KR102034816B1 - 전지모듈 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리는, 적어도 하나 이상의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지모듈, 상기 전지모듈이 내부에 포함되고, 외부 공기가 유입되는 입구부와 공기를 외부로 배출하기 위한 출구부가 형성된 내부덕트 및 상기 출구부로부터 배출된 공기가 상기 입구부로 유동될 수 있도록 상기 출구부와 상기 입구부를 연결하도록 결합되는 외부덕트를 포함하고, 상기 외부덕트는 상기 내부덕트의 입구부로의 공기 유입의 경로를 제어하는 제1 개폐부 및 상기 내부덕트 출구부로 배출되는 공기의 배출 경로를 제어하는 제2 개폐부를 포함할 수 있다. 그러므로, 전지모듈 어셈블리로부터 배출되는 가열공기의 재유입을 제어하여 전지모듈의 가열 및 냉각을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

전지모듈 어셈블리{Battery Module Assembly}

본 발명은 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Ni-Ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-Ion Polymer Battery, 이하 "LIPB"라 함) 등이 있다.

이차전지는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되며, 서로 다른 양극 및 음극 소재의 전압차이를 이용하여 전기를 저장 및 발생시킨다. 여기서, 방전이란 전압이 높은 음극에서 낮은 양극으로 전자를 이동시키는 것이며(양극의 전압 차이만큼 전기를 발생), 충전이란 전자를 다시 양극에서 음극으로 이동시키는 것으로 이때 양극물질은 전자와 리튬이온을 받아들여 원래의 금속산화물로 복귀하게 된다. 즉, 이차전지는 충전될 때 금속 원자가 분리막을 통하여 양극에서 음극으로 이동함에 따라 충전 전류가 흐르게 되고, 반대로 방전될 때 금속 원자는 음극에서 양극으로 이동하며 방전 전류가 흐르게 된다.

최근 이차전지는 IT제품, 자동차분야 및 에너지 저장분야 등에서 널리 사용됨으로써 각광받는 에너지원으로 주목받고 있다. IT제품 분야에서 이차전지는 장시간 연속사용이 가능하며, 소형화, 경량화가 요구되고 있으며, 자동차 분야에서는 고출력, 내구성 및 폭발위험을 해소하기 위한 안정성 등을 요구하고 있다. 에너지 저장분야는 풍력, 태양광 발전 등으로 생산한 잉여전력을 저장하는 것으로, 고정형으로 사용됨에 따라 보다 완화된 조건의 이차전지를 적용할 수 있다.

한편, 전지모듈을 이루는 배터리가 적절한 온도 범위에 있지 않을 경우, 배터리의 충방전 파워 및 효율은 특정 온도를 기준으로 급격하게 감소하게 된다. 배터리의 온도가 낮아 충분한 충방전 파워를 공급하지 못할 경우, 이러한 배터리를 동력원으로 이용하는 상기와 같은 자동차 등의 디바이스의 기능에도 큰 제약을 받게되는 문제점이 있었다. 이와 같이 배터리의 온도가 (유효 온도보다) 낮음으로 인한 문제는 차량 시스템의 전체적인 효율과 연비를 악화시킴은 물론, 배터리의 용량을 감소시키고 더 나아가 배터리의 수명을 단축시키는 요인이 된다.

뿐만 아니라, 각종 디바이스에 적용된 전지모듈이 적정온도 이상으로 상승하여 전지모듈의 온도가 비정상적으로 높아지는 경우에는 그 전지모듈의 작동과정의 발열로 인한 기능 저하 및 폭발 등 다양한 문제가 발생되었다.

하기의 대한민국 특허공보 제2011-0089317호에서는 배터리 모듈을 냉각 및 가열하기 위한 하나의 수단을 포함하고 있으며, 배터리로부터 열을 안내하기 위한 별도의 열 교환 파이프를 구비함으로써 이를 해결하고자 하고 있다. 그러나, 이러한 기술적 구성은 열교환기라는 별도 수단을 위한 장치를 구비해야 할 뿐만 아니라, 배터리 모듈의 가열 및 냉각의 균일함을 보장할 수 없는 문제점이 있었다.

결국, 전지모듈이 적용된 디바이스에서 전지모듈의 작동을 위한 적절한 온도제어를 위한 냉각 및 가열이 전지모듈 구동의 신뢰성을 확보하기 위해서는 매우 중요한 요소가 되며, 복수개의 전지모듈이 장착되는 경우 각 전지모듈간에 발생되는 온도편차의 발생도 전지모듈의 작동성능에 큰 영향을 주고 있다. 그러므로, 전지모듈의 냉각 및 가열에 따른 효과적인 방법과 더불어 각 전지모듈간의 균형있는 냉각 및 가열에 대한 기술적 과제의 해결이 필요하다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0089317호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 전지모듈의 냉각 및 가열을 위해 전지모듈을 포함하는 덕트 내부에 유입되어 전지모듈을 통과하는 공기의 통과유로를 제어하여 냉각하고, 유입되는 공기의 가열을 통해 전지모듈의 가열도 함께 수행하기 위한 전지모듈 어셈블리를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 전지모듈을 외부로부터 유입되는 공기로 냉각시킴과 함께, 전지모듈을 냉각시키고 배출되는 가열된 공기를 입구부로 되돌려 전지모듈을 가열하는 방식으로 보다 효과적으로 전지모듈의 냉각 및 가열을 수행할 수 있는 전지모듈 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리는, 적어도 하나 이상의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지모듈, 상기 전지모듈이 내부에 포함되고, 외부 공기가 유입되는 입구부와 공기를 외부로 배출하기 위한 출구부가 형성된 내부덕트; 및 상기 출구부로부터 배출된 공기가 상기 입구부로 유동될 수 있도록 상기 출구부와 상기 입구부를 연결하도록 결합되는 외부덕트;를 포함하고, 상기 외부덕트는 상기 내부덕트의 입구부로의 공기 유입의 경로를 제어하는 제1 개폐부 및 상기 내부덕트 출구부로 배출되는 공기의 배출 경로를 제어하는 제2 개폐부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 입구부와 상기 출구부가 외부에 개방되도록 상기 내부덕트를 내부에 포함하여 외측 전체를 감싸도록 형성되는 하우징;을 더 포함하고, 상기 외부덕트는 상기 하우징 일면상에 결합될 수 있다.

또한, 상기 전지모듈의 냉각을 위해, 상기 제1 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 차폐함과 동시에, 외부공기 유입을 위해 외부덕트 외측 일부를 개방시키고, 상기 제2 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 차폐함과 동시에, 상기 내부덕트의 상기 출구부에서 배출되는 공기가 외부로 배출되도록 상기 외부덕트 외측을 개방시킬 수 있다.

또한, 상기 전지모듈의 가열을 위해, 상기 제1 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 개방함과 동시에, 외부공기 유입을 차단하기 위해 외부덕트 외측면을 외부로부터 차폐시키고, 상기 제2 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 개방함과 동시에, 상기 내부덕트의 상기 출구부에서 배출되는 공기가 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 통해 상기 내부덕트 입구부로 유입되도록 상기 외부덕트 외측을 차폐시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 개폐부는 상기 외부덕트 내측의 공기 유동 통로를 차폐함과 동시에, 상기 제1 개폐부에 대응되도록 상기 외부덕트 외측면에 형성된 제1 개구부를 개방시키고, 상기 제2 개폐부는 상기 외부덕트 내측의 통로를 차폐함과 동시에, 상기 제2 개폐부에 대응되도록 상기 외부덕트 외측면에 형성된 제2 개구부를 개방시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 개폐부는 상기 외부덕트 내측의 공기 유동 통로를 개방함과 동시에, 상기 제1 개폐부에 대응되도록 상기 외부덕트 외측면에 형성된 제1 개구부를 차폐시키고, 상기 제2 개폐부는 상기 외부덕트 내측의 통로를 개방함과 동시에, 상기 제2 개폐부에 대응되도록 상기 외부덕트 외측면에 형성된 제2 개구부를 차폐시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 개폐부는 상기 내부덕트의 입구부측에 형성되고, 상기 제2 개폐부는 상기 제1 개폐부와 이격되고 상기 내부덕트의 출구부측에 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리는, 적어도 하나 이상의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지모듈, 상기 전지모듈 복수개가 상호 이격공간을 두고 내부에 형성되며, 외부 공기의 유입을 위한 입구부와 공기의 외부 배출을 위한 출구부가 형성된 내부덕트; 및 상기 유입구로부터 유입된 공기가 상기 출구부로 향하고, 상기 전지모듈 사이의 이격공간으로 유동하며, 상기 이격공간으로 유동하는 공기의 유입량을 제어하기 위한 유입조절부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 유입조절부는 상기 유입되는 공기를 차단하기 위해 상기 전지모듈 사이에 공기가 유입되는 이격공간의 유입부를 개폐하도록 형성되는 개폐도어인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개폐도어 일측면에는 가열장치가 형성되며, 상기 가열장치는 상기 개폐도어가 오픈되어 상기 전지셀 이격공간에 공기가 유입될 때, 상기 공기를 가열하도록 상기 유입공기와 접촉되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 가열장치는 외부전원에 의해 가열되도록 형성되는 열선으로 형성될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 전지모듈이 내부에 포함된 내부덕트가 하우징 내부에 형성되며, 내부덕트의 입구부에 의해 유입되는 외부공기로 전지모듈을 냉각할 때, 전지모듈 사이를 개폐하도록 개폐도어를 형성하여 각각의 전지모듈 사이에 흐르는 공기의 유로의 개폐를 조절함으로써 다수개 전지모듈 간의 온도편차를 줄여 효과적인 전지모듈 냉각을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전지모듈 사이의 개폐도어 일측면에 가열장치를 부착하여, 유입되는 외부공기를 가열하여 전지모듈을 가열함으로써, 전지모듈의 저온성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전지모듈 사이의 개폐도어 일측면에 형성된 가열장치는 외부전원과 연결된 열선을 사용하여, 전지모듈의 냉각 및 가열의 필요에 의한 제어를 통해 보다 효과적으로 전지모듈의 작동성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전지모듈이 내부에 포함된 내부덕트의 외부공기와의 출입을 위한 입구부 및 출구부를 연결하는 외부덕트를 더 형성함으로써, 출구부로 배출되는 전지모듈을 냉각한 후에 배출되는 가열된 공기를 다시 내부덕트의 입구부로 되돌림으로써 별도 장치의 구비없이 전지모듈의 가열을 도모하여 보다 효과적으로 전지모듈 저온성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전지모듈이 포함된 내부덕트의 입구부와 출구부를 연결하는 외부덕트를 형성하고, 외부덕트에는 내부덕트의 입구부로 공기 유입을 제어하는 제1 개폐부와 내부덕트 출구부로 배출되는 공기가 외부배출되거나 내부덕트로 유입되도록 제어하는 제2 개폐부를 형성함으로써 전지모듈의 냉각 및 가열을 보다 효과적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 그러한 냉각 및 가열의 효율성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도;
도 2는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 분해 사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 다른 전지모듈 어셈블리의 외부덕트의 사시도
도 4는 도 3의 A 부분의 확대 단면도;
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 외부덕트의 사시도
도 6은 도 5의 B부분의 확대 단면도;
도 7은 본 발명의 일실시예에 다른 전지모듈 어셈블리의 작동모습을 개략적으로 나타낸 모식도; 및
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 작동모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도, 도 2는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 다른 전지모듈 어셈블리의 외부덕트의 사시도, 도 4는 도 3의 A 부분의 확대 단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 외부덕트의 사시도, 도 6은 도 5의 B부분의 확대 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 다른 전지모듈 어셈블리의 작동모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(1)는, 적어도 하나 이상의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지모듈(50), 상기 전지모듈(50)이 내부에 포함되고, 외부 공기가 유입되는 입구부(11)와 공기를 외부로 배출하기 위한 출구부(12)가 형성된 내부덕트(10); 및 상기 출구부(12)로부터 배출된 공기가 상기 입구부(11)로 유동될 수 있도록 상기 출구부(12)와 상기 입구부(11)를 연결하도록 결합되는 외부덕트(20);를 포함하고, 상기 외부덕트(20)는 상기 내부덕트(10)의 입구부(11)로의 공기 유입의 경로를 제어하는 제1 개폐부(21) 및 상기 내부덕트(10) 출구부(12)로 배출되는 공기의 배출 경로를 제어하는 제2 개폐부(22)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리(1)의 전지모듈(50)을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로써 리튬이차전지 또는 니켈-수소 이차전지를 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며, 충방전이 가능한 이차전지라면 당업자에 다양한 종류의 이차전지를 선택 적용할 수 있음은 자명하다. 예를 들어,니켈-수소 이차전지는 양극에 니켈, 음극에 수소흡장합금, 전해질로 알카리 수용액을 사용한 이차전지로서 단위부피당 용량이 크므로 전기자동차(EV)나 하이브리드자동차(HEV) 등의 에너지원으로 사용하기 적합할 수 있다. 또한, 리튬이차전지는 구체적으로 양극 활물질을 LiCoO₂ 등의 금속 산화물과 음극활물질로 탄소 재료 등을 사용하여, 음극과 양극 사이에 다공성 고분자 분리막을 위치시키고, LiPF₆ 등의 리튬염을 함유한 비수성 전해액을 넣어서 제조할 수 있다. 충전시에 양극 활물질의 리튬 이온이 방출되어 음극의 탄소층으로 삽입되고, 방전시에는 탄소층의 리튬이온이 방출되어 양극 활물질로 삽입되며, 비수성 전해액은 음극과 양극 사이에서 리튬 이온이 이동하는 매질의 역할을 한다. 리튬이차전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존특성이 우수하여, IT제품, 자동차분야 및 에너지 저장분야 등에서 널리 사용될 수 있다.

내부덕트(10)는 전지모듈(50)이 내부에 포함되고, 외부 공기가 유입되는 입구부(11)와 내부공기를 외부로 배출시키기 위한 출구부(12)가 형성될 수 있다. 내부덕트(10)는 전지모듈(50)의 냉각 또는 가열을 위해 가열된 고온의 공기나 냉각된 공기를 유입시켜 전지모듈(50) 사이를 통과시킴으로써 전지모듈(50)을 냉각 및 가열할 수 있다. 공기에 의해 냉각 및 가열을 하기위해 내부덕트(10) 내부에는 도시되지 않았지만, 팬(fan)과 같은 공기의 유동을 위한 별도의 장치가 내부덕트(10) 내부나 내부턱트의 입구부(11) 주변에 배치될 수 있다. 내부덕트(10)는 도 1의 전지모듈 어셈블리(1)의 입구부(11)와 출구부(12)가 형성되도록 하우징(30) 내부에 설치되며, 그 형상은 하우징(30)의 형상 및 전지모듈(50)이 적용되는 디바이스의 구조에 적합하게 설계변경될 수 있음은 물론이다.

외부덕트(20)는 내부덕트(10)의 입구부(11)와 출구부(12)를 연결시켜 출구부(12)에서 배출되는 공기를 입구부(11)로 되돌릴 수 있는 공기의 유로를 형성할 수 있도록 내부덕트(10)와 결합될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 외부덕트(20)는 내부덕트(10)의 입구부(11)와 출구부(12)를 연결시키면서, 하우징(30) 상부면에 결합될 수 있다. 또한, 내부덕트(10)와 별도의 공간으로 결합되는 것이라면, 반드시 하우징(30) 외부에 형성되지 않더라도, 하우징(30) 내부의 일공간에 장착될 수 있음은 물론이다. 외부덕트(20)는 내부덕트(10)의 출구부(12)에서 나오는 가열된 공기를 내부덕트(10)의 입구부(11)로 되돌려, 전지모듈(50)을 가열시킬 수 있다. 또한, 전지모듈(50)의 냉각을 위해서는 외부덕트(20)에 제1 개폐부(21)와 제2 개폐부(22)를 통해, 외부공기를 내부덕트(10)로 유입시키되, 내부덕트(10)의 출구부(12)로부터 배출되는 공기는 외부로 배출될 수 있도록 공기 흐름을 제어할 수 있다. 그 구체적인 설명은 제1 개폐부(21)와 제2 개폐부(22)의 설명에서 후술하기로 한다.

제1 개폐부(21)는 내부덕트(10)의 입구부(11)로 외부공기를 유입할지, 내부덕트(10) 출구부(12)로부터 배출되는 공기를 유입할지를 제어할 수 있다. 제2 개폐부(22)는 제1 개폐부(21)의 동작과 함께 작동되는 것으로, 내부덕트(10) 출구부(12)로부터 배출되는 공기를 외부로 배출할지, 내부덕트(10) 입구부(11) 쪽으로 공기를 유동시킬지 공기의 흐름방향을 제어할 수 있도록 구성할 수 있다.

구체적으로, 전지모듈(50)의 일정온도 이하로 떨어져 전지모듈(50)의 가열이 필요할 때에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개폐부(21)는 상기 외부덕트(20) 내측 공기 유동 통로를 개방함과 동시에, 외부공기 유입을 차단하기 위해 외부덕트(20) 외측면을 외부로부터 차폐시키고, 상기 제2 개폐부(22)는 상기 외부덕트(20) 내측 공기 유동 통로를 개방함과 동시에, 상기 내부덕트(10)의 상기 출구부(12)에서 배출되는 공기가 상기 외부덕트(20) 내측 공기 유동 통로를 통해 상기 내부덕트(10) 입구부(11)로 유입되도록 상기 외부덕트(20) 외측을 차폐시킨다. 즉, 제1 개폐부(21)는 제1 개구부(21a)를 차폐시키고, 제2 개폐부(22)는 제2 개구부(22a)를 차폐시킴과 동시에, 외부덕트(20)의 내측공간이 연결되어, 외부덕트(20)가 내부덕트(10) 출구부(12)로부터 배출되는 공기를 외부덕트(20)의 내측공간을 따라 연결되는 내부덕트(10) 입구부(11)로 유입되도록 공기흐름을 제어한다. 이 때, 제1 개폐부(21)와 제2 개폐부(22)는 동시에 제1 개구부(21a)와 제2 개구부(22a)를 차폐시키도록 작동하여야 외부덕트(20) 내측의 공기유동 통로를 개방하여 외부덕트(20)를 통해 내부덕트(10)의 출구부(12)로부터 배출되는 공기를 내부덕트(10) 입구부(11)로 재투입할 수 있게 된다.

반대로, 전지모듈(50)이 일정온도 이상으로 상승하여 전지모듈(50)의 냉각이 필요할 때에는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개폐부(21)는 상기 외부덕트(20) 내측 공기 유동 통로를 차폐함과 동시에, 외부공기 유입을 위해 외부덕트(20) 외측 일부를 개방시키고, 상기 제2 개폐부(22)는 상기 외부덕트(20) 내측 공기 유동 통로를 차폐함과 동시에, 상기 내부덕트(10)의 상기 출구부(12)에서 배출되는 공기가 외부로 배출되도록 상기 외부덕트(20) 외측을 개방시킬 수 있다. 즉, 제1 개폐부(21)는 외부덕트(20) 내부공간으로 내려와 유동통로를 차폐시킴과 동시에 제1 개구부(21a)가 개방되어 외부공기가 유입될 수 있다. 이때, 외부공기는 자연스럽게 내부덕트(10)의 입구부(11)로 흘러 들어가 전지모듈(50)의 냉각을 위해 유동하게 된다. 또한, 제2 개폐부(22)도 외부덕트(20) 내측공간을 차폐시킴과 동시에 제2 개구부(22a)를 개방시킴으로써, 내부덕트(10) 출구부(12)에 연결되어 유입되는 배출공기가 제2 개구부(22a)를 통해 외부로 배출된다. 이러한 제1 개폐부(21)와 제2 개폐부(22)의 작동을 통해 내부덕트(10) 내부에 형성된 전지모듈(50)을 냉각할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(1)의 작동원리를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 내부덕트(10) 내부에 전지모듈(50)이 적어도 하나 이상이 형성되고, 내부덕트(10)의 입구부(11)와 출구부(12)를 연결시키는 외부덕트(20)가 결합된다. 외부덕트(20)는 전지모듈(50)의 냉각 및 가열을 선택적으로 하기 위해 제1 개폐부(21)와 제2 개폐부(22)를 형성한다. 특히, 제1 개폐부(21)는 내부덕트(10)의 입구부(11)측으로부터 연결되는 외부덕트(20)상에 형성되고, 제2 개폐부(22)는 내부덕트(10)의 출구부(12)측으로부터 연결되는 외부덕트(20)상에 형성되는 것이 적절하다. 각 구성에 대한 자세한 설명은 이미 상술하였으므로, 여기에서는 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 작동원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(1)는, 적어도 하나 이상의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지모듈(50), 상기 전지모듈(50) 복수개가 상호 이격공간(50a)을 두고 내부에 형성되며, 외부 공기의 유입을 위한 입구부(11)와 공기의 외부 배출을 위한 출구부(12)가 형성된 내부덕트(10); 및 상기 입구부(10)로부터 유입된 공기가 상기 출구부(12)로 향하고, 상기 전지모듈(50) 사이의 이격공간(50a)으로 유동하며, 상기 이격공간(50a)으로 유동하는 공기의 유입량을 제어하기 위한 유입조절부를 포함할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리는 내부덕트 상에 전지모듈 사이에 흐르는 공기의 흐름을 제어함으로써 전지모듈의 냉각 및 가열을 제어하고, 뿐만 아니라, 전지모듈 사이의 온도편차를 완화하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 내부덕트(10)상에 적어도 하나 이상의 전지모듈(50)이 이격공간(50a)을 두고 배치되며, 내부덕트(10)의 입구부(11)로부터 유입되는 외부공기를 통해 냉각 및 가열되도록 전지모듈(50) 사이에는 이격공간(50a)이 형성될 수 있다. 여기서는 전지모듈(50) 단위로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 전지모듈(50)을 이루는 전지셀(도면 미도시) 사이의 이격공간을 후술하는 바와 같이 개폐하여 전지셀의 냉각 및 가열을 수행할 수 있음은 물론이다.

전지모듈(50)의 일측단에는 전지모듈(50) 사이의 이격공간(50a)에 외부공기의 흐름을 개폐할 수 있도록 유입조절부를 포함할 수 있다. 유입조절부는, 도 8에 도시된 바와 같이, 전지모듈(50) 일측단의 개폐도어(40)와 같은 형상으로 되어 전지모듈(50)사이의 이격공간(50a)을 개방 또는 차폐시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 개폐도어(40)가 이격공간(50a)의 개방 또는 차폐하는 작동모습은 도 8에 도시된 바와 같이 일축을 중심으로 회전함으로써 이루어질 수 있지만, 그 작동방법은 여기에 한정되는 것은 아니며, 슬라이드방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.

개폐도어(40)에는 내부덕트(10)의 입구부(11)로부터 유입되는 공기를 가열함으로써, 전지모듈(50)을 가열할 수 있도록 가열장치를 더 형성할 수 있다. 가열장치는 다양한 수단이 적용될 수 있지만, 본 실시예에서는 외부전원에 의해 온도를 상승시켜, 전지모듈(50) 사이에 유입되는 공기를 가열시킬 수 있는 열선(40a)구성을 적용할 수 있다. 열선(40a)은 전지모듈(50) 사이 이격공간(50a)의 유입부(51)로 유입되는 외부공기를 열선(40a)으로부터 발생되는 열을 통해 가열시키고, 가열된 공기를 전지모듈(50) 사이의 이격공간(50a)으로 유동시킴으로써 전지모듈(50)을 가열시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(1)이의 전지모듈(50) 및 내부덕트(10) 등 본 발명의 일실시예와 중복되는 구성의 설명은 이미 설명하였으므로 여기에서는 생략하기로 한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 전지모듈 어셈블리 10: 내부덕트
11: 입구부 12: 출구부
20: 외부덕트 21: 제1 개폐부
21a: 제1 개구부 22: 제2 개폐부
22a: 제2 개구부 30: 하우징
40: 유입조절부 40a: 가열장치
50: 전지모듈 50a: 이격공간
51: 유입부

Claims (11)

1. 적어도 하나 이상의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지모듈;
   상기 전지모듈 복수개가 상호 이격공간을 두고 내부에 형성되고, 외부 공기가 유입되는 입구부와 공기를 외부로 배출하기 위한 출구부가 형성된 내부덕트; 및
   상기 전지모듈 사이에 공기가 유입되는 이격공간의 유입부를 개폐하도록 상기 전지모듈 일단에 형성되는 개폐도어;를 포함하고,
   상기 개폐도어 일측면에는 가열장치가 형성되며, 상기 가열장치는 상기 개폐도어가 오픈되어 상기 전지셀 이격공간에 공기가 유입될 때, 유입되는 공기를 가열하기 위해 유입되는 공기와 접촉되도록 배치되는 전지모듈 어셈블리.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 출구부로부터 배출된 공기가 상기 입구부로 유동될 수 있도록 상기 출구부와 상기 입구부를 연결하도록 결합되는 외부덕트;를 포함하고,
   상기 외부덕트는 상기 내부덕트의 입구부로의 공기 유입의 경로를 제어하는 제1 개폐부 및 상기 내부덕트 출구부로 배출되는 공기의 배출 경로를 제어하는 제2 개폐부를 포함하며,
   상기 입구부와 상기 출구부가 외부에 개방되도록 상기 내부덕트를 내부에 포함하여 외측 전체를 감싸도록 형성되는 하우징;을 더 포함하고,
   상기 외부덕트는 상기 하우징 일면상에 결합되는 전지모듈 어셈블리.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 전지모듈의 냉각을 위해,
   상기 제1 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 차폐함과 동시에, 외부공기 유입을 위해 외부덕트 외측 일부를 개방시키고,
   상기 제2 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 차폐함과 동시에, 상기 내부덕트의 상기 출구부에서 배출되는 공기가 외부로 배출되도록 상기 외부덕트 외측을 개방시키는 전지모듈 어셈블리.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 전지모듈의 가열을 위해,
   상기 제1 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 개방함과 동시에, 외부공기 유입을 차단하기 위해 외부덕트 외측면을 외부로부터 차폐시키고,
   상기 제2 개폐부는 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 개방함과 동시에, 상기 내부덕트의 상기 출구부에서 배출되는 공기가 상기 외부덕트 내측 공기 유동 통로를 통해 상기 내부덕트 입구부로 유입되도록 상기 외부덕트 외측을 차폐시키는 전지모듈 어셈블리.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 개폐부의 일단이 상기 외부덕트에 고정되고,
   상기 제2 개폐부의 일단이 상기 외부덕트에 고정되며,
   상기 외부덕트 외측에는
   상기 제1 개폐부에 대응되도록 형성된 제1 개구부; 및
   상기 제2 개폐부에 대응되도록 형성된 제2 개구부;가 형성되어 있고,
   상기 제1 개폐부의 일단을 기준으로 상기 제1 개폐부가 회전하여 상기 제1 개구부가 개방되며, 상기 제2 개폐부의 일단을 기준으로 상기 제2 개폐부가 회전하여 상기 제2 개구부가 개방되는, 전지모듈 어셈블리.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 개폐부의 일단이 상기 외부덕트에 고정되고,
   상기 제2 개폐부의 일단이 상기 외부덕트에 고정되며,
   상기 외부덕트 외측에는
   상기 제1 개폐부에 대응되도록 형성된 제1 개구부; 및
   상기 제2 개폐부에 대응되도록 형성된 제2 개구부;가 형성되어 있고,
   상기 제1 개폐부의 일단을 기준으로 상기 제1 개폐부가 회전하여 상기 제1 개구부가 차폐되며, 상기 제2 개폐부의 일단을 기준으로 상기 제2 개폐부가 회전하여 상기 제2 개구부가 차폐되는, 전지모듈 어셈블리.
   
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 개폐부는 상기 내부덕트의 입구부측에 형성되고, 상기 제2 개폐부는 상기 제1 개폐부와 이격되고 상기 내부덕트의 출구부측에 형성되는 전지모듈 어셈블리.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열장치는 외부전원에 의해 가열되도록 형성되는 열선으로 형성되는 전지모듈 어셈블리.
    

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