KR101761161B1 - 배터리 모듈용 히트싱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리셀에 접촉되는 방열판과 상기 방열판이 압착 연결되는 몸체부 상기 몸체부의 일측에 브라켓을 통하여 결합되면서 면상으로 접촉되는 방열핀의 조립구조로 이루어진 배터리 모듈용 히트싱크에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈용 히트싱크{Heat Sink for battery module}

본 발명은 배터리셀에 접촉되는 방열판과 상기 방열판의 일측이 압착 연결되는 몸체부 상기 몸체부의 일측에 브라켓을 통하여 결합되면서 몸체부및 브라켓에 각각 면 접촉되는 방열핀의 조립구조로 이루어진 배터리 모듈용 히트싱크에 관한 것이다.

친환경 차량이란, 배기가스 배출이 없는 전기자동차, 연료전지 자동차 등을 일컬으며, 이들 친환경 차량에는 주행을 위한 모터 구동을 위하여 배터리가 탑재되어 있다.

그리고, 전기자동차의 경우, 배터리 시스템의 신뢰성과 안정성이 전기자동차의 상품성을 결정짓는 가장 중요한 요소로 작용함에 따라, 다양한 외부 온도의 변화에 따른 배터리 성능 저하 방지를 위하여 배터리 시스템의 적정 온도범위를 유지해야 한다.

이를 위해, 일반적인 기후 조건에서는 우수한 방열 성능을 지니면서도 낮은 온도 환경에서는 배터리의 적정 온도를 유지시킬 수 있는 파우치 셀 모듈용 열 제어 시스템이 필요하다.

이와같은 배터리 시스템에 적용되는 히트싱크에 관한 기술이 종래의 특허공개 제2012-0027226호에 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 하나의 전기 에너지 저장 셀(2)에 4개의 히트 싱크(4)를 구비하고, 상기 히트 싱크들(4)은 각각 하나의 매시브(massive)(6) 부분 및 3개의 리브(8)를 포함하면서 상기 리브들은 셀(2)의 외부로 돌출되며, 상기 저장 셀(2)은 액티브 부분(12), 밀봉 시임 및 2개의 전류 전도체(14)를 포함한다.

그리고, 상기 액티브 부분(12)은 2개의 막에 의해 샌드위치형으로 둘러싸이고, 막들의 돌출 가장자리들은 서로 기밀 및 액밀 방식으로 용접되어 소위 밀봉 시임(14)을 형성하고, 상기 히트 싱크(4)의 매시브 부분(6)은 압력 면(20)을 포함하며, 2개의 히트 싱크들(4)의 압력 면들(20)은 서로 마주 놓이고 저장 셀(2)의 전류 전도체(16)를 둘러싸고, 홀들(10, 18)에 삽입되는 핀에 의해 셀(2)의 전도체(16)가 히트 싱크(4)의 압력 면들(20)사이에 고정되는 구성으로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 히트싱크는, 리브(8)의 두께를 최소화 할 수 없어 공기의 통과시 저항이 증가됨은 물론 열전달 효율이 저하되고, 저장 셀(2)의 양측에 복수의 히트 싱크(4)를 준비한 후 조립하여야 하여 원가가 상승됨은 물론 조립공정이 증가되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 열전달효율을 높일 수 있도록 하고, 제작 및 조립이 용이하도록 하며, 방열판의 두께를 최소화하여 열전달이 원활함은 물론 무게를 줄일 수 있도록 하고, 신속한 열전달이 이루어지도록 하는 배터리 모듈용 히트싱크를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배터리셀에 접촉되는 방열판과 상기 방열판이 압착 연결되는 몸체부 상기 몸체부의 일측에 브라켓을 통하여 결합되면서 면상으로 접촉되는 방열핀의 조립구조로 이루어진 배터리 모듈용 히트싱크를 제공한다.

그리고, 본 발명의 방열핀은, 수평방향의 접촉면과 접촉면에서 연장되면서 접촉면에 직교하는 방향으로 연결되는 방열면으로 이루어진 배터리 모듈용 히트싱크를 제공한다.

더하여, 본 발명은 방열판의 적어도 일측에 아노다이징처리 하는 배터리 모듈용 히트싱크를 제공한다.

계속하여, 본 발명은 몸체부에 방열판이 삽입되는 지지홀이 형성되고, 상기 방열에 지지홀에 삽입된 후 압착에 의해 고정되며, 상기 방열판은 코킹에 의해 압착되는 배터리 모듈용 히트싱크를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 열전달효율을 높이고, 제작 및 조립이 용이하며, 방열판의 두께를 최소화하여 열전달이 원활함은 물론 무게를 줄이고, 신속한 열전달이 이루어지는 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 히트싱크를 도시한 분해도이다.
도2는 본 발명에 따른 히트싱크가 장착되는 배터리모듈의 외관도이다.
도3은 본 발명에 따른 히트싱크가 장착되는 배터리모듈의 분해 상태도이다.
도4는 본 발명에 따른 히트싱크의 분해도이다.
도5는 본 발명에 따른 히트싱크를 도시한 측면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 히트싱크가 장착되는 배터리모듈의 외관도이고, 도3은 본 발명에 따른 히트싱크가 장착되는 배터리모듈의 분해 상태도이며, 도4는 본 발명에 따른 히트싱크의 분해도이고, 도5는 본 발명에 따른 히트싱크를 도시한 측면도이다.

본 발명의 히트싱크(H)는, 배터리모듈(M)의 배터리셀(C)에 접촉되는 방열판(100)과 상기 방열판(100)이 압착 연결되는 몸체부(200) 상기 몸체부(200)의 일측에 브라켓(350)을 통하여 결합되면서 면 접촉되는 방열핀(300)의 조립구조로 이루어진다.

이때, 상기 방열판(100)은 박판으로 이루어지면서 표면에 아노다이징에 의한 코팅층(101)이 일체로 형성되어 열전달이 용이함은 물론 부식등을 방지하게 된다.

그리고, 상기 방열핀(300)은, 수평방향을 향하는 상,하측에서 각각 일정간격을 두고 복수의 접촉면(310)이 상기 수평접촉면에서 연장되면서 수평접촉면에 직교하는 방향으로 연결되는 복수의 방열면(320)으로 이루어져 전체적으로 지그재그 형상으로 이루어진다.

또한, 상기 브라켓(350)은, 일정크기를 갖는 방열핀(300)의 상측을 덮는 상태로 몸체부(200)에 고정하기 위하여 설치되는 것으로 상기 방열핀(300)의 수직방향 및 수평방향에서 방열핀에 밀착하여 몸체부(200)에 방열핀을 밀착 지지토록 설치된다.

계속하여, 상기 몸체부(200)는, 전제적으로 T자 형상으로 하측에 방열판(100)이 삽입되는 지지홀(210)을 갖도록 브리지(250)가 양측으로 벌어지는 형상으로 일체로 형성되고, 상기 방열판은 지지홀(210)에 삽입된 후 압착에 의해 고정되며, 상기 방열판(100)은 지지홀에 코킹에 의해 압착된다.

이때, 상기 방열판(100)은, 코킹에 대응되는 별도의 홀을 형성하거나 코킹만의 동작에 의해 결합이 가능토록 된다.

그리고, 상기 몸체부(200)는, 상측면에 방열핀이 밀착토록 형성되면서 그 길이방향 중앙부에 브리지의 가압시 용이하게 절곡토록 하는 절곡기준홀(230)이 일체로 형성되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도5에서 도시한 바와같이 본 발명의 히트싱크(H)는, 배터리모듈(M)의 배터리셀(C)이 방열판(100)의 양측에 각각 접촉되어 배터리셀에서 발생되는 열을 방열판에 전달하게 된다.

이때, 상기 방열판(100)은 박판으로 이루어지면서 적어도 한 표면에 아노다이징에 의한 코팅층(101)이 일체로 형성되어 열전달이 용이함은 물론 부식등을 방지하게 된다.

그리고, 상기 방열판(100)에 전달되는 열은 상기 방열판(100)이 압착 연결되는 알루미늄재의 몸체부(200)에 전달하고, 상기 몸체부(200)에 전달된 열은 상기 몸체부(200)의 일측에 브라켓(350)을 통하여 결합되면서 면 접촉되는 방열핀(300)의 공기접촉을 통하여 공기중에 전달하여 방열하게 된다.

이때, 상기 방열핀(300)은, 수평방향의 양측에 교대로 복수의 접촉면(310)이 상기 수평접촉면에서 연장되면서 수평접촉면에 직교하는 방향으로 연결되는 방열면(320)으로 이루어져 공기의 유동은 원활하면서 몸체부와의 접촉면적을 넓혀 신속한 열전달이 가능하게 된다.

또한, 상기 브라켓(350)은, 일정크기를 갖는 방열핀(300)의 일측을 덮는 상태로 몸체부(200)에 고정하기 위하여 설치되는 것으로 방열핀(300)의 수직방향 및 수평방향에서 방열판에 밀착하여 몸체부(200)에 방열판을 밀착 지지토록 설치되어 공기와 접촉되는 브라켓을 통한 열전달은 물론 방열핀을 몸체부에 견고하게 지지 토록 한다.

계속하여, 상기 몸체부(200)는, 방열판(100)이 삽입되는 지지홀(210)을 갖도록 브리지(250)가 양측에 일체로 형성되어 상기 지지홀(210)에 삽입되는 방열판을 양측의 브리지를 가압하는 동작에 의해 압착 고정한다.

이때, 상기 방열판(100)은 몸체부(200)의 지지홀에 코킹에 의해 압착고정하면 더욱 견고한 결합이 가능하게 된다.

그리고, 상기 몸체부(200)는, 방열핀(300)이 부착되는 일측면으로 지지홀에 대향토록 절곡기준홀(230)이 일체로 형성되어 브리지의 가압 동작이 원활하게 수행되는 것이다.

100...방열판 200...몸체부
300...방열핀 310...접촉면
320...방열면 350...브라켓

Claims (4)

1. 배터리셀이 접촉되어 열을 전달하도록 배터리셀이 접촉되는 방열판이 구비되고,
   상기 방열판의 상단에 압착 연결되는 몸체부가 더 구비되며,
   상기 몸체부의 상부에는 방열핀이 위치하여 그 상부를 덮도록 하면서 몸체부에 결합되는 브라켓에 의해 방열핀이 몸체부에 밀착연결되고,
   상기 방열핀은, 몸체부와 브라켓에 각각 밀착토록 수평방향으로 절곡되는 접촉면과 접촉면에서 연장되면서 접촉면에 직교하는 방향으로 절곡되는 방열면이 교대로 연속하여 형성되는 지그재그 형상으로 형성되고,
   상기 브라켓은, 방열핀의 접촉면에 접촉되면서 방열핀을 덮는 형상으로 몸체부에 결합시 방열판에 형성되는 접촉면이 몸체부와 브라켓에 각각 밀착토록 설치되며,
   상기 몸체부는, 상측에는 방열핀이 부착토록 형성되면서 그 길이방향 중앙에 절곡기준홀이 형성되고, 하측에는 대향토록 돌출되는 브리지가 구비되어 그 내측에 방열판이 삽입되는 지지홀이 구비되고,
   상기 몸체부는 브리지를 내측으로 각각 가압시 절곡기준홀을 통하여 브리지가 내측으로 절곡되면서 방열핀이 지지홀에 압착 고정토록 설치되는 배터리 모듈용 히트싱크.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 방열판에 아노다이징에 의한 코팅층이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 히트싱크.
4. 삭제

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