KR102158364B1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수 개의 배터리 셀들, 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스 및 모듈 케이스의 일측에 마련되어 냉각수 유동을 통해 복수 개의 배터리 셀을 냉각시키며, 냉각수가 유입되는 입구 포트로부터 냉각수가 내보내지는 출구 포트를 향해 순차적으로 분기되는 냉각 유로를 구비하는 히트 싱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 모듈이나 배터리 팩의 경우, 배터리 셀들의 냉각을 위해 냉각수가 유동하는 히트 싱크가 구비된다. 종래 히트 싱크의 경우, 일반적으로 모듈 케이스나 팩 케이스 일측에 장착되며, 냉각수가 유동하는 냉각 유로를 구비하게 된다. 종래 냉각 유로는 일반적으로, 냉각수가 유입되는 입구 포트와 냉각수가 유출되는 출구 포트와 연결되게 구비되며, 모듈 케이스나 팩 케이스의 일측 상에서 지그재그 형태로 구불구불하게 벤딩되게 마련된다.
그러나, 종래 배터리 모듈이나 배터리 팩의 경우, 히트 싱크의 냉각 유로가 배치되는 부분과 그렇지 않은 부분의 냉각 편차가 큰 문제가 있다. 아울러, 종래 배터리 모듈이나 배터리 팩의 경우, 냉각 유로의 벤딩 부분에서 유속이 감소하게 되는데, 벤딩 부분이 많아질수록 입구 포트와 출구 포트 사이에서 압력 강하(Pressure drop)가 커져 히트 싱크의 냉각 성능이 저하되는 문제가 있다.
그러므로, 히트 싱크의 냉각 편차를 개선하고 냉각 성능 저하를 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 히트 싱크의 냉각 편차를 개선하고 냉각 성능 저하를 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 복수 개의 배터리 셀들; 상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스; 및 상기 모듈 케이스의 일측에 마련되어 냉각수 유동을 통해 상기 복수 개의 배터리 셀을 냉각시키며, 상기 냉각수가 유입되는 입구 포트로부터 상기 냉각수가 내보내지는 출구 포트를 향해 순차적으로 분기되는 냉각 유로를 구비하는 히트 싱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 히트 싱크는, 상기 모듈 케이스의 일측을 커버하는 히트 싱크 본체; 상기 히트 싱크 본체의 일측에 구비되며, 상기 냉각 유로로 상기 냉각수를 공급하는 입구 포트; 및 상기 입구 포트의 반대편인 상기 히트 싱크 본체의 타측에 구비되며, 상기 냉각 유로 내에서 유동한 상기 냉각수를 상기 히트 싱크 본체 밖으로 내보내는 출구 포트;를 포함하며, 상기 냉각 유로는, 상기 입구 포트 측에서 순차적으로 다단 분기될 수 있다.
상기 냉각 유로는, 상기 입구 포트와 연통되는 입구 유로; 상기 입구 유로와 연통되며, 상기 냉각수를 순차적으로 다단 분기시키는 분기 유로; 상기 분기 유로와 연통되며, 상기 히트 싱크 본체의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격되는 복수 개의 브릿지 유로; 및 상기 복수 개의 브릿지 유로와 상기 출구 포트를 연통시키는 출구 유로;를 포함할 수 있다.
상기 분기 유로는, 상기 입구 유로와 연통되며, 적어도 세 방향으로 분기되는 제1 분기부; 상기 제1 분기부와 연통되며, 적어도 세 방향으로 분기되는 제2 분기부; 및 상기 제2 분기부와 연통되며, 적어도 두 방향으로 분기되는 제3 분기부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 분기부는, 상기 제2 분기부와 연통되는 메인 분기부; 및 상기 메인 분기부 양측에서 상기 복수 개의 브릿지 유로들과 연통되는 사이드 분기부들;을 포함할 수 있다.
상기 제2 분기부는, 상기 제1 분기부와 상기 제3 분기부를 연결하는 메인 분기부; 및 상기 메인 분기부 양측에서 상기 복수 개의 브릿지 유로들과 연통되는 사이드 분기부들;을 포함할 수 있다.
상기 제3 분기부는, 상기 복수 개의 브릿지 유로들과 연통될 수 있다.
상기 복수 개의 브릿지 유로들은, 상기 히트 싱크 본체의 폭 방향 양측에서 중앙으로 갈수록 더 큰 폭을 가질 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 히트 싱크의 냉각 편차를 개선하고 냉각 성능 저하를 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 히트 싱크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 히트 싱크의 평면도이다.
도 4는 도 3의 히트 싱크의 주요부의 확대도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 히트 싱크의 냉각수 유동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 히트 싱크의 냉각수 유동 시 압력 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 히트 싱크를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 히트 싱크를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 히트 싱크의 평면도이며, 도 4는 도 3의 히트 싱크의 주요부의 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200) 및 히트 싱크(300)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(100)이 파우치형 이차 전지인 것으로 한정하여 설명한다.
이러한 상기 배터리 셀(100)은 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은 상호 전기적으로 연결될 수 있게 상호 적층될 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(200)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 히트 싱크(300)는, 상기 모듈 케이스(200)의 일측에 마련되어 냉각수 유동을 통해 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 냉각시킬 수 있다. 예로써, 상기 히트 싱크(300)는 상기 모듈 케이스(200)의 상측에 구비될 수 있다.
이러한 상기 히트 싱크(300)는, 히트 싱크 본체(310), 입구 포트(320), 출구 포트(330) 및 냉각 유로(350)를 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크 본체(310)는, 상기 모듈 케이스(200)의 일측, 본 실시예의 경우, 상기 모듈 케이스(200)의 상측을 커버할 수 있다. 이러한 상기 히트 싱크 본체(310)는 높은 방열 성능을 갖는 메탈 재질로 구비될 수 있다.
상기 입구 포트(320)는, 상기 히트 싱크 본체(310)의 일측, 본 실시예의 경우, 히트 싱크 본체(310)의 전방에 마련될 수 있다. 이러한 상기 입구 포트(320)는 외부 냉각 장치와 연결되어 후술하는 냉각 유로(350)로 냉각수를 공급할 수 있다.
상기 출구 포트(330)는, 상기 입구 포트(320)의 반대편인 상기 히트 싱크 본체(310)의 타측, 본 실시예의 경우, 상기 히트 싱크 본체(310)의 후방에 마련될 수 있다.
이러한 상기 출구 포트(330)는, 후술하는 냉각 유로(350) 내에서 유동한 상기 냉각수를 상기 히트 싱크 본체(310) 밖으로 내보낼 수 있다. 이를 위해, 상기 출구 포트(330)는 상기 외부 냉각 장치와 연결되어 상기 냉각수를 상기 외부 냉각 장치로 내보낼 수 있다.
상기 냉각 유로(350)는, 상기 입구 포트(310)와 상기 출구 포트(330)와 연결될 수 있다. 이러한 상기 냉각 유로(350)는, 상기 냉각수 유동을 통해 상기 배터리 셀들(100)을 냉각시킬 수 있다.
상기 냉각 유로(350)는 상기 냉각수가 유입되는 상기 입구 포트(310)로부터 상기 냉각수가 내보내지는 출구 포트(330)를 향해 순차적으로 분기될 수 있다. 구체적으로, 상기 냉각 유로(350)는 상기 입구 포트(310) 측 부근에서 순차적으로 다단 분기될 수 있다.
이러한 상기 냉각 유로(350)는, 입구 유로(360), 분기 유로(370), 브릿지 유로(380) 및 출구 유로(390)를 포함할 수 있다.
상기 입구 유로(360)는, 상기 히트 싱크 본체(310)의 전후 방향을 따라 소정 길이로 형성되며, 상기 입구 포트(310)와 연통될 수 있다.
상기 분기 유로(370)는, 상기 입구 유로(360)와 연통되게 형성될 수 있으며, 상기 냉각수를 상기 히트 싱크 본체(310)의 전후 방향에서 순차적으로 다단 분기시킬 수 있다.
이러한 상기 분기 유로(370)는, 제1 분기부(371), 제2 분기부(375) 및 제3 분기부(379)를 포함할 수 있다.
상기 제1 분기부(371)는, 상기 입구 유로(360)와 연통되며, 적어도 세 방향으로 분기될 수 있다.
이러한 상기 제1 분기부(371)는, 메인 분기부(372) 및 사이드 분기부(374)를 포함할 수 있다.
상기 메인 분기부(372)는, 후술하는 제2 분기부(375)와 연통되며, 상기 히트 싱크 본체(310)의 전후 방향을 따라 소정 길이를 갖도록 구비될 수 있다.
상기 사이드 분기부(374)는, 한 쌍으로 구비되며, 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 상기 메인 분기부(372) 양측에서 후술하는 복수 개의 브릿지 유로들(380), 구체적으로, 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 최외곽의 브릿지 유로들(380)과 연통할 수 있다.
상기 제2 분기부(375)는, 상기 제1 분기부(371)와 연통되며, 적어도 세 방향으로 분기될 수 있다.
이러한 상기 제2 분기부(375)는, 메인 분기부(376) 및 사이드 분기부(378)를 포함할 수 있다.
상기 메인 분기부(376)는, 상기 제1 분기부(371)와 후술하는 제3 분기부(379)를 연결할 수 있다. 이러한 상기 메인 분기부(376)는 상기 제1 분기부(371)의 메인 분기부(372)와 상기 히트 싱크 본체(310)의 전후 방향에서 동일 선상에 배치될 수 있다.
상기 사이드 분기부(378)는, 한 쌍으로 구비되며, 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 상기 메인 분기부(376) 양측에서 후술하는 복수 개의 브릿지 유로들(380), 구체적으로, 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 최외곽의 브릿지 유로들(380) 안쪽에 배치되는 브릿지 유로들(380)과 연통할 수 있다.
상기 제3 분기부(379)는, 상기 제2 분기부(375)와 연통되며, 적어도 두 방향으로 분기될 수 있다. 이러한 상기 제3 분기부(379)는 후술하는 복수 개의 브릿지 유로들(380), 구체적으로, 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 중앙 부분에 브릿지 유로들(380)과 연통될 수 있다.
상기 브릿지 유로(380)는, 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 브릿지 유로(380)는, 상기 분기 유로(370)와 연통되며, 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격될 수 있다.
상기 출구 유로(390)는, 상기 복수 개의 브릿지 유로(380)와 상기 출구 포트(330)를 연통시키며, 상기 히트 싱크 본체(310)의 타측, 본 실시예의 경우, 상기 히트 싱크 본체(310)의 후방에 마련될 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 히트 싱크(300)의 냉각수 유동에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 5 및 도 6은 도 2의 히트 싱크의 냉각수 유동을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 5의 히트 싱크의 냉각수 유동 시 압력 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 상기 배터리 셀들(100)의 냉각 시, 상기 히트 싱크(300)는 상기 냉각수 유동을 통해 상기 배터리 셀들(100)을 냉각시킬 수 있다.
구체적으로 살펴 보면, 상기 냉각수는 상기 히트 싱크(300)의 상기 입구 포트(320)로부터 유입될 수 있다. 이후, 상기 냉각수는 상기 냉각 유로(350)의 상기 입구 유로(360)를 거친 후 상기 분기 유로(370)에서 다단 분기될 수 있다.
상기 냉각수는 일차적으로 상기 분기 유로(370)의 상기 제1 분기부(371)에서 분기될 수 있다. 구체적으로, 상기 냉각수는 먼저 상기 제1 분기부(371)의 상기 메인 분기부(372) 및 상기 한 쌍의 사이드 분기부들(374)로 분기될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 제1 분기부(371)의 상기 메인 분기부(372)로 분기된 냉각수는 상기 제2 분기부(375) 측으로 유동하며, 상기 제1 분기부(371)의 상기 한 쌍의 사이드 분기부들(374)로 분기된 냉각수는 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 최외곽에 배치되는 브릿지 유로들(380) 측으로 유동할 수 있다.
상기 제2 분기부(375) 측으로 유동한 냉각수는 상기 제2 분기부(375)에서 다시 분기될 수 있다. 구체적으로, 상기 냉각수는 상기 제2 분기부(375)의 상기 메인 분기부(376) 및 상기 한 쌍의 사이드 분기부들(378)로 분기될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 제2 분기부(375)의 상기 메인 분기부(376)로 분기된 냉각수는 상기 제3 분기부(379) 측으로 유동하며, 상기 제2 분기부(375)의 상기 한 쌍의 사이드 분기부들(376)로 분기된 냉각수는 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 최외곽에 배치되는 브릿지 유로들(380) 안쪽에 배치되는 브릿지 유로들(380) 측으로 유동할 수 있다.
상기 제3 분기부(379) 측으로 유동한 냉각수는 두 방향으로 분기되어 상기 히트 싱크 본체(310)의 폭 방향에 따른 중앙 부분에 브릿지 유로들(380) 측으로 유동할 수 있다.
이후, 상기 복수 개의 브릿지 유로들(380)을 통해 유동한 냉각수들은 상기 출구 유로(390)에서 모인 후 상기 출구 포트(330)를 통해 상기 히트 싱크(300) 밖으로 내보내질 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 히트 싱크(300)는 이러한 순차적인 다단 분기 구조를 통해 상기 입구 포트(320)와 상기 출구 포트(330) 사이에서 상기 복수 개의 브릿지 유로들(380) 측으로 상기 냉각수를 고르게 유동될 수 있게 분배시킬 수 있다.
본 실시예에서는 이러한 상기 복수 개의 브릿지 유로들(380)이 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 일측에 고르게 배치되므로, 상기 배터리 셀들(100)의 냉각 편차를 현저히 줄일 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는, 도 5 및 도 7에 개시된 바와 같이, 이러한 순차적인 다단 분기 구조를 통해 각각의 브릿지 유로들(380)의 압력 값(P1 내지 P6)이 상대적으로 동등하게 유지될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 히트 싱크(300)의 상기 입구 포트(310)와 상기 출구 포트(330) 사이에서 압력 강하(Pressure drop)를 최소화하여, 상기 히트 싱크(300)의 냉각 성능 저하를 방지하여 상기 히트 싱크(300)의 냉각 효율을 현저히 높일 수 있다.
도 8은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 히트 싱크를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 히트 싱크(400)는 앞선 실시예의 상기 히트 싱크(300)와 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 상기 히트 싱크(400)는, 히트 싱크 본체(410), 입구 포트(420), 출구 포트(430) 및 냉각 유로(450)를 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크 본체(410), 상기 입구 포트(420) 및 상기 출구 포트(430)는 앞선 실시예와 대비하여 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 냉각 유로(450)는, 입구 유로(360), 분기 유로(470), 브릿지 유로(480) 및 출구 유로(490)를 포함할 수 있다.
상기 입구 유로(360), 분기 유로(470) 및 상기 출구 유로(490)는 앞선 실시예와 대비하여 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 브릿지 유로(480)는, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 브릿지 유로(480)는, 상기 히트 싱크 본체(410)의 폭 방향 양측에서 중앙으로 갈수록 더 큰 폭을 가질 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 복수 개의 브릿지 유로(480)의 폭이 상기 히트 싱크 본체(410)의 중앙에서 커지므로, 최외곽에 배치되는 배터리 셀들보다 상대적으로 더 높은 온도로 발열되는 중앙 부분의 배터리 셀들의 냉각 효율을 더 높일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차(V)의 연료원으로써, 자동차(V)에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차(V)에 구비될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차(V) 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차(V)와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차(V) 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 상기 히트 싱크(300, 400)의 냉각 편차를 개선하고 냉각 성능 저하를 방지할 수 있는 상기 배터리 모듈(10), 이러한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 상기 배터리 팩(1) 및 이러한 상기 배터리 팩(1)을 포함하는 상기 자동차(V)를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
V: 자동차
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스
100: 배터리 셀
200: 모듈 케이스
300: 히트 싱크
310: 히트 싱크 본체
320: 입구 포트
330: 출구 포트
350: 냉각 유로
360: 입구 유로
370: 분기 유로
371: 제1 분기부
372: 메인 분기부
374: 사이드 분기부
375: 제2 분기부
376: 메인 분기부
378: 사이드 분기부
379: 제3 분기부
380: 브릿지 유로
390: 출구 유로
400: 히트 싱크
410: 히트 싱크 본체
420: 입구 포트
430: 출구 포트
450: 냉각 유로
460: 입구 유로
470: 분기 유로
480: 브릿지 유로
490: 출구 유로

Claims (10)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    복수 개의 배터리 셀들;
    상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스; 및
    상기 모듈 케이스의 적어도 일측에 마련되어 냉각수 유동을 통해 상기 복수 개의 배터리 셀을 냉각시키는 히트 싱크로서, 상기 히트 싱크는, 상기 히트 싱크의 입구 측으로부터 출구 측으로 정의된 냉각수의 유동 방향을 따라 분기 위치들의 순차적 배열을 갖는 냉각 유로를 구비하는 상기 히트 싱크;를 포함하며,
    상기 냉각 유로는, 각각의 분기 위치에서 복수의 분기들로 분기되며,
    상기 히트 싱크는,
    상기 모듈 케이스의 일측을 커버하는 히트 싱크 본체;
    상기 히트 싱크 본체의 일측에 구비되며, 상기 냉각 유로로 상기 냉각수를 공급하는 입구 포트; 및
    상기 입구 포트의 반대편인 상기 히트 싱크 본체의 타측에 구비되며, 상기 냉각 유로 내에서 유동한 상기 냉각수를 상기 히트 싱크 본체 밖으로 내보내는 출구 포트;를 포함하며,
    상기 냉각 유로는,
    상기 입구 포트 측에서 순차적으로 다단 분기되며,
    상기 냉각 유로는,
    상기 입구 포트와 연통되는 입구 유로;
    상기 입구 유로와 연통되며, 상기 냉각수를 순차적으로 다단 분기시키는 분기 유로;
    상기 분기 유로와 연통되며, 상기 히트 싱크 본체의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격되는 복수 개의 브릿지 유로; 및
    상기 복수 개의 브릿지 유로와 상기 출구 포트를 연통시키는 출구 유로;를 포함하며,
    상기 복수 개의 브릿지 유로들은,
    상기 복수 개의 배터리 셀들 중 최외곽에 배치되는 배터리 셀들보다 높은 온도로 발열되는 중앙 부분의 배터리 셀들의 냉각 효율을 높일 수 있게 상기 히트 싱크 본체의 폭 방향 양측에서 중앙으로 갈수록 더 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분기 유로는,
    상기 입구 유로와 연통되며, 적어도 세 개의 제1 분기들로 분기되는 제1 분기부;
    상기 제1 분기부와 연통되며, 적어도 세 개의 제2 분기들로 분기되는 제2 분기부; 및
    상기 제2 분기부와 연통되며, 적어도 두 개의 제3 분기들로 분기되는 제3 분기부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 분기부의 상기 적어도 세 개의 제1 분기들은,
    상기 제2 분기부와 연통되는 메인 제1 분기부; 및
    상기 메인 제1 분기부 양측에서 상기 복수 개의 브릿지 유로들과 연통되는 사이드 제1 분기부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 분기부의 상기 적어도 세 개의 제2 분기들은,
    상기 제1 분기부와 상기 제3 분기부를 연결하는 메인 제2 분기부; 및
    상기 메인 제2 분기부 양측에서 상기 복수 개의 브릿지 유로들과 연통되는 사이드 제2 분기부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제3 분기부의 상기 적어도 두 개의 제3 분기들은,
    상기 복수 개의 브릿지 유로들과 연통되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 삭제
  9. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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