KR20100041452A - 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리 - Google Patents

냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR20100041452A
KR20100041452A KR1020080100635A KR20080100635A KR20100041452A KR 20100041452 A KR20100041452 A KR 20100041452A KR 1020080100635 A KR1020080100635 A KR 1020080100635A KR 20080100635 A KR20080100635 A KR 20080100635A KR 20100041452 A KR20100041452 A KR 20100041452A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery module
refrigerant
module assembly
battery
cooling member
Prior art date
Application number
KR1020080100635A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101112442B1 (ko
Inventor
이진규
신용식
윤희수
이범현
강달모
윤종문
여재성
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1020080100635A priority Critical patent/KR101112442B1/ko
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to RU2011112810/07A priority patent/RU2479895C2/ru
Priority to CN2009801393467A priority patent/CN102171884A/zh
Priority to CN201410356806.4A priority patent/CN104218272B/zh
Priority to JP2011530935A priority patent/JP5431486B2/ja
Priority to US13/122,210 priority patent/US8846233B2/en
Priority to ES09820703.8T priority patent/ES2549907T3/es
Priority to PCT/KR2009/005406 priority patent/WO2010044553A2/ko
Priority to EP09820703.8A priority patent/EP2337143B1/en
Publication of KR20100041452A publication Critical patent/KR20100041452A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101112442B1 publication Critical patent/KR101112442B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 다수의 전지셀 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 모듈 케이스에 내장되어 있는 구조의 전지모듈 다수 개가, 전기적으로 상호 연결된 상태에서, 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있고, 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 상기 전지모듈의 외면에 장착되어 있는 전지모듈 어셈블리를 제공한다.

Description

냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리 {Battery Module Assembly of Improved Cooling Efficiency}
본 발명은 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다수의 전지셀 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 모듈 케이스에 내장되어 있는 구조의 전지모듈 다수 개가, 전기적으로 상호 연결된 상태에서, 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있고, 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 상기 전지모듈의 외면에 장착되어 있는 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.
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.
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.
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 전지셀로서 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.
중대형 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.
또한, 중대형 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시키는 바, 충방전 과정에서 발생한 단위전지의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 단위전지의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발의 위험성도 존재한다. 따라서, 고출력 대용량의 전지인 차량용 전지팩에는 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.
일반적으로 하이브리드 전기자동차는 시동을 거는 경우 전지팩의 전원을 사 용하고, 운행중에는 가솔린과 같은 유류를 사용하므로 발열량이 상대적으로 크지 않아, 하이브리드 전기자동차에 적용되는 차량용 전지팩에는 공기를 이용한 냉각시스템이 주로 사용되고 있다.
그러나, 플러그-인 하이브리드 전기자동차는 시동뿐만 아니라 초기 주행시에도 차량용 전지팩의 전원을 사용하므로, 전지팩의 크기가 커지고 충방전 횟수가 상대적으로 증가하게 되어 발열량이 커지는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결하여 차량용 전지팩에 포함되는 전지모듈 어셈블리의 냉각효율성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 전지모듈 어셈블리를 구성하는 전지모듈의 외면에 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재를 장착하는 경우, 놀랍게도, 전지모듈의 냉각효율이 크게 향상되고, 이는 전지모듈 어셈블리의 수명 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
또한, 냉매 도관의 구조 또는 개수를 다양하게 구성하여 냉매 유입구와 냉매 배출구의 배치를 다양화시킬 수 있고, 전지모듈 어셈블리의 냉각시스템을 유연하게 설계할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 다수의 전지셀 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 모듈 케이스에 내장되어 있는 구조의 전지모듈 다수 개가, 전기적으로 상호 연결된 상태에서, 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있고, 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 상기 전지모듈의 외면에 장착되어 있는 구조로 이루어져 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리에서, 전지모듈의 외면에는 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 장착되어 있어서, 종래의 공냉식 냉각시스템을 사용하는 전지모듈 어셈블리에 비해 냉각 효율을 크게 증가시킬 수 있다.
또한, 전지모듈의 발열량 수준에 따라 냉매 도관 부위의 면적을 변경시키고, 액상 냉매의 적절한 선택을 통해 유연한 냉각 시스템을 구성할 수 있다.
하나의 바람직한 예로서, 상기 냉각부재는 전지모듈들 사이의 계면 및/또는 최외각 전지모듈의 외면에 장착되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 냉각부재는 필요에 따라 전지모듈들 사이의 계면 모두에 장착되거나, 또는 최외각 전지모듈의 외면에만 장착되거나, 또는 전지모듈들 사이의 계면 및 최외각 전지모듈의 외면 모두에 장착된 구조일 수 있다.
이러한 냉각부재의 장착구조는 소망하는 냉각 수준에 따라 선택적으로 사용 될 수 있음은 물론이다.
바람직하게는, 상기 냉각부재는 전지모듈의 외면에 대응하는 형상의 플레이트 본체에 하나 또는 둘 이상의 냉매 도관이 설치되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 냉매 도관은 필요에 따라 플레이트 본체의 외면에 하나 또는 다 수 개가 소정의 형상으로 설치될 수 있으며, 이러한 냉매 도관의 개수에 따라 전지모듈 어셈블리의 냉각 시스템을 유연하게 구성할 수 있다.
상기 구조에서, 플레이트 본체와 냉매 도관의 결합 구조는 상호 결합이 용이한 구조이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어 플레이트 본체의 외면에는 냉매 도관의 폭에 대응하는 연속적인 그루브가 형성되어 있고, 상기 그루브에 냉매 도관이 삽입되는 형태로 고정되어 있을 수 있다.
이 경우, 상기 냉매 도관은 냉매 유입구와 냉매 배출구가 플레이트 본체로부터 돌출된 형태로 설치되어 있어서, 외부로부터 냉매를 냉매 유입구로 용이하게 유입할 수 있고, 또한 유입된 액상 냉매는 냉매 도관을 따라 유동하면서 냉매 도관에 인접한 전지모듈을 냉각시키고 외부에 위치한 냉매 배출구로 용이하게 배출될 수 있다.
이러한 구조에서, 전지모듈 어셈블리가 장착되는 외부 디바이스의 구조에 따라 냉매 유입구와 냉매 배출구의 위치는 달라질 수 있으며, 예를 들어 상기 냉매 유입구와 냉매 배출구는 동일한 방향으로 위치하거나 또는 반대 방향으로 위치할 수 있다.
한편, 상기 냉매 도관은 반복적인 형상을 이루면서 절곡되어 있는 부위를 포함하고 있는 구조일 수 있다.
구체적으로는, 냉매 도관은 인접한 전지모듈과의 계면적을 최대화하여 냉각효율을 향상시킬 수 있도록, 반복적인 형상으로 절곡되어 있을 수 있다. 이러한 반복적인 냉매 도관의 형상은 예를 들어, 평면상 'ㄷ'자 형상이 지그재그로 절곡되거나, 전기장판의 코일 형상 등으로 이루어질 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전지모듈로부터 냉각부재로의 열전도율을 높일 수 있도록, 상기 전지모듈과 접촉될 수 있는 하나 또는 둘 이상의 열전도성 고정구가 냉매 도관에 연결되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 열전도성 고정구는 전지모듈과 직접 접촉되는 구조로 이루어져 있으므로, 냉매 도관에 흐르는 액상 냉매의 저온을 전지모듈로 직접 전달할 수 있다.
상기 구조의 하나의 예로서, 열전도성 고정구는 플레이트 본체의 그루브에 대해 냉매 도관을 고정하는 구조로 설치되어 있을 수 있다.
예를 들어, 냉각 부재의 플레이트 본체상에 형성되어 있는 그루브에 냉매 도관을 삽입하고, 열전도성 고정구를 냉매 도관의 상부로부터 장착하는 과정에서 열전도성 고정구는 냉매 도관을 플레이트 본체의 그루브에 용이하게 고정할 수 있다.
상기 열전도성 고정구는 냉매 도관을 용이하게 고정할 수 있는 구조이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어 판상형 플레이트상에 상기 냉매 도관의 적어도 일부 외면을 감싸는 형상의 탄성체가 장착되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 구조에서, 탄성체는 수직 단면상 일측에 개구가 형성된 링 구조로 이루 어져 있어서, 냉매 도관을 탄력적으로 감싸면서 플레이트 본체의 그루브에 보다 효과적으로 고정시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 플레이트 본체에는 열전도성 고정구를 장착하기 위한 만입부가 열도전성 고정구에 대응하여 형성되어 있어서, 열도전성 고정구는 플레이트 본체의 만입부에 삽입되어 상호간의 결합을 견고히 할 수 있다.
상기 냉매 도관은 플레이트 본체의 일측 면 또는 양측 면에 각각 설치되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 냉매 도관은 소망하는 전지모듈 어셈블리의 냉각 온도에 따라 플레이트 본체의 일측 또는 양측 면에 선택적으로 설치될 수 있으며, 일반적으로는 냉매 도관이 플레이트 본체의 양측 면에 설치되는 구조가 전지모듈을 더욱 효과적으로 냉각시킬 수 있으므로 바람직하다.
상기 구조에서, 냉매 도관은 절연성 플레이트들의 양측 면에 서로 독립적으로 설치되어 있고, 상기 냉매 도관들의 유입구와 배출구는 각각 동일한 방향, 또는 서로 다른 방향으로 위치되어 있는 구조일 수 있다.
따라서, 냉매 도관이 플레이트 본체의 양 측면에 서로 독립적으로 형성된 구조는, 냉매 유입구와 냉배 배출구의 배치를 유연하게 할 수 있기 때문에 전지모듈 어셈블리의 냉각 구조의 유연한 설계를 가능하게 한다.
한편, 상기 플레이트 본체는 전기 절연성 소재 또는 열전도성 소재로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 고무 소재로 이루어질 수 있다.
구체적으로는, 전기 절연성 소재로 이루어진 플레이트 본체는 전지모듈과 상 호 절연된 상태로 유지할 수 있고, 열전도성 소재로 이루어진 플레이트 본체는 전지모듈에서 발생한 열을 용이하게 전도할 수 있으므로 전지모듈의 냉각을 효과적으로 수행할 수 있다.
상기 고무 소재는 전지모듈간을 절연시키는 역할을 수행함과 동시에 외력으로부터 전지모듈 어셈블리를 탄력적으로 보호할 수 있으므로 바람직하다.
상기 냉매 도관은 열전도성이 뛰어난 소재이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어 금속 소재로 이루어질 수 있다.
상기 액상 냉매는 냉매 도관에서 용이하게 흐르면서 냉각성이 뛰어난 냉매이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어 비용이 저렴한 물로 이루어질 수 있다.
상기 전지모듈 어셈블리는 둘 또는 그 이상의 냉각부재들을 포함하고 있고, 상기 냉각부재들은 하나의 냉각부재를 통해 유입된 냉매가 다른 냉각부재에 연속적으로 유입될 수 있도록 상기 냉각부재들의 냉매 도관들이 상호 연결되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
이러한 냉매 도관들이 상호 연결되어 있는 구조는 냉매 유입구와 냉매 배출구가 각각 하나씩 있거나, 냉매 유입구는 하나이고 냉매 배출구는 2개인 경우 등 냉매 도관들을 연결하는 방법에 따라 다양한 조합으로 이루어질 수 있고, 이로 인해 전지모듈 어셈블리의 냉각 시스템을 유연하게 구성할 수 있다.
상기 전지셀은 전지모듈의 구성을 위해 충적되었을 때 전체 크기를 최소화할 수 있도록 얇은 두께와 상대적으로 넓은 폭 및 길이를 가진 판상형 전지셀일 수 있다. 그러한 바람직한 예로는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지 케이스에 전극조립체가 내장되어 있고 상하 양단부에 전극단자가 돌출되어 있는 구조의 이차전지를 들 수 있으며, 구체적으로, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 이차전지를 파우치형 전지셀로 칭하기도 한다.
참고로, 본 명세서에서 사용된 용어 "전지모듈"은 둘 또는 그 이상의 충방전 전지셀들 또는 단위모듈들을 기계적으로 체결하고 동시에 전기적으로 연결하여 고출력 대용량의 전기를 제공할 수 있는 전지 시스템의 구조를 포괄적으로 의미하므로, 그 자체로서 하나의 장치를 구성하거나, 또는 대형 장치의 일부를 구성하는 경우를 모두 포함한다. 예를 들어, 소형 전지모듈을 다수 개 연결한 대형 전지모듈의 구성도 가능하고, 전지셀들을 소수 연결한 구조의 단위모듈을 다수 개 연결한 구성도 가능하다.
한편, 상기 단위모듈의 구조는 다양한 구성으로 이루어질 수 있으며, 바람직한 예를 하기에서 설명한다.
단위모듈은 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들이 직렬로 상호 연결되어 있는 구조로서, 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층 구조를 이루고 있는 2 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 전극단자 부위를 제외하고 상기 전지셀들의 외면을 감싸도록 결합되는 고강도 셀 커버를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
이러한 전지셀들은 2 또는 그 이상의 단위로 합성수지 또는 금속 소재의 고강도 셀 커버에 감싸인 구조로 하나의 단위모듈을 구성할 수 있는 바, 상기 고강도 셀 커버는 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다. 따라서, 궁극적으로 더욱 안전성이 우수한 전지모듈 어셈블리의 제조가 가능해 진다.
단위모듈 내부 또는 단위모듈 상호간의 전지셀들은 직렬 및/또는 병렬 방식으로 연결되어 있으며, 바람직한 예에서, 전지셀들을 그것의 전극단자들이 연속적으로 상호 인접하도록 길이방향으로 직렬 배열한 상태에서 전극단자들을 결합시킨 뒤, 2 또는 그 이상의 단위로 전지셀들을 중첩되게 접고 소정의 단위로 셀 커버에 의해 감쌈으로써 다수의 단위모듈들을 제조할 수 있다.
상기 전극단자들의 결합은 용접, 솔더링, 기계적 체결 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 용접으로 달성될 수 있다.
전극단자들이 상호 연결되어 있고 높은 밀집도로 충적된 다수의 전지셀 또는 단위모듈들은, 바람직하게는, 조립식 체결구조로 결합되는 상하 분리형의 케이스에 수직으로 장착되어 상기 장방형 전지모듈을 구성할 수 있다.
단위모듈과 이러한 단위모듈 다수 개를 사용하여 제조되는 장방형 전지모듈의 더욱 구체적인 내용은 본 출원인의 한국 특허출원 제2006-45443호와 제2006-45444호에 개시되어 있으며, 상기 내용은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.
경우에 따라서는, 상기 전지모듈로부터 냉각부재로의 열전도율을 높이기 위해, 상기 전지모듈에는 적어도 냉각부재에 접하는 부위로 연장되어 있는 열전도성의 부재가 추가로 설치될 수 있다. 상기 열전도성 부재는 다양한 구조일 수 있으며, 예를 들어, 금속 판재의 형상일 수 있다.
본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는 고출력 대용량의 달성을 위해 다수의 전지셀들을 포함함으로써, 충방전시 발생하는 고열이 안전성 측면에서 심각하게 대두되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 등의 전원에 바람직하게 사용될 수 있다.
특히, 플러그-인 하이브리드 전기자동차는 앞서 언급한 바와 같이, 시동뿐만 아니라 초기 주행시에도 차량용 전지모듈 어셈블리의 전원을 사용하므로, 충방전 횟수가 상대적으로 증가하게 되어 발열량이 커지는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 전지모듈 어셈블리는 수냉식 구조로 구성되어 있으므로 냉각 성능이 우수하여 상기와 같은 발열량 문제를 용이하게 해소시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 다수의 전지셀들이 전기적으로 상호 연결된 상태에서 측면방향으로 상호 접하도록 배열되어 있고, 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 상기 전지셀의 외면에 장착되어 있는 전지모듈을 제공한다.
따라서, 상기 구조와 같이 전지셀들로만 구성된 전지모듈에서, 전지셀의 외면에는 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 장착되어 있으므로, 냉매 도관 내부에서 유동되는 액상 냉매에 의해 전지셀들을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 전지셀 또는 전지모듈을 냉각시키기 위해 상기 전지셀 또는 전지모듈의 외면에 장착되는 냉각부재를 제공한다.
구체적으로, 상기 냉각부재는 전지셀 또는 전지모듈의 외면에 대응하는 형상의 플레이트 본체에 연속적인 그루브가 형성되어 있고, 상기 그루브에 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관이 삽입된 상태로 고정되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
이러한 구조에서, 상기 냉각 부재는 전지셀 또는 전지모듈로부터 냉각부재로의 열전도율을 높일 수 있도록, 상기 전지셀 또는 전지모듈과 접촉될 수 있는 하나 또는 둘 이상의 열전도성 고정구가 냉매 도관에 연결되어 있는 구조로 구성될 수 있다.
따라서, 앞서 언급한 바와 같이, 이러한 열전도성 고정구는 전지모듈과 접촉되는 구조로 이루어져 있어서, 전지모듈에서 발생한 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 냉매 도관은 플레이트 본체부터 냉매 유입구와 냉매 배출구가 돌출된 형태로 상기 플레이트 본체의 양 측면에 각각 설치되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
구체적으로는, 액상 냉매는 플레이트 본체로부터 돌출된 냉매 유입구로 유입되어 플레이트 본체의 양 측면에 각각 설치되어 있는 냉매 도관을 경유하여 플레이트 본체로부터 돌출된 냉매 배출구로 배출됨으로써 전지셀 또는 전지모듈을 냉각시키게 된다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 모식도가 도 시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전지모듈 어셈블리(100)는, 전기적으로 상호 연결된 상태에서 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있는 2 개의 전지모듈(110, 120)과, 전지모듈들(110, 120)의 외면에 장착되어 있는 3 개의 냉각 부재들(200)로 구성되어 있다.
냉각부재들(200)은 전지모듈들(110, 120) 사이의 계면과 최외각 전지모듈(110, 120)의 외면에 각각 장착되어 있고, 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관(250)을 포함하고 있다.
도 2에는 도 1의 냉각부재의 모식도가 도시되어 있다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 냉각부재(200)는 2 개의 냉매 도관(210, 220)이 전지모듈(120)의 외면에 대응하는 형상으로 이루어진 플레이트 본체(230)의 양측 면에 각각 설치되어 있고, 냉매 유입구(260)와 냉매 배출구(270)는 냉매 도관(250)의 단부에 서로 반대 방향으로 위치한 상태로, 플레이트 본체(230)로부터 각각 외부로 돌출되어 있다.
또한, 냉매 도관(250)은 냉매 도관(250)의 폭에 대응하는 크기로 플레이트 본체(230)의 외면에 형성되어 있는 그루브(240)에 삽입되어 있고, 냉매 도관(250)과 플레이트 본체(230)의 계면적을 최대화할 수 있도록 평면상 'ㄷ'자인 반복적 형상을 이루면서 절곡되어 있는 부위를 포함하고 있다.
한편, 플레이트 본체(230)의 절곡 부위에는 만입부(도시하지 않음)가 열도전성 고정구(300)에 대응하는 크기로 형성되어 있고, 열전도성 고정구들(300)은 플레 이트 본체(230)의 그루브(240)에 삽입된 냉매 도관(250)의 절곡부위를 고정시키고 있다.
더욱이, 열전도성 고정구(300)는 전지모듈(120)의 외면과 직접 접촉한 구조로 이루어져 있으므로, 전지모듈들(110, 120)로부터 냉각부재(230)로의 열전도율을 높일 수 있다.
도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각부재의 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 냉매 유입구(222)와 냉매 배출구(224)가 냉매 도관(252)의 단부에 서로 동일한 방향으로 위치한 점을 제외하고는 도 2와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5에는 도 1의 전지모듈 어셈블리에서 본 발명의 다양한 실시예에 따른 냉매 도관들이 연결되어 있는 구조의 모식도들이 도시되어 있다.
우선 도 4를 참조하면, 전지모듈 어셈블리(400)는 2 개의 전지모듈들(110, 120)과 3 개의 냉각부재들(230)로 구성되어 있고, 각각의 냉각부재들(232, 242)의 냉매 도관들(420, 410)은 상호 연결되어 있다. 또한, 냉매 유입구(430)와 냉매 배출구(450)는 전지모듈 어셈블리(400)의 우측 상단과 하단에 각각 동일한 방향으로 위치하고 있다.
따라서, 액상 냉매는 전지모듈 어셈블리(400)의 우측 상단에 위치한 냉매 유입구(430)를 통해 유입되고, 제 1 최외각 전지모듈(110)의 외면 및 전지모듈들(110, 120)의 계면에 위치한 냉각부재(242)의 냉매 도관(도시하지 않음)을 따라 순차적으로 통과한 후 제 2 최외각 전지모듈(120)의 외면에 위치한 냉각부재(232)의 냉매 도관(410)을 통과하여 전지모듈 어셈블리(400)의 우측 하단에 위치한 냉매 배출구(450)를 통해 외부로 배출 된다.
다음으로, 도 5의 전지모듈 어셈블리(500)를 참조하면, 냉매 유입구(510)와 냉매 배출구(520)는 전지모듈 어셈블리(500)의 좌측과 우측 일부 부위에 각각 다른 방향으로 위치하고 있다.
도 6에는 도 1의 전지모듈의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 6을 도 2와 함께 참조하면, 전지모듈(120)은 8 개의 전지셀들(1210)을 에어 갭 없이 측면으로 적층하여 모듈 케이스(1220)에 장착한 구조로 이루어져 있고, 도 2의 냉각부재(200)를 최외각 전지셀의 외면에 부착하게 된다. 냉각부재(200)로의 열전도율을 높이기 위하여, 전지모듈(120)에는 적어도 냉각부재(200)에 접하는 부위로 연장되어 있는 열전도성의 판재(1230)가 설치될 수 있다.
도 7에는 도 4의 열전도성 고정구의 측면도 및 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 7을 도 4와 함께 참조하면, 열전도성 고정구(300)는 판상형 플레이트(310) 상에 도 4의 냉매 도관(440)의 외면을 감싸는 형상의 탄성체가 장착되어 있고, 탄성체는 수직 단면상 일측에 개구(330)가 형성된 링(320)으로 이루어져 있다.
따라서, 링(320)은 개구(330)를 통해 냉매 도관(440)을 감싸면서 플레이트 본체(232)의 그루브에 대해 냉매 도관을 고정하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는 전지모듈의 외면에 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재를 장착하는 구조로 이루어져 있어서, 전지모듈의 냉각효율을 크게 향상시키고 결과적으로 전지모듈의 수명 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 냉매 도관이 다양한 구조로 형성되어 있어서 유연한 전지모듈 어셈블리의 냉각시스템을 용이하게 구성할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 모식도이다;
도 2는 도 1의 냉각부재의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각부재의 모식도이다;
도 4 및 도 5는 도 1의 전지모듈 어셈블리에서 본 발명의 다양한 실시예에 따른 냉매 도관들이 연결되어 있는 구조의 모식도들이다;
도 6은 도 4의 전지모듈의 사시도이다;
도 7은 도 4의 열전도성 고정구의 측면도 및 사시도이다.

Claims (26)

  1. 다수의 전지셀 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 모듈 케이스에 내장되어 있는 구조의 전지모듈 다수 개가, 전기적으로 상호 연결된 상태에서, 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있고, 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 상기 전지모듈의 외면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각부재는 전지모듈들 사이의 계면 및/또는 최외각 전지모듈의 외면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각부재는 전지모듈의 외면에 대응하는 형상의 플레이트 본체에 하나 또는 둘 이상의 냉매 도관이 설치되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 플레이트 본체의 외면에는 냉매 도관의 폭에 대응하는 연속적인 그루브가 형성되어 있고, 상기 그루브에 냉매 도관이 삽입되는 형태로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 냉매 도관은 냉매 유입구와 냉매 배출구가 플레이트 본체로부터 돌출된 형태로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 냉매 유입구와 냉매 배출구는 동일한 방향으로 위치하거나 또는 반대 방향으로 위치하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 냉매 도관은 반복적인 형상을 이루면서 절곡되어 있는 부위를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 전지모듈로부터 냉각부재로의 열전도율을 높일 수 있도록, 상기 전지모듈과 접촉될 수 있는 하나 또는 둘 이상의 열전도성 고정구가 냉매 도관에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 열전도성 고정구는 플레이트 본체의 그루브에 대해 냉매 도관을 고정하는 구조로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 열전도성 고정구는 판상형 플레이트상에 상기 냉매 도관에 대응하는 형상의 탄성체가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 탄성체는 수직 단면상 일측에 개구가 형성된 링 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 플레이트 본체에는 열전도성 고정구를 장착하기 위한 만입부가 열도전성 고정구에 대응하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  13. 제 4 항에 있어서, 상기 냉매 도관은 플레이트 본체의 일측 면 또는 양측 면에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 냉매 도관은 절연성 플레이트들의 양측 면에 서로 독립적으로 설치되어 있고, 상기 냉매 도관들의 유입구와 배출구는 각각 동일한 방향, 또는 서로 다른 방향으로 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  15. 제 3 항에 있어서, 상기 플레이트 본체는 절연성 소재 또는 열전도성 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 플레이트 본체는 고무 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 냉매 도관은 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 액상 냉매는 물인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈 어셈블리는 둘 또는 그 이상의 냉각부재들을 포함하고 있고, 상기 냉각부재들은 하나의 냉각부재를 통해 유입된 냉매가 다른 냉각부재에 연속적으로 유입될 수 있도록 상기 냉각부재들의 냉매 도관들이 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 판상형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈로부터 냉각부재로의 열전도율을 높이기 위해, 상기 전지모듈에는 적어도 냉각부재에 접하는 부위로 연장되어 있는 열전도성의 부재가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈 어셈블리는 전기자동차, 또는 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  23. 다수의 전지셀들이 전기적으로 상호 연결된 상태에서 측면방향으로 상호 접하도록 배열되어 있고, 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관을 포함하는 냉각부재가 상기 전지셀의 외면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  24. 전지셀 또는 전지모듈을 냉각시키기 위해 상기 전지셀 또는 전지모듈의 외면에 장착되는 냉각부재로서, 상기 냉각부재는 전지셀 또는 전지모듈의 외면에 대응하는 형상의 플레이트 본체에 연속적인 그루브가 형성되어 있고, 상기 그루브에 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 도관이 삽입된 상태로 고정되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각부재.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 전지셀 또는 전지모듈로부터 냉각부재로의 열전도율을 높일 수 있도록, 상기 전지셀 또는 전지모듈과 접촉될 수 있는 하나 또는 둘 이상의 열전도성 고정구가 냉매 도관에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각부재.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 냉매 도관은 플레이트 본체부터 냉매 유입구와 냉매 배출구가 돌출된 형태로 상기 플레이트 본체의 양측 면에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각부재.
KR1020080100635A 2008-10-14 2008-10-14 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리 KR101112442B1 (ko)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080100635A KR101112442B1 (ko) 2008-10-14 2008-10-14 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리
CN2009801393467A CN102171884A (zh) 2008-10-14 2009-09-23 具有提高的冷却效率的电池模块组件
CN201410356806.4A CN104218272B (zh) 2008-10-14 2009-09-23 电池模块组件、电池模块以及冷却部件
JP2011530935A JP5431486B2 (ja) 2008-10-14 2009-09-23 冷却効率を改良したバッテリーモジュールアセンブリー
RU2011112810/07A RU2479895C2 (ru) 2008-10-14 2009-09-23 Модульная сборка аккумуляторных батарей с повышенной эффективностью охлаждения
US13/122,210 US8846233B2 (en) 2008-10-14 2009-09-23 Battery module assembly of improved cooling efficiency
ES09820703.8T ES2549907T3 (es) 2008-10-14 2009-09-23 Conjunto de módulo de batería con eficiencia de refrigeración mejorada
PCT/KR2009/005406 WO2010044553A2 (ko) 2008-10-14 2009-09-23 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리
EP09820703.8A EP2337143B1 (en) 2008-10-14 2009-09-23 Battery module assembly with improved cooling efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080100635A KR101112442B1 (ko) 2008-10-14 2008-10-14 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100041452A true KR20100041452A (ko) 2010-04-22
KR101112442B1 KR101112442B1 (ko) 2012-02-20

Family

ID=42107012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080100635A KR101112442B1 (ko) 2008-10-14 2008-10-14 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8846233B2 (ko)
EP (1) EP2337143B1 (ko)
JP (1) JP5431486B2 (ko)
KR (1) KR101112442B1 (ko)
CN (2) CN104218272B (ko)
ES (1) ES2549907T3 (ko)
RU (1) RU2479895C2 (ko)
WO (1) WO2010044553A2 (ko)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120129031A1 (en) * 2010-11-22 2012-05-24 Korea Cooler Co., Ltd. Heat sink of battery cell for electric vehicles and battery cell module using the same
WO2012102496A3 (ko) * 2011-01-26 2012-10-18 주식회사 엘지화학 조립 생산성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
WO2012115351A3 (ko) * 2011-02-22 2012-10-18 주식회사 엘지화학 냉각 효율성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
KR101293211B1 (ko) * 2010-12-28 2013-08-05 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 수납장치, 배터리 모듈 온도조절 장치 및 이들을 포함하는 전력 저장 시스템
KR101326086B1 (ko) * 2010-08-16 2013-11-07 주식회사 엘지화학 콤팩트한 구조와 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 그것을 포함하는 중대형 전지팩
KR101367210B1 (ko) * 2011-12-09 2014-02-27 대한칼소닉주식회사 배터리 셀의 방열유닛
KR20140137905A (ko) * 2013-05-24 2014-12-03 엘지전자 주식회사 전기자동차의 배터리 셀 어셈블리 및 배터리 셀 모듈
US9452686B2 (en) 2010-05-18 2016-09-27 Lg Chem, Ltd. Cooling member of novel structure and battery module employed with the same
KR20180087370A (ko) * 2016-11-02 2018-08-01 주식회사 엘지화학 배터리 시스템
CN109524583A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 Sk新技术株式会社 用于二次电池的电池模块及包括该电池模块的电池组
KR20190053574A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
KR20190112572A (ko) * 2018-03-26 2019-10-07 에이치엘그린파워 주식회사 냉각용 블록을 공용으로 사용하기 위한 배터리 모듈 조립 구조 및 조립 방법
KR20220090870A (ko) * 2020-12-23 2022-06-30 고려대학교 산학협력단 배터리 셀 냉각 구조
KR20220133660A (ko) 2021-03-25 2022-10-05 에이치그린파워 주식회사 이중 냉각 유로형 수냉식 배터리 모듈을 갖춘 배터리 시스템 및 배터리 모듈 냉각 제어 방법
US11777157B2 (en) 2017-06-27 2023-10-03 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10033072B2 (en) 2012-01-05 2018-07-24 Electrovaya Inc. Fluid-cooled battery module containing battery cells
KR20130118145A (ko) * 2012-04-19 2013-10-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
DE102012015816B4 (de) * 2012-08-10 2023-10-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag Kraftfahrzeugbatterie
DE102012214783A1 (de) * 2012-08-20 2014-02-20 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher für eine Batterieeinheit
DE102012109728B4 (de) * 2012-10-12 2022-11-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
CN105359330A (zh) * 2013-03-28 2016-02-24 日立汽车***株式会社 电池模块
JP6214985B2 (ja) * 2013-09-20 2017-10-18 株式会社東芝 組電池、電池パック及び自動車
US9566954B2 (en) 2014-03-10 2017-02-14 Max Moskowitz Vehicular accessory
US10549729B2 (en) 2014-03-10 2020-02-04 Max Moskowitz Vehicular accessory
CN103840234A (zh) * 2014-03-14 2014-06-04 吉林大学 电池组液流叠层换热扁管束结构及方法
CN104319431A (zh) * 2014-10-17 2015-01-28 广东亿纬赛恩斯新能源***有限公司 电池模组及其冷却方法
US9627724B2 (en) * 2014-12-04 2017-04-18 Lg Chem, Ltd. Battery pack having a cooling plate assembly
US9995535B2 (en) 2015-06-30 2018-06-12 Faraday&Future Inc. Heat pipe for vehicle energy-storage systems
US10505163B2 (en) 2015-06-30 2019-12-10 Faraday & Future Inc. Heat exchanger for vehicle energy-storage systems
CN104900940B (zh) * 2015-07-02 2018-05-15 张哲群 电池组温度控制***及方法
DE102015008510A1 (de) * 2015-07-03 2017-01-05 Man Truck & Bus Ag Kraftfahrzeugbatterie
CN104916881B (zh) * 2015-07-07 2017-01-25 东莞市美尼电池有限公司 滚筒散热锂电池组
US20170088007A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Atieva, Inc. External Auxiliary Thermal Management System for an Electric Vehicle
KR102051109B1 (ko) * 2015-10-08 2019-12-02 주식회사 엘지화학 전지 모듈
KR102081396B1 (ko) 2015-12-14 2020-02-25 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
CN109075370B (zh) * 2016-01-29 2022-04-08 法拉第未来公司 用于车辆储能***的电池单元和电池组
KR102562682B1 (ko) * 2016-05-25 2023-08-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
WO2018033880A2 (en) 2016-08-17 2018-02-22 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
CN106992273B (zh) * 2016-09-21 2018-09-11 比亚迪股份有限公司 动力电池包
KR102130818B1 (ko) 2016-09-28 2020-07-06 주식회사 엘지화학 냉각 유로를 구비한 배터리 모듈 및 그 조립방법과 프레임 어셈블리
CN106450568B (zh) * 2016-10-09 2019-07-02 浙江吉利控股集团有限公司 一种动力电池包热管理***
FR3058575A1 (fr) 2016-11-07 2018-05-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Batterie a modules de cellule(s) electrochimique(s) separes par des plaques d'echange externes, et systeme associe
EP3566253B1 (en) 2017-01-04 2022-12-28 Shape Corp. Battery support structure for a vehicle
CN106532192B (zh) * 2017-01-17 2024-05-07 华霆（合肥）动力技术有限公司 分布式热管理***及电池
GB2561211B (en) * 2017-04-05 2019-09-04 Siemens Ag Cooling system
WO2018213383A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support features
WO2018213475A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
WO2018213306A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
JP6969913B2 (ja) * 2017-06-26 2021-11-24 株式会社東芝 電池装置
BR102018014050B1 (pt) * 2017-07-27 2023-12-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sistema de resfriamento de bateria
KR102273881B1 (ko) * 2017-08-14 2021-07-06 주식회사 엘지에너지솔루션 온도 조절 성능이 개선된 배터리 팩
CN107634161A (zh) * 2017-09-07 2018-01-26 河南新太行电源股份有限公司 具有散热管的电池壳和电池
EP3681753A4 (en) 2017-09-13 2021-04-21 Shape Corp. VEHICLE BATTERY COMPARTMENT WITH TUBE-SHAPED PERIMETER WALL
CN107611288A (zh) * 2017-09-15 2018-01-19 河南新太行电源股份有限公司 一种具有散热夹层的电池壳和电池
DE112018005556T5 (de) 2017-10-04 2020-06-25 Shape Corp. Batterieträger-bodenbaugruppe für elektrofahrzeuge
KR102280096B1 (ko) * 2017-10-17 2021-07-21 주식회사 엘지에너지솔루션 누설 냉매 유입 방지 기능을 갖는 배터리 팩
CN107887544A (zh) * 2017-11-10 2018-04-06 广东欧珀移动通信有限公司 一种电池以及电子设备
KR102198001B1 (ko) * 2017-12-11 2021-01-04 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102554939B1 (ko) * 2018-01-08 2023-07-11 현대자동차주식회사 배터리용 냉각장치
CN109585970B (zh) * 2018-02-07 2024-04-26 骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司 一种耐压液冷散热片
CN112055898A (zh) 2018-03-01 2020-12-08 形状集团 与车辆电池托盘集成的冷却***
JP7098355B2 (ja) * 2018-03-06 2022-07-11 株式会社東芝 電池モジュール及び組電池
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
EP3584877A1 (en) 2018-05-16 2019-12-25 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack comprising a frame profile with integral coolant circuit elements
KR102361268B1 (ko) 2018-07-10 2022-02-09 주식회사 엘지에너지솔루션 전기자동차용 전지팩 냉각 시스템 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩 시스템의 냉각 방법
US20210280924A1 (en) * 2018-07-18 2021-09-09 Gopro, Inc. Apparatus for battery cooling considering battery expansion
DE102018212627A1 (de) * 2018-07-27 2020-01-30 Mahle International Gmbh Akkumulatoranordnung
EP3819979A4 (en) * 2018-09-14 2022-04-13 Mitsubishi Chemical Corporation FILLER ELEMENT AND BATTERY PACK
KR102389911B1 (ko) 2018-09-17 2022-04-21 주식회사 엘지에너지솔루션 모듈 하우징을 포함하는 배터리 모듈
KR102358425B1 (ko) * 2018-09-18 2022-02-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈
CN109301115A (zh) * 2018-10-08 2019-02-01 马鞍山沐及信息科技有限公司 一种新能源汽车电池水冷机壳
US10763556B2 (en) * 2018-12-10 2020-09-01 Volvo Car Corporation Vehicle battery assembly utilizing side cooling plates
IT201800020902A1 (it) * 2018-12-21 2020-06-21 Magneti Marelli Spa Modulo di raffreddamento di un sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica
CN111384470A (zh) * 2020-02-21 2020-07-07 威睿电动汽车技术（苏州）有限公司 一种电池包冷却***及车辆
KR20210037885A (ko) * 2019-09-30 2021-04-07 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
RU2737037C1 (ru) * 2020-07-03 2020-11-25 Общество с ограниченной ответственностью "Смартер" Электрохимическое устройство и батарея
KR20220029109A (ko) 2020-09-01 2022-03-08 삼성전자주식회사 배터리 상태 추정 방법 및 장치
FR3134655B1 (fr) 2022-04-13 2024-03-01 Psa Automobiles Sa Dispositif d’échange thermique allégé pour une batterie d’un système
CN117981144A (zh) * 2022-06-14 2024-05-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池和用电装置
WO2024059835A2 (en) * 2022-09-18 2024-03-21 Proterra Operating Company, Inc. Coolant manifold for battery pack

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2273244A (en) * 1940-04-03 1942-02-17 Electric Storage Battery Co Storage battery cell
US4500612A (en) * 1982-04-21 1985-02-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Temperature control device for a fuel cell
US4574112A (en) * 1983-12-23 1986-03-04 United Technologies Corporation Cooling system for electrochemical fuel cell
RU2031491C1 (ru) * 1992-05-18 1995-03-20 Юрий Вячеславович Николаев Способ терморегулирования высокотемпературной аккумуляторной батареи
US5356735A (en) 1993-05-10 1994-10-18 General Motors Corporation Heated/cooled battery
JPH08111244A (ja) * 1994-10-12 1996-04-30 Nissan Motor Co Ltd 積層型バッテリ装置
JPH09245809A (ja) * 1996-03-07 1997-09-19 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池の冷却装置
JP3312852B2 (ja) * 1996-09-26 2002-08-12 松下電器産業株式会社 蓄電池電源装置
KR20030066765A (ko) 1997-01-13 2003-08-09 오보닉 배터리 컴퍼니, 아이엔씨. 재충전가능한 배터리 시스템
JP3724103B2 (ja) * 1997-03-11 2005-12-07 トヨタ自動車株式会社 電池アセンブリ
US6087036A (en) * 1997-07-25 2000-07-11 3M Innovative Properties Company Thermal management system and method for a solid-state energy storing device
FR2779872B1 (fr) 1998-06-11 2000-08-04 Alsthom Cge Alcatel Batterie monobloc comportant un dispositif d'echange thermique par circulation d'un fluide
JP2000348781A (ja) 1999-06-04 2000-12-15 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
AU2001291250A1 (en) * 2000-09-26 2002-04-08 Ovonic Battery Company, Inc. Monoblock battery assembly with cross-flow cooling
JP4516229B2 (ja) * 2001-03-06 2010-08-04 本田技研工業株式会社 固体高分子型セルアセンブリ
JP3770539B2 (ja) 2001-10-25 2006-04-26 松下電器産業株式会社 蓄電池
US6512347B1 (en) * 2001-10-18 2003-01-28 General Motors Corporation Battery having an integral cooling system
DE10214366B4 (de) * 2002-03-30 2017-03-16 Robert Bosch Gmbh Messanordnung
JP4490719B2 (ja) 2004-04-02 2010-06-30 東芝モバイルディスプレイ株式会社 液晶表示装置
JP4525144B2 (ja) 2004-04-02 2010-08-18 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
JP4595433B2 (ja) * 2004-08-05 2010-12-08 トヨタ自動車株式会社 組電池
KR100853621B1 (ko) * 2004-10-26 2008-08-25 주식회사 엘지화학 전지팩의 냉각 시스템
JP2006216303A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Denso Corp 発熱機器の冷却構造
KR20060102851A (ko) * 2005-03-25 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
RU2275764C1 (ru) * 2005-08-08 2006-04-27 Сергей Анатольевич Ермаков Тепловая трубка с принудительной циркуляцией жидкости и тепловая трубка для охлаждения ноутбуков
KR101029021B1 (ko) * 2005-12-02 2011-04-14 주식회사 엘지화학 높은 냉각 효율성의 전지모듈
KR100870457B1 (ko) 2006-05-22 2008-11-25 주식회사 엘지화학 전지모듈
KR100896131B1 (ko) 2006-05-22 2009-05-08 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR100899040B1 (ko) * 2006-11-15 2009-05-26 박철우 라디에이터
DE102006059989A1 (de) 2006-12-19 2008-06-26 Daimler Ag Anordnung zur Kühlung einer aus mehreren Einzelzellen bestehenden Batterie sowie Verfahren zur Herstellung der Anordnung

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9452686B2 (en) 2010-05-18 2016-09-27 Lg Chem, Ltd. Cooling member of novel structure and battery module employed with the same
KR101326086B1 (ko) * 2010-08-16 2013-11-07 주식회사 엘지화학 콤팩트한 구조와 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 그것을 포함하는 중대형 전지팩
US9520624B2 (en) 2010-08-16 2016-12-13 Lg Chem, Ltd. Battery module with compact structure and excellent heat radiation characteristics and middle or large-sized battery pack employed with the same
US20120129031A1 (en) * 2010-11-22 2012-05-24 Korea Cooler Co., Ltd. Heat sink of battery cell for electric vehicles and battery cell module using the same
KR101293211B1 (ko) * 2010-12-28 2013-08-05 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 수납장치, 배터리 모듈 온도조절 장치 및 이들을 포함하는 전력 저장 시스템
KR101453780B1 (ko) * 2010-12-28 2014-10-23 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 수납장치, 배터리 모듈 온도조절 장치 및 이들을 포함하는 전력 저장 시스템
US9246200B2 (en) 2010-12-28 2016-01-26 Lg Chem, Ltd. Battery module receiving apparatus, battery module thermostat, and power storage system comprising the same
WO2012102496A3 (ko) * 2011-01-26 2012-10-18 주식회사 엘지화학 조립 생산성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
US9413043B2 (en) 2011-01-26 2016-08-09 Lg Chem, Ltd. Cooling member of improved assembly efficiency and battery module employed with the same
WO2012115351A3 (ko) * 2011-02-22 2012-10-18 주식회사 엘지화학 냉각 효율성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
US8999549B2 (en) 2011-02-22 2015-04-07 Lg Chem, Ltd. Cooling member of improved cooling efficiency and battery module employed with the same
KR101367210B1 (ko) * 2011-12-09 2014-02-27 대한칼소닉주식회사 배터리 셀의 방열유닛
KR20140137905A (ko) * 2013-05-24 2014-12-03 엘지전자 주식회사 전기자동차의 배터리 셀 어셈블리 및 배터리 셀 모듈
KR20180087370A (ko) * 2016-11-02 2018-08-01 주식회사 엘지화학 배터리 시스템
US10581125B2 (en) 2016-11-02 2020-03-03 Lg Chem, Ltd. Battery system having a metallic end plate with thermally conductive adhesive portions thereon
US11777157B2 (en) 2017-06-27 2023-10-03 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module
CN109524583A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 Sk新技术株式会社 用于二次电池的电池模块及包括该电池模块的电池组
US11489215B2 (en) 2017-09-20 2022-11-01 Sk Innovation Co., Ltd. Battery module for secondary battery and battery pack including the same
KR20190053574A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
KR20190112572A (ko) * 2018-03-26 2019-10-07 에이치엘그린파워 주식회사 냉각용 블록을 공용으로 사용하기 위한 배터리 모듈 조립 구조 및 조립 방법
KR20220090870A (ko) * 2020-12-23 2022-06-30 고려대학교 산학협력단 배터리 셀 냉각 구조
WO2022139265A1 (ko) * 2020-12-23 2022-06-30 고려대학교 산학협력단 배터리 셀 냉각 구조
KR20220133660A (ko) 2021-03-25 2022-10-05 에이치그린파워 주식회사 이중 냉각 유로형 수냉식 배터리 모듈을 갖춘 배터리 시스템 및 배터리 모듈 냉각 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP2337143A2 (en) 2011-06-22
JP5431486B2 (ja) 2014-03-05
ES2549907T3 (es) 2015-11-03
WO2010044553A3 (ko) 2010-07-15
EP2337143B1 (en) 2015-08-05
RU2479895C2 (ru) 2013-04-20
US20120009457A1 (en) 2012-01-12
KR101112442B1 (ko) 2012-02-20
WO2010044553A2 (ko) 2010-04-22
CN104218272B (zh) 2018-05-08
CN104218272A (zh) 2014-12-17
CN102171884A (zh) 2011-08-31
JP2012506106A (ja) 2012-03-08
EP2337143A4 (en) 2013-12-18
US8846233B2 (en) 2014-09-30
RU2011112810A (ru) 2012-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101112442B1 (ko) 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리
KR101240961B1 (ko) 신규한 구조의 전지팩
KR101218751B1 (ko) 냉각 효율성이 향상된 중대형 전지팩
KR101205181B1 (ko) 신규한 구조의 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
KR101359905B1 (ko) 조립 생산성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
EP2416438B1 (en) Battery module having improved safety
KR101130043B1 (ko) 냉각 효율성이 향상된 전지모듈
KR100937897B1 (ko) 신규한 공냉식 구조의 중대형 전지팩
KR101293989B1 (ko) 냉각 효율성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
KR101787460B1 (ko) 확장성 배터리 모듈
JP4308515B2 (ja) 電池モジュール
KR101020587B1 (ko) 냉매 유량의 분배 균일성이 향상된 중대형 전지팩 케이스
KR101447057B1 (ko) 전지셀의 장착 및 방열을 위한 방열 지지부재를 포함하는 전지모듈
KR101143279B1 (ko) 신규한 냉각구조를 가진 전지팩
KR100944980B1 (ko) 냉각수단을 구비한 전지모듈과 이를 포함하는 중대형 전지팩
KR20180131602A (ko) 에너지 저장 디바이스를 위한 냉각 장치
KR20110126764A (ko) 콤팩트하고 안정성이 우수한 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
KR20130123901A (ko) 우수한 냉각 효율성과 콤팩트한 구조의 전지모듈
JP6636638B2 (ja) バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック、自動車
RU2425436C2 (ru) Батарея с устройством контроля температуры
KR101262033B1 (ko) 냉각 설계 신뢰성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150119

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160118

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 9