KR20100131694A - Laptop-computer battery pack having a heat-pipe - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A battery pack for a laptop computer in which a heat pipe circulates refrigerant is provided to prevent the excessive temperature rise of battery cells by distributing the heat to the outside without increasing the size of the battery pack. CONSTITUTION: Battery cells(300) are electrically connected. A BMU(Battery Management Unit)(250) is electrically connected to the battery cell and controls the charge and discharge of the battery cell. A packet case(110) receives the battery cells and the BMU. The pack case comprises a heat pipe(200) to the inside. The heat pipe includes a hollow in which refrigerant flows.

Description

히트파이프가 구비된 노트북 컴퓨터용 배터리팩{LAPTOP-COMPUTER BATTERY PACK HAVING A HEAT-PIPE}Battery pack for notebook computer with heat pipe {LAPTOP-COMPUTER BATTERY PACK HAVING A HEAT-PIPE}

본 발명은 배터리팩에 관한 것으로서, 더 상세히는 히트파이트가 구비되어 배터리팩의 발열성능을 향상시킨 노트북 컴퓨터용 배터리팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack for a notebook computer that is provided with a heat fight to improve the heat generation performance of the battery pack.

노트북 컴퓨터는 기존의 데스크 탑 컴퓨터에 비해 휴대하기가 편리한 것이 최대 장점이라 할 수 있으며, 이러한 휴대를 가능케 하는데 가장 큰 역할을 하는 것 중의 하나는 노트북 컴퓨터의 전원인 배터리팩이라 할 수 있다.A notebook computer has the greatest advantage of being convenient to carry compared to a conventional desktop computer, and one of the biggest roles in enabling such a portable battery is a battery pack which is a power source of the notebook computer.

일반적으로 노트북 컴퓨터용 배터리팩은 원통형 이차전지 등의 단위전지를 다수 개 전기적으로 연결하고 보호회로소자 등을 탑재한 상태에서 팩 케이스에 장착한 구조로 이루어져 있다. 이러한 노트북 컴퓨터용 배터리팩의 팩 케이스로는 기계적 강도가 우수하지만 열전도도가 낮은 폴리카보네이트 소재가 주로 사용되고 있다.In general, a battery pack for a notebook computer has a structure in which a plurality of unit cells, such as a cylindrical secondary battery, are electrically connected and mounted in a pack case while a protective circuit element is mounted. As a pack case of a battery pack for a notebook computer, a polycarbonate material having excellent mechanical strength but low thermal conductivity is mainly used.

따라서, 배터리팩을 디바이스에 장착한 상태에서 충방전을 행할 때, 배터리팩에 내장되어 있는 단위전지들에서 발생되는 열은 케이스를 통해 외부로 배출되지 못하고 배터리팩 내부에 그대로 축적되어 단위전지의 열화를초래할 뿐만 아니라, 디바이스에 전달되어 디바이스의 성능을 저하시키기는 경향이 있다.Therefore, when charging / discharging while the battery pack is mounted on the device, heat generated from the unit cells included in the battery pack is not discharged to the outside through the case, but is accumulated inside the battery pack and deteriorates the unit battery. Not only does it tend to result in the device being delivered to the device, but it also tends to degrade the device's performance.

한편, 배터리팩에서는 온도 상승시 안전성 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 충방전 FET 소자가 차단되거나 퓨즈가 절단되도록 하는 방법 등이 사용되고 있다. 즉, 노트북 컴퓨터용 배터리팩에는 써미스터(Thermistor)라는 온도 센싱(Sensing) 소자가 설치되어 있어서, 온도가 설정값 이상으로 올라갈 경우, 충전/방전 FET 소자가 차단되고, 극단적인 온도 상승시에는 퓨즈가 절단되도록 함으로써, 이상 온도상승에 따른 배터리셀의 발화 및 폭발의 위험을 방지하고 있다. 그러나, 퓨즈가 절단되는 경우, 배터리팩을 수리하기 전까지는 다시 사용할 수 없게 되는 것을 의미하므로, 사용자는 새로운 배터리팩을 구입해야 하는 손실을 감수해야 한다. 더욱이, 상기 안전장치들은 그 자체로서 배터리에 축적된 열을 제거하는 수단을 제공하지는 못하므로, 사용자는 여전히 배터리의 발화 및 폭발의 위험성에 노출될 수 밖에 없다.On the other hand, the battery pack is a method for solving the safety problem when the temperature rises, a method for blocking the charge-discharge FET device or the fuse is used. In other words, the battery pack for the notebook computer is equipped with a temperature sensing element called a thermistor. When the temperature rises above the set value, the charge / discharge FET element is cut off and the fuse is blown at an extreme temperature rise. By doing so, the risk of ignition and explosion of the battery cell due to the abnormal temperature rise is prevented. However, if the fuse is blown, it means that the battery pack cannot be used again until the battery pack is repaired, so the user must bear the loss of having to purchase a new battery pack. Moreover, since the safety devices themselves do not provide a means for removing heat accumulated in the battery, the user is still exposed to the risk of fire and explosion of the battery.

이차전지를 기반으로 하는 배터리팩의 안전성과 관련하여, 일본 특허출원공개 제1997-266016호에는 팩케이스와 팩케이스 내부에 수납되는 다수의 원통형 전지 들 사이에 냉각용 액체를 순환시켜 중대형 배터리팩을 냉각시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 기술은 냉각 신뢰성이 상대적으로 높은 액상 냉매와 단위전지들이 직접 접촉하는 구조이므로 냉각 효율성은 우수하지만, 액상 냉매와 단위전지의 직접적인 접촉으로 인해 전지의 부식 및 산화 등의 위험이 있고, 그에 따른 내부 단락 또는 폭발이 발생할 가능성이 커지는 문제점이 있다. 또한, 상기 기술은 구조적 측면에서 전기자동차, 하이브리드 자동차 등과 같은 대형 디바이스의 중대형 배터리팩에는 적용 가능할 수 있지만, 상대적으로 소형인 노트북 컴퓨터용 배터리팩에 적용하기에는 한계가 있다.Regarding the safety of a battery pack based on a secondary battery, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-266016 discloses a medium and large battery pack by circulating a cooling liquid between a pack case and a plurality of cylindrical cells housed inside the pack case. A technique for cooling is disclosed. However, this technology has a high cooling efficiency because the liquid refrigerant and the unit cells are in direct contact with each other, which has relatively high cooling reliability, but there is a risk of corrosion and oxidation of the battery due to the direct contact between the liquid refrigerant and the unit cells. There is a problem that the likelihood of occurrence of an internal short circuit or explosion accordingly. In addition, the above technology may be applicable to medium and large battery packs of large devices such as electric vehicles and hybrid vehicles in terms of structure, but there are limitations in applying them to battery packs for notebook computers, which are relatively small.

또한, 일본 특허등록 제3312852호에는 팩 케이스에 냉매 유동 경로가 형성되어 있는 중대형 배터리팩에 대한 기술이 개시되어 있다. 즉, 상기 특허는 팩 케이스에 소정의 유동 경로를 형성하고, 상기 경로를 통해 냉매를 유동시켜 냉각을 달성하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 상기 기술 역시 대형 디바이스의 중대형 배터리팩에나 적용 가능하고 노트북 컴퓨터용 배터리팩에는 적용하기 어렵다. 팩 케이스에 냉매 유로를 형성하기 위해서는 그것의 두께가 적어도 소정 크기 이상이어야 하므로, 이러한 구조로 인해 팩 케이스의 크기가 증가하는 문제점이 발생한다. 또한, 노트북 컴퓨터용 배터리팩의 특성상, 사용 중에 많은 외력이 가해지게 되는 바, 냉매 유동 경로의 형성은 팩 케이스의 기계적 강도는 저하시켜 오히려 안전성을 문제를 유발할 수 있다.In addition, Japanese Patent No. 3312852 discloses a technology for a medium-large battery pack in which a refrigerant flow path is formed in a pack case. That is, the patent discloses a technique for forming a predetermined flow path in the pack case and for cooling by flowing a refrigerant through the path. However, the above technique is also applicable to medium and large battery packs of large devices and difficult to apply to battery packs for notebook computers. In order to form the coolant flow path in the pack case, the thickness of the pack case must be at least a predetermined size, which causes a problem that the size of the pack case increases. In addition, due to the characteristics of the battery pack for the notebook computer, a lot of external force is applied during use, the formation of the refrigerant flow path can reduce the mechanical strength of the pack case may cause a safety problem rather.

따라서, 노트북 컴퓨터용 배터리팩에 효과적으로 적용할 수 있는 냉각기술의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.Therefore, the development of a cooling technology that can be effectively applied to the battery pack for notebook computers is urgently required.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 예의 주시하고 심도 있는 연구와 실험을 반복한 끝에, 팩케이스의 일측 내면에 히트파이프를 설치하고, 상기 히트파이프을 따라 냉매를 자발적으로 순환시키는 구조로 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제조하는 경우, 배터리팩을 구성하는 단위전지인 원통형 배터리셀의 구조적 특징을 최대한 활용하여 배터리팩의 크기 증가를 유발하지 않으면서도, 배터리셀의 충방전시 발생하는 열을 효과적으로 제거하여 전지의 안전성이 크게 향상시킬 수 있는 이점을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application pay close attention to the above problems, and after repeated in-depth studies and experiments, a heat pipe is installed on one inner surface of the pack case, and a structure for circulating the refrigerant spontaneously along the heat pipe for the notebook computer. When manufacturing a battery pack, by utilizing the structural characteristics of the cylindrical battery cell, a unit cell constituting the battery pack to the maximum, without effectively causing the increase in the size of the battery pack, while effectively removing the heat generated during charging and discharging of the battery cell The advantages which can greatly improve the safety of have been confirmed, and the present invention has been completed.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,The present invention has been made to solve the above problems of the prior art,

전기적으로 연결되어 충·방전하는 2 이상의 배터리셀;Two or more battery cells electrically connected and charged / discharged;

상기 배터리셀에 전기적으로 연결되어, 상기 배터리셀의 충·방전을 제어하는 BMU;A BMU electrically connected to the battery cell to control charging and discharging of the battery cell;

상기 배터리셀 및 상기 BMU를 내부에 수납하는 팩케이스A pack case accommodating the battery cell and the BMU therein

를 포함하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩에 있어서,In the battery pack for a notebook computer comprising a,

상기 팩케이스는 그 내면에 히트파이프를 구비한 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제공한다.The pack case provides a battery pack for a notebook computer, characterized in that provided with a heat pipe on its inner surface.

또한 본 발명에 있어서, 상기 히트파이프는 직경이 2 ~ 6 ㎜ 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제공한다.In addition, in the present invention, the heat pipe provides a battery pack for a notebook computer, characterized in that the diameter is within the range of 2 ~ 6 mm.

또한 본 발명에 있어서, 상기 히트파이프는 중공부를 구비한 것이고, 중공부에 냉매가 흐르는 것이며, 상기 중공부를 통해 냉매가 자발적으로 기화·응축되며 순환되는 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제공한다.In the present invention, the heat pipe is provided with a hollow portion, the refrigerant flows in the hollow portion, provides a battery pack for a notebook computer, characterized in that the refrigerant is spontaneously vaporized, condensed and circulated through the hollow portion. .

또한 본 발명에 있어서, 상기 냉매는 물, 프레온 가스, 암모니아 가스, 아세톤, 메탄올, 에탄올에서 선택되어지는 하나인 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제공한다.In the present invention, the refrigerant is a battery pack for a notebook computer, characterized in that the one selected from water, freon gas, ammonia gas, acetone, methanol, ethanol.

또한 본 발명에 있어서, 상기 히트파이프와 연결되어 있고, 상기 팩케이스 외부로 노출되어 있는 방열부재가 더 구비된 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a battery pack for a notebook computer, characterized in that the heat pipe is connected to the heat pipe, the outside of the pack case is further provided.

또한 본 발명에 있어서, 상기 방열부재는 방열핀 또는 방열판인 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제공한다.In addition, in the present invention, the heat dissipation member provides a battery pack for a notebook computer, characterized in that the heat radiation fin or a heat sink.

또한 본 발명에 있어서, 상기 히트파이프는, 상기 배터리셀과 상기 팩케이스가 구조적으로 만드는 틈 사이에 위치된 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩을 제공한다.In addition, in the present invention, the heat pipe, provides a battery pack for a notebook computer, characterized in that located between the battery cell and the gap that the pack case is structurally made.

본 발명에 따른 노트북 컴퓨터용 배터리팩은, 단위전지로서의 배터리셀의 구조적 특징을 최대한 활용하여 배터리팩의 크기 증가를 유발하지 않으면서도, 냉매를 순환시켜 내부에 축적되는 열을 외부로 분산시킴으로써 배터리셀들의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지하여, 배터리팩 오동작으로 인한 사고로부터 사용자의 안전을 보호하고, 배터리팩의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있어 배터리팩의 안전성 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.The battery pack for a notebook computer according to the present invention, by maximizing the structural characteristics of the battery cell as a unit cell, without causing an increase in the size of the battery pack, by circulating the refrigerant to disperse the heat accumulated inside the battery cell to the outside By preventing excessive rise in the temperature of the user, it is possible to protect the safety of the user from accidents caused by battery pack malfunction, and to prevent the life of the battery pack is shortened, it is possible to greatly improve the safety and reliability of the battery pack.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명은,The present invention,

전기적으로 연결되어 충·방전하는 2 이상의 배터리셀;Two or more battery cells electrically connected and charged / discharged;

상기 배터리셀에 전기적으로 연결되어, 상기 배터리셀의 충·방전을 제어하는 BMU;A BMU electrically connected to the battery cell to control charging and discharging of the battery cell;

상기 배터리셀 및 상기 BMU를 내부에 수납하는 팩케이스A pack case accommodating the battery cell and the BMU therein

를 포함하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩에 있어서,In the battery pack for a notebook computer comprising a,

상기 팩케이스는 그 내면에 히트파이프를 구비한 것임을 특징으로 한다.The pack case is characterized in that the inner surface with a heat pipe.

본 발명에 따른 배터리팩은 2 이상의 배터리셀들이 전기적 연결을 이루며 직렬 또는 병렬로 배열되어 있는 전지열(row)이 팩케이스에 내장되어 있는 구조의 노 트북 컴퓨터용 배터리팩으로서, 상기 배터리셀이 수납된 팩케이스 내면에는 히트파이프가 구비되어, 이를 통해 배터리셀의 충·방전시 발생하는 열을 제거하도록 구성되어 있다.The battery pack according to the present invention is a battery pack for a notebook computer having a structure in which two or more battery cells form an electrical connection and a battery row (row) arranged in series or in parallel in a pack case, the battery cell is accommodated The inner surface of the pack case is provided with a heat pipe, through which the heat generated during the charging and discharging of the battery cell is configured.

상기 히트파이프는 직경이 2 ~ 6 ㎜ 범위 이내인 것이 바람직하다. 2 ㎜ 미만의 범위에는 배터리셀의 열을 제거하기에 충분하지 않을 수 있고, 6 ㎜ 초과하는 범위에서는 배터리셀을 수납하는 공간이 부족할 우려가 있고, 냉매의 기화·응축이 자발적으로 일어나지 않을 수 있다. The heat pipe is preferably in the range of 2 ~ 6 mm in diameter. In the range of less than 2 mm may not be enough to remove the heat of the battery cell, in the range of more than 6 mm there is a fear that there is insufficient space for accommodating the battery cell, the evaporation and condensation of the refrigerant may not occur spontaneously. .

즉, 본 발명에 있어서, 상기 히트파이프는 중공부를 구비한 것이고, 중공부에 냉매가 흐르는 것이며, 상기 중공부를 통해 냉매가 자발적으로 기화·응축되며 순환되는 것임을 특징으로 한다. 다시말해, 본 발명에 있어서 냉매는 펌프 등에 의해 강제 순환되지 아니하며, 모세관현상과 배터리셀에 의해 발생된 열에 의해 순환된다. 열전달 현상이 발생되는 원리는 히트파이프 자체의 전도 현상을 통하기도 하지만, 냉매의 기화·응축과정을 통해서 주로 일어난다. That is, in the present invention, the heat pipe is provided with a hollow portion, the refrigerant flows in the hollow portion, and the refrigerant is spontaneously vaporized, condensed, and circulated through the hollow portion. In other words, in the present invention, the refrigerant is not forcedly circulated by the pump or the like, but circulated by the capillary phenomenon and the heat generated by the battery cell. The principle of heat transfer occurs through conduction of the heat pipe itself, but mainly through vaporization and condensation of the refrigerant.

상기 냉매는 냉각장치 제조에 사용되는 종래의 냉매를 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 냉매의 예로 프레온 가스, 암모니아, 아세톤, 메탄올, 에탄올 등을 예로 들 수 있으며, 물이 사용될 수도 있다.The refrigerant may be used without limitation, conventional refrigerant used in the manufacture of a cooling device. Examples of such refrigerants include freon gas, ammonia, acetone, methanol, ethanol, and the like, and water may be used.

경우에 따라서는, 상기 히트파이프을 따라 순환되면서 온도가 상승한 냉매를 냉각시키기 위하여, 상기 히트파이프와 인접·연결된 방열부재가 추가로 설치될 수 있다. 이러한 방열부재는 그것의 적어도 일부가 팩케이스의 외면으로 노출되도록 설치되어 팩케이스 외부로 열을 방출하는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방열부재는 팩 케이스 외면으로 노출된 부위에는 외부 공기와 접촉하는 단면적을 넓게 하여 냉각 효율을 향상시키는 방열핀 또는 방열판이 형성되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.In some cases, a heat dissipation member adjacent to and connected to the heat pipe may be further installed in order to cool the refrigerant having risen in temperature while being circulated along the heat pipe. Such a heat dissipation member is preferably configured to have at least a portion thereof exposed to the outer surface of the pack case to emit heat to the outside of the pack case. In addition, the heat dissipation member may have a structure in which a heat dissipation fin or a heat dissipation plate is formed at a portion exposed to the outer surface of the pack case to increase the cross-sectional area in contact with the outside air to improve cooling efficiency.

상기 히트파이프는 상기 배터리셀들과 상기 팩케이스 사이의 구조적으로 형성되는 공간 틈에 형성되는 것이 바람직하다. 예를들어, 상기 배터리셀이 원통형셀이고, 상기 팩케이스가 사각형의 평평한 면을 가진 것일 경우라면, 원과 직선 사이에 도 4(도 4는 본 발명의 하나의 실시예의 측단면을 나타낸 도면임)에서 나타낸 것과 같은 틈이 형성될 수 밖에 없는데, 이러한 틈 사이를 지나도록 히트파이프가 형성되는 것이 바람직하다는 것이다.The heat pipe is preferably formed in a space gap formed structurally between the battery cells and the pack case. For example, if the battery cell is a cylindrical cell, and the pack case has a flat surface of a square, Figure 4 (Figure 4 is a side cross-sectional view of one embodiment of the present invention between a circle and a straight line) There is no choice but to form a gap as shown in), and it is preferable that a heat pipe is formed to pass between these gaps.

이렇게 하면, 히트파이프로 인해 배터리팩 전체적인 크기가 증가하지 않고, 배터리셀과의 접촉능이 좋아지므로, 결과적으로 배터리팩 크기 증가없이 배터리셀의 방열효율을 높일 수 있다. By doing so, the overall size of the battery pack does not increase due to the heat pipe, and the contact capability with the battery cell is improved, and as a result, the heat dissipation efficiency of the battery cell can be increased without increasing the battery pack size.

상기 BMU는 노트북 컴퓨터 배터리팩에 사용되는 제어소자로서, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 상기 BMU는 소형 배터리팩의 PCM(Protective Circuit Module), 대형 배터리팩의 BMS(Battery Management System)와 같은 기능을 수행한다.The BMU is a control element used in a notebook computer battery pack, which will be apparent to those skilled in the art. The BMU performs functions such as a PCM (protective circuit module) of a small battery pack and a battery management system (BMS) of a large battery pack.

이러한 BMU가 장착되는 위치는 특별히 제한되지는 않으나, 하나의 예로, 팩케이스의 내측면에 인접한 위치에 설치될 수 있고, 상기 BMU의 외부 접속단자가 팩 케이스를 통해 외부로 노출되어 있는 구조일 수 있다.The position at which the BMU is mounted is not particularly limited, but as an example, the BMU may be installed at a position adjacent to the inner surface of the pack case, and may have a structure in which an external connection terminal of the BMU is exposed to the outside through the pack case. have.

본 발명의 배터리팩을 구성하는 팩 케이스는 다양한 형태가 가능하며,예를 들어, 상부 케이스와 하부 케이스로 이루어질 수 있으며, 하부 케이스에 냉매를 순환시키는 히트파이프과 펌프 및 BMU를 설치한 후 상부 케이스를 덮어 팩케이스를 밀봉하는 구조일 수 있다.The pack case constituting the battery pack of the present invention may have various forms. For example, the pack case may include an upper case and a lower case, and the upper case may be installed after installing a heat pipe, a pump, and a BMU to circulate refrigerant in the lower case. The cover may be sealed to seal the case.

기타 노트북 컴퓨터용 배터리팩에 관한 구조 및 이의 제조방법에 관하여는 이미 당해업계에 널리 공지되어 있으므로, 이에 대한 추가적인 설명을 본 명세서에는 생략한다.Since a structure related to the battery pack for other notebook computers and a method of manufacturing the same are well known in the art, further description thereof will be omitted.

이하에서는, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 발명의 범위를 실시예에 제한하기 위한 것이 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is for the easier understanding of the present invention, not intended to limit the scope of the invention to the embodiments.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 냉매 순환식 배터리팩의 내부 사시도가 도시되어 있다.1 is a perspective view of the inside of the refrigerant circulation battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 하나의 실시예에서, 배터리팩(100)은 6 개의 원통형 배터리셀(300)이 전기적 연결을 이루고 있고, 직렬로 3개의 배터리셀(300)이 연결된 전지열 2개가 팩케이스(110)에 수납되어 있는 구조로 이루어져 있다. 또한, 상기 팩케이스(110)의 내면에는 냉매가 순환되는 히트파이프(200)가 구비되어 있고, 팩케이스(110)의 일측 내면에는 히트파이프(200)을 따라 냉매가 순환되고, 순환된 냉매의 열을 방출시키는 방열핀(220)이 팩케이스 내부에서부터 외부로 노출되어 설치되어 있다. 상기 방열핀(220)은 그 일부가 팩케이스(110)의 외면으로 노출되도록 설치되어 있어서, 팩케이스(110) 외부로 열을 방출하게 된다. 또한, 배터리셀(300)의 충·방전을 제어하는 BMU(250)가 팩케이스(110)의 일측 내면에 설치되어 있다.Referring to FIG. 1, in one embodiment, the battery pack 100 includes six cylindrical battery cells 300 making electrical connections, and two battery strings in which three battery cells 300 are connected in series. It consists of the structure accommodated in 110. In addition, the inner surface of the pack case 110 is provided with a heat pipe 200 for circulating the refrigerant, one side of the pack case 110, the refrigerant is circulated along the heat pipe 200, the circulated refrigerant The heat dissipation fin 220 for dissipating heat is exposed to the outside from the inside of the pack case. The heat dissipation fin 220 is installed so that a portion thereof is exposed to the outer surface of the pack case 110, thereby dissipating heat to the outside of the pack case 110. In addition, a BMU 250 that controls charging and discharging of the battery cell 300 is provided on one inner surface of the pack case 110.

도 2에는 도 1의 배터리팩의 일부분을 나타내는 모식도로서, 배터리팩 내부에 냉매가 순환되는 구조가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic view showing a part of the battery pack of FIG. 1, and schematically illustrates a structure in which a refrigerant is circulated inside the battery pack.

도 2를 참조하면, 냉매는 히트파이프(200)을 통해 순환하는데, 냉매의 순환은 중공부(210)를 통해 냉매가 자발적으로 기화·응축되며 순환된다. 이는 모세관현상 및 배터리셀에 의해 발생된 열에 의해 순환되는 구조이다. 냉매가 발생된 열에 의해 자발적으로 순환되는 구조이므로, 배터리셀의 지역적 온도편차를 냉매 순환에 의해 완화하는 역할도 하게 된다.Referring to FIG. 2, the refrigerant circulates through the heat pipe 200, and the circulation of the refrigerant circulates while spontaneously vaporizing and condensing through the hollow portion 210. This is a structure circulated by the heat generated by the capillary phenomenon and the battery cell. Since the refrigerant is spontaneously circulated by the generated heat, it also serves to alleviate the local temperature deviation of the battery cell by the refrigerant circulation.

도 3은 하부 케이스에 배터리셀들과, 히트파이프, BMU, 방열부재 등을 설치하고 상부 케이스를 덮어 완성한 냉매 순환식 배터리팩의 모식도가 도시되어 있다.3 is a schematic diagram of a refrigerant circulation type battery pack having battery cells, a heat pipe, a BMU, a heat dissipation member, and the like installed on a lower case and covering the upper case.

도 3을 참조하면, 상부 케이스(114)와 하부 케이스(112)의 결합에 의해 배터리팩(100)의 내부는 밀폐되어 있지만, 히트파이프(200)을 통해 순환되는 냉매가 배터리팩(100)의 내부를 순환하면서, 배터리팩(100)의 작동 중에 발생한 열을 흡수하고, 이를 방열핀(220)을 통해 외부로 방출함으로써, 특정한 배터리셀이 지나치게 가열되거나, 배터리셀들로부터 발생한 열이 배터리팩(100) 내부에 축적되는 것을 방지하여 준다.Referring to FIG. 3, although the inside of the battery pack 100 is sealed by the combination of the upper case 114 and the lower case 112, the refrigerant circulated through the heat pipes 200 of the battery pack 100. By circulating the inside, the heat generated during operation of the battery pack 100 is absorbed and released to the outside through the heat dissipation fin 220, so that a specific battery cell is excessively heated, or heat generated from the battery cells 100 ) To prevent accumulation inside.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described above with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 냉매 순환식 배터리팩의 내부 사시도.1 is a perspective view of the inside of a refrigerant circulation battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 2는 배터리팩 내부에 냉매가 순환되는 구조가 모식적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing a structure in which a refrigerant is circulated inside the battery pack.

도 3은 하부 케이스에 배터리셀들과, 히트파이프, BMU, 방열부재 등을 설치하고 상부 케이스를 덮어 완성한 냉매 순환식 배터리팩의 모식도.3 is a schematic diagram of a refrigerant circulation type battery pack completed by installing battery cells, a heat pipe, a BMU, a heat dissipation member, etc. in a lower case and covering the upper case;

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 배터리팩의 측단면도.Figure 4 is a side cross-sectional view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

Claims (7)

전기적으로 연결되어 충·방전하는 2 이상의 배터리셀;Two or more battery cells electrically connected and charged / discharged; 상기 배터리셀에 전기적으로 연결되어, 상기 배터리셀의 충·방전을 제어하는 BMU;A BMU electrically connected to the battery cell to control charging and discharging of the battery cell; 상기 배터리셀 및 상기 BMU를 내부에 수납하는 팩케이스A pack case accommodating the battery cell and the BMU therein 를 포함하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩에 있어서,In the battery pack for a notebook computer comprising a, 상기 팩케이스는 그 내면에 히트파이프를 구비한 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩.The pack case is a battery pack for a notebook computer, characterized in that provided with a heat pipe on the inner surface. 제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프는 직경이 2 ~ 6 ㎜ 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩.The battery pack of claim 1, wherein the heat pipe has a diameter within a range of 2 to 6 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프는 중공부를 구비한 것이고, 중공부에 냉매가 흐르는 것이며, 상기 중공부를 통해 냉매가 자발적으로 기화·응축되며 순환되는 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩.The battery pack of claim 1, wherein the heat pipe has a hollow portion, a refrigerant flows in the hollow portion, and the refrigerant spontaneously vaporizes, condenses, and circulates through the hollow portion. 제 3 항에 있어서, 상기 냉매는 물, 프레온 가스, 암모니아 가스, 아세톤, 메탄올, 에탄올에서 선택되어지는 하나인 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩.The battery pack of claim 3, wherein the refrigerant is one selected from water, freon gas, ammonia gas, acetone, methanol, and ethanol. 제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프와 연결되어 있고, 상기 팩케이스 외부로 노출되어 있는 방열부재가 더 구비된 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩.The battery pack of claim 1, further comprising a heat dissipation member connected to the heat pipe and exposed to the outside of the pack case. 제 5 항에 있어서, 상기 방열부재는 방열핀 또는 방열판인 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩.The battery pack of claim 5, wherein the heat dissipation member is a heat dissipation fin or a heat dissipation plate. 제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프는, 상기 배터리셀과 상기 팩케이스가 구조적으로 만드는 틈 사이에 위치된 것임을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 배터리팩.The battery pack of claim 1, wherein the heat pipe is located between the battery cell and a gap that the pack case is structurally formed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011077924A1 (en) * 2011-06-21 2012-12-27 Robert Bosch Gmbh Storage unit for storing electrical energy with a heat pipe
US10424820B2 (en) 2016-05-25 2019-09-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
KR20190118135A (en) 2018-04-09 2019-10-17 주식회사 엘지화학 Cylindrical Secondary Battery Having Heat Pipe

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020177035A1 (en) * 2001-05-23 2002-11-28 Alcatel Thermal management blanketing and jacketing for battery system modules
KR101047942B1 (en) * 2007-02-01 2011-07-12 주식회사 엘지화학 Battery pack for refrigerant circulation notebook computer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011077924A1 (en) * 2011-06-21 2012-12-27 Robert Bosch Gmbh Storage unit for storing electrical energy with a heat pipe
US9196936B2 (en) 2011-06-21 2015-11-24 Robert Bosch Gmbh Storage unit for storing electrical energy with a heat pipe
US10424820B2 (en) 2016-05-25 2019-09-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
KR20190118135A (en) 2018-04-09 2019-10-17 주식회사 엘지화학 Cylindrical Secondary Battery Having Heat Pipe

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