[go: up one dir, main page]

KR20130008142A - 2차 전지 배터리 팩 - Google Patents

2차 전지 배터리 팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20130008142A
KR20130008142A KR1020110068675A KR20110068675A KR20130008142A KR 20130008142 A KR20130008142 A KR 20130008142A KR 1020110068675 A KR1020110068675 A KR 1020110068675A KR 20110068675 A KR20110068675 A KR 20110068675A KR 20130008142 A KR20130008142 A KR 20130008142A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
secondary battery
battery pack
refrigerant pipe
case
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.)
Ceased
Application number
KR1020110068675A
Other languages
English (en)
Inventor
황재일
주승훈
임동훈
Original Assignee
에스케이이노베이션 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이이노베이션 주식회사 filed Critical 에스케이이노베이션 주식회사
Priority to KR1020110068675A priority Critical patent/KR20130008142A/ko
Publication of KR20130008142A publication Critical patent/KR20130008142A/ko
Ceased legal-status Critical Current

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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
    • H01M50/77—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • 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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 2차 전지 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게 전지모듈의 하단부와 일측면을 지지하는 지지케이스와, 상기 전지모듈의 타측면을 지지하는 측면케이스 및 상기 전지모듈의 상부에 결합되는 상부케이스를 포함하는 배터리 케이스 를 포함하는 2차 전지 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩은 공기유동부가 형성되는 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트와, 상기 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트 사이에 설치되어 냉매가 순환되는 냉매파이프로 구성되는 냉각유닛이 상기 측면케이스 또는 지지케이스 내측면에 설치됨으로써, 냉매파이프를 통한 냉매의 순환에 의한 전지모듈의 수냉효과와, 공기유동부를 통해 유입된 공기에 의한 공냉효과를 모두 갖는 2차 전지 배터리 팩에 관한 것이다.

Description

2차 전지 배터리 팩{Secondary battery pack}
본 발명은 2차 전지 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게 전지모듈의 하단부와 일측면을 지지하는 지지케이스와, 상기 전지모듈의 타측면을 지지하는 측면케이스 및 상기 전지모듈의 상부에 결합되는 상부케이스를 포함하는 배터리 케이스 를 포함하는 2차 전지 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩은 공기유동부가 형성되는 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트와, 상기 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트 사이에 설치되어 냉매가 순환되는 냉매파이프로 구성되는 냉각 유닛이 상기 측면케이스 또는 지지케이스 내측면에 설치됨으로써, 냉매파이프를 통한 냉매의 순환에 의한 전지모듈의 수냉효과와, 공기유동부를 통해 유입된 공기에 의한 공냉효과를 모두 갖는 2차 전지 배터리 팩에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다.
또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기에서는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용되는 것에 비해, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에서는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 단위전지로서 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지팩이 사용된다.
중대형 전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고, 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지팩의 배터리 셀로서 주로 사용되고 있다. 그 중에서도, 중량이 작고 전해액의 누액 가능성이 적으며 제조비가 저렴한 파우치형 전지가 특히 많은 관심을 모으고 있다.
중대형 전지팩의 단위전지로는 니켈-수소 이차전지가 많이 사용되어 왔으나, 최근에는 소형 전지팩에서와 마찬가지로 용량 대비 고출력을 제공하는 리튬 이차전지가 많이 연구되고 있다.
한편, 리튬 이차전지를 이용한 배터리 팩은 장시간 사용될 경우, 배터리로부터 열이 발생하게 되고, 특히 충전 시에는 내부의 온도가 급격히 상승하게 되며, 이와 같은 배터리의 온도 상승은 배터리의 수명을 단축시키게 되고, 배터리의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 최악의 경우 발화 또는 폭발이 발생될 수 있다.
따라서 배터리 팩에는 내부에 수용되는 배터리 셀을 냉각시키는 냉각 시스템이 반드시 필요하며, 이러한 냉각 시스템은 크게 공랭식과 수냉식으로 나뉜다.
공랭식 냉각 시스템은 유입되는 외기를 통해 배터리를 냉각시키는 시스템으로, 구조가 간단하여 추가적인 부품이 많이 들지 않는다는 장점이 있으나, 냉각 효율이 높지 않아 충방전 횟수가 증가하여 발열량이 커질 경우 배터리의 냉각이 원활하게 이루어지지 않는다는 단점이 있다.
이에 반해, 일본공개특허 제2011-049137호에 개시된 바와 같은 수냉식 냉각 시스템은 냉각 효율은 높지만 설계가 복잡하고 전지모듈 전체의 크기가 지나치게 커진다는 단점이 있어, 공랭식과 수냉식의 장단점을 보완할 수 있는 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
일본공개특허 제2011-049137호(등록일 : 2011.03.10, 명칭 : 조립전지)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 전지모듈의 하단부와 일측면을 지지하는 지지케이스와, 상기 전지모듈의 타측면을 지지하는 측면케이스 및 상기 전지모듈의 상부에 결합되는 상부케이스를 포함하는 배터리 케이스 를 포함하는 2차 전지 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩은 공기유동부가 형성되는 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트와, 상기 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트 사이에 설치되어 냉매가 순환되는 냉매파이프로 구성되는 냉각 유닛이 상기 측면케이스 또는 지지케이스 내측면에 설치됨으로써, 냉매파이프를 통한 냉매의 순환에 의한 전지모듈의 수냉효과와, 공기유동부를 통해 유입된 공기에 의한 공냉효과를 모두 갖는 2차 전지 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 냉각 유닛에 포함되는 냉각파이프로 냉매가 통과하고, 제2냉각플레이트를 통해 배터리 셀을 감싸고 있는 셀 커버로 열이 전달되도록 함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 2차 전지 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 측면케이스 또는 지지케이스와 냉각 유닛이 먼저 조립된 다음 전지모듈과 결합됨으로써, 전지모듈과 냉각 유닛이 면접촉을 이루어 냉각수를 통한 수냉효과를 향상시킬 수 있는 2차 전지 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 서브모듈이 수직 또는 수평으로 슬라이딩 되어 장착되도록 안내하고 서브모듈 사이공간을 형성하는 격벽부에 공기유동부가 형성됨으로써, 복수개의 서브모듈 사이로 외부로부터 공기가 유동되어 공냉효과를 향상시킬 수 있는 2차 전지 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 2차 전지 배터리 팩은 적어도 하나 이상의 판상형 배터리 셀의 전극 탭이 있는 면을 제외한 나머지 면들을 셀 커버로 감싼 서브모듈이 적어도 두 개 이상 평행하게 적층되며, 상기 서브모듈의 상부에 위치한 전극 탭이 이웃하는 서브모듈의 전극 탭과 직렬 또는 병렬로 연결되어 형성되는 전지모듈; 및 상기 전지모듈의 하단부와 일측면을 지지하는 지지케이스와, 상기 전지모듈의 타측면을 지지하는 측면케이스 및 상기 전지모듈의 상부에 결합되는 상부케이스를 포함하는 배터리 케이스; 를 포함하는 2차 전지 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩은 상기 측면케이스 또는 지지케이스 내측면에 상기 전지모듈을 냉각하기 위한 냉각유닛이 설치되되, 상기 냉각유닛은 상기 배터리 팩의 길이 방향으로 냉매가 순환되도록 유로를 형성하는 냉매파이프; 상기 냉매파이프와 상기 지지케이스 또는 측면케이스 사이 공간에서 상기 냉매파이프의 일측면에 결합되는 제1냉각플레이트; 상기 냉매파이프의 타측면에 결합되어 상기 제1냉각플레이트와의 사이 공간에 상기 냉매파이프가 구비되도록 형성되는 제2냉각플레이트; 를 포함하며, 상기 제1냉각플레이트 및 상기 제2냉각플레이트의 상기 냉매파이프가 구비되지 않는 공간에 상기 배터리 팩의 길이방향으로 일정영역 중공되는 공기유동부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 전지 배터리 팩은 상기 제2냉각플레이트가 상기 전지모듈과 면접촉하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매파이프는 상기 배터리 팩의 길이방향으로 상ㅇ하 방향으로 반복되는 지그재그 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매파이프는 상기 서브모듈의 측면과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기유동부는 상기 측면케이스 또는 지지케이스의 상기 서브모듈 사이 공간과 나란한 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측면케이스 또는 지지케이스에는 상기 냉매파이프의 양측 단부가 내측에서 외측 방향으로 관통하여 장착될 수 있도록 상측 또는 하측면에 상기 냉매파이프의 양측 단부의 형태에 대응되어 냉매파이프 관통홀이 중공 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트에는 상기 냉매파이프가 안착되어 고정되도록 상기 냉매파이프의 폭에 대응되어 오목하게 냉매파이프 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2냉각플레이트는 상기 서브모듈 각각이 수직 또는 수평으로 슬라이딩되어 장착되도록 안내하는 격벽부가 상기 서브모듈 측으로 돌출되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 격벽부는 상기 공기유동부가 형성되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 2차 전지 배터리 팩은 공기유동부가 형성되는 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트와, 상기 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트 사이에 설치되어 냉매가 순환되는 냉매파이프로 구성되는 냉각 유닛이 배터리 케이스를 구성하는 측면케이스 또는 지지케이스 내측면에 설치됨으로써, 냉매파이프를 통한 냉매의 순환에 의한 전지모듈의 수냉효과와, 공기유동부를 통해 유입된 공기에 의한 공냉효과를 모두 갖는다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩은 냉각 유닛에 포함되는 냉각파이프로 냉매가 통과하고, 제2냉각플레이트를 통해 배터리 셀을 감싸고 있는 셀 커버로 열이 전달되도록 함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩은 측면케이스 또는 지지케이스와 냉각 유닛이 먼저 조립된 다음 전지모듈과 결합됨으로써, 전지모듈과 냉각 유닛이 면접촉을 이루어 냉각수를 통한 수냉효과를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩은 서브모듈이 수직 또는 수평으로 슬라이딩되어 장착되도록 안내하고 서브모듈 사이공간을 형성하는 격벽부에 공기유동부가 형성됨으로써, 복수개의 서브모듈 사이로 외부로부터 공기가 유동되어 공냉효과를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
더불어, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩은 배터리 케이스가 상, 하, 측면 분리형의 조립식 구조로 형성됨으로써, 필요한 만큼의 수량으로 파우치형 2차 전지를 모듈화하여 활용도를 향상시킬 수 있으며, 조립이 간편하고, 방열 효과를 높이는 동시에 외부로부터 가해지는 충격을 최소화할 수 있어, 냉각 유닛을 통한 수냉효과 및 공냉효과와 함께 2차 전지 배터리 팩이 가질 수 있는 장점을 극대화 할 수 있다.
도 1은 종래의 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 사시도.
도 2는 종래의 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩의 냉매 유닛을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩의 냉매 유닛을 나타낸 분해사시도.
도 7은 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 또 다른 분해사시도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 2차 전지 배터리 팩을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래의 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 분해사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩의 냉매 유닛을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩의 냉매 유닛을 나타낸 분해사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 2차 전지 배터리 팩을 나타낸 또 다른 분해사시도이다.
본 발명의 2차 전지 배터리 팩(1)은 크게, 서브모듈(110)이 연결되어 형성되는 전지모듈(100)과, 배터리 케이스(200) 및 냉각유닛(300)을 포함하여 형성된다.
상기 서브모듈(110)은 적어도 하나 이상의 판상형 배터리 셀(111)과, 각각의 배터리 셀(111)로부터 일측 방향으로 연장되어 형성되는 전극 탭(112)과, 상기 배터리 셀(111)의 전극 탭(112)이 있는 면을 제외한 나머지 면들을 감싸는 알루미늄 라미네이트 시트로 형성된 셀 커버(113)를 포함하여 형성되며, 상기 전극 탭(112)이 있는 면이 동일하도록 적어도 둘 이상 적층되어 나란하게 배치된다.
이 때, 상기 서브모듈(110)의 전극 탭(112)은 각각 이웃한 서브모듈(110)의 전극 탭(112)과 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지모듈(100)을 형성하게 된다.
상기 배터리 케이스(200)는 상기 전지모듈(100)의 하단부와 일측면을 지지하는 지지케이스(210)와, 상기 전지모듈(100)의 타측면을 지지하는 측면케이스(220) 및 상기 전지모듈(100)의 상부에 결합되는 상부케이스(230)를 포함하여 형성되며, 상기 서브 배터리 모듈의 전극 탭(112)이 있는 면을 포함하는 외주면과 결합되되, 상, 하, 측면 분리형의 조립식 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩(1)은 상기 측면케이스(220) 또는 지지케이스(210) 내측면에 상기 전지모듈(100)을 냉각하기 위한 냉각유닛(300)이 설치된다.
상기 냉각유닛(300)은 상기 2차 전지 배터리 팩(1)의 길이 방향으로 냉매가 순환되도록 유로를 형성하는 냉매파이프(310); 상기 냉매파이프(310)와 상기 지지케이스(210) 또는 측면케이스(220) 사이 공간에서 상기 냉매파이프(310)의 일측면에 결합되는 제1냉각플레이트(320); 상기 냉매파이프(310)의 타측면에 결합되어 상기 제1냉각플레이트(320)와의 사이 공간에 상기 냉매파이프(310)가 구비되도록 형성되는 제2냉각플레이트(330); 를 포함하여 형성된다.
또한, 상기 제1냉각플레이트(320) 및 상기 제2냉각플레이트(330)의 상기 냉매파이프(310)가 구비되지 않는 공간에는 상기 2차 전지 배터리 팩(1)의 길이방향으로 일정영역 중공되는 공기유동부(340)가 형성된다.
이 때, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩(1)은 지지케이스(210) 또는 측면케이스(220)와 상기 냉각유닛(300)이 먼저 조립되어진 상태에서 상기 전지모듈(100)과 조립이 이루어지면서 상기 제2냉각플레이트(330)가 상기 전지모듈(100)과 면접촉 될 수 있다.
이에 따라, 상기 냉각유닛(300)은 먼저 냉각수가 상기 냉매파이프(310)를 통과하게 되고, 상기 냉각수의 냉기가 상기 냉매파이프(310)의 타측면에 결합되는 제2냉각플레이트(330)를 통해 상기 배터리 셀(111)을 감싸고 있는 알루미늄 재질의 셀 커버(113)로 전달된 열과 열교환됨으로써, 상기 전지모듈(100)을 냉각할 수 있게 된다.
한편, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 냉매파이프(310)는 상기 2차 전지 배터리 팩(1)의 길이방향으로 상ㅇ하 방향으로 반복되는 지그재그 형태일 수 있다.
따라서 상기 냉매파이프(310)는 제한된 공간 내에 가능한 여러 개의 냉각수 유로를 형성할 수 있게 되고, 상기 서브모듈(110)의 측면과 나란하게 배치될 수 있어 상기 서브모듈(110)과의 접촉면적을 극대화 할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 이유로, 상기 냉매파이프(310)는 상기 서브모듈(110)과의 접촉면적을 극대화하여 냉각효율을 향상시키기 위해 상기 서브모듈(110)의 측면과 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 2차 전지 배터리 팩(1)은 수냉효과 및 공냉효과를 모두 갖는 것을 특징으로 하는데, 상기 냉매파이프(310)를 통과하는 냉각수에 의해 수냉효과를 가지며, 상기 공기유동부(340)를 통해 유입되는 공기에 의해 공냉효과를 가지게 된다.
이 때, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩(1)은 상기 전지모듈(100)을 구성하는 각각의 서브모듈(110)을 외부에서 유입되는 공기를 통해 냉각시키기 위해, 상기 공기 유동부가 상기 측면케이스(220) 또는 지지케이스(210)의 상기 서브모듈(110) 사이 공간과 나란한 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
이를 통해, 상기 냉각유닛(300)은 외부에서 유입되는 공기가 상기 서브모듈(110) 사이를 유동함으로써, 각각의 서브모듈(110)에서 발생되는 열을 냉각시키는 것이 용이해져 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 4 및 도 7에서 도시된 바와 같이, 상기 측면케이스(220) 또는 지지케이스(210)에는 상기 냉매파이프(310)의 양측 단부가 내측에서 외측 방향으로 관통하여 장착될 수 있도록 상측 또는 하측면에 상기 냉매파이프(310)의 양측 단부의 형태에 대응되어 냉매파이프 관통홀(240)이 중공 형성될 수 있다.
따라서 본 발명의 2차 전지 배터리 팩(1)은 상기 배터리 케이스(200) 외측으로 돌출된 냉매파이프(310)로 냉각수 리저버와 같은 냉각수 순환 유로 상에 위치한 다른 부품과의 연결이 간편하게 구성되어, 냉각수의 유입 및 배출이 용이하다.
또한, 상기 제1냉각플레이트(320) 및 제2냉각플레이트(330)에는 상기 냉매파이프(310)가 안착되어 고정되도록 상기 냉매파이프(310)의 폭에 대응되어 오목하게 냉매파이프 설치홈(350)이 형성될 수 있다.
본 발명의 2차 전지 배터리 팩(1)은 종래의 수냉식 냉각 시스템을 갖는 배터리 팩에 비해 구성이 간단하고 냉각 시스템으로 인한 배터리 팩의 부피 증가가 작다. 이는 상기 냉각유닛(300)이 차지하는 부피가 작고, 종래의 배터리 케이스(200)와 전지모듈(100) 사이 공간을 최대한 이용할 수 있도록 형성되었기 때문이다.
특히, 상기 냉각유닛(300)은 상기 측면케이스(220) 또는 지지케이스(210)와 전지모듈(100) 사이 공간을 최대한 활용할 수 있도록 형성되어 상기 측면케이스(220) 또는 지지케이스(210)와 먼저 조립되어진 다음 전지모듈(100)과 조립이 이루어지고, 상기 제1냉각플레이트(320) 및 제2냉각플레이트(330) 사이에 상기 냉매파이프(310)가 안착 고정될 수 있도록 상기 냉매파이프 설치홈(350)이 형성되어 부피가 감소하게 된다.
상기 제2냉각플레이트(330)는 상기 서브모듈(110) 각각이 수직 또는 수평으로 슬라이딩되어 장착되도록 안내하는 격벽부(360)가 상기 서브모듈(110) 측으로 돌출되어 복수개 형성될 수 있다. 상기 서브모듈(110)은 상기 격벽부(360)에 의해 상기 배터리 케이스(200)에 나란하게 적층될 수 있으며, 이웃한 서브모듈(110)과의 사이에 공간이 형성될 수 있다.
따라서 상기 격벽부(360)는 상기 공기유동부(340)가 형성되는 위치에 형성되어 상기 서브모듈(110) 사이공간으로 공기가 유입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명의 2차 전지 배터리 팩은 냉매파이프를 통한 냉매의 순환에 의한 전지모듈의 수냉효과와, 공기유동부를 통해 유입된 공기에 의한 공냉효과를 모두 갖는다는 장점이 있다.
또한, 측면케이스 또는 지지케이스와 냉각유닛이 먼저 조립된 다음 전지모듈과 결합됨으로써, 전지모듈과 냉각유닛이 면접촉을 이루어 냉각수를 통한 수냉효과를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 서브모듈이 수직 또는 수평으로 슬라이딩되어 장착되도록 안내하고 서브모듈 사이공간을 형성하는 격벽부에 공기유동부가 형성됨으로써, 복수개의 서브모듈 사이로 외부로부터 공기가 유동되어 공냉효과를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 2차 전지 배터리 팩
100 : 전지모듈
110 : 서브모듈
111 : 배터리 셀 112 : 전극 탭
113 : 셀 커버
200 : 배터리 케이스
210 : 지지케이스
220 : 측면케이스
230 : 상부케이스
240 : 냉매파이프 관통홀
300 : 냉각유닛
310 : 냉매파이프
320 : 제1냉각플레이트
330 : 제2냉각플레이트
340 : 공기유동부
350 : 냉매파이프 설치홈
360 : 격벽부

Claims (9)

  1. 적어도 하나 이상의 판상형 배터리 셀의 전극 탭이 있는 면을 제외한 나머지 면들을 셀 커버로 감싼 서브모듈이 적어도 두 개 이상 평행하게 적층되며, 상기 서브모듈의 상부에 위치한 전극 탭이 이웃하는 서브모듈의 전극 탭과 직렬 또는 병렬로 연결되어 형성되는 전지모듈; 및
    상기 전지모듈의 하단부와 일측면을 지지하는 지지케이스와, 상기 전지모듈의 타측면을 지지하는 측면케이스 및 상기 전지모듈의 상부에 결합되는 상부케이스를 포함하는 배터리 케이스; 를 포함하는 2차 전지 배터리 팩에 있어서,
    상기 2차 전지 배터리 팩은 상기 측면케이스 또는 지지케이스 내측면에 상기 전지모듈을 냉각하기 위한 냉각유닛이 설치되되,
    상기 냉각유닛은
    상기 2차 전지 배터리 팩의 길이 방향으로 냉매가 순환되도록 유로를 형성하는 냉매파이프; 상기 냉매파이프와 상기 지지케이스 또는 측면케이스 사이 공간에서 상기 냉매파이프의 일측면에 결합되는 제1냉각플레이트; 상기 냉매파이프의 타측면에 결합되어 상기 제1냉각플레이트와의 사이 공간에 상기 냉매파이프가 구비되도록 형성되는 제2냉각플레이트; 를 포함하며,
    상기 제1냉각플레이트 및 상기 제2냉각플레이트의 상기 냉매파이프가 구비되지 않는 공간에 상기 2차 전지 배터리 팩의 길이방향으로 일정영역 중공되는 공기유동부가 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.

  2. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 전지 배터리 팩은
    상기 제2냉각플레이트가 상기 전지모듈과 면접촉하여 설치되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매파이프는
    상기 2차 전지 배터리 팩의 길이방향으로 상ㅇ하 방향으로 반복되는 지그재그 형태인 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 냉매파이프는
    상기 서브모듈의 측면과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 공기유동부는
    상기 측면케이스 또는 지지케이스의 상기 서브모듈 사이 공간과 나란한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 측면케이스 또는 지지케이스에는
    상기 냉매파이프의 양측 단부가 내측에서 외측 방향으로 관통하여 장착될 수 있도록 상측 또는 하측면에 상기 냉매파이프의 양측 단부의 형태에 대응되어 냉매파이프 관통홀이 중공 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1냉각플레이트 및 제2냉각플레이트에는
    상기 냉매파이프가 안착되어 고정되도록 상기 냉매파이프의 폭에 대응되어 오목하게 냉매파이프 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2냉각플레이트는
    상기 서브모듈 각각이 수직 또는 수평으로 슬라이딩되어 장착되도록 안내하는 격벽부가 상기 서브모듈 측으로 돌출되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 격벽부는 상기 공기유동부가 형성되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 배터리 팩.
KR1020110068675A 2011-07-12 2011-07-12 2차 전지 배터리 팩 Ceased KR20130008142A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110068675A KR20130008142A (ko) 2011-07-12 2011-07-12 2차 전지 배터리 팩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110068675A KR20130008142A (ko) 2011-07-12 2011-07-12 2차 전지 배터리 팩

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130008142A true KR20130008142A (ko) 2013-01-22

Family

ID=47838301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110068675A Ceased KR20130008142A (ko) 2011-07-12 2011-07-12 2차 전지 배터리 팩

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130008142A (ko)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016017983A1 (ko) * 2014-07-31 2016-02-04 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
WO2016043441A1 (ko) * 2014-09-15 2016-03-24 주식회사 엘지화학 냉매 유로의 절곡이 최소화된 냉각 구조를 포함하는 전지모듈
KR20160147565A (ko) * 2015-06-15 2016-12-23 주식회사 엘지화학 배터리 셀 냉각장치
KR20170021650A (ko) * 2015-08-18 2017-02-28 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20170051024A (ko) * 2015-11-02 2017-05-11 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
WO2017086664A1 (ko) * 2015-11-20 2017-05-26 주식회사 엘지화학 히트싱크 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR20180004990A (ko) * 2016-07-05 2018-01-15 주식회사 엘지화학 냉각수의 누수 안전장치를 구비한 배터리 팩
CN108933296A (zh) * 2017-05-25 2018-12-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池包
CN109524583A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 Sk新技术株式会社 用于二次电池的电池模块及包括该电池模块的电池组
CN111370811A (zh) * 2019-05-06 2020-07-03 中车工业研究院有限公司 一种锂离子电池模组及其散热方法
KR20220010940A (ko) * 2020-07-20 2022-01-27 전북대학교산학협력단 수냉 쿨러를 이용한 공랭식 배터리 열관리 시스템
KR20220169832A (ko) 2021-06-21 2022-12-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN116111264A (zh) * 2023-02-13 2023-05-12 徐州力奥新能源设备有限公司 新能源电池固定结构
KR20230105574A (ko) 2022-01-04 2023-07-11 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
US11764434B2 (en) 2017-11-27 2023-09-19 Lg Energy Solution, Ltd. Connection board and battery module including the same
WO2024258036A1 (ko) * 2023-06-13 2024-12-19 에스케이온 주식회사 냉각 유로를 포함하는 커버를 포함하는 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 장치
KR20250012901A (ko) 2023-07-18 2025-01-31 컴퍼지트원 주식회사 냉각기능을 갖는 이차 전지 모듈내 셀간 격리용 파우치팩 및 이를 이용한 이차 전지 모듈
WO2025100870A1 (ko) * 2023-11-07 2025-05-15 주식회사 엘지에너지솔루션 냉각 장치 및 이를 포함하는 배터리 모듈
WO2025116497A1 (ko) * 2023-11-29 2025-06-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016017983A1 (ko) * 2014-07-31 2016-02-04 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
US10497910B2 (en) 2014-07-31 2019-12-03 Lg Chem, Ltd. Battery module
WO2016043441A1 (ko) * 2014-09-15 2016-03-24 주식회사 엘지화학 냉매 유로의 절곡이 최소화된 냉각 구조를 포함하는 전지모듈
US10333185B2 (en) 2014-09-15 2019-06-25 Lg Chem, Ltd. Battery module including cooling structure in which coolant channel is minimally bent
KR20160147565A (ko) * 2015-06-15 2016-12-23 주식회사 엘지화학 배터리 셀 냉각장치
KR20170021650A (ko) * 2015-08-18 2017-02-28 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
US10497994B2 (en) 2015-11-02 2019-12-03 Lg Chem, Ltd. Battery pack and vehicle including such battery pack
KR20170051024A (ko) * 2015-11-02 2017-05-11 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
WO2017086664A1 (ko) * 2015-11-20 2017-05-26 주식회사 엘지화학 히트싱크 및 이를 포함하는 배터리 모듈
US10700396B2 (en) 2015-11-20 2020-06-30 Lg Chem, Ltd. Heat sink and battery module including the same
KR20180004990A (ko) * 2016-07-05 2018-01-15 주식회사 엘지화학 냉각수의 누수 안전장치를 구비한 배터리 팩
CN108933296A (zh) * 2017-05-25 2018-12-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池包
CN109524583A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 Sk新技术株式会社 用于二次电池的电池模块及包括该电池模块的电池组
KR20220108015A (ko) * 2017-09-20 2022-08-02 에스케이온 주식회사 이차 전지용 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US11489215B2 (en) 2017-09-20 2022-11-01 Sk Innovation Co., Ltd. Battery module for secondary battery and battery pack including the same
US12315901B2 (en) 2017-09-20 2025-05-27 Sk Innovation Co., Ltd. Battery module for secondary battery and battery pack including the same
US11764434B2 (en) 2017-11-27 2023-09-19 Lg Energy Solution, Ltd. Connection board and battery module including the same
CN111370811A (zh) * 2019-05-06 2020-07-03 中车工业研究院有限公司 一种锂离子电池模组及其散热方法
KR20220010940A (ko) * 2020-07-20 2022-01-27 전북대학교산학협력단 수냉 쿨러를 이용한 공랭식 배터리 열관리 시스템
KR20220169832A (ko) 2021-06-21 2022-12-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20230105574A (ko) 2022-01-04 2023-07-11 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN116111264A (zh) * 2023-02-13 2023-05-12 徐州力奥新能源设备有限公司 新能源电池固定结构
WO2024258036A1 (ko) * 2023-06-13 2024-12-19 에스케이온 주식회사 냉각 유로를 포함하는 커버를 포함하는 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 장치
KR20250012901A (ko) 2023-07-18 2025-01-31 컴퍼지트원 주식회사 냉각기능을 갖는 이차 전지 모듈내 셀간 격리용 파우치팩 및 이를 이용한 이차 전지 모듈
WO2025100870A1 (ko) * 2023-11-07 2025-05-15 주식회사 엘지에너지솔루션 냉각 장치 및 이를 포함하는 배터리 모듈
WO2025116497A1 (ko) * 2023-11-29 2025-06-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130008142A (ko) 2차 전지 배터리 팩
KR101326086B1 (ko) 콤팩트한 구조와 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 그것을 포함하는 중대형 전지팩
KR100728418B1 (ko) 배터리
US7560190B2 (en) Cooling system for battery pack
CN108701790B (zh) 电池系统及具备电池系统的电动车辆
US9786880B2 (en) Cell module assembly
KR101338258B1 (ko) 냉매의 분배 균일성이 향상된 전지팩
CN104160547B (zh) 具有新颖的空气冷却式结构的电池组
KR102258818B1 (ko) 간접 냉각 방식의 배터리 팩
EP2720310A2 (en) Battery pack having improved uniformity in distribution of refrigerant
KR20180038310A (ko) 히트 싱크가 일체형으로 결합된 모듈 케이스를 포함하는 전지모듈
KR102058688B1 (ko) 간접 냉각 방식의 배터리 모듈
JP2014504779A (ja) バッテリーモジュール収納装置、バッテリーモジュール温度調節装置、及びそれらを含む電力貯蔵システム
KR20070014631A (ko) 이차 전지 모듈
KR20070013455A (ko) 이차 전지 모듈
KR101173467B1 (ko) 냉각 기능을 구비한 전지 모듈 어셈블리
CN114128018B (zh) 电池组和包括电池组的车辆
JP2011198688A (ja) 車両用電池トレーおよびこれを備えた車両用電池装置
KR102026386B1 (ko) 배터리 모듈
KR100696669B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR20070117825A (ko) 이차 전지 모듈
KR100637468B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR20170142800A (ko) 전기자동차용 배터리 팩 냉각시스템
KR101149406B1 (ko) 전기 차량용 전지셀의 히트 싱크 및 그를 이용한 전지셀 모듈
KR20120065055A (ko) 배터리팩 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20110712

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

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20151221

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20110712

Comment text: Patent Application

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170215

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20170830

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20170215

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I