KR101958742B1 - Battery module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수 개의 배터리 셀로 이루어진 배터리 모듈에 관한 것으로, 복수 개의 배터리 셀과 배터리케이스를 포함하는 서브모듈 및 액체 상태의 냉각매체가 유동되는 냉각케이스를 포함함으로써, 냉각 효율이 향상된 배터리 모듈에 관한 것이다.
더욱 상세하게, 본 발명은 복수 개의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀을 수용하는 배터리 케이스를 포함하는 적어도 하나 이상의 서브모듈 및 판 형상의 냉각판과 핀 형상으로 상기 냉각판과 수직으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열교환부를 포함하여 상기 서브모듈을 수용하는 냉각케이스를 포함하여, 액체 상태의 냉각매체를 사용함으로써 냉각 효율이 높고 제작이 용이한 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a plurality of battery cells, and more particularly, to a battery module having improved cooling efficiency by including a sub-module including a plurality of battery cells and a battery case, and a cooling case through which a liquid cooling medium flows .
More particularly, the present invention relates to a battery pack including at least one sub-module including a plurality of battery cells, a battery case accommodating the battery cells, and at least one or more sub- And a cooling case for accommodating the submodule including the heat exchanging part. The present invention relates to a battery module that has high cooling efficiency and is easy to manufacture by using a liquid cooling medium.

Description

배터리 모듈{Battery module}Battery module

본 발명은 복수 개의 배터리 셀로 이루어진 배터리 모듈에 관한 것으로, 복수 개의 배터리 셀과 배터리케이스를 포함하는 서브모듈 및 액체 상태의 냉각매체가 유동되는 냉각케이스를 포함함으로써, 냉각 효율이 향상된 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a plurality of battery cells, and more particularly, to a battery module having improved cooling efficiency by including a sub-module including a plurality of battery cells and a battery case, and a cooling case through which a liquid cooling medium flows .

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이고, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원의 경우에는 상기 전지 셀을 수십 개 직렬 또는 병렬로 연결하여 대용량의 이차 전지를 구성하게 된다.In general, a secondary battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that can not be charged. In the case of a low-capacity battery in which one battery cell is packed, a portable battery such as a phone, a notebook computer, In the case of a power source for driving a motor, such as an electric vehicle, which is used in small electronic equipment and requires a large electric power, dozens of the battery cells are connected in series or in parallel to constitute a large-capacity secondary battery.

상기 이차 전지는 다양한 형태로 제조가 가능한데, 대표적인 형상으로는 파우치형이나 원통형, 각형을 들 수 있으며, 파우치형의 경우 그 형상이 비교적 자유롭고 무게가 가벼워서 최근들어 슬림과 경량화되는 휴대용 전자기기용으로 많이 사용되고 있다.The secondary battery can be manufactured in various forms. Typical examples of the secondary battery include a pouch type, a cylindrical type, and a square type. In the case of a pouch type battery, the battery is relatively free and light in weight. have.

상기 파우치형 이차 전지가 적용되는 하이브리드 차량의 배터리는 얇은 판형 구조로 된 셀들을 하나의 모듈로 만들어 사용되고 있고, 하이브리드 차량의 사양에 따라 다수의 모듈을 직렬로 연결하여 패키지를 구성한다.The battery of the hybrid vehicle to which the pouch type secondary battery is applied is formed by using cells having a thin plate structure as one module and a package is formed by connecting a plurality of modules in series according to the specification of the hybrid vehicle.

상기 다수의 모듈이 직렬로 연결된 패키지는 충·방전 시 셀에서 열이 발생되고 있고, 상기 셀의 온도에 따라 배터리의 충·방전 전력이 변하게 된다.In the package in which the plurality of modules are connected in series, heat is generated in the cell during charging and discharging, and the charging and discharging electric power of the battery is changed according to the temperature of the cell.

따라서, 배터리의 내부온도가 예를 들어 25~40도로 운전되도록 셀의 온도를 적절한 범위로 유지하여야 한다.Therefore, the temperature of the cell should be maintained in an appropriate range so that the internal temperature of the battery is, for example, 25 to 40 degrees.

한국 공개특허 제2007-0013455호(‘이차 전지 모듈’ 이하 선행기술1) 에서는 배터리 모듈을 냉각하기 위한 기술이 개시되었다. 선행기술1은 다수 개의 단위 전지를 적층 배열하여 이루어지는 적어도 하나의 전지 집합체와, 상기 전지 집합체를 내장시키고 온도 제어용 냉각매체를 유통시키는 하우징을 포함하며, 상기 전지 집합체는 상기 하우징의 길이 방향을 따라 배치되고, 상기 하우징은 상기 냉각매체가 상기 전지 집합체의 상측에서 상기 하우징의 길이 방향을 따라 진행하면서 이 전지 집합체의 각 단위 전지 사이를 통과하여 상기 하우징의 내벽 쪽으로 배출되는 구조로 이루어짐으로써, 냉각매체의 유동 구조를 개선하고 단위 전지의 효율적인 배치를 통해 단위 전지의 온도 제어 효과가 우수하면서도 전지 모듈의 크기를 최소화할 수 있는 이차 전지 모듈에 관한 것이다.Korean Unexamined Patent Publication No. 2007-0013455 ('Secondary Battery Module', Prior Art 1 below) discloses a technique for cooling a battery module. The prior art 1 includes at least one battery assembly comprising a plurality of unit cells stacked and a housing for housing the battery assembly and for circulating a temperature control cooling medium. The battery assembly is arranged along the longitudinal direction of the housing And the cooling medium flows from the upper side of the battery assembly toward the longitudinal direction of the housing while passing through the unit cells of the battery assembly to the inner wall of the housing, And more particularly, to a secondary battery module capable of minimizing the size of the battery module while improving the temperature control effect of the unit battery through efficient arrangement of the unit cells.

선행기술 1은 공기를 이용한 냉각방식으로 냉각 효율이 낮고, 소음 및 안전성이 낮다는 단점이 있다. 따라서 냉각수와 같은 액체 생태의 냉각매체를 이용한 냉각방식을 이용하는 배터리 모듈이 필요한 실정이다.The prior art 1 has a disadvantage in that the cooling efficiency is low due to the cooling method using air, and the noise and safety are low. Accordingly, there is a need for a battery module that uses a cooling method using a liquid eco-friendly cooling medium such as cooling water.

한국공개특허 제2007-0013455호 (공개일자 2007.1.31)Korean Published Patent Application No. 2007-0013455 (published on January 31, 2007)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서브모듈 및 액체 상태의 냉각매체가 유동될 수 있는 냉각케이스를 포함함으로써, 냉각효율이 높으며, 제작 또한 용이한 배터리 모듈을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and an object of the present invention is to provide a submodule and a cooling case in which a liquid cooling medium can flow, .

본 발명은 복수 개의 배터리 셀(110)과, 상기 배터리 셀(110)을 수용하는 배터리 케이스(130)를 포함하는 적어도 하나 이상의 서브모듈(100); 및 판 형상의 냉각판(210)과 핀 형상으로 상기 냉각판(210)과 수직으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열교환부(220)를 포함하며, 상기 서브모듈(100)을 수용하는 냉각케이스(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.At least one sub-module (100) including a plurality of battery cells (110) and a battery case (130) accommodating the battery cells (110 ); And at least one heat exchanging unit 220 formed in a pin shape perpendicular to the cooling plate 210. The cooling case 200 accommodating the submodule 100 may include a cooling plate 210 , ; And a control unit.

또한, 상기 냉각케이스(200)는 상기 냉각판(210)의 내부에 구비되며 냉각매체가 흐르는 적어도 하나 이상의 냉각유로(230)와, 상기 냉각판(210)의 일측에 형성되며 상기 냉각유로(230)의 일측과 연결되어 외부에서 상기 냉각매체를 주입하는 유입부(240) 및 상기 냉각판(210)의 타측에 형성되며 상기 냉각유로(230)의 타측과 연결되어 상기 냉각매체가 유출되는 유출부(250)를 포함하며 열전도성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The cooling case 200 is provided inside the cooling plate 210 and includes at least one cooling channel 230 through which a cooling medium flows and a cooling channel 230 formed at one side of the cooling plate 210, An inlet 240 formed at the other side of the cooling plate 210 and connected to the other side of the cooling channel 230 to discharge the cooling medium, (250) and is formed of a thermally conductive metal.

또한, 상기 냉각매체는 액체 상태인 것을 특징으로 한다.Further, the cooling medium is characterized by being in a liquid state.

또한, 상기 서브모듈(100)은 상기 배터리 셀(110) 사이에 구비되는 완충재(120)를 더 포함하며, 상기 배터리 케이스(130)는 열전도성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The submodule 100 further includes a cushioning material 120 provided between the battery cells 110 and the battery case 130 is formed of a thermally conductive metal.

또한, 상기 배터리 모듈(1000)은 상기 냉각유로(230)는 하나의 상기 서브모듈(100)이 하나의 상기 냉각유로(230)와 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In the battery module 1000, the cooling channel 230 is formed so that one submodule 100 corresponds to one cooling channel 230.

본 발명의 배터리 모듈은 냉각케이스에 서브모듈을 삽입하는 방식으로 제작되므로, 각각의 배터리 셀의 삽입이 용이하여 제작이 용이하며, 냉각매체의 누설 가능성이 낮아 안정성이 높고 제품의 신뢰도가 높아질 수 있는 효과가 있다.Since the battery module of the present invention is manufactured by inserting the submodule into the cooling case, it is easy to insert each battery cell so that the battery module is easy to manufacture, the leakage of the cooling medium is low and the reliability is high, It is effective.

또한, 본 발명의 배터리 모듈은 상기 냉각케이스의 열교환부가 상기 서브모듈을 고정할 뿐만 아니라 열교환 면적을 확대하여 냉각 효율이 증가할 수 있는 효과가 있다.In addition, the battery module of the present invention has an effect that the heat exchange portion of the cooling case not only fixes the submodule but also increases the heat exchange area to increase the cooling efficiency.

또한, 본 발명의 배터리 모듈은 상기 배터리케이스가 각각의 배터리 셀을 보호함으로써, 상기 냉각케이스로의 삽입 과정에서 상기 배터리 셀이 외력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the battery module of the present invention has the effect of preventing the battery cell from being deformed by an external force in the process of inserting into the cooling case by protecting each battery cell by the battery case.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈을 A-A'방향으로 자른 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 서브모듈 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 서브모듈 분해사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각케이스 사시도.
도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각케이스에서 냉각판을 나타낸 투시도.1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a battery module according to an embodiment of the present invention, taken along the line A-A '.
3 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a submodule of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a submodule of a battery module according to an embodiment of the present invention; FIG.
6 is a perspective view of a cooling case of a battery module according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view of a cooling plate in a cooling case of a battery module according to an embodiment of the present invention;

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일실시예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
It should be understood, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of the present invention and are not to be considered as limiting.

본 발명은 서브모듈(100) 및 액체 상태의 냉각매체가 유동될 수 있는 냉각케이스(200)를 포함함으로써, 냉각효율이 높으며, 제작 또한 용이한 배터리 모듈(1000)을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention aims at providing a battery module (1000) having a high cooling efficiency and easy to manufacture by including the sub-module (100) and the cooling case (200) in which a liquid cooling medium can flow.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)을 A-A'방향으로 자른 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 분해사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조로 하여 본 발명의 일실시예인 배터리 모듈(1000)에 관하여 상세하게 설명한다.
1 is a perspective view of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is an exploded perspective view of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention. A battery module 1000 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

본 발명의 일실시예인 배터리 모듈(1000)은 복수 개의 배터리 셀(110)과, 배터리 셀(110)을 수용하는 배터리 케이스(130)를 포함하는 적어도 하나 이상의 서브모듈(100) 및 판 형상의 냉각판(210)과 핀 형상으로 상기 냉각판(210)과 수직으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열교환부(220)를 포함하며, 상기 서브모듈(100)을 수용하는 냉각케이스(200)를 포함한다.A battery module 1000 according to an embodiment of the present invention includes at least one sub module 100 including a plurality of battery cells 110 and a battery case 130 accommodating the battery cells 110, And a cooling case 200 including at least one heat exchanging part 220 formed in a pin shape perpendicular to the cooling plate 210 with respect to the plate 210 and accommodating the submodule 100.

즉, 적어도 하나 이상의 서브모듈(100)이 냉각케이스(200)의 열교환부(220) 사이에 삽입되어 열교환된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)은 냉각케이스(200)에 서브모듈(100)을 삽입하는 방식으로 제작되므로, 각각의 배터리 셀(110)의 삽입이 용이하여 제작이 용이한 효과가 있으며, 냉각매체의 누설 가능성이 낮아 안정성이 높고 제품의 신뢰도가 높아질 수 있는 효과가 있다.
That is, at least one or more sub-modules 100 are inserted between the heat exchanging units 220 of the cooling case 200 and heat-exchanged. Therefore, since the battery module 1000 according to the embodiment of the present invention is manufactured by inserting the sub-module 100 into the cooling case 200, it is easy to insert each battery cell 110, There is an effect that the possibility of leakage of the cooling medium is low and the stability is high and the reliability of the product can be enhanced.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 서브모듈(100)을 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 서브모듈(100)을 나타낸 분해사시도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 서브모듈(100)에 대하여 상세하게 설명한다.FIG. 4 is a perspective view illustrating a submodule 100 of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a submodule 100 of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention. Fig. 4 and 5, the sub module 100 of the battery module 1000 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

서브모듈(100)은 배터리 셀(110), 완충재(120) 및 배터리 케이스(130)를 포함하여 형성된다. The submodule 100 includes a battery cell 110, a cushioning material 120, and a battery case 130.

배터리 셀(110)은 제1전극판 및 제2전극판과, 제 1전극판 및 제2전극판에서 연장 형성되는 제1전극탭 및 제2전극탭과, 제1전극판과 제2전극판 사이게 구비되는 분리막을 포함하는 전극조립체와, 전극조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함하되, 전극조립체는 제1전극탭 및 제2전극탭이 파우치 케이스 외부로 노출되도록 수용되는 판상형 배터리 셀(110)이다.The battery cell 110 includes a first electrode plate and a second electrode plate, a first electrode tab and a second electrode tab extending from the first electrode plate and the second electrode plate, The electrode assembly includes a plate-shaped battery cell 110 in which a first electrode tab and a second electrode tab are received so as to be exposed to the outside of the pouch case, and an electrode assembly including a separator provided between the electrode assembly and the pouch case. to be.

또한, 배터리 셀(110)은 복수 개로 구비되며, 배터리 셀(110) 사이마다 완충재(120)가 구비되며, 서브모듈(100)은 배터리 케이스(130) 내부에 배터리 셀(110)과 완충재(120)가 적층되어 수용된 형태이다. The sub module 100 includes a battery cell 110 and a cushioning material 120. The battery cell 110 includes a plurality of battery cells 110 and a cushioning material 120 disposed between the battery cells 110. The submodule 100 includes a battery cell 110, ) Are laminated and accommodated.

따라서, 도 2의 단면도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리 모듈(1000)은 배터리 케이스(130), 배터리 셀(110), 완충재(120), 배터리 셀(110), 배터리 케이스(130) 순서로 적층된 서브모듈(100)이 핀 형상의 열교환부(220) 사이에 삽입되어 열교환 면적이 넓게 형성된 상태에서 열교환 됨으로써, 배터리 셀(110)이 효율적으로 냉각될 수 있는 효과가 있다.2, the battery module 1000 includes a battery case 130, a battery cell 110, a damping material 120, a battery cell 110, and a battery case 130 in this order The heat exchanging unit 220 is inserted between the fin-shaped heat exchanging units 220 so that heat exchange is performed in a state where the heat exchanging area is widened, so that the battery cell 110 can be efficiently cooled.

또한, 서브모듈(100)은 완충재(120) 및 배터리 케이스(130)가 배터리 셀(110)을 보호함으로써, 서브모듈(100)이 냉각케이스(200)에 삽입되는 과정에서 외력에 의해 배터리 셀(110)이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.The submodule 100 protects the battery cell 110 by the cushioning member 120 and the battery case 130 so that the submodule 100 is prevented from being damaged by the external force in the process of inserting the submodule 100 into the cooling case 200. [ 110 are prevented from being damaged.

또한, 배터리 케이스(130)는 열전도성 금속으로 형성되며, 열전도성 금속은 알루미늄, 구리 등일 수 있다.
Also, the battery case 130 may be formed of a thermally conductive metal, and the thermally conductive metal may be aluminum, copper, or the like.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 냉각케이스(200)를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 냉각케이스(200)에서 냉각판(210)을 나타낸 투시도이며, 냉각매체의 흐름을 도시하였다. 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예인 배터리 모듈(1000)의 냉각케이스(200)를 상세하게 설명한다.FIG. 6 is a perspective view illustrating a cooling case 200 of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of a cooling case 200 of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention. Is a perspective view showing the cooling plate 210 and shows the flow of the cooling medium. 6 and 7, the cooling case 200 of the battery module 1000, which is one embodiment of the present invention, will be described in detail.

본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 냉각케이스(200)는 냉각판(210)과 냉각판(210)에 수직한 방향으로 형성된 플레이트 핀 형상의 열교환부(220)를 포함하여 형성된다. The cooling case 200 of the battery module 1000 according to an embodiment of the present invention includes a cooling plate 210 and a plate fin-shaped heat exchanging part 220 formed in a direction perpendicular to the cooling plate 210 do.

냉각판(210)은 내부에 냉각매체가 흐를 수 있도록 적어도 하나 이상의 냉각유로(230)가 구비된다. 이 때, 냉각매체는 액체 상태이며 냉각수 등을 사용할 수 있다. 냉각판(210)은 일측에 냉각유로(230)의 일측과 연결되어 냉각유로(230)에 냉각매체를 유입하는 유입부(240)가 형성되며, 타측에 냉각유로(230)의 타측과 연결되어 냉각유로(230)를 지난 냉각매체를 유출시키는 유출부(250)가 형성된다.The cooling plate 210 is provided with at least one cooling channel 230 for allowing a cooling medium to flow therein. At this time, the cooling medium is in a liquid state and cooling water or the like can be used. The cooling plate 210 has an inlet 240 connected to one side of the cooling channel 230 to allow the cooling medium to flow into the cooling channel 230 and connected to the other side of the cooling channel 230 on the other side. And an outlet 250 for discharging the cooling medium passing through the cooling channel 230 is formed.

열교환부(220)는 플레이트 핀 형상이며, 냉각판(210)과 수직으로 형성된다. 열교환부(220)는 서브모듈(100)을 고정할 뿐만 아니라 서브모듈(100) 내부의 배터리 셀(110)과의 열교환 면적을 확대하므로 냉각효율이 극대화 될 수 있는 효과가 있다.
The heat exchanging part 220 is in the form of a plate pin, and is formed perpendicular to the cooling plate 210. The heat exchanging unit 220 not only fixes the submodule 100 but also increases the heat exchange area with the battery cell 110 in the submodule 100, thereby maximizing the cooling efficiency.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)은 하나의 냉각유로(230)가 하나의 서브모듈(100)에 대응되도록 형성될 수 있다. 도 1 내지 도 7은 서브모듈(100)이 복수 개로 구비되며 냉각유로(230) 또한 서브모듈(100)에 대응되도록 도시하였다. 냉각유로(230)가 서브모듈(100)에 대응되도록 형성될 경우 서브모듈(100)의 냉각이 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.In addition, the battery module 1000 according to an embodiment of the present invention may be formed so that one cooling channel 230 corresponds to one submodule 100. FIG. 1 to 7 illustrate that a plurality of sub-modules 100 are provided, and that the cooling channel 230 corresponds to the sub-module 100 as well. When the cooling channel 230 is formed to correspond to the sub-module 100, cooling of the sub-module 100 can be efficiently performed.

또한, 냉각케이스(200)는 냉각판(210)과 열교환부(220)가 압출공정을 통하여 일체형으로 형성된다. 따라서, 냉각판(210)과 열교환부(220) 사이에 접촉 열저항이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
In the cooling case 200, the cooling plate 210 and the heat exchanging part 220 are integrally formed through an extrusion process. Therefore, it is possible to prevent contact thermal resistance from occurring between the cooling plate 210 and the heat exchanging part 220.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1000 : 배터리 모듈
100 : 서브모듈 110 : 배터리 셀
120 : 완충재 130 : 배터리 케이스
200 : 냉각케이스 210 : 냉각판
220 : 열교환부 230 : 냉각유로
240 : 유입부 250 : 유출부1000: Battery module
100: Submodule 110: Battery cell
120: Cushioning material 130: Battery case
200: cooling case 210: cooling plate
220: heat exchanger 230: cooling channel
240: inlet portion 250: outlet portion

Claims (7)

복수 개의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀을 수용하는 배터리 케이스를 포함하는 적어도 하나 이상의 서브모듈; 및
판 형상의 냉각판과 핀 형상으로 상기 냉각판과 수직으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열교환부를 포함하며, 상기 서브모듈을 수용하는 냉각케이스;
상기 냉각케이스는
상기 냉각판의 내부에 구비되며 냉각매체가 흐르는 적어도 하나 이상의 냉각유로와, 상기 냉각판의 일측에 형성되며 상기 냉각유로의 일측과 연결되어 외부에서 상기 냉각매체를 주입하는 유입부 및 상기 냉각판의 타측에 형성되며 상기 냉각유로의 타측과 연결되어 상기 냉각매체가 유출되는 유출부를 포함하고,
상기 냉각매체는 액체이며,
상기 서브모듈은 상기 배터리 셀 사이에 구비되는 완충재를 더 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.At least one sub-module including a plurality of battery cells and a battery case for accommodating the battery cells ; And
And at least one heat exchanging portion formed in a pin-like shape perpendicular to the cooling plate, wherein the cooling case accommodates the sub-module ;
The cooling case
At least one cooling channel provided inside the cooling plate and through which a cooling medium flows, an inlet formed at one side of the cooling plate and connected to one side of the cooling channel to inject the cooling medium from the outside, And an outlet formed on the other side and connected to the other side of the cooling channel to allow the cooling medium to flow out,
The cooling medium is a liquid,
Wherein the submodule further comprises a buffer material disposed between the battery cells. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 배터리 케이스는
열전도성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The battery case
Wherein the battery module is formed of a thermally conductive metal. 제1항에 있어서,
상기 배터리 모듈은
상기 냉각유로는 하나의 상기 서브모듈이 하나의 상기 냉각유로와 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The battery module
Wherein the cooling channel is formed so that one submodule corresponds to one cooling channel. 제1항에 있어서,
상기 냉각케이스는
열전도성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The cooling case
Wherein the battery module is formed of a thermally conductive metal.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101883386B1 (en) * 2015-03-16 2018-07-30 주식회사 엘지화학 Battery Compression Stopper And Battery Module Comprising The Same
KR102026386B1 (en) * 2015-06-03 2019-09-27 주식회사 엘지화학 Battery module
US10622687B2 (en) 2015-08-10 2020-04-14 Ford Global Technologies, Llc Battery pack enclosure including integrated fluid channel
US9786966B2 (en) 2015-09-11 2017-10-10 Ford Global Technologies, Llc Cold plate assembly for electrified vehicle battery packs
KR102072764B1 (en) * 2016-03-03 2020-02-03 주식회사 엘지화학 Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack
US11355804B2 (en) 2016-12-05 2022-06-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Removable battery component carrier, battery system including removable battery component carriers and vehicle including the battery system
WO2018105957A1 (en) 2016-12-05 2018-06-14 삼성에스디아이 주식회사 Attachable/detachable battery component carrier, battery system comprising attachable/detachable battery component carrier, and automobile comprising battery system
CN110197935B (en) * 2018-02-27 2021-11-12 格朗吉斯铝业（上海）有限公司 Water cooling plate for battery module
KR102372348B1 (en) 2018-06-08 2022-03-07 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module with improved cooling structure
CN109037837B (en) * 2018-07-25 2020-08-25 重庆交通大学 Lithium battery pack thermal management device
KR102569234B1 (en) * 2021-05-28 2023-08-22 비나텍주식회사 Cooling structure of battery module
KR102636090B1 (en) * 2021-05-28 2024-02-14 비나텍주식회사 Cooling plate with cooling flow path and pouch-type battery cell module

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010536127A (en) * 2007-08-06 2010-11-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Battery especially for hybrid drive

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980039169A (en) * 1996-11-27 1998-08-17 하라츠 예후다 Air-cooled metal air battery
US6255015B1 (en) * 1998-08-23 2001-07-03 Ovonic Battery Company, Inc. Monoblock battery assembly
KR20070013455A (en) 2005-07-26 2007-01-31 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery module
KR100942986B1 (en) * 2006-03-21 2010-02-17 주식회사 엘지화학 Battery Module Having Attaching Member between Battery Cell
KR101256057B1 (en) * 2006-04-05 2013-04-18 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery module
DE102009008222A1 (en) * 2009-02-10 2010-08-12 Li-Tec Battery Gmbh battery cooling
KR20110090491A (en) * 2010-02-04 2011-08-10 충북대학교 산학협력단 Cooling and heating system of large battery for electric vehicle using oscillating heat pipe
KR101446149B1 (en) * 2010-03-22 2014-10-02 주식회사 엘지화학 Secondary electric cell with cooling structure

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010536127A (en) * 2007-08-06 2010-11-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Battery especially for hybrid drive

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