KR101545166B1 - Cooling Member for Battery Cell - Google Patents

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KR101545166B1 KR1020120071555A KR20120071555A KR101545166B1 KR 101545166 B1 KR101545166 B1 KR 101545166B1 KR 1020120071555 A KR1020120071555 A KR 1020120071555A KR 20120071555 A KR20120071555 A KR 20120071555A KR 101545166 B1 KR101545166 B1 KR 101545166B1
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Abstract

본 발명은 충방전이 가능한 판상형 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체에 장착되는 냉각 부재로서, 전지셀 적층체에서 전지셀들의 계면에 개재되어 상기 전지셀들로부터 열을 흡수하는 흡열판; 및 상기 흡열판으로부터 전도된 열을 방열하도록 흡열판과 연결되어 있고, 전지셀 적층체에서 전지셀들 사이의 잉여 공간에 장착되는 하나 이상의 방열 블록; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재를 제공한다.The present invention relates to a cooling member mounted on a battery cell stack in which chargeable and dischargeable plate-shaped battery cells are stacked, comprising: a heat absorbing plate interposed between battery cells in a battery cell stack to absorb heat from the battery cells; And one or more heat dissipation blocks connected to the heat absorbing plate to dissipate heat conducted from the heat absorbing plate and mounted in an excess space between the battery cells in the battery cell stack. The battery cell cooling member according to claim 1,

Description

전지셀 냉각 부재 {Cooling Member for Battery Cell}[0001] The present invention relates to a cooling member for a battery cell,

본 발명은 냉각 효율이 향상된 전지셀 냉각 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 충방전이 가능한 판상형 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체에 장착되는 냉각 부재로서, 전지셀 적층체에서 전지셀들의 계면에 개재되어 상기 전지셀들로부터 열을 흡수하는 흡열판; 및 상기 흡열판으로부터 전도된 열을 방열하도록 흡열판과 연결되어 있고, 전지셀 적층체에서 전지셀들 사이의 잉여 공간에 장착되는 하나 이상의 방열 블록; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery cell cooling member having improved cooling efficiency, and more particularly, to a cooling member mounted on a battery cell laminate in which chargeable and dischargeable plate-shaped battery cells are stacked, A heat absorbing plate interposed between the battery cells and absorbing heat from the battery cells; And one or more heat dissipation blocks connected to the heat absorbing plate to dissipate heat conducted from the heat absorbing plate and mounted in an excess space between the battery cells in the battery cell stack. And a battery cell cooling member.

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(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized battery module such as an automobile is used as a middle- or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected due to the necessity of a large-

중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀(단위전지)로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the middle- or large-sized battery module is preferably manufactured in a small size and weight, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, or the like, which can be charged with a high degree of integration and has a small weight to capacity, is mainly used as a battery cell have. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 전지의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 1의 파우치형 전지(10)는 두 개의 전극단자(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 외장재(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14a)과 상단부 및 하단부(14b, 14c)를 부착시킴으로써 전지(10)가 만들어진다. 외장재(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14a)과 상단부 및 하단부(14b, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다. 양측면(14a)은 상하 외장재(14)의 동일한 수지층이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다. 반면에, 상단부(14b)와 하단부(14c)에는 전극단자(11, 12)가 돌출되어 있으므로 전극단자(11, 12)의 두께 및 외장재(14) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극단자(11, 12)와의 사이에 필름상의 실링부재(16)를 개재한 상태에서 열융착시킨다.Fig. 1 schematically shows a perspective view of a typical conventional pouch-type battery. The pouch-shaped battery 10 shown in Fig. 1 has a structure in which two electrode terminals 11 and 12 protrude from the upper end and the lower end of the battery body 13, respectively. The case 14 has two side surfaces 14a and an upper and lower ends 14b and 14c, which are mutually contacted with each other in a state where an electrode assembly (not shown) is mounted on a receiving portion formed on the inner surface of the case. The battery 10 is made. The exterior material 14 is made of a laminate structure of a resin layer / a metal foil layer / a resin layer so that the resin layers can be adhered to each other by applying heat and pressure to both side surfaces 14a and upper and lower ends 14b and 14c, , And may be adhered using an adhesive as the case may be. Both side surfaces 14a are in direct contact with the same resin layer of the upper and lower casing members 14, so that they can be uniformly sealed by melting. On the other hand, since the electrode terminals 11 and 12 protrude from the upper end 14b and the lower end 14c, the sealing property can be improved in consideration of the thickness of the electrode terminals 11 and 12 and the heterogeneity with the material of the casing 14 So that the electrode terminals 11 and 12 are thermally fused with the sealing member 16 interposed therebetween.

그러나, 외장재(14) 자체의 기계적 강성이 우수하지 못하므로, 안정한 구조의 전지모듈을 제조하기 위하여, 일반적으로 전지셀들(단위전지들)을 카트리지 등의 팩 케이스에 장착하여 전지모듈을 제조하고 있다. 그러나, 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 또는 차량 등에는 일반적으로 장착공간이 한정적이므로, 카트리지와 같은 팩 케이스의 사용으로 인해 전지모듈의 크기가 커지는 경우에는 낮은 공간 활용도의 문제점이 초래된다. 또한, 전지셀의 낮은 기계적 강성은 충방전시 전지셀의 반복적인 팽창 및 수축으로 나타나고, 그로 인해 열융착 부위가 분리되는 경우도 초래된다.However, since the exterior material 14 itself is not excellent in mechanical rigidity, in order to manufacture a battery module having a stable structure, generally, battery cells (unit cells) are mounted in a pack case such as a cartridge to manufacture a battery module have. However, since a mounting space is limited in a device or a vehicle in which a middle- or large-sized battery module is mounted, when the size of the battery module is increased due to the use of a pack case such as a cartridge, a problem of low space utilization is caused. Further, the low mechanical rigidity of the battery cell is caused by the repeated expansion and contraction of the battery cell during charging and discharging, resulting in a case where the heat-welded portion is separated.

한편, 이러한 중대형 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 상기 전지모듈에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전지셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.On the other hand, since the battery cells constituting the middle- or large-sized battery module are composed of a rechargeable secondary battery, such a high-output large-capacity secondary battery generates a large amount of heat in the charging and discharging process. Particularly, since the laminate sheet of the pouch-type battery widely used for the battery module has a surface coated with a polymer material having low thermal conductivity, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire battery cell.

충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 대용량의 전지인 차량용 전지팩에는 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.If the heat of the battery module generated during the charging and discharging process can not be effectively removed, heat accumulation may occur, thereby accelerating the deterioration of the battery module and possibly causing ignition or explosion. Therefore, a cooling system for cooling the battery cells built in the vehicle battery pack, which is a high-output large-capacity battery, is required.

중대형 전지팩에 장착되는 전지모듈은 일반적으로 다수의 전지셀들을 높은 밀집도로 적층하는 방법으로 제조하며, 충방전시에 발생한 열을 제거할 수 있도록 인접한 전지셀들을 일정한 간격으로 이격시켜 적층한다. 예를 들어, 전지셀 자체를 별도의 부재 없이 소정의 간격으로 이격시키면서 순차적으로 적층하거나, 또는 기계적 강성이 낮은 전지셀의 경우, 하나 또는 둘 이상의 조합으로 카트리지 등에 내장하고 이러한 카트리지들을 다수 개 적층하여 전지모듈을 구성할 수 있다. 적층된 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에는 축적되는 열을 효과적으로 제거할 수 있도록, 냉매의 유로가 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에 형성되는 구조로 이루어진다.The battery module mounted on the middle- or large-sized battery pack is generally manufactured by stacking a plurality of battery cells at a high density, and adjacent battery cells are stacked at a predetermined interval so as to remove heat generated during charging and discharging. For example, the battery cells themselves may be sequentially stacked while being spaced apart from each other by a predetermined space, or in the case of a battery cell having low mechanical rigidity, one or a combination of two or more batteries may be built in a cartridge or the like. The battery module can be configured. The stacked battery cells or the battery modules are structured such that a flow path of the coolant is formed between the battery cells or the battery modules so as to effectively remove accumulated heat.

그러나, 이러한 구조는 다수의 전지셀들에 대응하여 다수의 냉매 유로를 확보하여야 하므로, 전지모듈의 전체 크기가 커지게 되는 문제점을 가지고 있다.However, this structure has a problem that the total size of the battery module is increased because a plurality of refrigerant flow paths must be secured corresponding to a plurality of battery cells.

또한, 전지모듈의 크기를 고려하여, 많은 전지셀들을 적층할수록 상대적으로 좁은 간격의 냉매 유로들을 형성하게 되는데, 이로 인해 냉각 구조의 설계가 복잡해지는 문제점이 발생한다. 즉, 냉매의 유입구 대비 상대적으로 좁은 간격의 냉매 유로는 높은 압력 손실을 유발하게 되어, 냉매의 유입구 및 배출구의 형태와 위치 등을 설계하는데 많은 어려움이 따른다. 또한, 이러한 압력 손실을 방지하기 위하여 팬이 추가적으로 설치되기도 하므로, 전력 소모와 팬 소음, 공간 등과 같이 설계상의 제약이 따를 수 있다.Also, considering the size of the battery module, the refrigerant flow paths with relatively narrow intervals are formed as a number of battery cells are stacked, which leads to a problem that the design of the cooling structure becomes complicated. That is, the refrigerant flow path having a relatively narrow gap with respect to the inlet of the refrigerant causes a high pressure loss, and it is difficult to design the shape and position of the inlet and outlet of the refrigerant. In addition, since a fan is additionally installed to prevent such a pressure loss, design constraints such as power consumption, fan noise, and space may follow.

더욱이, 냉각 구조의 구성시 사용되는 부재들 사이에 존재하는 열전도 저항으로 인해, 설계시에 의도한 냉각 효율성이 얻어지지 못하는 경우가 자주 발생한다.Moreover, due to the thermal resistance resistance present between the members used in the construction of the cooling structure, it often happens that the intended cooling efficiency is not obtained at design time.

따라서, 고출력 대용량의 전력을 제공하면서도 간단하고 콤팩트(compact) 한 구조로 제조될 수 있고, 수명 특성과 안전성 및 냉각 효율이 우수한 전지모듈에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high need for a battery module that can be manufactured in a simple and compact structure while providing high power, large capacity, and excellent in life characteristics, safety, and cooling efficiency.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 발명의 목적은, 충방전이 가능한 판상형 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체에서, 전지셀들의 계면에 전지셀들로부터 열을 흡수하는 흡열판을 개재하고, 상기 흡열판으로부터 전도된 열을 외부로 방출할 수 있도록 전지셀 적층체에서 전지셀들 사이의 잉여 공간에 방열 블록을 장착함으로써 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 하여, 전지셀들로부터 발생한 열을 효과적으로 제거할 수 있는 전지셀 냉각 부재를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery cell stack in which plate-shaped battery cells capable of charging and discharging are stacked, a heat absorbing plate for absorbing heat from the battery cells is interposed at the interface of the battery cells, There is provided a battery cell cooling member capable of effectively removing heat generated from battery cells by eliminating the need for an additional cooling device by mounting a heat dissipation block in an excess space between battery cells in a battery cell stack body will be.

본 발명의 또 다른 목적은, 전지셀 냉각 부재를 적용한 전지팩 제조에 있어서, 특정 구조의 흡열판 및 방열 블록이 전지셀 적층체 계면 및 전지셀들 사이의 잉여 공간에 장착되도록 하여 전지팩의 콤팩트함을 달성하고, 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 하여 향상된 제조 공정 및 향상된 냉각 효율성을 갖는 전지팩을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a battery pack in which a heat absorbing plate and a heat dissipation block having a specific structure are mounted in an excess space between the battery cell stack body interface and the battery cells, And to provide a battery pack having an improved manufacturing process and an improved cooling efficiency by not requiring an additional cooling device.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀 냉각 부재는,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell cooling member,

충방전이 가능한 판상형 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체에 장착되는 냉각 부재로서,A cooling member mounted on a battery cell laminate in which charge / dischargeable plate-shaped battery cells are stacked,

전지셀 적층체에서 전지셀들의 계면에 개재되어 상기 전지셀들로부터 열을 흡수하는 흡열판; 및A heat absorbing plate interposed between the battery cells in the battery cell stack to absorb heat from the battery cells; And

상기 흡열판으로부터 전도된 열을 방열하도록 흡열판과 연결되어 있고, 전지셀 적층체에서 전지셀들 사이의 잉여 공간에 장착되는 하나 이상의 방열 블록;At least one heat dissipation block connected to the heat absorbing plate to dissipate heat conducted from the heat absorbing plate and mounted in an excess space between the battery cells in the battery cell stack;

을 포함하는 구조로 이루어져 있다.As shown in FIG.

앞서 설명한 바와 같이, 종래의 중대형 전지팩에 장착되는 전지모듈은 일반적으로 다수의 전지셀들을 높은 밀집도로 적층하는 방법으로 제조하며, 충방전시에 발생한 열을 제거할 수 있도록 인접한 전지셀들을 일정한 간격으로 이격시켜 적층한다. 적층된 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에는 축적되는 열을 효과적으로 제거할 수 있도록, 냉매의 유로가 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에 형성되는 구조로 이루어진다.As described above, the battery module mounted in the conventional middle- or large-sized battery pack is generally manufactured by stacking a plurality of battery cells at a high density. In order to remove heat generated during charging and discharging, To be laminated. The stacked battery cells or the battery modules are structured such that a flow path of the coolant is formed between the battery cells or the battery modules so as to effectively remove accumulated heat.

그러나, 이러한 구조는 다수의 전지셀들에 대응하여 다수의 냉매 유로를 확보하여야 하므로, 전지모듈의 전체 크기가 커지게 되는 문제점을 가지고 있다.However, this structure has a problem that the total size of the battery module is increased because a plurality of refrigerant flow paths must be secured corresponding to a plurality of battery cells.

또한, 전지모듈의 크기를 고려하여, 많은 전지셀들을 적층할수록 상대적으로 좁은 간격의 냉매 유로들을 형성하게 되는데, 이로 인해 냉각 구조의 설계가 복잡해지는 문제점이 발생한다. 즉, 냉매의 유입구 대비 상대적으로 좁은 간격의 냉매 유로는 높은 압력 손실을 유발하게 되어, 냉매의 유입구 및 배출구의 형태와 위치 등을 설계하는데 많은 어려움이 따른다. 또한, 이러한 압력 손실을 방지하기 위하여 팬이 추가적으로 설치되기도 하므로, 전력 소모와 팬 소음, 공간 등과 같이 설계상의 제약이 따를 수 있다.Also, considering the size of the battery module, the refrigerant flow paths with relatively narrow intervals are formed as a number of battery cells are stacked, which leads to a problem that the design of the cooling structure becomes complicated. That is, the refrigerant flow path having a relatively narrow gap with respect to the inlet of the refrigerant causes a high pressure loss, and it is difficult to design the shape and position of the inlet and outlet of the refrigerant. In addition, since a fan is additionally installed to prevent such a pressure loss, design constraints such as power consumption, fan noise, and space may follow.

더욱이, 냉각 구조의 구성시 사용되는 부재들 사이에 존재하는 열전도 저항으로 인해, 설계시에 의도한 냉각 효율성이 얻어지지 못하는 경우가 자주 발생한다.Moreover, due to the thermal resistance resistance present between the members used in the construction of the cooling structure, it often happens that the intended cooling efficiency is not obtained at design time.

이에 반해, 본 발명에 따른 전지셀 냉각 부재는, 전지셀들의 계면에 전지셀들로부터 열을 흡수하는 흡열판을 개재하고, 상기 흡열판으로부터 전도된 열을 외부로 방출할 수 있도록 전지셀 적층체에서 전지셀들 사이의 잉여 공간에 방열 블록을 장착함으로써 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 하여, 전지셀들로부터 발생한 열을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 전지셀 냉각 부재를 적용한 전지팩 제조에 있어서, 특정 구조의 흡열판 및 방열 블록이 전지셀 적층체 계면 및 전지셀들 사이의 잉여 공간에 장착되도록 하여 전지팩의 콤팩트함을 달성하고, 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 하여 향상된 제조 공정 및 향상된 냉각 효율성을 갖는 전지팩을 제조할 수 있다.In contrast, the battery cell cooling member according to the present invention includes a heat absorbing plate that absorbs heat from the battery cells at an interface of the battery cells, and the battery cell laminated body It is possible to effectively remove the heat generated from the battery cells by preventing the additional cooling device from being installed by mounting the heat dissipation block in the surplus space between the battery cells. Further, in the production of a battery pack to which the battery cell cooling member is applied, the heat absorbing plate and the heat dissipation block having a specific structure are mounted in the surplus space between the battery cell stack interface and the battery cells to achieve compactness of the battery pack, It is possible to manufacture a battery pack having an improved manufacturing process and improved cooling efficiency without requiring a cooling device.

본 발명에서, 상기 전지셀은 전극 단자가 일측 단부 또는 양측 대향 단부들에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 판상형 전지셀로서, 전지모듈의 구성을 위해 적층되었을 때 전체 크기를 최소화 할 수 있도록 얇은 두께와 상대적으로 넓은 폭 및 길이를 가진 이차전지일 수 있다.In the present invention, the battery cells may be formed at one end or both opposite ends of the electrode terminal. Preferably, the battery cell is a plate-shaped battery cell. The battery cell may have a thin thickness And a secondary battery having a relatively wide width and a relatively long length.

이러한 이차전지의 바람직한 예로는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 전극조립체가 내장되어 있고, 상기 전지케이스 양단에 양극단자 및 음극단자가 돌출되어 있는 구조의 이차전지를 들 수 있으며, 구체적으로, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 이차전지를 '파우치형 전지셀'로 칭하기도 한다.As a preferred example of such a secondary battery, a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer includes an anode assembly, a cathode assembly, and an electrode assembly having a separation membrane structure interposed between the anode assembly and the cathode assembly, Terminal, and a negative electrode terminal protruded from the pouch-shaped case of the aluminum laminate sheet. Specifically, the electrode assembly may be embedded in the pouch-shaped case of the aluminum laminate sheet. The secondary battery having such a structure may also be referred to as a 'pouch-shaped battery cell'.

하나의 바람직한 예에서, 상기 흡열판은 0.1 내지 5.0 mm의 두께를 가지는 금속 판재인 구조일 수 있다.In one preferred example, the heat absorbing plate may be a metal plate having a thickness of 0.1 to 5.0 mm.

구체적으로, 상기 0.1 내지 5.0 mm의 두께를 가지는 흡열판은 소정의 자체 기계적 강성 특성을 포함하고 있는 바, 우수하지 못한 전지셀 외장재 자체의 기계적 강성을 보강할 수 있는 구조이다. 또한, 이러한 구조의 흡열판으로 인해 추가적을 기계적 강성을 보강할 수 있도록 추가적인 부재가 필요치 않게 되므로 컴팩트한 전지팩을 제조할 수 있다.Specifically, the endothermic plate having a thickness of 0.1 to 5.0 mm has a predetermined self-mechanical stiffness characteristic, and is a structure capable of reinforcing the mechanical rigidity of the battery cell casing itself, which is not excellent. Further, since the endothermic plate having such a structure does not require an additional member to further reinforce the mechanical rigidity, a compact battery pack can be manufactured.

한편, 상기 흡열판의 평면상의 넓이는, 전지셀 외장재로부터 용이하게 열을 흡수할 수 있는 평면 넓이이면 특별히 제한은 없으나, 바람직하게는 전지셀의 평면상 길이의 50 내지 120%의 길이 및 전지셀의 평면상 폭의 50 내지 150%의 폭으로 형성되어 있는 구조일 수 있다.On the other hand, the width on the plane of the heat absorbing plate is not particularly limited as long as it is a plane width capable of easily absorbing heat from the battery cell casing. Preferably, the width is 50 to 120% A width of 50 to 150% of a planar width of the substrate.

하나의 바람직한 예에서, 상기 방열 블록은 전지셀 적층체에서 전지셀들의 열융착 잉여부들 사이의 공간에 장착되는 구조일 수 있다. 또한, 상기 방열 블록의 적어도 하나는 전지셀 전극단자들이 위치하는 열융착 잉여부들 사이의 공간에 장착되는 구조일 수 있다.In one preferred example, the heat dissipation block may be a structure that is mounted in a space between the heat fusion residues of the battery cells in the battery cell stack. In addition, at least one of the heat dissipation blocks may be mounted in a space between the thermally welded surpluses where the battery cell electrode terminals are located.

이러한 장착 구조는, 전지셀 전극단자들이 위치하는 열융착 잉여부들 사이의 공간을 활용하는 것이므로, 전지팩 제조에 있어서 컵팩트한 전지팩을 제조할 수 있게 하는 구조이다.Such a mounting structure utilizes a space between the heat-welding surpluses where the battery cell electrode terminals are located, thereby making it possible to manufacture a battery pack with a cup in production of the battery pack.

한편, 상기 방열 블록은, 전지셀 전극단자들이 위치하는 열융착 잉여부들 사이의 공간에 장착되어 상기 흡열판으로부터 용이하게 열을 전달받을 수 있는 구조라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 다각형 구조의 수직 단면을 포함하는 각기둥 형상으로 이루어진 구조일 수 있다.The heat dissipation block is not particularly limited as long as the heat dissipation block is installed in a space between the heat fusion residues where the battery cell electrode terminals are located and can easily receive heat from the heat absorbing plate. It may be a structure having a prismatic shape including a cross section.

이러한 구조는, 상기 흡열판의 자체 기계적 강성을 더욱 견고히 향상시키는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 흡열판으로부터 용이하게 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있는 구조이다.Such a structure plays a role not only to firmly improve the mechanical stiffness of the endothermic plate itself, but also is a structure that can easily transfer heat from the endothermic plate and emit it to the outside.

구체적으로, 상기 방열 블록의 높이는, 전지셀 전극단자들이 위치하는 열융착 잉여부 사이의 공간 높이에 따라 결정되며, 전지셀 적층체의 용이한 적층 및 흡열판으로부터 전달 받은 열을 외부로 용이하게 방출할 수 있는 정도의 높이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는, 전지셀의 수납부 높이의 40 내지 50 %의 크기로 형성되어 있는 구조일 수 있다.Specifically, the height of the heat dissipation block is determined according to the space height between the heat fusion splices where the battery cell electrode terminals are located, and facilitates easy stacking of the battery cell stack and easy dissipation of the heat transferred from the heat absorbing plate to the outside There is no particular limitation so far as it can be made. However, it may be a structure having a size of 40 to 50% of the height of the battery compartment of the battery cell.

또한, 상기 방열 블록과 흡열판은 열전도성 접합으로 결합되어 있는 구조 일 수 있으며, 구체적으로 상기 열전도성 접합은 흡열판의 열을 용이하게 방열 블록에 전달 할 수 있는 접합 소재에 의한 것이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는, 방열 에폭시계 접착제(thermally conductive epoxy-based bond) 및 방열 접착 테이프(thermally conductive adhesive tape)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것에 의해 달성되는 것일 수 있다.In addition, the heat dissipation block and the heat absorbing plate may have a structure in which the heat dissipation block and the heat absorbing plate are coupled by thermally conductive bonding. Specifically, if the heat conduction bonding is performed by a bonding material capable of easily transferring the heat of the heat absorbing plate to the heat dissipation block, But is preferably achieved by one or more selected from the group consisting of a thermally conductive epoxy-based bond and a thermally conductive adhesive tape.

하나의 바람직한 예에서, 상기 방열 블록은, 상기 흡열판으로부터 전달 받은 열을 외부로 용이하게 방출할 수 있는 비열 특성을 가지고 있으며, 구체적으로 0.8 내지 3.0 kJ/kgf·deg의 비열 특성을 가지는 것일 수 있다.In one preferred embodiment, the heat-dissipating block has a specific heat characteristic capable of easily discharging the heat transferred from the heat-absorbing plate to the outside, and specifically has a specific heat characteristic of 0.8 to 3.0 kJ / kgf · deg have.

또 다른 바람직한 예에서, 상기 방열 블록은 상변환 물질을 포함하고 있는 구조일 수 있다.In another preferred embodiment, the heat block may include a phase change material.

구체적으로, 상기 상변환 물질은 외부로부터 흡수한 열을 이용하여 자체 상변환을 일으키고 상기 방열 블록 내부를 순환하며 재 상변환을 일으켜 열을 외부로 방출하는 특성을 지닌 물질로서, 이러한 특성을 활용한 상기 방열 블록은 향상된 방열 특성을 달성 할 수 있도록 해준다.Specifically, the phase-change material is a material having a characteristic of causing self-phase transformation using heat absorbed from the outside, circulating in the heat-releasing block, causing re-phase conversion and releasing heat to the outside. The heat dissipation block enables to achieve improved heat dissipation characteristics.

또한, 상기 상변환 물질은 적용되는 전지팩의 적용 온도에 맞춰 적절한 범주 내도 설계가 가능하나, 바람직하게는 30 내지 100 도의 온도 범위에서 상변환되는 물질일 수 있다.In addition, the phase-change material can be designed in a suitable range according to the application temperature of the battery pack to be applied, but may be a phase-transformable material at a temperature range of 30 to 100 degrees.

또 다른 바람직한 예에서, 상기 방열 블록은 내부에 냉매가 흐르는 유로가 형성된 중공 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 냉매는 기체 또는 액체인 것일 수 있다.In another preferred embodiment, the heat dissipation block may have a hollow structure in which a flow path for a coolant flows, and the coolant may be a gas or a liquid.

이러한 구조의 방열 블록은 방열 블록 자체에서의 방열 효과와 더불어 냉매에 의한 냉각 효과를 함께 달성할 수 있으므로, 더욱 향상된 방열 특성을 달성 할 수 있도록 해준다.The heat dissipation block having such a structure can achieve the heat dissipation effect in the heat dissipation block itself and the cooling effect by the refrigerant, thereby achieving further improved heat dissipation characteristics.

또 다른 바람직한 예에서, 상기 방열 블록의 외면에는 하나 이상의 그루브 또는 방열핀이 형성되어 있는 구조일 수 있다.In another preferred embodiment, the heat dissipation block may have a structure in which one or more grooves or heat dissipation fins are formed on an outer surface of the heat dissipation block.

상기 방열 블록의 외면에 형성된 그루브 또는 방열핀은 방열 블록 외면의 표면적을 증가시키는 열할을 하게 되므로, 향상된 방열 특성을 달성 할 수 있다.The groove or the radiating fin formed on the outer surface of the heat dissipation block is heated to increase the surface area of the outer surface of the heat dissipation block, so that the improved heat dissipation property can be achieved.

게다가, 이러한 구조의 방열 블록은 방열 블록 자체에서의 방열 효과와 더불어 외면에 형성된 그루브 또는 방열핀에 의한 냉각 효과를 함께 달성할 수 있으므로, 더욱 향상된 방열 특성을 달성 할 수 있도록 해준다.In addition, the heat dissipation block having such a structure can achieve heat dissipation effect in the heat dissipation block itself, and can achieve a cooling effect by the groove formed on the outer surface or the heat dissipation fin, thereby achieving further improved heat dissipation characteristics.

본 발명은 또한, 상기 전지셀 냉각 부재가 하나 이상 전지셀 적층체에 장착되어 있는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack in which the battery cell cooling member is mounted on one or more battery cell stacks.

또한, 상기 전지팩에 있어서 상기 냉각 부재의 흡열판과 전지셀의 계면에는 열전도 매개체가 개재되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 열전도 매개체는 상기 흡열판과 전지셀 계면 사이의 열을 서로 용이하게 전달 할 수 있는 소재라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는, 방열 그리스(thermally conductive grease), 방열 에폭시계 접착제(thermally conductive epoxy-based bond), 방열 실리콘 패드(thermally conductive silicone pad), 방열 접착테이프(thermally conductive adhesive tape) 및 흑연 시트(graphite sheet)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있다.Further, in the battery pack, a heat conduction medium may be interposed between the heat absorbing plate of the cooling member and the battery cell, and the heat conduction medium may easily transfer heat between the heat absorbing plate and the battery cell interface Thermally conductive epoxy, thermally conductive epoxy-based bond, thermally conductive silicone pad, thermally conductive adhesive tape, and the like. an adhesive tape, and a graphite sheet.

본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 구체적으로, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치 등일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source, wherein the device may be specifically an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, a power storage device, and the like, It is not.

이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각부재는, 전지셀들의 계면에 전지셀들로부터 열을 흡수하는 흡열판을 개재하고, 상기 흡열판으로부터 전도된 열을 외부로 방출할 수 있도록 전지셀 적층체에서 전지셀들 사이의 잉여 공간에 방열 블록을 장착함으로써 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 하여, 전지셀들로부터 발생한 열을 효과적으로 제거할 수 있는 전지셀 냉각 부재를 제공할 수 있고, 전지셀 냉각 부재를 적용한 전지팩 제조에 있어서, 특정 구조의 흡열판 및 방열 블록이 전지셀 적층체 계면 및 전지셀들 사이의 잉여 공간에 장착되도록 하여 전지팩의 콤팩트함을 달성하고, 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 하여 향상된 제조 공정 및 향상된 냉각 효율성을 갖는 전지팩을 제공할 수 있다.As described above, the cooling member according to the present invention includes a heat absorbing plate for absorbing heat from the battery cells at the interface of the battery cells, and the heat absorbing plate for absorbing heat from the heat absorbing plate to the outside, It is possible to provide a battery cell cooling member capable of effectively removing heat generated from the battery cells by not requiring an additional cooling device by mounting the heat dissipation block in an excess space between the battery cells, In the production of the applied battery pack, the heat absorbing plate and the heat dissipation block having a specific structure are mounted in the surplus space between the battery cell stack interface and the battery cells to achieve compactness of the battery pack, and an improved cooling device A battery pack having a manufacturing process and an improved cooling efficiency can be provided.

도 1은 본 발명에 따른 전지팩을 구성하는 전지셀의 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩의 측면 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩의 평면 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재의 사시도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재의 사시도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재의 사시도이다;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재의 사시도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩과 종래의 전지팩을, 추가적인 냉각을 가하지 않은 상태에서, 방전율 검사에 따른 각 전지팩의 온도 변화를 나타낸 그래프이다;
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩과 종래의 전지팩을, 추가적인 냉각을 가한 상태에서, 방전율 검사에 따른 각 전지팩의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view of a battery cell constituting a battery pack according to the present invention;
2 is a side schematic view of a battery pack with a battery cell cooling member according to one embodiment of the present invention;
3 is a schematic plan view of a battery pack equipped with a battery cell cooling member according to one embodiment of the present invention;
4 is a perspective view of a battery cell cooling member according to one embodiment of the present invention;
5 is a perspective view of a battery cell cooling member according to another embodiment of the present invention;
6 is a perspective view of a battery cell cooling member according to another embodiment of the present invention;
7 is a perspective view of a battery cell cooling member according to another embodiment of the present invention;
8 is a graph showing changes in temperature of each battery pack according to a discharge rate test in a state in which a battery pack equipped with a battery cell cooling member according to an embodiment of the present invention and a conventional battery pack are not subjected to additional cooling ;
9 is a graph showing changes in temperature of each battery pack according to a discharge rate test in a state in which a battery pack with a battery cell cooling member according to an embodiment of the present invention and a conventional battery pack are subjected to additional cooling.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1에는 본 발명에 따른 단위모듈을 구성하는 하나의 예시적인 전지셀의 사시도가 도시되어 있다.1 is a perspective view of one exemplary battery cell constituting a unit module according to the present invention.

도 1을 참조하면, 판상형의 파우치형 전지(10)는 두 개의 전극단자(11, 12)가 전지 본체(13)의 양측 대향 단부에 서로 대향하여 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, a pouch-shaped battery 10 has a structure in which two electrode terminals 11 and 12 protrude from opposite ends of opposite sides of a battery body 13, respectively.

외장재(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있는 라미네이트 시트이다. 또한, 상기 외장재(14)로 제작된 파우치형 케이스 내부에 전극조립체(도시하지 않음)가 내장되어 있다.The cover material 14 is a laminate sheet having a laminate structure of a resin layer / metal foil layer / resin layer. In addition, an electrode assembly (not shown) is built in the pouch-shaped case made of the casing member 14.

도 2 및 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩의 측면 모식도 및 평면 모식도가 도시되어 있다.2 and 3 are a side view and a schematic view of a battery pack having the battery cell cooling member according to an embodiment of the present invention mounted thereon.

이들 도면을 참조하면, 판상형 전지셀들(10) 계면에 흡열판(10)이 개재되어 있고, 흡열판(10) 양끝단에는 방열 블록들(120, 130)이 부착되어 있다. 또한, 방열 블록들(120, 130)은 전지셀들(10)의 적층에 의해 생성되는 전극 단자들(11, 12) 간의 사이 잉여공간에 위치해 있다.Referring to these drawings, a heat absorbing plate 10 is disposed at the interface between the plate-shaped battery cells 10, and heat dissipating blocks 120 and 130 are attached to both ends of the heat absorbing plate 10. Further, the heat dissipation blocks 120 and 130 are located in a surplus space between the electrode terminals 11 and 12 generated by the stacking of the battery cells 10.

따라서, 이러한 구조의 냉각 부재를 장착한 전지팩은, 흡열판들(110)에 의해 전지셀들(10)로부터 발생된 열을 흡수하고 이러한 열을 방열블록들(12, 130)에 전달하여 외부로 방출하게 된다.Therefore, the battery pack having the cooling member of this structure absorbs the heat generated from the battery cells 10 by the heat absorbing plates 110 and transmits the heat to the heat dissipation blocks 12 and 130, .

도 1 및 도 2와 함께 살펴본 바와같이, 이러한 구조의 전지팩은, 전지셀들(10)의 계면에 전지셀들(10)로부터 열을 흡수하는 흡열판들(110)을 개재하고, 흡열판들(110)로부터 전도된 열을 외부로 방출할 수 있도록 전지셀 적층체(10)에서 전지셀들(10) 사이의 잉여 공간에 장착되는 방열 블록들(120, 130)을 장착함으로써 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 하여, 전지셀들(10)로부터 발생한 열을 효과적으로 제거할 수 있다.1 and 2, the battery pack having such a structure has heat absorbing plates 110 that absorb heat from the battery cells 10 at the interface of the battery cells 10, By mounting the heat dissipation blocks 120 and 130 mounted in the surplus space between the battery cells 10 in the battery cell stack 10 so as to discharge the heat conducted from the battery cells 110 to the outside, The heat generated from the battery cells 10 can be effectively removed.

또한, 흡열판들(110) 및 방열 블록들(120, 130)이 전지셀 적층체(10) 계면 및 전지셀들(10) 사이의 잉여 공간에 장착되도록 하여 전지팩의 콤팩트함을 달성할 수 있고, 추가적인 냉각 장치가 필요치 않으므로 향상된 제조 공정 및 향상된 냉각 효율성을 달성할 수 있다.In addition, since the heat absorbing plates 110 and the heat dissipation blocks 120 and 130 are mounted in the surplus space between the battery cell stack 10 and the battery cells 10, There is no need for an additional cooling device, so an improved manufacturing process and improved cooling efficiency can be achieved.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재의 사시도가 도시되어 있다.4 is a perspective view of a battery cell cooling member according to one embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 방열 블록들(120, 130)은 흡열판(110)의 양 끝단면에 접합되어 있다.Referring to FIG. 4, the heat dissipation blocks 120 and 130 are bonded to both end surfaces of the heat absorbing plate 110.

도 5 내지 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재의 사시도가 도시되어 있다.5 to 7 are perspective views of a battery cell cooling member according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 방열 블록들(140, 150)에는 내부에 냉매(도시하지 않음)가 유동할 수 있도록 냉매 통로들(141, 151)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 5, the heat dissipation blocks 140 and 150 are formed with coolant passages 141 and 151 for allowing a coolant (not shown) to flow therein.

이러한 구조의 방열 블록들(141, 151)은 방열 블록들(141, 151) 자체에서의 방열 효과와 더불어 냉매(도시하지 않음)에 의한 냉각 효과를 함께 달성할 수 있으므로, 더욱 향상된 방열 특성을 달성 할 수 있도록 해준다.The heat dissipation blocks 141 and 151 having such a structure can achieve the cooling effect by the refrigerant (not shown) together with the heat dissipation effect in the heat dissipation blocks 141 and 151 themselves, I can do it.

도 6을 참조하면, 방열 블록들(141, 151)은 내부에 상변환 물질(도시하지 않음)이 순환할 수 있는 순환 통로들(161, 171)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 6, the heat dissipation blocks 141 and 151 are formed with circulation passages 161 and 171 through which a phase change material (not shown) can circulate.

구체적으로, 상변환 물질(도시하지 않음)은 외부로부터 흡수한 열을 이용하여 자체 상변환을 일으키고 방열 블록들(160, 170) 내부에 형성된 순환 통로들(161, 171)을 순환하며 재 상변환을 일으켜 열을 외부로 방출하는 특성을 지닌 물질이다. 따라서, 이러한 특성을 활용한 방열 블록들(161, 171)은 향상된 방열 특성을 달성 할 수 있도록 해준다.Specifically, a phase change material (not shown) causes self-phase conversion using heat absorbed from the outside, circulates through circulation passages 161 and 171 formed in the heat dissipation blocks 160 and 170, And releases heat to the outside. Accordingly, the heat dissipation blocks 161 and 171 utilizing such a characteristic can achieve improved heat dissipation characteristics.

도 7을 참조하면, 방열 블록들(180, 190)의 외면에는 방열 블록들(180, 190)의 길이 방향으로 그루브들(181, 191)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 7, grooves 181 and 191 are formed on the outer surfaces of the heat dissipation blocks 180 and 190 in the longitudinal direction of the heat dissipation blocks 180 and 190, respectively.

이러한 그루브들(181, 191)은 방열 블록들(180, 190)의 외부 표면적을 증가시키므로, 더욱 향상된 방열 특성을 달성 할 수 있도록 해준다.These grooves 181 and 191 increase the outer surface area of the heat dissipation blocks 180 and 190, thereby achieving further improved heat dissipation characteristics.

도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩과 종래의 전지팩을, 추가적인 냉각을 가하지 않은 상태에서, 방전율 검사에 따른 각 전지팩의 온도 변화를 나타낸 그래프가 도시되어 있다.8 is a graph showing the temperature change of each battery pack according to the discharge rate test in a state in which the battery pack with the battery cell cooling member according to an embodiment of the present invention is mounted and the conventional battery pack without further cooling Respectively.

도 8을 참조하면, 종래의 전지팩에 관한 그래프(A)와 본 발명에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩에 관한 그래프(B)를 비교할 수 있다.Referring to FIG. 8, a graph (A) relating to a conventional battery pack and a graph (B) relating to a battery pack equipped with the battery cell cooling member according to the present invention can be compared.

추가적인 외부 냉각 장치를 가하지 않은 상태에서, 종래의 전지팩(A)과 본 발명에 따른 전지팩(B)의 일정 시간동안의 방전율 검사에 따라 온도 변화를 살펴보았다. 도 8에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이, 시간이 지날수록 종래의 전지팩(A)과 본 발명에 따른 전지팩(B)의 온도차이가 심해지는 것을 알 수 있다.The temperature change was examined in accordance with the discharge rate test of the conventional battery pack (A) and the battery pack (B) according to the present invention for a predetermined time in a state where no additional external cooling device was added. As can be seen from the graph shown in FIG. 8, the temperature difference between the conventional battery pack A and the battery pack B according to the present invention increases with time.

도 9에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩과 종래의 전지팩을, 추가적인 냉각을 가한 상태에서, 방전율 검사에 따른 각 전지팩의 온도 변화를 나타낸 그래프가 도시되어 있다.9 is a graph showing a temperature change of each battery pack according to a discharge rate test in a state where additional cooling is applied to the battery pack in which the battery cell cooling member according to one embodiment of the present invention is mounted and the conventional battery pack, .

도 9를 참조하면, 종래의 전지팩에 관한 그래프(A)와 본 발명에 따른 전지셀 냉각 부재를 장착한 전지팩에 관한 그래프(B)를 비교할 수 있다.Referring to FIG. 9, a graph (A) relating to a conventional battery pack and a graph (B) relating to a battery pack equipped with the battery cell cooling member according to the present invention can be compared.

추가적인 외부 냉각 장치를 가한 상태에서, 종래의 전지팩(A)과 본 발명에 따른 전지팩(B)의 일정 시간동안의 방전율 검사에 따라 온도 변화를 살펴보았다. 도 8에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이, 시간이 지날수록 종래의 전지팩(A)과 본 발명에 따른 전지팩(B)의 온도차이가 심해지는 것을 알 수 있다.The temperature change was examined according to the discharge rate test of the conventional battery pack (A) and the battery pack (B) according to the present invention for a predetermined time under the condition that an additional external cooling device was applied. As can be seen from the graph shown in FIG. 8, the temperature difference between the conventional battery pack A and the battery pack B according to the present invention increases with time.

추가적으로, 도 8 및 도 9를 도 2와 함께 참조하면, 본 발명에 따른 전지팩(B, D)과 종래의 전지팩(A, C)의 그래프에서 보는 바와 같이, 추가적인 외부 냉각 장치를 가하지 않은 상태에서, 본 발명에 따른 전지팩(B, D)의 냉각 효율이 종래의 전지팩(A, C)의 냉각 효율 보다 월등이 향상된 것을 알 수 있다.8 and 9 together with FIG. 2, as can be seen from the graphs of the battery packs B and D and the conventional battery packs A and C according to the present invention, It can be seen that the cooling efficiency of the battery packs B and D according to the present invention is greatly improved compared with the cooling efficiency of the conventional battery packs A and C.

따라서, 본 발명에 따른 전지팩(B, D)은 전지셀들(10)의 계면에 전지셀들(10)로부터 열을 흡수하는 흡열판들(110)을 개재하고, 흡열판들(110)로부터 전도된 열을 외부로 방출할 수 있도록 전지셀(10) 적층체에서 전지셀들(10) 사이의 잉여 공간에 방열 블록들(120, 130)을 장착함으로써 추가적인 냉각 장치가 필요치 않도록 할 수 있으므로, 전지셀들(10)로부터 발생한 열을 효과적으로 제거할 수 있다.Therefore, the battery packs B and D according to the present invention are arranged such that the heat absorbing plates 110 that absorb heat from the battery cells 10 are interposed between the battery cells 10 and the heat absorbing plates 110, It is possible to prevent an additional cooling device from being required by mounting the heat dissipation blocks 120 and 130 in the surplus space between the battery cells 10 in the stack of the battery cells 10 so that the heat transferred from the battery cells 10 can be discharged to the outside , The heat generated from the battery cells 10 can be effectively removed.

또한, 흡열판들(110) 및 방열 블록들(120, 130)이 전지셀(10) 적층체 계면 및 전지셀들(10) 사이의 잉여 공간에 장착되도록 하여 전지팩의 콤팩트함을 달성하고, 추가적인 냉각 장치가 필요치 않으므로 향상된 제조 공정 및 향상된 냉각 효율성을 달성할 수 있다.In addition, since the heat absorbing plates 110 and the heat dissipation blocks 120 and 130 are mounted in the surplus space between the battery cell 10 interface and the battery cells 10 to achieve compactness of the battery pack, No additional cooling device is required, so an improved manufacturing process and improved cooling efficiency can be achieved.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (22)

충방전이 가능한 판상형 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체에 장착되는 냉각 부재로서,
전지셀 적층체에서 전지셀들의 계면에 개재되어 상기 전지셀들로부터 열을 흡수하는 흡열판; 및
상기 흡열판으로부터 전도된 열을 방열하도록 흡열판과 연결되어 있고, 전지셀 적층체에서 전지셀들 사이의 잉여 공간에 장착되는 하나 이상의 방열 블록;
을 포함하고,
상기 전지셀은 파우치형 전지셀이고, 상기 방열 블록은 전지셀 적층체에서 전지셀들의 열융착 잉여부들 사이의 공간에 장착되어 있으며,
상기 방열 블록의 적어도 하나는 전지셀 전극단자들이 위치하는 열융착 잉여부들 사이의 공간에 장착되어 있고,
상기 방열 블록은 상변환 물질을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.A cooling member mounted on a battery cell laminate in which charge / dischargeable plate-shaped battery cells are stacked,
A heat absorbing plate interposed between the battery cells in the battery cell stack to absorb heat from the battery cells; And
At least one heat dissipation block connected to the heat absorbing plate to dissipate heat conducted from the heat absorbing plate and mounted in an excess space between the battery cells in the battery cell stack;
/ RTI >
Wherein the battery cell is a pouch-shaped battery cell, and the heat dissipation block is mounted in a space between the heat-sealing residue portions of the battery cells in the battery cell stack,
At least one of the heat dissipation blocks is mounted in a space between the heat-welding surpluses where the battery cell electrode terminals are located,
Wherein the heat dissipation block includes a phase change material. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 전극 단자가 일측 단부 또는 양측 대향 단부들에 형성되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein the battery cell has a structure in which an electrode terminal is formed at one end or both opposite ends of the battery cell. 제 2 항에 있어서, 상기 전지셀은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스의 수납부에 전극조립체를 장착한 후 수납부의 외주면을 열융착하는 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell according to claim 2, wherein the battery cell is a pouch-shaped battery cell in which an electrode assembly is mounted on a housing part of a pouch-shaped case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and then an outer circumferential surface of the housing part is thermally fused Battery cell cooling member. 제 1 항에 있어서, 상기 흡열판은 0.1 내지 5.0 mm의 두께를 가지는 금속 판재인 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein the endothermic plate is a metal plate having a thickness of 0.1 to 5.0 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 흡열판은 전지셀의 평면상 길이의 50 내지 120%의 길이 및 전지셀의 평면상 폭의 50 내지 150%의 폭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein the endothermic plate is formed to have a length of 50 to 120% of a planar length of the battery cell and a width of 50 to 150% of a planar width of the battery cell. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 방열 블록은 다각형 구조의 수직 단면을 포함하는 각기둥 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein the heat dissipation block has a prismatic shape including a vertical cross section of a polygonal structure. 제 8 항에 있어서, 상기 방열 블록의 높이는 전지셀의 수납부 높이의 40 내지 50%의 크기로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 8, wherein a height of the heat dissipation block is 40 to 50% of a height of the battery compartment. 제 8 항에 있어서, 상기 방열 블록과 흡열판은 열전도성 접합으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 8, wherein the heat dissipation block and the heat absorbing plate are coupled by thermally conductive bonding. 제 10 항에 있어서, 상기 열전도성 접합은 방열 에폭시계 접착제(thermally conductive epoxy-based bond) 및 방열 접착 테이프(thermally conductive adhesive tape)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery according to claim 10, wherein the thermally conductive bonding is achieved by at least one selected from the group consisting of a thermally conductive epoxy-based bond and a thermally conductive adhesive tape. Cell cooling member. 제 1 항에 있어서, 상기 방열 블록은 0.8 내지 3.0 kJ/kgf·deg의 비열 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein the heat dissipation block has a specific heat characteristic of 0.8 to 3.0 kJ / kgf · deg. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 상변환 물질은 30 내지 100도의 범위에서 상변환되는 물질인 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein the phase change material is a material that is phase-transformed in a range of 30 to 100 degrees. 제 1 항에 있어서, 상기 방열 블록은 내부에 냉매가 흐르는 유로가 형성된 중공 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein the heat dissipation block has a hollow structure in which a flow path for a coolant flows. 제 15 항에 있어서, 상기 냉매는 기체 또는 액체인 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 15, wherein the coolant is a gas or a liquid. 제 1 항에 있어서, 상기 방열 블록의 외면에는 하나 이상의 그루브 또는 방열핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 냉각 부재.The battery cell cooling member according to claim 1, wherein one or more grooves or heat dissipation fins are formed on the outer surface of the heat dissipation block. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 8 항 내지 제 12항 및 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 하나에 따른 냉각 부재가 전지셀 적층체에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack according to any one of claims 1 to 5, 8 to 12, and 14 to 17, wherein the cooling member is mounted on the battery cell laminate. 제 18 항에 있어서, 상기 냉각 부재의 흡열판과 전지셀의 계면에는 열전도 매개체가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 18, wherein a heat conduction medium is interposed between the heat absorbing plate of the cooling member and the battery cell. 제 19 항에 있어서, 상기 열전도 매개체는 방열 그리스(thermally conductive grease), 방열 에폭시계 접착제(thermally conductive epoxy-based bond), 방열 실리콘 패드(thermally conductive silicone pad), 방열 접착테이프(thermally conductive adhesive tape) 및 흑연 시트(graphite sheet)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전지팩.20. The method of claim 19, wherein the heat conduction medium is selected from the group consisting of a thermally conductive grease, a thermally conductive epoxy-based bond, a thermally conductive silicone pad, a thermally conductive adhesive tape, A graphite sheet, and a graphite sheet. 제 18 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.The device according to claim 18, comprising the battery pack as a power source. 제 21 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력저장 장치인 것을 특징으로 하는 디바이스.22. The device of claim 21, wherein the device is an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device.
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