KR101166023B1 - 방열 효율이 향상된 팩 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 개선된 방열 효율을 갖는 팩 전지가 개시된다. 본 발명의 팩 전지는 홀더 케이스와, 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 전지들을 포함하고, 홀더 케이스는, 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 리브들을 포함하고, 각 리브는 상기 홀더 케이스의 측면과 실질적으로 평행한 방향으로 연장되며, 각 전지가 그 사이에 수용되는 컬럼을 포함하며, 컬럼은 컬럼의 연장방향으로 연장되는 방열 홀을 포함한다. 본 발명의 팩 전지에 의하면, 충방전 동작에 수반하여 생성된 열을 취합하고 공기흐름을 통해 소산시키는 방열 홀이 마련됨으로써 전지의 과열 내지 온도 상승으로 인한 성능저하가 효과적으로 방지된다.

Description

방열 효율이 향상된 팩 전지{Battery pack with improved heat dissipation efficiency}
본 발명은 팩 전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 방열 효율이 향상된 팩 전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 이차전지는 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 전기적으로 연결하여 하나의 단위로 묶은 팩 전지의 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 디바이스는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 모바일 기기, 전력소모가 많은 전동 자전거, 전동 스쿠터, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차와 같이 장기간 구동, 고전력 구동이 필요한 중형 내지 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 팩 전지가 선호되며, 팩 전지는 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다. 이러한 팩 전지는 다수의 전지들을 내장하고 대전류로 충방전되므로, 전지의 과열을 방지하기 위한 적정의 방열대책이 절실하다.
본 발명의 목적은 방열 효율이 개선된 팩 전지를 제공하는 것이다.
상기의 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 팩 전지는,
홀더 케이스; 및
상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 전지들;을 포함하고,
상기 홀더 케이스는,
상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 리브들을 포함하고,
각 리브는 상기 홀더 케이스의 측면과 실질적으로 평행한 방향으로 연장되며 각 전지가 그 사이에 수용되는 컬럼을 포함하며,
상기 컬럼은 상기 컬럼의 연장방향으로 연장되는 방열 홀을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 각 리브는 상기 컬럼으로부터 제1, 제2 방향으로 각각 연장되는 제1 핀 및 제2 핀을 더 포함한다.
예를 들어, 상기 컬럼의 단부는 홀더 케이스의 배면 주위에 배치되고,
상기 컬럼은 상기 홀더 케이스의 전면을 향해 연장되며,
상기 홀더 케이스의 배면 및 전면은 홀더 케이스의 측면과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 핀 및 제2 핀은 상기 컬럼의 단부 주위에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 핀들끼리 서로 연결될 수 있고, 상기 제2 핀들끼리 서로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 상기 컬럼의 연장방향과 수직을 이룰 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 컬럼들 중에서 인접한 두 컬럼들 사이에는 제1 갭이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 팩 전지는 상기 홀더 케이스의 전면 또는 배면에 배치되어 상기 전지들을 서로 전기적으로 연결시키는 리드 플레이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 컬럼은 적어도 하나의 서브-컬럼을 더 포함할 수 있고, 상기 서브-컬럼은 상기 컬럼의 연장방향으로 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 서브-컬럼들 중에서 인접한 두 서브-컬럼들 사이로는 제2 갭이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 방열 홀은 적어도 두 개의 서브-컬럼들에 의해 둘러싸일 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 전지 팩은, 상기 홀더 케이스의 외곽을 형성하기 위한 프레임을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전지 중 적어도 하나는 이차전지를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 팩 전지는,
홀더 케이스; 및
상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 전지들;을 포함하고,
상기 홀더 케이스는,
상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 리브들을 포함하고,
각 리브는, 상기 홀더 케이스의 측면과 실질적으로 평행한 방향으로 연장되며 각 전지가 그 사이에 수용되는 컬럼을 포함하며,
상기 컬럼은 그 내부에 형성된 방열채널을 포함하고, 전지들로부터 방출된 열은 상기 방열채널을 통하여 소산된다.
일 실시형태에서, 상기 방열채널은 상기 컬럼의 연장방향을 따라 연장되는 방열 홀을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 컬럼은 서브-컬럼들을 포함하고,
상기 방열채널은 상기 서브-컬럼들 중에서 인접한 두 개의 서브-컬럼들 사이에 형성된 제2 갭을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 컬럼은 상기 컬럼의 연장방향을 따라 연장된 방열 홀을 더 포함하고,
상기 방열 홀은 적어도 둘 이상의 서브-컬럼들에 의해 둘러싸일 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 각 리브는 컬럼으로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 핀과, 컬럼으로부터 제2 방향으로 연장되는 제2 핀을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 컬럼들 중에서 인접한 두 컬럼들 사이로는 제1 갭이 형성될 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 팩 전지는, 상기 홀더 케이스의 전면 또는 배면에 배치되어 전지들을 서로 전기적으로 연결시키는 리드 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 팩 전지에 의하면, 충방전 동작에 수반하여 생성된 열을 취합하고 공기흐름을 통해 소산시키는 방열 홀이 마련됨으로써 전지의 과열 내지 온도 상승으로 인한 성능저하가 효과적으로 방지된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 팩 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 홀더 케이스의 내측 구조를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 주요부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 팩 전지의 조립 상태를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3의 변형된 실시형태에 따른 홀더 케이스의 주요부를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3의 또 다른 변형된 실시형태에 따른 홀더 케이스의 주요부를 발췌하여 도시한 사시도이다.
이하, 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 팩 전지에 대해 설명하기로 한다. 도 1에는 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 팩 전지의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도시된 팩 전지는 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 홀더 케이스(100)와, 상기 홀더 케이스(100)에 수납되는 다수의 전지(150)들을 포함한다.
상기 홀더 케이스(100)는 제1 홀더 케이스(100a)와, 제2 홀더 케이스(100b)를 포함하고, 제1, 제2 홀더 케이스(100a,100b)는 서로에 대해 마주하게 조립된다. 도 1에서는 홀더 케이스(100)가 제1, 제2 홀더 케이스(100a,100b)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 홀더 케이스(100)는 제1, 제2 홀더 케이스(100a,100b) 없이, 단일부재로 형성될 수도 있다.
상기 제1 홀더 케이스(100a)는 쌍을 이루는 상대편 제2 홀더 케이스(100b)와 대칭적인 형태로 형성될 수 있으며, 그 사이에 다수의 전지(150)들을 개재한 상태로 z 방향으로 상대편 제2 홀더 케이스(100b)에 대해 조립된다. 본 명세서를 통하여, 제1 홀더 케이스(100a)의 내측 면이란 상대편 제2 홀더 케이스(100b)를 바라보는 면을 의미하고, 제1 홀더 케이스(100a)의 외측 면이란 상대편 제2 홀더 케이스(100b)와 반대되는 면을 의미한다. 제2 홀더 케이스(100b)에 대해서도 동일한 정의가 적용될 수 있다. 또한, 제1 홀더 케이스(100a)의 전면은 제2 홀더 케이스(100b)와 마주하는 면을 의미하고, 제1 홀더 케이스(100a)의 배면은 제2 홀더 케이스(100b)와 반대되는 면을 의미한다. 상기 홀더 케이스(100a)의 전면과 배면은 홀더 케이스(100a)의 측면과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다.
각 전지(150)들의 조립위치에 대응하여 쌍을 이루는 홀더 케이스(100)는 서로 대칭적인 형태를 가질 수 있고, 홀더 케이스(100)의 체결부분은 서로 끼워 맞춰질 수 있도록 상보적인 형태를 가질 수 있다.
상기 홀더 케이스(100)는 케이스 테두리를 형성하는 프레임(110)과, 프레임(110)과 함께 일체로 형성되어 전지(150)들을 공간적으로 분리시키는 리브(120)를 포함한다. 상기 프레임(110)은 상기 홀더 케이스(100)의 측면을 형성하며, 상기 리브(120)는 상기 홀더 케이스(100)의 측면과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 리브(120)는 프레임(110)에 의해 둘러싸인 내부에 배치될 수 있다.
상기 리브(120)는 팩 전지에 내장된 다수의 전지(150)들이 복수 열에 걸쳐서 규칙적으로 배열되도록 전지(150)들이 끼워지는 셀(S)을 정의한다. 상기 셀(S)은 홀더 케이스(100)를 관통하는 홀 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 리브(120)는 원통형 전지(150)의 둘레를 둘러싸도록 원통의 지지면을 제공할 수 있다. 상기 리브(120)는 제1, 제2 방향(x,y 방향)으로 배열되는 다수의 전지(150)들을 공간적으로 분리하기 위해 제1 방향(x 방향)으로 연장되는 제1 핀(121)과, 제2 방향(y 방향)으로 연장되는 제2 핀(122)을 포함하고, 제1, 제2 핀(121,122)의 교차부분에 형성된 컬럼(125)을 포함한다. 상기 컬럼(125)은 z 방향으로 연장되며, 각 전지(150)는 컬럼(125)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 핀(121)은 상기 컬럼(125)으로부터 제1 방향(x 방향)으로 연장되고, 상기 제2 핀(122)은 상기 컬럼(125)으로부터 제2 방향(y 방향)으로 연장된다. 컬럼(125)의 연장방향(z 방향)은 제1 방향(x 방향) 및 제2 방향(y 방향)과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다.
상기 컬럼(125)을 따라서는 공기통로를 형성하는 방열 홀(125`)이 마련된다. 예를 들어, 상기 방열 홀(125`)은 원형의 단면구조를 갖고, 전체 길이를 통하여 컬럼(125)을 관통하도록 형성된다. 상기 방열 홀(125`)을 통하여 유입된 공기흐름(f)은 이웃한 전지(150)들 사이를 통과하며, 충방전 동작에 따라 발생된 열을 취합하여 외부로 배출하는 방열기능을 수행한다. 방열 홀(125`)을 따라 유도되는 공기흐름(f)은 자연적으로 발생되거나, 외부 송풍에 의해 강제될 수 있으며, 자연대류나 강제대류에 의한 방열을 수행할 수 있다. 예를 들어, 홀더 케이스(100)의 외부에는 방열 홀(125`) 내로 냉각공기를 송풍하는 냉각 팬(미도시)이 배치될 수 있다.
이웃한 컬럼(125)들로부터 연장된 제1 핀(121)들은 서로에 대해 연결되고, 제1 방향(x 방향)으로 배열된 컬럼(125)들을 서로 연결시킨다. 또한, 이웃한 컬럼(125)들로부터 연장된 제2 핀(122)들은 서로에 대해 연결되고, 제2 방향(y 방향)으로 배열된 컬럼(125)들을 서로 연결시킨다. 제1, 제2 핀(121,122)을 통하여, 이웃한 컬럼(125)들이 상호 지지된다. 상기 제1, 제2 핀(121,122)은 컬럼(125)의 연장방향(z 방향)과 수직한 방향(x, y 방향)으로 돌출된다.
제1, 제2 핀(121,122)과 컬럼(125)이 서로 연결됨으로써 전지(150)의 전체 둘레를 둘러싸는 원통 형상의 셀(S)이 정의된다. 이로써, 이웃한 전지(150)들 간의 열적 접촉을 저지할 수 있고, 특정 전지(150)가 과열되는 이상동작 환경에서 이웃한 전지(150)들이 연쇄적으로 가열되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 홀더 케이스(100)는 일체적으로 성형될 수 있고, 우수한 가공성과 단열 특성을 갖는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.
홀더 케이스(100)의 외측 편에서는 컬럼(125)들이 제1, 제2 핀(121,122)를 통하여 서로 연결되어 구조적인 강성을 제공하는 한편으로, 홀더 케이스(100)의 내측 편에서는 방열 목적으로 제1, 제2 핀(121,122)을 배제시킴으로써 전지(150) 표면의 일부가 직접 저온의 공기에 노출되도록 한다. 이하 이에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 홀더 케이스(100)의 내측 편을 보여주는 사시도이며, 도 3은 도 2의 주요부를 확대하여 도시한 사시도이다. 도면들을 참조하면, 제1, 제2 방향(x,y 방향)을 따라 컬럼(125)들이 배열되고, 컬럼(125)들 사이에는 전지(150) 표면을 외부로 노출시키는 제1 갭(130)이 형성된다. 상기 제1 갭(130)은 컬럼(125)들 사이의 제1, 제2 핀(121,122)이 배제되어 형성될 수 있고(도 3), 컬럼들(130)은 제1 갭(130)을 사이에 두고 서로에 대해 분리되어 고립된 형태를 취하게 된다.
제1 갭(130)을 통하여 노출된 전지 표면(Ae)이 저온의 외기와 직접 접촉됨으로써 대류 방열이 이루어지고, 충방전 동작에 따른 전지의 열 축적이 방지될 수 있다. 제1, 제2 핀(121,122)은 홀더 케이스(100)의 외측 편(+z 방향 측)에서 전지(150)의 둘레를 둘러싸도록 형성되며, 소정 길이(W1,W2) 만큼 내측 방향(-z 방향 측)으로 연장된다.
상기 제1, 제2 핀(121,122)은 컬럼(125)의 단부 주위에 배치된다. 상기 제1, 제2 핀(121,122)은 컬럼(125)의 길이방향을 따라 제1, 제2 길이(W1,W2) 만큼 연장된다. 상기 제1, 제2 길이(W1,W2)는 서로 동일하거나 또는 다른 치수로 설계될 수 있다. 컬럼(125)의 단부는 상기 홀더 케이스(100)의 배면 주위에 배치되며, 상기 컬럼(125)은 홀더 케이스(100)의 전면으로 연장될 수 있다. 여기서, 상기 홀더 케이스(100)의 전면 및 배면은 z-방향과 수직인 홀더 케이스(100)의 면들로 정의되며, 홀더 케이스(100)의 측면과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다.
제1, 제2 핀(121,122)의 길이(W1,W2)는 전지(150)의 노출면적과 직결된다. 즉, 제1, 제2 핀(121,122)의 길이(W1,W2)을 증가시키면 그만큼 많은 전지(150)의 표면이 제1, 제2 핀(121,122)에 의해 덮이게 되고, 따라서 노출면(Ae)이 줄어들게 된다. 반대로 제1, 제2 핀(121,122)의 길이(W1,W2)를 감소시키면, 그만큼 제1 갭(130)의 길이가 확장되어 전지의 노출면(Ae)이 증가하게 된다. 제1, 제2 핀(121,122)의 길이(W1,W2)를 조절함으로써 전지의 노출면(Ae)을 조정할 수 있고, 노출면(Ae)을 증가시킴에 따라 방열을 촉진할 수 있다. 다만, 노출면(Ae)이 과도하게 증가되면, 이웃한 전지(150)들 간에 열적 접촉이 생길 수 있고, 특정 전지(150)가 과열되는 이상동작 환경에서, 이웃한 전지(150)들이 연쇄적으로 가열되어 열화되므로, 노출면(Ae)을 적정 크기로 설계하는 것이 바람직하다.
정해진 위치에 규칙적으로 배열되는 다수의 전지(150)들 사이에는 소정의 이격 갭(g)이 확보되는 것이 바람직하다. 상기 이격 갭(g)을 이웃한 전지(150)들 간에 만곡점에서 만곡점까지의 최단거리로 정의할 때, 방열 효율의 측면에서 최소한 2mm 이상의 이격 갭(g)이 확보되는 것이 바람직하다. 최소한의 이격 갭(g)을 확보함으로써 이웃한 전지(150)들 간의 열적 접촉을 저지하여 연쇄적인 열화를 방지할 수 있고, 이격 갭(g)에 채워지는 공기량을 확보하여 방열을 촉진할 수 있다.
컬럼(125)을 따라서는 공기통로를 제공하는 방열 홀(125`)이 형성된다. 방열 홀(125`)의 주변으로는 4개의 전지(150)들이 대칭적 위치에 배치되고, 각 방열 홀(125`)은 그 주위에 배치된 전지(150)로부터 발생된 열을 취합하여 공기흐름(f)을 통해 소산시키는 방열 기능을 수행한다. 한편, 제1, 제2 방향(x,y 방향)으로 이웃한 4개의 컬럼(125)들은 각 전지(150)가 수납되는 셀(S)을 정의하며, 예를 들어, 컬럼(125)의 측면은 원통형 전지(150)를 감싸도록 원주 형상의 일부를 따라 형성될 수 있다.
홀더 케이스(100)에 수납되는 전지(150)로서는 충방전이 가능한 이차전지가 모두 고려될 수 있으며, 예를 들어, 출력 및 용량 면에서 유리한 리튬이온 이차전지가 사용될 수 있다. 이외에, 니켈-카드뮴 이차전지, 니켈-수소 이차전지, 리튬 전지 등이 모두 적용될 수 있다. 상기 전지(150)들은 1000mA 이상, 예를 들어, 1800mA의 대전류로 충전되거나 방전을 수행한다. 충방전에 수반되는 온도상승 및 열화 내지 오작동을 막기 위해 제안된 방열구조에 의하면, 각 전지(150)로부터 생성된 열은 방열 홀(125`)의 공기흐름(f)을 통해 외부로 방출된다. 이와 함께, 컬럼(125)들 사이의 제1 갭(130)을 통하여 노출된 전지의 노출면(Ae)이 직접 외기에 접촉됨으로써 방열이 더욱 촉진될 수 있다.
도 4에서 볼 수 있듯이, 한 쌍의 홀더 케이스(100)는 그 사이에 다수의 전지(150)들을 개재한 상태로 서로 마주하도록 조립된다. 이때 전지(150)들은 홀더 케이스(100)에 정의된 셀(S) 위치에 대응하여 규칙적인 위치에 조립된다. 홀더 케이스(100)의 외측에는 팩 전지에 내장된 다수의 전지(150)들을 직렬/병렬상태로 연결해주는 리드 플레이트(180)가 배치되어 있다. 상기 리드 플레이트(180)는 상기 홀더 케이스(100)의 전면 또는 배면에 배치될 수 있다.
상기 리드 플레이트(180)는 홀더 케이스(100)에서 돌출된 조립용 돌기(181)에 끼워져 조립될 수 있다. 상기 조립용 돌기(181)는 홀더 케이스(100)에 수납된 전지(150)들이 밖으로 빠져나오지 않도록 하는 스톱퍼의 기능을 겸할 수 있다.
상기 리드 플레이트(180)는 전지(150) 양단의 단부 전극들을 서로 직렬/병렬 상태로 연결해준다. 예를 들어, 상기 리드 플레이트(180)는 가로 2열, 세로 3열에 걸쳐서 배치된 5개의 전지(150)들을 병렬상태로 접속하고, 다단으로 적층된 병렬블록들을 직렬상태로 접속할 수 있다. 다만, 팩 전지에 내장된 전지(150)들의 직렬/병렬의 접속구조나, 병렬블록을 구성하는 전지(150)의 개수나 배치 등에 대해서는 예시된 이외에 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 또한, 팩 전지를 구성하는 전지(150)들을 적층시킨 배열 형태에 대해서도 도면으로 예시된 바에 한정되지 않는다.
상기 리드 플레이트(180)의 외측에는 절연 테이프(190)가 부착됨으로써 리드 플레이트(180)를 외부환경으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 팩 전지는 전지(150)의 전압상태를 검출하고, 충방전 동작을 제어하기 위한 회로기판(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 회로기판은 전류패스를 형성하는 리드 플레이트(180)와 전기접속을 이루며, 예를 들어, 회로기판으로부터 인출된 리드선(미도시)을 통하여 리드 플레이트(180)에 접속될 수 있다. 상기 회로기판은 리드 플레이트(180)를 통하여 각 전지(150)의 전압상태를 검출하고, 충전전류를 제공한다.
한편, 홀더 케이스(100)의 상하 단부에는 직립자세의 팩 전지를 지지해주는 레그 부재(141,142)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 레그 부재(141,142)는 각 홀더 케이스(100)의 좌우 양편에 마련될 수 있고, 팩 전지는 대칭적인 4개소에 마련된 레그 부재(141,142)에 의해 안정적인 직립자세를 유지할 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 홀더 케이스의 변형된 실시형태를 보여주는 사시도이다. 도면을 참조하면, 컬럼(225)의 중앙위치에는 방열 홀(225`)이 형성되고, 컬럼(225)이 길이방향(z 방향)으로 절개되어 몇 개의 서브-컬럼(225a)들로 분할된다. 예를 들어, 본 실시형태의 컬럼(225)은 길이방향(z 방향)을 따라 절개된 4개의 서브-컬럼(225a)들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 서브-컬럼(225a)들 사이에는 제2 갭(225``)이 개재되어 서브-컬럼(225a)들이 서로에 대해 분리된다. 예를 들어, 방열 홀(225`)은 서브-컬럼(225a)들에 의해 둘러싸이게 되며, 적어도 둘 이상의 서브-컬럼(225a)들, 예를 들어, 4개의 서브-컬럼(225a)들에 의해 둘러싸이게 된다.
상기 제2 갭(225``)를 통하여 전지(150)의 일부 표면(Af)이 방열 홀(225`)의 공기흐름(f)과 직접 접하게 된다. 전지(150)의 일부 표면(Af)이 방열 홀(225`)의 공기흐름(f)과 직접 접촉됨으로써 방열효율이 향상될 수 있다. 전지 표면(Af)으로부터 방출된 열은 직접 방열 홀(225`)의 공기흐름(f)을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
예를 들어, 도 3의 실시형태에서는 전지(150) 표면으로부터 방출된 열이 컬럼(125)을 통하여 방열 홀(125`)의 공기흐름(f)으로 전달된다. 방열 경로 상에 컬럼(125)이 개재됨으로써 방열 경로의 열적 저항이 증가될 수 있다. 본 실시형태에서는 방열 홀(225`)을 내재한 컬럼(225)에 제2 갭(225``)를 형성함으로써 방열 경로 상에서 컬럼(225)을 배제하고, 전지 표면(Af)에서 방출된 열이 직접 방열 홀(225`)의 공기흐름(f)을 통하여 방출되도록 함으로써 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 제2 갭(225``)는 컬럼(225)의 전체 길이를 통하여 형성될 수 있고, 컬럼(225)의 일부 길이에 대해서만 형성될 수도 있다. 예를 들어, 컬럼(225)의 외측 구간(Lo)에는 제2 갭(225``)를 형성하지 않고, 컬럼(225)의 내측 구간(Li)에만 제2 갭(225``)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 컬럼(225)은 외측 구간(Lo)에서는 분할되지 않은 통 부재 형태를 취하고, 내측 구간(Li)에서는 길이방향으로 절개되어 4개의 서브-컬럼(225a)들을 포함하는 분할된 형태를 가질 수 있다. 방열 효율과 더불어 홀더 케이스의 기계적인 강도를 함께 고려하여, 제2 갭의 길이를 적정하게 설계할 수 있다.
서브-컬럼(225a)들 사이에 형성된 제2 갭(225``) 및/또는 컬럼(225)에 형성된 방열 홀(225)은 전지들로부터 발생된 열을 소산시키기 위한 방열채널로 언급될 수 있다. 예를 들어, 상기 방열채널은 상기 제2 갭(225`)과 방열 홀(225`)을 포함할 수 있다. 도면 상에서는 방열 홀(225`)과 제2 갭(225``)이 도시되어 있으나, 방열채널의 형상은 이에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 홀더 케이스는 다양한 형태의 방열채널이나 방열채널의 조합을 갖춘 컬럼을 포함할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 홀더 케이스의 변형된 실시형태를 보여주는 사시도이다. 도시된 홀더 케이스에는 분할되지 않은 통 부재 형태의 제1 컬럼(325)과, 길이방향을 따라 절개된 분할된 형태의 제2 컬럼(425)이 함께 혼용될 수 있다. 제1, 제2 컬럼(325,425)의 배치 및 개수 등은 도시된 바에 특히 한정될 필요가 없으며, 홀더 케이스의 전체적인 열량 분포를 고려하여 설계될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 홀더 케이스 110: 홀더 케이스의 프레임
120: 리브 121: 제1 핀
122: 제2 핀 125,225: 컬럼
125`,225`: 방열 홀 130: 컬럼 사이의 제1 갭
141,142: 레그 부재 150: 전지
180: 리드 판 181: 조립용 돌기
190: 리드 테이프 225``: 컬럼의 제2 갭
225a: 컬럼의 서브-컬럼 325: 제1 컬럼
425: 제2 컬럼 f: 공기흐름
Ae: 제1 갭을 통한 전지의 노출면 Af: 제2 갭을 통한 전지의 노출면
Lo: 제2 갭이 배제된 컬럼의 외측 구간
Li: 제2 갭이 형성된 컬럼의 내측 구간
W1,W2: 제1, 제2 핀의 폭 S: 단위 전지가 수용되는 셀

Claims (20)

  1. 홀더 케이스; 및
    상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 전지들;을 포함하고,
    상기 홀더 케이스는,
    상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 리브들을 포함하고,
    각 리브는, 상기 홀더 케이스의 측면과 실질적으로 평행한 방향으로 연장되며 각 전지가 그 사이에 수용되는 컬럼을 포함하며,
    상기 컬럼은 상기 컬럼의 연장방향으로 연장되는 방열 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 리브는 상기 컬럼으로부터 제1, 제2 방향으로 각각 연장되는 제1 핀 및 제2 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컬럼의 단부는 홀더 케이스의 배면 주위에 배치되고,
    상기 컬럼은 상기 홀더 케이스의 전면을 향해 연장되며,
    상기 홀더 케이스의 배면 및 전면은 홀더 케이스의 측면과 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 핀 및 제2 핀은 상기 컬럼의 단부 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 핀들끼리 서로 연결되고,
    상기 제2 핀들끼리 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 제2 방향은 상기 컬럼의 연장방향과 수직한 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컬럼들 중에서 인접한 두 컬럼들 사이에는 제1 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홀더 케이스의 전면 또는 배면에 배치되어 상기 전지들을 서로 전기적으로 연결시키는 리드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컬럼은 적어도 하나의 서브-컬럼을 더 포함하고,
    상기 서브-컬럼은 상기 컬럼의 연장방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 서브-컬럼들 중에서 인접한 두 서브-컬럼들 사이로는 제2 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방열 홀은 적어도 두 개의 서브-컬럼들에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 홀더 케이스의 외곽을 형성하기 위한 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전지 중 적어도 하나는 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  14. 홀더 케이스; 및
    상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 전지들;을 포함하고,
    상기 홀더 케이스는,
    상기 홀더 케이스 내에 배치되는 복수의 리브들을 포함하고,
    각 리브는, 상기 홀더 케이스의 측면과 실질적으로 평행한 방향으로 연장되며 각 전지가 그 사이에 수용되는 컬럼을 포함하며,
    상기 컬럼은 그 내부에 형성된 방열채널을 포함하고, 전지들로부터 방출된 열은 상기 방열채널을 통하여 소산되는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 방열채널은 상기 컬럼의 연장방향을 따라 연장되는 방열 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 컬럼은 서브-컬럼들을 포함하고,
    상기 방열채널은 상기 서브-컬럼들 중에서 인접한 두 개의 서브-컬럼들 사이에 형성된 제2 갭을 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 컬럼은 상기 컬럼의 연장방향을 따라 연장된 방열 홀을 더 포함하고,
    상기 방열 홀은 적어도 둘 이상의 서브-컬럼들에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 각 리브는 컬럼으로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 핀과, 컬럼으로부터 제2 방향으로 연장되는 제2 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 컬럼들 중에서 인접한 두 컬럼들 사이로는 제1 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 홀더 케이스의 전면 또는 배면에 배치되어 전지들을 서로 전기적으로 연결시키는 리드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 팩 전지.
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