혀진 냉각매체의 일부를, 화살표로 나타내듯이, 개방구(61)로부터 제 1 측면(30a)의 폭방향 바깥쪽으로 배출시킬 수 있다. 그 결과, 틈새(60)로는, 덥혀지지 않은 냉각매체를 흘려 보낼 수 있으므로, 전지 모듈의 냉각효과를 더욱 높일 수 있다.
그리고, 제 1 측면(30a)의 길이방향(X)을 따라 흐르는 냉각매체는, 하류측으로 갈수록 덥혀진다. 여기서, 도 11에 나타내듯이, 하류측에 있는 연결부에 고정된 스페이서(50a, 50b)의 길이를, 상류측에 있는 연결부에 고정된 스페이서(50a, 50b)의 길이보다 짧게 하여, 하류측 개방구(61)의 폭(L2)을, 상류측의 개방구(61)의 폭(L1)보다 크게 함으로써, 덥혀진 냉각매체를, 효율적으로 제 1 측면(30a)의 폭방향 바깥쪽으로 배출시킬 수 있다.
그리고, 도 12에 나타내듯이, 하류측에 팬을 배치하고, 상류측에서 하류측으로 냉각매체를 강제적으로 유동(流動)시켜도 된다. 이에 따라, 화살표로 나타내듯이, 제 1 측면(30a)의 길이방향(X)을 따라 형성된 개방구(61)로부터 틈새(60) 내로, 냉각매체를 흡입할 수 있다. 그 결과, 상류측에서 하류측으로 흐르는 도중에 덥혀진 냉각매체에, 신선한 냉각매체를 더할 수 있으므로, 전지 모듈의 냉각효과를 더욱 높일 수 있다.
도 13은, 본 실시형태에 있어서 스페이서(50a)의 다른 형태를 나타낸 사시도이다. 도 13에 나타내듯이, 스페이서(50a)는, 그 양 측면에, 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 길이방향을 따라, 길이방향으로 개폐 가능한 복수의 창(70)을 갖는다. 이에 따라, 단일 부재로, 도 11에 나타낸 개방구(61)에 상당하는 개구(開口)를 스페이서(50a)에 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 나타내듯이, 냉각매체 하류측에 있는 창(70)의 개구(70a) 길이를, 상류측에 있는 창(70)의 개구(70a) 길이보다 길게 함으로써, 상류측에서 하류측으로 흐르는 냉각매체 중, 도중에 덥혀진 냉각매체를, 효율적으로 제 1 측면(30a)의 폭방향 바깥쪽으로 배출시킬 수 있다.
(다른 실시형태)
도 14는, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서 전지 팩(210)의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 14에 나타내듯이, 전지 팩(210)은, 복수의 전지 모듈(100A?100D)이 적층된다. 이 경우, 적층방향 내측에 있는 전지 모듈(100B, 100C)은, 적층방향 외측(外側)에 있는 전지 모듈(100A, 100D)에 비해, 방열하기 어렵다. 그래서, 적층방향 안쪽에 있는 전지 모듈(100B, 100C) 사이에 배치된 스페이서(50a, 50b)의 높이를, 적층방향 외측에 있는 전지 모듈(100A, 100B(또는 100C, 100D)) 사이에 배치된 스페이서(50a, 50b)의 높이보다 높게 한다. 이에 따라, 전지 모듈(100B, 100C) 사이에 형성된 틈새(60b)를, 전지 모듈(100A, 100B(또는 100C, 100D)) 사이에 형성된 틈새(60a(또는 60c))보다 크게 할 수 있으므로, 적층방향 내측에 있는 전지 모듈(100B, 100C)의 방열효과를 더욱 높일 수 있다.
도 15는, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서 전지 팩(220)의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 15에 나타내듯이, 전지 팩(220)은, 전지 모듈(100A, 100B)이, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 폭방향으로도 병렬된다. 그리고, 한 쌍의 연결부(40a, 40b)는, 제 1 측면(30a)의 폭방향(W)의 양 단부(端部)에서, 위치를 교대로 어긋나게 하여, 제 1 측면(30a)의 길이방향(X)을 따라, 복수개 설치된다. 그리고, 스페이서(50a, 50b)는, 연결부(40a, 40b)별로, 복수개, 서로 이간되어 고정된다. 여기서, 케이스(30)의 제 1 측면(30a)의 폭방향(W)의 외측 단부에는, 길이방향(X)을 따라, 연속된 1개의 스페이서(50a', 50b')가 배치된다.
이와 같은 구성에 의해, 도 15 중의 화살표로 나타내듯이, 상류측에서 하류측으로 흐르는 냉각매체의 일부는, 병렬방향으로 인접한 전지 모듈(100A, 100B) 사이를 사행(蛇行)하면서 흐른다. 이에 따라, 병렬방향으로 인접한 전지 모듈(100A, 100B)을, 균일하게 냉각시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 설명해 왔으나, 이러한 기술(記述)은 한정사항이 아니며, 물론, 여러 가지로 개변(改變)이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 냉각매체가, 케이스(30)의 제 1 및 제 2 측면(30a, 30b)의 길이방향(X)을 따라 흐르도록 했으나, 제 1 및 제 2 측면 (30a, 30b)의 폭방향(W)을 따라 흐르도록 해도 된다. 또, 케이스(30)의 형상은, 수학적으로 엄밀한 직방체에 한정되지 않으며, 예를 들어, 코너가 둥글어진 형상이라도 되고, 또, 입방체(立方體)라도 된다. 또, 적층된 전지 모듈 사이를 연결부로 연결했으나, 이에 한정되지 않으며, 다른 방법(예를 들어, 구속밴드에 의한 구속)으로 연결하여도 된다. 또, 스페이서는, 탭에 의해 연결부에 고정했으나, 이에 한정되지 않으며 다른 방법(예를 들어, 접착 등)으로 고정하여도 된다.
본 발명은, 자동차, 전동 오토바이 또는 전동 놀이기구 등의 구동용 전원으로써 유용하다.
1 : 음극판 2 : 양극판
3 : 세퍼레이터 4 : 전극군
5 : 양극리드 6 : 음극리드
7 : 전지케이스 8 : 양극단자(밀봉판)
8a : 개방부 9 : 가스켓
10 : 소전지 20 : 홀더
21 : 수용부 30 : 케이스
30a : 제 1 측면 30b : 제 2 측면
31 : 평판 31a : 관통공
32 : 배기실 33 : 배출구
40a, 40b : 연결부 50a, 50b : 스페이서
51a, 51b : 탭 60 : 틈새
61 : 개방구 70 : 창
100 : 전지 모듈 200, 210, 220 : 전지 팩

Claims (14)

  1. 복수의 전지 모듈이 적층된 전지 팩에 있어서,
    상기 전지 모듈은,
    복수의 소(素)전지를 수용하는 열 전도성(傳導性) 재료로 이루어진 홀더(holder)와,
    상기 홀더를 수용하는 직방체의 케이스를 구비하고,
    상기 홀더는, 복수의 수용부를 가지며, 상기 소전지는, 상기 수용부 내에 수용되며,
    상기 케이스는, 상기 홀더의 수용부 측면으로 평행이며, 또, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 측면을 가지며,
    상기 전지 팩은,
    상기 복수의 전지 모듈이, 상기 제 1 및 제 2 측면이 서로 겹치는 방향으로 적층되며,
    인접하는 상기 전지 모듈 사이에는, 상기 케이스의 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향 양 단부(端部)에, 이 폭방향으로 수직인 방향을 따라, 소정 폭의 스페이서(spacer)가 배치되고, 이 스페이서에 의해, 상기 제 1 및 제 2 측면과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새가 형성되는
    전지 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는, 상기 케이스의 상기 제 1 및 제 2 측면을 보는 평면시(平面視)에 있어서, 상기 홀더에 겹치지 않는 위치에 배치되는
    전지 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소전지는, 그 외주면(外周面)이 상기 수용부의 내주면(內周面)에 접촉하고 이 수용부 내에 수용되는
    전지 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서의 폭방향 단부(端部)는, 상기 케이스의 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향 단부와 동일 평면에 배치되는
    전지 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는, 이 제 1 및 제 2 측면의 폭방향 양 단부에, 각각 한 쌍의 연결부가 설치되며,
    상기 스페이서는, 그 폭방향 단부에 탭(tab)이 형성되며,
    상기 복수의 전지 모듈은, 상기 한 쌍의 연결부에 의해 적층방향으로 연결됨과 동시에, 상기 스페이서는, 상기 탭에 의해 상기 연결부에 고정되는
    전지 팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연결부는, 상기 케이스의 상기 제 1 및 제 2 측면의 길이방향을 따라, 복수개, 등간격으로 설치되며,
    상기 스페이서는, 상기 연결부별로, 복수개, 서로 이간(離間)되어 고정되는
    전지 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각매체는, 상기 틈새를, 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향으로 수직인 방향을 따라 흐르고,
    상기 냉각매체의 하류측에 있는 상기 연결부에 고정된 상기 스페이서의 길이는, 상류측에 있는 상기 연결부에 고정된 상기 스페이서의 길이보다 짧게 되는
    전지 팩.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는, 그 양 측면에, 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향으로 수직인 방향을 따라, 이 방향으로 개폐 가능한 복수의 창을 가지는
    전지 팩.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉각매체는, 상기 틈새를, 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향으로 수직인 방향을 따라 흐르고,
    상기 냉각매체의 하류측에 있는 상기 창의 개구(開口) 길이는, 상류측에 있는 상기 창의 개구 길이보다 길게 되는
    전지 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    적층방향 내측(內側)에 있는 상기 전지 모듈 사이에 배치된 상기 스페이서의 높이는, 적층방향 외측(外側)에 있는 상기 전지 모듈 사이에 배치된 상기 스페이서의 높이보다 높게 되는
    전지 팩.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는, 알루미늄, 구리, 또는 산화알루미늄, 산화티타늄 또는 질화알루미늄을 첨가한 수지로 이루어지는
    전지 팩.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는, 상기 복수의 전지가, 개개로 수용된 통형의 파이프 홀더를, 복수개 집합하여 구성되는
    전지 팩.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 전지 팩은, 상기 전지 모듈이, 상기 케이스의 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향으로도 복수개 병렬되고,
    상기 한 쌍의 연결부는, 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향 양 단부에서, 위치를 서로 어긋나게 하여, 상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향으로 수직인 방향을 따라, 복수개 설치되며,
    상기 스페이서는, 상기 연결부별로, 복수개, 서로 이간되어 고정되는
    전지 팩.
  14. 복수의 전지 모듈이 적층된 전지 팩에 있어서,
    상기 전지 모듈은,
    복수의 소전지를 수용하는 열 전도성의 재료로 이루어진 홀더와,
    상기 홀더를 수용하는 직방체의 케이스를 구비하고,
    상기 홀더는, 복수의 수용부를 가지며, 상기 소전지는, 상기 수용부 내에 수용되며,
    상기 케이스는, 상기 홀더의 수용부 측면으로 평행이며, 또 서로 대향하는 제 1 및 제 2 측면을 가지며,
    상기 제 1 및 제 2 측면의 폭방향 양 단부에는, 각각, 상기 제 1 및 제 2 측면으로부터 적층방향으로 돌출되는, 상기 케이스의 높이보다 높은 한 쌍의 연결부가 설치되며,
    상기 전지 팩은,
    상기 복수의 전지 모듈이, 상기 한 쌍의 연결부에 의해 적층방향으로 연결됨과 동시에, 상기 제 1 및 제 2 측면과의 사이에, 냉각매체가 흐르는 틈새가 형성되는
    전지 팩.
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