KR20180031402A - 배터리 팩용 방열 카트리지 - Google Patents

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KR20180031402A KR1020160119973A KR20160119973A KR20180031402A KR 20180031402 A KR20180031402 A KR 20180031402A KR 1020160119973 A KR1020160119973 A KR 1020160119973A KR 20160119973 A KR20160119973 A KR 20160119973A KR 20180031402 A KR20180031402 A KR 20180031402A
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Abstract

배터리 팩용 방열 카트리지가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지는 배터리 팩를 구성하기 위하여 배터리의 테두리를 지지하는 것으로서, 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제1,2 가이드부재 및 상기 배터리의 단자가 고정되고 상기 배터리를 수용하는 수용공간을 형성할 수 있도록 상기 제1,2가이드부재의 사이에 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제3,4가이드부재를 포함하는 본체; 및 열전도성 및 절연성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나의 내면에 착탈가능하게 결합되는 탄성부재;를 포함하고, 상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나는 금속재질로 이루어진다.

Description

배터리 팩용 방열 카트리지{Heat dissipation cartridge for battery pack}
본 발명은 배터리 팩용 방열 카트리지에 관한 것이다.
배터리는 전기자동차, 휴대용 전화기, 노트북, 디지털 카메라 등 다양한 제품에 에너지 공급원으로 사용된다.
이와 같은 배터리는 고에너지밀도와 고출력 구동이 가능한 리튬 이차전지의 사용이 증가되고 있다.
리튬 이차전지는 박형의 파우치 형태로 제작이 가능하며, 파우치 형태의 배터리를 다수 연결하여 작은 면적에서도 고용량 전지를 얻을 수 있는 장점이 있다.
그러나, 파우치 형태의 배터리를 다수를 연결하는 경우 용량은 증가하지만 각각의 배터리가 충방전될 때 발생된 열이 작은 면적에 집중되므로 안정적으로 장시간 구동하는데 어려움이 있다.
이에 따라, 배터리의 충방전시 배터리에서 발생되는 열을 효율적으로 방출하기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-2009-0107443 A
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 동일 면적에 다수의 배터리를 장착할 수 있고, 열을 효율적으로 방출할 수 있는 배터리 팩용 방열 카트리지를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩용 방열 카트리지를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 배터리 팩를 구성하기 위하여 배터리의 테두리 측을 지지하는 것으로서, 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제1,2 가이드부재 및 상기 배터리의 단자가 고정되고 상기 배터리를 수용하는 수용공간을 형성할 수 있도록 상기 제1,2가이드부재의 사이에 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제3,4가이드부재를 포함하는 본체; 및 열전도성 및 절연성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나의 내면에 착탈가능하게 결합되는 탄성부재;를 포함하고, 상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나는 금속재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나의 내면은 길이방향을 따라 내측으로 인입형성되는 수용홈이 형성되고, 상기 탄성부재는 상기 수용홈에 끼움결합될 수 있다.
또한, 상기 수용홈은 서로 마주하는 한 쌍의 측벽을 포함하고, 상기 한 쌍의 측벽은 상기 수용홈의 바닥면에 대하여 서로 마주보는 방향으로 일정각도 경사지게 형성될 수 있다. 이때, 상기 탄성부재의 측면은 상기 측벽의 단부측이 삽입될 수 있도록 단차면으로 형성될 수 있다.
바람직한 실시예로써, 상기 탄성부재는 열전도성 필러가 포함된 고분자수지로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1,2,3,4가이드부재는 내면이 상기 배터리의 테두리를 지지할 수 있도록 기울기를 갖는 경사면으로 형성되고, 상기 경사면은 상기 내면의 중앙부가 돌출되도록 폭의 중앙부에서 양 단부측으로 갈수록 기울기가 반대방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3,4가이드부재는 서로 적층되는 다른 배터리 팩용 카트리지와의 결합을 위한 결합구가 형성되고, 상기 결합구의 양면에는 배터리 팩용 카트리지 간의 결합방향과 평행한 방향으로 서로 대응되는 돌출부 및 수용부가 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 결합구는 배터리 팩용 카트리지 간의 결합방향과 평행한 방향으로 통과공이 관통형성되고, 상기 통과공에 삽입되는 하나의 체결바를 통하여 서로 적층된 복수 개의 배터리 팩용 카트리지가 일체화될 수 있다.
또한, 상기 제3,4가이드부재는 절연체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1,2,3,4가이드부재는 인서트몰딩을 통해 일체로 형성될 수 있다.
다른 예로써, 상기 제2,3,4,가이드부재는 인서트몰딩을 통해 일체로 형성되고, 상기 제1가이드부재는 금속재질로 이루어져 상기 제3,4가이드부재의 단부측에 체결부재를 매개로 착탈가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1,2가이드부재는 상기 제3,4가이드부재의 양 단부측에 체결부재를 매개로 착탈가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1,2가이드부재는 모두 금속재질로 이루어지고, 상기 제1,2가이드부재의 내측에는 상기 탄성부재가 각각 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2가이드부재는 외면에 길이방향을 따라 인입형성되는 복수 개의 방열홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1가이드부재는 외면이 폴리싱 가공을 통해 연마될 수 있다.
또한, 상기 제3,4가이드부재는 상면과 하면 중 적어도 일면에 내측으로 인입되는 홈부가 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 다수의 카트리지가 적층된 배터리팩에 동일면적 대비 많은 수의 배터리를 내장할 수 있어 전지팩의 슬림화 및 고용량화가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 냉각챔버 또는 열교환기와 밀착되는 일부분이 열전도도가 우수한 금속재질로 이루어짐으로써 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방출시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 도 1의 A-A 방향 단면도,
도 4는 도 1의 B-B 방향 단면도,
도 5는 도 1에서 제1가이드부재와 제4가이드부재의 체결관계를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지를 나타낸 도면,
도 7은 도 6에서 부싱이 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지를 나타낸 도면,
도 9는 도 8의 분리도,
도 10은 도 8에서 C-C 방향과 D-D 방향의 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지에 적용되는 제2가이드부재의 외면에 방열홈이 형성되는 경우를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지를 이용하여 배터리 팩을 구성하는 경우를 나타낸 도면,
도 13은 도 12의 분리도, 그리고,
도 14는 도 12의 E-E 방향 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지(100,200,300)는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이 본체(110,210,310) 및 탄성부재(120)를 포함한다.
상기 본체(110,210,310)는 배터리 팩의 구성시 복수 개의 배터리(10)를 개별적으로 지지하기 위한 것이다.
이를 위해, 상기 본체(110,210,310)는 상기 배터리(10)의 테두리를 지지하면서 상기 배터리(10)를 수용하기 위한 수용공간(S)을 갖는 고리 형상의 프레임구조물로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 본체(110,210,310)는 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제1,2가이드부재(111,112) 및 상기 제1,2가이드부재(111,112)의 사이에 배치되고 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제3,4가이드부재(113,114)를 포함할 수 있으며, 상기 제3,4가이드부재(113,114)의 양 단부측에 상기 제1,2가이드부재(111,112)의 일단부가 각각 연결될 수 있다(도 1, 도 6 및 도 8 참조).
이에 따라, 상기 본체(110,210,310)는 상기 제1,2,3,4가이드부재(111,112,113,114)에 의해 규정되고 상,하부가 개방된 수용공간(S)이 형성됨으로써 상기 배터리(10)가 상기 수용공간(S) 측에 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1,2,3,4가이드부재(111,112,113,114)의 내면은 상기 배터리(10)의 테두리를 지지할 수 있도록 소정의 기울기를 갖는 경사면(118a,118b)으로 형성될 수 있으며, 상기 경사면(118a,118b)은 서로 반대 방향의 기울기를 갖는 제1경사면(118a) 및 제2경사면(118b)으로 형성될 수 있다(도 3 및 도 4 참조).
일례로, 상기 제1경사면(118a) 및 제2경사면(118b)은 상기 제1,2,3,4가이드부재(111,112,113,114)의 폭의 중앙부에서 양 단부측으로 갈수록 기울기가 반대방향으로 형성됨으로써 상기 수용공간(S) 측으로 중앙부가 돌출되도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 경사면(118a,118b)은 수평면일 수도 있고 소정의 곡률을 갖는 곡면일 수도 있으며, 상기 제1경사면(118a) 및 제2경사면(118b)의 높이는 서로 동일한 크기를 가질 수 있다.
즉, 상기 수용공간(S)은 상기 제1경사면(118a)에 의해 규정되는 제1수용공간(S1)과 상기 제2경사면(118b)에 의해 규정되는 제2수용공간(S2)으로 형성될 수 있으며, 상기 제1수용공간(S1) 및 제2수용공간(S2)은 서로 동일한 체적을 갖도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 복수 개의 방열 카트리지(100,200,300)를 순차적으로 적층시켜 배터리 팩을 구현하는 경우, 상기 수용공간(S) 측에 배치되는 배터리(10)는 서로 적층된 두 개의 방열 카트리지(100,200,300) 중 하측에 배치되는 방열 카트리지(100,200,300)에 형성된 제2수용공간(S2) 측에 전체 두께 중 일부의 두께(바람직하게는 절반의 두께)가 수용될 수 있고 상측에 배치되는 방열 카트리지(100,200,300)에 형성된 제1수용공간(S1) 측에 나머지 두께가 수용됨으로써 전체 두께가 수용될 수 있으며, 동일한 방식으로 복수 개의 배터리(10)가 서로 인접하는 두 개의 방열 카트리지(100,200,300) 사이에 수용될 수 있다.
이로 인해, 본 발명에 따른 방열 카트리지(100,200,300)를 통해 구현된 배터리 팩은 하나의 방열 카트리지(100,200,300)의 두께와 하나의 배터리의 두께가 서로 실질적으로 동일한 두께를 갖게 되므로 동일면적 대비 많은 수의 배터리를 장착할 수 있어 배터리 팩의 슬림화 및 고용량화를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지(100,200,300)는 복수 개의 가이드부재(111,112,113,114) 중 적어도 어느 하나가 금속재질로 이루어짐으로써 상기 배터리(10)에서 발생되는 열을 효율적으로 방출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 배터리(10)의 길이방향 테두리를 지지하는 제1가이드부재(111) 및 제2가이드부재(112) 중 적어도 어느 하나의 가이드부재가 금속재질로 이루어질 수 있으며, 금속재질로 이루어진 가이드부재는 외면이 열교환기 또는 냉각 챔버와 같은 냉각수단과 직접 접촉되는 제1가이드부재(111)일 수 있다. 여기서, 상기 금속은 열전도도가 우수하고 가격이 저렴한 알루미늄일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 종류의 금속이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
이에 따라, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지(100,200,300)는 상기 배터리(10)로부터 발생된 열이 금속재질로 이루어진 제1가이드부재(111)로 전달된 후 상기 냉각수단 측으로 이동되어 신속하게 방열될 수 있다.
이때, 상기 제1가이드부재(111)의 외면은 폴리싱 공정을 통해 표면에 형성된 미세한 요철들이 제거될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1가이드부재(111)의 외면과 냉각수단의 밀착율을 높여줌으로써 열의 방출 능력을 증대시킬 수 있다.
더불어, 상기 제2가이드부재(112) 역시 상기 제1가이드부재(111)와 마찬가지로 금속 재질로 이루어진 경우 상기 제2가이드부재(112)의 외면에는 길이방향을 따라 인입형성되는 복수 개의 방열홈(112a)이 형성되어 외기와의 접촉면적을 넓혀줌으로써 상기 배터리(10)에서 제2가이드부재(112) 측으로 전달된 열의 방출 효율을 높여줄 수 있다(도 11 참조).
한편, 상기 제1가이드부재(111)의 내면에는 열전도성 및 절연성을 갖는 재질로 이루어지는 탄성부재(120)가 배치될 수 있다. 이와 같은 탄성부재(120)는 상기 수용공간(S1,S2) 측에 배치되는 배터리(10)가 금속재질로 이루어진 제1가이드부재(111)와의 직접적인 접촉을 방지함으로써 금속간의 직접적인 마찰에 의한 배터리의 손상 등의 문제를 원천적으로 방지하기 위함이다.
즉, 본 발명에 따른 방열 카트리지(100,200,300)를 통해 구현된 배터리 팩을 사용하는 과정에서 흔들림이나 진동에 의해 상기 수용공간(S) 내에서 배터리(10)의 유동이 발생하더라도 금속과 금속간의 마찰에 의한 마모로 배터리(10)의 손상이 발생할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제1가이드부재(111)의 내면에 탄성부재(120)를 배치함으로써 금속간의 접촉에 의한 마모나 손상 등과 같은 문제를 해결하면서도 상기 배터리(10)로부터 발생된 열을 제1가이드부재(111) 측으로 원활하게 전달할 수 있도록 한다.
더불어, 복수 개의 방열 카트리지(100,200,300)를 적층시켜 배터리 팩을 구현하고 상기 제1가이드부재(111)의 외면이 냉각수단과 접하도록 상기 배터리 팩을 냉각수단의 일면에 배치하는 경우 상기 수용공간(S)에 배치된 배터리(10)가 제1가이드부재(111) 측으로 하중을 받더라도 상기 탄성부재(120)에 의해 자중 또는 외부로부터 가해지는 진동과 같은 하중이 흡수됨으로써 배터리(10)를 안정적으로 보호할 수 있다.
여기서, 상기 제2가이드부재(112)가 금속 재질로 이루어진 경우 상기 제2가이드부재(112)의 내면에도 탄성부재(120)를 배치함으로써 금속간의 접촉에 의한 마모나 손상 등과 같은 문제를 해결하면서도 상기 배터리(10)로부터 발생된 열을 제2가이드부재(112) 측으로 원활하게 전달할 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 탄성부재(120)는 열전도성 필러가 포함된 고분자수지로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 열전도성 필러는 알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄, 탄화규소 등과 같은 비전도성 필러일 수도 있고, 그라파이트, 탄소나노카본, 그래핀, 은 분말, 구리분말 등과 같은 전도성 필러일 수도 있으나 전기절연성에 대한 높은 신뢰성을 요구하는 경우 비전도성 필러를 사용하는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 고분자수지는 실리콘 생고무, 에틸렌프로필렌디엔 고무, 열가소성 폴리올레핀계 합성고무, 아크릴레이트 고무, 열가소성 폴리우레탄 고무 등과 같은 고분자 수지일 수 있다. 그러나, 상기 전도성 필러 및 고분자 수지를 이에 한정하는 것은 아니며, 공지의 다양한 열전도성 필러가 사용될 수 있으며, 고분자수지 역시 압축성형, 압출성형 또는 사출성형이 가능한 것이라면 모두 사용가능함을 밝혀둔다.
이때, 상기 탄성부재(120)는 상기 제1가이드부재(111)의 내면에 착탈가능하게 결합될 수 있다. 이를 통해, 상기 탄성부재(120)의 교체나 보수가 필요한 경우 간편하게 제1가이드부재(111)로부터 분리한 후 교체할 수 있으며, 조립 공정에서도 신속한 체결이 가능하므로 작업생산성을 높일 수 있다.
이를 위해, 상기 제1가이드부재(111)의 내면에는 길이방향을 따라 내측으로 인입되는 수용홈(117)이 형성될 수 있으며, 상기 탄성부재(120)의 전체 두께 중 일부의 두께가 상기 수용홈(117)에 끼움결합될 수 있다(도 2 참조).
이에 따라, 상기 탄성부재(120)는 상기 수용홈(117)에 삽입되어 제1가이드부재(111)와 결합된 상태에서 일부가 상기 제1가이드부재(111)의 내면으로부터 돌출됨으로써 상기 배터리(10)의 테두리측이 밀착될 수 있도록 한다.
한편, 상기 수용홈(117) 및 탄성부재(120) 측에는 상기 수용홈(117)에 체결된 탄성부재(120)가 용이하게 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 서로 대응되는 이탈방지구조가 형성될 수 있다. 이는, 다수 개의 배터리(10) 및 방열 카트리지(100,200,300)를 적층하여 배터리 팩을 구현하는 경우 상기 탄성부재(120)가 수용홈(117)으로부터 작업자의 의도와 상관없이 분리되는 것을 방지하기 위함이다.
이를 위해, 상기 수용홈(117)은 서로 마주하는 한 쌍의 측벽(117b,117c)이 상기 수용홈(117)의 바닥면(117a)에 대하여 서로 마주보는 방향으로 일정각도 경사지게 형성될 수 있다. 더불어, 상기 탄성부재(120)는 상기 수용홈(117)에 삽입되는 제1부분(121)과 상기 배터리(10)의 테두리가 접촉되는 제2부분(122)을 포함하고, 상기 제1부분(121)의 측면 및 제2부분(122)의 측면이 단차면으로 형성될 수 있다(도 3 및 도 10 참조).
이에 따라, 상기 제1부분(121)의 측면 및 제2부분(122)의 측면을 포함하는 탄성부재(120)의 측면 측에는 단차면을 통해 상기 수용홈(117)을 구성하는 측벽(117b,117c)의 단부측이 삽입될 수 있는 소정의 공간이 형성됨으로써 상기 수용홈(117)에 삽입된 제1부분(121)이 용이하게 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 제1부분(121)의 측면은 상기 수용홈(117)의 바닥면에 대하여 소정의 각도로 기울어진 측벽(117b,117c)과 동일한 각도의 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 더불어, 상기 수용홈(117)에 체결된 상태에서 외부로 노출되는 제2부분(122)의 일면은 상기 제1가이드부재(111)의 내면과 마찬가지로 폭의 중앙부를 기준으로 서로 반대방향으로 기울어지는 제3경사면(123a) 및 제4경사면(123b)이 형성될 수 있으며, 상기 제3경사면(123a)은 상기 제1경사면(118a)과 평행하게 형성되며 상기 제4경사면(123b)은 상기 제2경사면(118b)과 평행하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상술한 바와 같이 복수 개의 방열 카트리지(100,200,300)를 순차적으로 적층시켜 배터리 팩을 구현하는 경우, 상기 수용공간(S1,S2) 측에 배치되는 배터리(10)는 서로 적층된 두 개의 방열 카트리지(100,200,300) 중 하측에 배치되는 방열 카트리지(100,200,300)에 형성된 제2수용공간(S2) 측에 전체 두께 중 일부의 두께(바람직하게는 절반의 두께)가 수용될 수 있고 상측에 배치되는 방열 카트리지(100,200,300)에 형성된 제1수용공간(S1) 측에 나머지 두께가 수용됨으로써 전체 두께가 수용될 수 있으며, 동일한 방식으로 복수 개의 배터리(10)가 서로 인접하는 두 개의 방열 카트리지(100,200,300) 사이에 수용될 수 있다.
한편, 상기 제2가이드부재(112)가 금속 재질로 이루어지고 그 내면에 탄성부재(120)가 배치되는 경우 상기 제2가이드부재(112)와 탄성부재(120)의 결합방식은 상기 제1가이드부재(111)와 탄성부재(120)의 결합방식이 동일하게 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 제3,4가이드부재(113,114)는 서로 이격배치되는 제1,2가이드부재(111,112)를 상호 연결하면서 상기 수용공간(S)에 배치된 배터리(10)로부터 인출되는 두 개의 단자(12a,12b)를 고정하기 위한 것이다.
여기서, 상기 배터리(10)로부터 인출되는 두 개의 단자(12a,12b)는 배터리 몸체의 양 단부 측에 하나씩 위치하도록 형성될 수 있으며, 두 개의 단자(12a,12b) 중 어느 하나는 상기 제3가이드부재(113) 측에 고정될 수 있고 나머지 단자는 상기 제4가이드부재(114) 측에 고정될 수 있다. 더불어, 상기 두 개의 단자(12a,12b)는 상기 제3가이드부재(113) 및 제4가이드부재(114)의 내면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 상기 제3,4가이드부재(113,114) 측에 고정될 수 있다(도 14 참조).
이에 따라, 다수 개의 배터리(10) 및 방열 카트리지(100,200,300)를 적층하여 배터리 팩을 구현하는 경우 각각의 배터리(10)로부터 인출된 단자(12a,12b)들은 서로 이웃하는 제3가이드부재(113) 사이 및 제4가이드부재(114) 사이에 위치하여 서로 직접 접촉됨으로써 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 제3가이드부재(113) 및 제4가이드부재(114)는 절연체로 이루어질 수 있다. 이는, 상기 배터리(10)의 단자(12a,12b)를 고정한 상태에서 단자(12a,12b) 측에만 전기가 흐를 수 있도록 함으로써 전기적인 쇼트를 방지하기 위함이다.
이를 위해, 상기 제3가이드부재(113) 및 제4가이드부재(114)는 절연성을 갖는 고분자 수지로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 사출성형이 가능한 열가소성 고분자 수지가 사용될 수 있다. 일례로, 상기 제3가이드부재(113) 및 제4가이드부재(114)는 BN, AiN, MgO SiO2, Al2O3 등의 절연성 방열 필러가 분산된 열가소성 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
더불어, 상기 제3가이드부재(113) 및 제4가이드부재(114)가 사출성형이 가능한 열가소성 고분자 수지로 이루어지는 경우 사출성형시 뒤틀림에 의한 변형을 방지할 수 있도록 내측으로 인입되는 적어도 하나의 홈부(116)가 형성됨으로써 서로 이웃하는 홈부(116) 사이에 보강리브(L)가 형성될 수 있다. 이와 같은 홈부(116)는 상기 제3가이드부재(113) 및 제4가이드부재(114)의 길이 중간부를 경계로 대칭적으로 형성될 수 있으며, 서로 반대면인 상면과 하면에 각각 대칭적으로 형성될 수 있다(도 1 참조).
한편, 상기 제3,4가이드부재(113,114)는 복수 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)를 일방향으로 적층하는 경우 서로 인접하는 두 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)를 상호연결하기 위한 결합구(115)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 서로 적층되는 복수 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300) 중 서로 인접하는 두 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)가 순차적으로 서로 연결됨으로써 적층된 복수 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)가 서로 일체화될 수 있다.
이와 같은 결합구(115)는 상기 제3,4가이드부재(113,114)의 일측에 배터리 팩용 카트리지의 적층방향과 동일한 방향으로 소정의 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 결합구(115)의 양면에는 서로 대응되는 돌출부(115a) 및 수용부(115b)가 각각 형성될 수 있다.
일례로, 상기 결합구(115)의 하면에는 내측으로 인입되는 수용홈의 형태로 수용부(115b)가 형성될 수 있으며, 상기 결합구(115)의 상면에는 외측으로 일정길이 돌출되는 돌출부(115a)가 형성될 수 있다(도 5 참조).
이에 따라, 복수 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)를 적층하는 경우 하부측에 배치되는 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)의 돌출부(115a)가 상부측에 배치되는 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)의 수용부(115b) 측에 각각 삽입됨으로써 상호 체결될 수 있다. 이로 인해, 복수 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)를 적층하는 과정에서 간단한 삽입을 통하여 서로 연결됨으로써 조립생산성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 결합구(115)는 상기 돌출부(115a) 및 수용부(115b)를 관통하도록 통과공(115c)이 관통형성될 수 있으며, 복수 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)를 적층하는 경우 각각의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)에 형성된 통과공(115c)이 서로 연통될 수 있다.
이에 따라, 소정의 길이를 갖는 체결바(132)를 상기 통과공(115c) 측에 삽입한 후 상기 체결바(132)의 양단에 너트부재와 같은 고정부재(134)를 체결하게 되면 서로 적층된 복수 개의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)가 상기 체결바(132)를 매개로 일체화됨으로써 각각의 배티러 팩용 카트리지(100,200,300)가 적층체로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 더불어, 상기 체결바(132)의 양단측에 결합된 고정부재를 통해 적층된 각각의 배터리 팩용 카트리지(100,200,300)를 서로 밀착시켜줌으로써 각각의 배터리(10)로부터 인출된 단자(12a,12b)들 간의 접촉력을 높일 수 있다(도 12 내지 도 14 참조).
여기서, 상기 결합구(115)는 상기 체결바(132)가 통과하는 통과공(115c) 측에 공지의 부싱(131)이 삽입됨으로써 상기 결합구(115)가 외력이나 과도한 체결력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다(도 2 참조).
한편, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지(100,200,300)는 상기 본체(110,210,310)를 구성하는 복수 개의 가이드부재(111,112,113,114)가 일체로 형성될 수도 있고, 일부 또는 전체의 가이드부재(111,112,113,114)가 체결방식을 통해 상호 조립되는 형태일 수도 있다.
일례로, 상기 본체(110)는 인서트 몰딩 방식을 통하여 복수 개의 가이드부재(111,112,113,114)가 일체로 형성될 수 있다(도 6 및 도 7 참조). 구체적으로, 상기 제1가이드부재(111)만 금속재질로 이루어지거나 제1가이드부재(111) 및 제2가이드부재(112)가 모두 금속재질로 이루어진 경우 금속재질로 이루어진 가이드부재를 금형의 내부에 배치한 상태에서 절연성 방열 필러가 분산된 고분자수지를 상기 금형 내부로 주입하여 인서트 몰딩을 통해 나머지 가이드부재를 형성함으로써 상기 본체(110)를 일체형으로 형성할 수 있다.
다른 예로써, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지(100)는 상기 제1가이드부재(111)가 금속재질로 이루어지고 나머지 가이드부재(112,113,114)가 비금속재질로 이루어진 경우 상기 제1가이드부재(111)가 일체로 형성된 나머지 가이드부재(112,113,114)측에 착탈가능하게 결합됨으로써 본체(110)가 구성될 수 있다(도 1 및 도 2 참조). 구체적으로, 절연성 방열 필러가 분산된 고분자수지를 이용하여 인서트 몰딩을 통해 제2가이드부재(112)의 양 단부측에 상기 제3,4가이드부재(113,114)가 일체로 연결된 사출물을 형성하고, 상기 제3,4가이드부재(113,114)의 자유단부측에 상기 제1가이드부재(111)의 양단부측이 볼트부재와 같은 체결부재(133)를 매개로 착탈가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 상기 제3,4가이드부재(113,114)의 자유단부측에는 인서트 몰딩시 상기 체결부재(133)와의 체결을 위한 너트부재(119)가 매립될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제2가이드부재(112)가 금속재질로 이루어진 경우 상기 제2가이드부재(112)는 전술한 인서트 몰딩 방식을 통하여 제3,4가이드부재(113,114)와 일체로 형성될 수도 있다.
또 다른 예로써, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지(300)는 상기 제1가이드부재(111) 및 제2가이드부재(112)의 양 단부측이 상기 제3,4가이드부재(113,114)의 양단부 측에 볼트부재와 같은 체결부재(133)를 매개로 각각 결합됨으로써 상기 본체(310)가 구성될 수 있다(도 8 및 도 9 참조). 이를 통해, 본 발명에 따른 배터리 팩용 방열 카트리지(300)는 복수 개의 가이드부재(111,112,113,114) 및 탄성부재(120)가 모두 조립방식을 통해 상호 체결될 수 있다. 이와 같은 경우 상기 제3,4가이드부재(113,114)의 양단부측에는 상기 체결부재(133)와의 체결을 위한 너트부재(119)가 각각 매립될 수 있다. 이때, 금속재질로 이루어진 가이드부재는 제1가이드부재(111)일 수도 있고, 제1가이드부재(111) 및 제2가이드부재(112)일 수도 있지만, 상기 제3,4가이드부재(113,114)는 배터리(10) 단자(12a,12b)와의 전기적인 절연을 위하여 절연체로 형성된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,200,300 : 배터리 팩용 방열 카트리지
110.210,310 : 본체 111 : 제1가이드부재
112 : 제2가이드부재 113 : 제3가이드부재
114 : 제4가이드부재 115 : 결합구
116 : 홈부 117 : 수용홈
119 : 너트부재 120 : 탄성부재
131 : 부싱 132 : 체결바
133 : 체결부재

Claims (16)

  1. 배터리 팩를 구성하기 위하여 배터리의 테두리 측을 지지하는 배터리 팩용 카트리지에 있어서,
    서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제1,2 가이드부재 및 상기 배터리의 단자가 고정되고 상기 배터리를 수용하는 수용공간을 형성할 수 있도록 상기 제1,2가이드부재의 사이에 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 제3,4가이드부재를 포함하는 본체; 및
    열전도성 및 절연성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나의 내면에 착탈가능하게 결합되는 탄성부재;를 포함하고,
    상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나는 금속재질로 이루어지는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2가이드부재 중 적어도 어느 하나의 내면은 길이방향을 따라 내측으로 인입형성되는 수용홈이 형성되고, 상기 탄성부재는 상기 수용홈에 끼움결합되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수용홈은 서로 마주하는 한 쌍의 측벽을 포함하고, 상기 한 쌍의 측벽은 상기 수용홈의 바닥면에 대하여 서로 마주보는 방향으로 일정각도 경사지게 형성되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 탄성부재의 측면은 상기 측벽의 단부측이 삽입될 수 있도록 단차면으로 형성되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 열전도성 필러가 포함된 고분자수지로 이루어지는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2,3,4가이드부재는 내면이 상기 배터리의 테두리를 지지할 수 있도록 기울기를 갖는 경사면으로 형성되고, 상기 경사면은 상기 내면의 중앙부가 돌출되도록 폭의 중앙부에서 양 단부측으로 갈수록 기울기가 반대방향으로 형성되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제3,4가이드부재는 서로 적층되는 다른 배터리 팩용 카트리지와의 결합을 위한 결합구가 형성되고, 상기 결합구의 양면에는 배터리 팩용 카트리지 간의 결합방향과 평행한 방향으로 서로 대응되는 돌출부 및 수용부가 각각 형성되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 결합구는 배터리 팩용 카트리지 간의 결합방향과 평행한 방향으로 통과공이 관통형성되고, 상기 통과공에 삽입되는 하나의 체결바를 통하여 서로 적층된 복수 개의 배터리 팩용 카트리지가 일체화되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제3,4가이드부재는 절연체로 이루어지는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2,3,4가이드부재는 인서트몰딩을 통해 일체로 형성되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제2,3,4,가이드부재는 인서트몰딩을 통해 일체로 형성되고, 상기 제1가이드부재는 금속재질로 이루어져 상기 제3,4가이드부재의 단부측에 체결부재를 매개로 착탈가능하게 결합되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2가이드부재는 상기 제3,4가이드부재의 양 단부측에 체결부재를 매개로 착탈가능하게 결합되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  13. 제 10항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 제1,2가이드부재는 모두 금속재질로 이루어지고, 상기 제1,2가이드부재의 내측에는 상기 탄성부재가 각각 배치되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제2가이드부재는 외면에 길이방향을 따라 인입형성되는 복수 개의 방열홈이 형성되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 제1가이드부재는 외면이 폴리싱 가공을 통해 연마되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 제3,4가이드부재는 상면과 하면 중 적어도 일면에 내측으로 인입되는 홈부가 형성되는 배터리 팩용 방열 카트리지.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020111665A1 (ko) * 2018-11-27 2020-06-04 주식회사 아모그린텍 파우치형 배터리 카트리지 및 이를 포함하는 파우치형 배터리 팩
CN113169393A (zh) * 2018-11-27 2021-07-23 阿莫绿色技术有限公司 袋型电池匣及包括其的袋型电池组
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020111665A1 (ko) * 2018-11-27 2020-06-04 주식회사 아모그린텍 파우치형 배터리 카트리지 및 이를 포함하는 파우치형 배터리 팩
CN113169393A (zh) * 2018-11-27 2021-07-23 阿莫绿色技术有限公司 袋型电池匣及包括其的袋型电池组
US20220013836A1 (en) * 2018-11-27 2022-01-13 Amogreentech Co., Ltd. Pouch type battery cartridge and pouch type battery pack comprising same
WO2024117522A1 (ko) * 2022-12-02 2024-06-06 에너테크인터내셔널 주식회사 열방출 기능을 가지는 리튬 이차전지의 배터리셀 조립체

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