KR20180038310A - Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink - Google Patents

Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink Download PDF

Info

Publication number
KR20180038310A
KR20180038310A KR1020160129267A KR20160129267A KR20180038310A KR 20180038310 A KR20180038310 A KR 20180038310A KR 1020160129267 A KR1020160129267 A KR 1020160129267A KR 20160129267 A KR20160129267 A KR 20160129267A KR 20180038310 A KR20180038310 A KR 20180038310A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
heat sink
battery
battery module
module case
Prior art date
Application number
KR1020160129267A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102253786B1 (en
Inventor
김관우
김효찬
임상욱
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
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160129267A priority Critical patent/KR102253786B1/en
Publication of KR20180038310A publication Critical patent/KR20180038310A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102253786B1 publication Critical patent/KR102253786B1/en

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
    • H01M10/655—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
    • H01M10/61—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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • 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
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M2/1072—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • 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
    • 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
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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
    • Y02E60/122—
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a battery module comprising a module case having an integrally coupled heat sink, which comprises: a battery cell assembly in which a plurality of battery cells are arranged in an electrically connected state; a module case having a structure which surrounds the outer surface of the battery cell assembly, wherein at least one outer surface of the outer surfaces has a flat plate structure; and a heat sink, which is a cooling plate integrally coupled to an outer surface of the module case of the flat plate structure, wherein the heat sink is formed so that one surface of the cooling plate is recessed toward the other surface so as to form a refrigerant flow space, and one surface of the cooling plate is coupled to an outer surface of the module case having the flat plate structure.

Description

히트 싱크가 일체형으로 결합된 모듈 케이스를 포함하는 전지모듈 {Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink}[0001] The present invention relates to a battery module including a module case having a heat sink integrally coupled thereto,

본 발명은 히트 싱크가 일체형으로 결합된 모듈 케이스를 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a module case in which a heat sink is integrally coupled.

최근, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 충방전이 가능한 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 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.2. Description of the Related Art [0002] Recently, as technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries capable of charging and discharging as energy sources has been rapidly increasing, and a lot of research has been conducted on secondary batteries that can meet various demands. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.

따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 주로 니켈 수소 금속(Ni-MH) 이차전지가 주로 사용되고 있지만, 최근에는 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다.Accordingly, an electric vehicle (EV) that can be operated only by a battery, and a hybrid electric vehicle (HEV) that uses a battery and an existing engine have been developed, and some of them have been commercialized. BACKGROUND ART [0002] Nickel metal hydride (Ni-MH) secondary batteries are mainly used as secondary batteries as power sources for EV, HEV, etc. Recently, researches using lithium secondary batteries having high energy density, high discharge voltage and output stability have been actively conducted And is in the process of commercialization.

이러한 이차전지가 자동차의 동력원 또는 전력 저장 장치와 같이 대용량을 필요로 하는 디바이스 내지 장치에 사용되는 경우, 상기 이차전지는 다수의 전지셀들이 배열된 구조의 중대형 전지모듈의 형태로 이용된다.When such a secondary battery is used in a device or an apparatus requiring a large capacity such as a power source for an automobile or a power storage device, the secondary battery is used in the form of a middle- or large-sized battery module having a structure in which a plurality of battery cells are arranged.

이러한 중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀(단위전지)로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조 비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다. Since such a middle- or large-sized battery module is preferably manufactured with a small size and weight, a prismatic battery, a pouch-type battery, and the like, which can be stacked with a high degree of integration and have a small weight to capacity, . In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

그러나, 이러한 중대형 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다.However, since the battery cells constituting such a middle- or large-sized battery module are constituted by a rechargeable secondary battery, such a high-output large-capacity secondary battery generates a large amount of heat in the charging and discharging process.

만일, 충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 대용량의 전지팩에는 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 충분히 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.If the heat of the battery module generated during the charging and discharging process can not be effectively removed, heat accumulation may occur, which may accelerate deterioration of the battery module and possibly cause ignition or explosion. Therefore, a high-capacity, large-capacity battery pack requires a cooling system that sufficiently cools the battery cells built therein.

중대형 전지팩에 장착되는 전지모듈은 일반적으로 다수의 전지셀들을 높은 밀도로 적층하는 방법으로 제조하며, 충방전시에 발생한 열을 제거할 수 있도록, 내부에 냉매 유로를 포함하는 히트 싱크가 전지모듈의 외면에 접촉함으로써, 상기 전지모듈을 냉각시키는 구조로 이루어질 수 있다.The battery module mounted on the middle- or large-sized battery pack is generally manufactured by stacking a plurality of battery cells at a high density. In order to remove heat generated during charging and discharging, a heat sink including a refrigerant channel is disposed inside the battery module So that the battery module is cooled.

도 1에는 종래의 히트 싱크를 포함하는 전지모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic view schematically showing the structure of a battery module including a conventional heat sink.

도 1을 참조하면, 히트 싱크(120)는 서멀 패드(130)를 사이에 두고 전지모듈(110)의 하면과 대면하여 접촉함으로써, 전지모듈(110)에서 발생하는 열을 제거한다.Referring to FIG. 1, the heat sink 120 contacts the lower surface of the battery module 110 with the thermal pad 130 interposed therebetween, thereby removing heat generated in the battery module 110.

전지모듈(110)은 전체적으로 육면체 형상으로 이루어져 있으며, 복수의 전지셀들이 전기적으로 연결된 상태로 배열되어 있는 전지셀 어셈블리(110)의 외면을 모듈 케이스(112)가 감싸는 구조로 이루어져 있다.The battery module 110 is formed in a hexahedron shape and has a structure in which the module case 112 surrounds the outer surface of the battery cell assembly 110 in which a plurality of battery cells are electrically connected to each other.

히트 싱크(120)는 전지모듈(110)과의 접촉 면적을 최대화할 수 있도록, 상대적으로 넓은 면적을 갖는 하면에 부착됨으로써, 전지모듈(110)에서 발생하는 열을 보다 신속하게 제거할 수 있다.The heat sink 120 is attached to a lower surface having a relatively large area so as to maximize the contact area with the battery module 110, so that the heat generated in the battery module 110 can be removed more quickly.

히트 싱크(120)는 양측 모서리 부위에, 각각 냉매가 유입 및 배출되는 냉매 유입부(121) 및 냉매 배출부(122)가 형성되어 있다.The heat sink 120 is formed with coolant inflow portions 121 and coolant discharge portions 122 through which coolant flows in and out, respectively.

냉매 유입부(121) 및 냉매 배출부(122)는, 냉매 유입관(121a) 및 냉매 배출관(122a)을 통한 냉매의 유입 및 배출이 방해되지 않도록, 평면상으로 평판 구조의 모듈 케이스(112) 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 각각 이루어져 있다.The coolant inflow portion 121 and the coolant discharge portion 122 are connected to the module case 112 having a flat plate structure in a plan view so that the inflow and outflow of the coolant through the coolant inflow pipe 121a and the coolant discharge pipe 122a are not hindered. And protruding outwardly from the outer periphery of the outer surface.

히트 싱크(120)는 외부 디바이스에 대한 장착 및 고정을 위해 체결구가 삽입될 수 있는 체결공(123)을 포함하고 있으며, 서멀 패드(130)는 히트 싱크(120)에 형성된 체결공(123)에 대응되는 부위가 내측으로 만입된 구조로 이루어져 있다.The heat sink 120 includes a fastening hole 123 into which a fastener can be inserted for mounting and fixing to an external device and a fastening hole 123 formed in the heat sink 120, And a portion corresponding to the inner side is recessed inward.

도 2에는 도 1의 히트 싱크(120)의 구조를 개략적으로 나타낸 분해도가 도시되어 있다.Fig. 2 is an exploded view schematically showing the structure of the heat sink 120 of Fig.

도 2를 참조하면, 히트 싱크(120)는 일면이 타면 쪽으로 만입된 형태로 냉매 유동 공간(124a)을 형성하는 냉각용 플레이트(124) 및 상기 냉각용 플레이트(124)의 일면을 덮는 구조로 이루어진 커버 플레이트(125)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 2, the heat sink 120 includes a cooling plate 124 for forming a refrigerant flow space 124a on one side of the heat sink 120, and a structure for covering one surface of the cooling plate 124 And a cover plate 125.

냉각용 플레이트(124)의 냉매 유동 공간(124a)에는 냉매가 냉매 유동 공간(124a)의 모든 영역에 걸쳐 순환하면서 유동하도록, 돌출 구조로 이루어진 냉매 가이드(124b)에 의해 냉매 유로가 형성되어 있으며, 이로 인해, 히트 싱크(120)의 모든 영역에 걸쳐 냉매가 균일하게 순환하면서 유동할 수 있고, 이에 따라, 전지모듈(110)에 대한 균일한 냉각이 가능하다.The refrigerant flow path is formed in the refrigerant flow space 124a of the cooling plate 124 by the refrigerant guide 124b having the protruding structure so that the refrigerant circulates through the entire area of the refrigerant flow space 124a, As a result, the coolant can circulate uniformly throughout the entire area of the heat sink 120, thereby enabling uniform cooling of the battery module 110.

그러나, 이러한 히트 싱크는 별도의 부품으로서, 전지모듈과의 효과적인 열 전달을 달성하기 위해 서멀 패드(thermal pad)를 사이에 두고 전지모듈의 외면에 장착되어, 간접 수냉 방식으로 전지모듈에서 발생하는 열을 제거한다.However, such a heat sink is a separate component, which is mounted on the outer surface of the battery module with a thermal pad interposed therebetween in order to achieve effective heat transfer with the battery module, .

따라서, 전지모듈에서 발생하는 열은 상기 전지모듈의 외면을 구성하는 모듈 케이스와 서멀 패드, 및 히트 싱크의 외면을 구성하는 커버 플레이트를 거쳐, 상기 히트 싱크 내부의 냉매 유로를 순환하면서 유동하는 냉매로 전달되며, 이러한 다수의 열 전달 과정으로 인해, 전지모듈의 냉각 효과가 우수하지 못하다는 문제점이 있다.Therefore, the heat generated from the battery module flows through the heat exchanger, the module case, the thermal pad, and the cover plate constituting the outer surface of the heat sink, And the cooling effect of the battery module is not excellent due to the plurality of heat transfer processes.

특히, 이러한 문제점은 한정된 공간에서, 전지모듈의 용량을 증가시키거나, 전지모듈을 보다 콤팩트하게 구성하기 위해, 상기 전지모듈을 구성하는 전지셀들의 집적도를 증가시키는 경우에 더욱 심각해진다.Particularly, this problem becomes even more serious when the degree of integration of the battery cells constituting the battery module is increased in order to increase the capacity of the battery module or to make the battery module more compact in a limited space.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.

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-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 냉매 유동 공간을 형성할 수 있도록, 냉각용 플레이트의 일면이 타면 쪽으로 만입된 형태로 구성된 히트 싱크를, 상기 냉각용 플레이트의 일면이 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 결합되도록 구성함으로써, 전지모듈로부터 히트 싱크의 냉매 유동 공간을 순환하는 냉매로 열이 전달되는 과정을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 전지모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 제거해, 상기 전지모듈의 온도 상승에 따른 성능 저하 및 안전성 저하를 방지할 수 있고, 상기 히트 싱크를 구성하는 냉각용 플레이트의 일면이 개방된 상태로 제조되며, 히트 싱크와 모듈 케이스 외면 사이에 서멀 패드와 같은 열 전달 매개체를 개재할 필요가 없으므로, 전지모듈을 제조하는데 소요되는 비용 및 시간을 효과적으로 절약할 수 있는 동시에, 전지모듈의 크기 및 무게를 보다 감소시킬 수 있어, 상기 전지모듈이 탑재되는 디바이스의 내부 공간에 대한 활용성을 극대화 시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that a heat sink having a configuration in which one surface of a cooling plate is recessed toward the other surface so as to form a refrigerant flow space, The heat transfer from the battery module to the refrigerant circulating in the refrigerant flow space of the heat sink can be minimized, The heat sink can be effectively removed to prevent deterioration in performance and safety due to temperature rise of the battery module, and that one surface of the cooling plate constituting the heat sink is manufactured in an open state, There is no need to interpose a heat transfer medium such as a thermal pad in the battery module, It is possible to reduce the size and weight of the battery module and to maximize the utilization of the internal space of the device on which the battery module is mounted, The present invention has been completed.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,According to an aspect of the present invention,

복수의 전지셀들이 전기적으로 연결된 상태로 배열되어 있는 전지셀 어셈블리; A battery cell assembly having a plurality of battery cells arranged in an electrically connected state;

상기 전지셀 어셈블리의 외면들을 감싸는 구조를 가지며, 상기 외면들 중에서 적어도 하나의 외면은 평판 구조로 이루어져 있는 모듈 케이스; 및A module case having a structure that encloses outer surfaces of the battery cell assembly, at least one outer surface of the outer surfaces being a flat plate structure; And

상기 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 일체형으로 결합되어 있는 냉각용 플레이트인 히트 싱크;A heat sink which is a cooling plate integrally coupled to an outer surface of the module case of the flat plate structure;

를 포함하고 있고, And,

상기 히트 싱크는, 냉매 유동 공간을 형성할 수 있도록, 냉각용 플레이트의 일면이 타면 쪽으로 만입된 형태로, 상기 냉각용 플레이트의 일면이 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 결합되어 있는 구조일 수 있다.The heat sink may have a structure in which one surface of the cooling plate is recessed toward the other surface so that the refrigerant flow space can be formed, and one surface of the cooling plate is coupled to the outer surface of the module case having a flat plate structure.

따라서, 전지모듈로부터 히트 싱크의 냉매 유동 공간을 순환하는 냉매로 열이 전달되는 과정을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 전지모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 제거해, 상기 전지모듈의 온도 상승에 따른 성능 저하 및 안전성 저하를 방지할 수 있고, 상기 히트 싱크를 구성하는 냉각용 플레이트의 일면이 개방된 상태로 제조되며, 히트 싱크와 모듈 케이스 외면 사이에 서멀 패드와 같은 열 전달 매개체를 개재할 필요가 없으므로, 전지모듈을 제조하는데 소요되는 비용 및 시간을 효과적으로 절약할 수 있는 동시에, 전지모듈의 크기 및 무게를 보다 감소시킬 수 있어, 상기 전지모듈이 탑재되는 디바이스의 내부 공간에 대한 활용성을 극대화 시킬 수 있다.Accordingly, the heat transfer from the battery module to the refrigerant circulating in the refrigerant flow space of the heat sink can be minimized, thereby effectively removing the heat generated by the battery module, And a heat transfer medium such as a thermal pad does not need to be interposed between the heat sink and the outer surface of the module case. Therefore, The cost and time required for manufacturing the battery module can be effectively saved and the size and weight of the battery module can be further reduced and utilization of the internal space of the device on which the battery module is mounted can be maximized .

하나의 구체적인 예에서, 상기 히트 싱크는 냉매 유동 공간에 냉매가 순환하면서 유동하도록 형성된 냉매 유로를 포함하고 있으며, 상기 냉매 유로를 유동하는 냉매는 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 직접 접촉하여 전지모듈을 냉각하는 구조일 수 있다.In one specific example, the heat sink includes a refrigerant passage formed to circulate the refrigerant in the refrigerant flow space, and the refrigerant flowing through the refrigerant passage directly contacts the outer surface of the module case of the flat plate structure, Lt; / RTI >

즉, 상기 냉매는 히트 싱크의 냉매 유동 공간에 형성된 냉매 유로에 의해 균일하게 순환 및 유동할 수 있으며, 상기 냉매는 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 직접 접촉함으로써, 종래와 달리, 서멀 패드와 같은 전지모듈을 냉각하므로, 상기 히트 싱크에 의한 전지모듈의 냉각 효과를 보다 향상시킬 수 있다.That is, the refrigerant can circulate and flow uniformly by the refrigerant flow path formed in the refrigerant flow space of the heat sink, and the refrigerant directly contacts the outer surface of the module case of the flat plate structure, The cooling effect of the battery module by the heat sink can be further improved.

이러한 경우에, 상기 냉매 유로는, 히트 싱크의 냉매 유동 공간에서, 타면 쪽으로 만입된 냉각용 플레이트의 일면 일부가 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 접하도록 대향 돌출된 구조의 냉매 가이드에 의해 형성되는 구조일 수 있다.In this case, the refrigerant flow path is a structure in which a part of one surface of the cooling plate recessed toward the other side in the refrigerant flow space of the heat sink is formed by a refrigerant guide having a structure protruded so as to be in contact with the outer surface of the module case of the flat plate structure .

따라서, 상기 히트 싱크는 상기 냉매 유동 강간에서, 냉각용 플레이트의 일면 일부가 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 접하도록 대향 돌출된 구조로 이루어짐으로써, 냉매 가이드를 형성하므로, 냉매 유로를 형성하기 위해 별도의 냉매 가이드를 냉매 유동 공간 내에 설치할 필요가 없으며, 상기 냉각용 플레이트의 일부가 돌출되어 형성된 냉매 가이드가 냉매 유료를 형성하는 동시에, 냉각용 플레이트에 소정의 강성을 제공하는 보강용 비드의 역할을 수행하므로, 히트 싱크의 구조적 안정성 역시, 향상시킬 수 있음은 물론이다.Accordingly, in the above-described heat sink, since the cooling plate is partially protruded so that a part of one surface of the cooling plate is in contact with the outer surface of the module case of the plate structure, the coolant guide is formed. Therefore, It is not necessary to provide the refrigerant guide in the refrigerant flow space and the refrigerant guide formed by protruding a part of the cooling plate functions as a reinforcing bead which forms a refrigerant charge and provides a predetermined rigidity to the cooling plate , And the structural stability of the heat sink can also be improved.

또한, 상기 냉매 가이드는 냉각용 플레이트의 일면 일부가 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 접하도록 대향 돌출된 구조로 이루어짐으로써, 냉매 유로를 순환하면서 유동하는 냉매가 인접한 냉매 유로를 순환하는 냉매와 혼합되거나, 이로 인해 냉매의 흐름이 역행해, 냉각 효과를 저하시키는 문제점을 보다 용이하게 예방할 수 있다.The refrigerant guide has a structure in which a part of one surface of the cooling plate is protruded so as to be in contact with the outer surface of the module case of the flat plate structure. Thus, the refrigerant circulating in the refrigerant passage is mixed with the refrigerant circulating in the adjacent refrigerant passage, As a result, the flow of the refrigerant reverses and the problem of deteriorating the cooling effect can be more easily prevented.

한편, 상기 히트 싱크는 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어진 냉매 유입부 및 냉매 배출부를 포함하고 있는 구조일 수 있다.The heat sink may include a refrigerant inlet portion and a refrigerant outlet portion that are protruded outward from the outer periphery of the outer surface of the module case of the flat plate structure.

구체적으로, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부에는 각각 냉매가 유입 및 배출되는 냉매 유입관 및 냉매 배출관이 연결되어 있는 구조일 수 있으며, 이러한 경우에, 상기 냉매 유입관 및 냉매 배출관은 디바이스 내의 전지모듈과 히트 싱크의 탑재 공간에 대한 제약으로 인해, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부에 인접한 부위에서 절곡된 구조로 이루어질 수 있다.Specifically, the refrigerant inlet pipe and the refrigerant outlet pipe may be connected to a refrigerant inlet pipe and a refrigerant outlet pipe, through which the refrigerant flows in and out, respectively, to the refrigerant inlet and the refrigerant outlet. In this case, And the heat sink may be bent at a portion adjacent to the refrigerant inlet portion and the refrigerant outlet portion due to restriction on the mounting space of the heat sink.

그러나, 이러한 냉매 유입관 및 냉매 배출관의 절곡 구조는 상기 냉매 유입관 및 냉매 배출관을 통해 유입 및 배출되는 냉매의 압력 또는 유속을 변경시킬 수 있으며, 이로 인해, 상기 히트 싱크를 통한 전지모듈의 냉각 효과가 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.However, the bending structure of the refrigerant inflow pipe and the refrigerant discharge pipe can change the pressure or the flow rate of the refrigerant flowing in and flowing out through the refrigerant inflow pipe and the refrigerant discharge pipe. Accordingly, the cooling effect of the battery module through the heat sink There is a problem that it may be deteriorated.

반면에, 본 발명에 따른 전지모듈의 히트 싱크는 냉매 유입부 및 냉매 배출부가 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어짐으로써, 상기 디바이스 내의 공간적 제약으로 인한 냉매 유입관 및 냉매 배출관의 절곡을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 상기 냉매의 압력 또는 유속의 변화로 인한 냉각 효과의 저하를 효과적으로 예방할 수 있다.On the other hand, the heat sink of the battery module according to the present invention has a structure in which the coolant inflow portion and the coolant discharge portion protrude outward from the outer periphery of the outer surface of the module case of the flat plate structure, And the bending of the refrigerant discharge pipe can be minimized, thereby effectively preventing the deterioration of the cooling effect due to the change of the pressure or the flow rate of the refrigerant.

여기서, 상기 히트 싱크는 외측 방향으로 돌출된 냉매 유입부 및 냉매 배출부 부위를 덮는 구조로 이루어진 냉매 유입부 커버 부재 및 냉매 배출부 커버 부재를 포함하고 있고; Here, the heat sink may include a refrigerant inlet cover member and a refrigerant outlet cover member that cover the refrigerant inlet portion and the refrigerant outlet portion protruding outwardly;

상기 냉매 유입부 커버 부재 및 냉매 배출부 커버 부재에는 냉매 유입관 및 냉매 배출관이 각각 연통되는 구조로 결합되는 냉매 유입구 및 냉매 배출구가 천공되어 있는 구조일 수 있다.The coolant inlet cover member and the coolant outlet cover member may have a structure in which a coolant inlet port and a coolant outlet port, which are coupled to each other so as to communicate with the coolant inlet pipe and the coolant outlet pipe, are perforated.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 전지모듈은 히트 싱크에 의한 냉각 효과를 극대화시킬 수 있도록, 상기 히트 싱크의 냉매 유동 공간을 순환하면서 유동하는 냉매가 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 직접 접촉하는 구조로서, 냉각용 플레이트의 일면이 타면 쪽으로 만입된 형태로, 상기 냉각용 플레이트의 일면이 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 결합되어 있는 구조일 수 있다.More specifically, the battery module according to the present invention has a structure in which the refrigerant circulating in the refrigerant flow space of the heat sink directly contacts the outer surface of the module case of the flat plate structure to maximize the cooling effect by the heat sink, One surface of the cooling plate is recessed toward the other surface, and one surface of the cooling plate is coupled to the outer surface of the module case having the flat plate structure.

따라서, 상기 히트 싱크는 종래의 히트 싱크와 달리, 냉각용 플레이트의 일면을 덮는 구조로 이루어진 별도의 커버 플레이트를 포함하지 않는 구조일 수 있다.Therefore, unlike the conventional heat sink, the heat sink may not include a separate cover plate having a structure for covering one surface of the cooling plate.

다만, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부는 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어져, 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 의해 커버되지 않는 구조일 수 있다.However, the refrigerant inflow portion and the refrigerant discharge portion may have a structure protruding outward from the outer periphery of the outer surface of the module case of the flat plate structure, and may not be covered by the outer surface of the module case of the flat plate structure.

따라서, 상기 히트 싱크는 냉매 유입부 커버 부재 및 냉매 배출부 커버 부재를 포함함으로써, 상기 외측 방향으로 돌출된 냉매 유입부 및 냉매 배출부 부위를 덮는 구조로 이루어질 수 있다.Accordingly, the heat sink may include a refrigerant inflow portion cover member and a refrigerant discharge portion cover member to cover the refrigerant inflow portion and the refrigerant discharge portion protruding outwardly.

이때, 상기 냉매 유입부 커버 부재 및 냉매 배출부 커버 부재에는 냉매 유입관 및 냉매 배출관이 각각 연통되는 구조로 결합되는 냉매 유입구 및 냉매 배출구가 천공되어 있어, 상기 냉매가 냉매 유입관 및 냉매 배출관을 통해 보다 안정적으로 히트 싱크의 냉매 유동 공간으로 유입 및 배출될 수 있다.The refrigerant inlet port and the refrigerant outlet port are connected to the refrigerant inlet cover member and the refrigerant outlet cover member so that the refrigerant inlet pipe and the refrigerant outlet pipe are communicated with each other and the refrigerant flows through the refrigerant inlet pipe and the refrigerant outlet pipe So that the refrigerant can flow into and out of the refrigerant flow space of the heat sink more stably.

또한, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부는, 평면상으로 히트 싱크의 모서리 부위에서, 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어질 수 있다.The coolant inflow portion and the coolant discharge portion may have a structure in which the coolant inflow portion protrudes outward from the outer periphery of the outer surface of the module case of the flat plate structure at a corner portion of the heat sink in plan view.

만일, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부가 평면상으로 히트 싱크의 모서리 부위가 아닌, 외주변의 중앙 부위에 형성되어 있는 경우에는, 상기 냉매 유입부를 통해 유입되는 냉매가 일 방향으로 유동하지 않을 수 있으며, 이에 따라, 상기 히트 싱크의 냉매 유동 공간을 순환하는 냉매의 양이 상대적으로 적어지거나, 냉매 유동 공간으로 유입되는 냉매의 압력, 유속 및 유량이 저하될 수 있어, 오히려 전지모듈에 대한 냉각 효과가 저하될 수 있다.If the coolant inflow portion and the coolant discharge portion are formed on the planar outer side of the outer periphery of the heat sink, the coolant flowing through the coolant inflow portion may not flow in one direction Accordingly, the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant flow space of the heat sink may be relatively small, or the pressure, flow rate, and flow rate of the refrigerant flowing into the refrigerant flow space may be lowered. Can be degraded.

또한, 상기 냉매 배출부 역시, 평면상으로 히트 싱크의 모서리 부위가 아닌, 외주변의 중앙 부위에 형성되어 있는 경우에는, 상기 냉매 배출부에 대응되는 냉매 유동 공간의 부위에서, 적어도 둘 이상의 방향으로부터 냉매 배출부로 향하는 냉매의 흐름으로 인해, 서로간의 간섭이 발생할 수 있으며, 이로 인해, 오히려 전지모듈을 냉각시킨 냉매가 용이하게 배출되지 않아, 전지모듈에 대한 냉각 효과가 저하될 수 있다.In addition, when the refrigerant discharging portion is formed at a central portion of the outer periphery of the heat sink, rather than at a corner of the heat sink, the refrigerant discharging portion may be formed in at least two directions Due to the flow of the refrigerant toward the refrigerant discharging portion, interference between the refrigerant and the refrigerant may occur. As a result, the cooling effect of cooling the battery module may not be easily discharged.

특히, 이러한 전지모듈에 대한 냉각 효과 저하는 전지모듈을 비롯한, 냉매 순환 시스템의 오작동 및 고장을 유발함으로써, 상기 전지모듈을 포함하는 디바이스의 안전성 저하를 초래할 수 있고, 이를 방지하기 위해 냉매의 순환 압력, 유속 내지 유량을 임의로 증가시키는 경우, 이에 따른 전력의 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.Particularly, such deterioration of the cooling effect on the battery module may cause malfunction and failure of the refrigerant circulation system including the battery module, thereby lowering the safety of the device including the battery module. To prevent this, the circulation pressure , And when the flow rate or the flow rate is arbitrarily increased, there is a problem in that power loss is caused.

이에 따라, 본 발명에 따른 전지모듈의 냉매 유입부 및 냉매 배출부는, 평면상으로 히트 싱크의 모서리 부위에서, 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어짐으로써, 상기 문제점을 용이하게 해결할 수 있다.Accordingly, the refrigerant inflow portion and the refrigerant discharge portion of the battery module according to the present invention are structured such that they protrude outward from the outer periphery of the outer surface of the module case of the flat plate structure at the corner portion of the heat sink in a plan view, Can be easily solved.

한편, 상기 히트 싱크는, 냉매 유입관 및 냉매 배출관이 각각 연통되는 구조로 결합되는 냉매 유입구 및 냉매 배출구가, 냉각용 플레이트에 천공되어 있는 구조일 수 있다.Meanwhile, the heat sink may have a structure in which a coolant inlet port and a coolant outlet port, which are connected to each other through a coolant inlet pipe and a coolant outlet port, are punched through a cooling plate.

다시 말해, 상기 상기 냉매 유입구 및 냉매 배출구가 천공되어 있는 구조는, 히트 싱크를 포함하는 전지모듈의 탑재 공간 크기 및 형상에 따라 적절히 조절될 수 있으며, 특히, 상기 냉매 유입구 및 냉매 배출구가 냉각용 플레이트에 천공되어 있는 구조는, 상기 전지모듈의 양측에 또 다른 디바이스의 구성 요소가 인접하여 탑재되어, 냉매 유입부 및 냉매 배출부가 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어질 수 없거나, 상기 히트 싱크를 구성하는 냉각용 플레이트의 외면 방향으로 냉매 유입관 및 냉매 배출관이 연결될 수 있는 충분한 공간이 확보될 수 있는 경우에, 보다 유용할 수 있다.In other words, the structure in which the coolant inlet port and the coolant outlet port are perforated can be appropriately adjusted according to the size and shape of the mounting space of the battery module including the heat sink. In particular, The structure in which the refrigerant inflow portion and the refrigerant discharge portion protrude outward from the outer periphery of the outer surface of the module case of the flat plate structure Or it may be more useful when sufficient space can be secured to connect the refrigerant inlet pipe and the refrigerant outlet pipe in the direction of the outer surface of the cooling plate constituting the heat sink.

따라서, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부는, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부 부위에서, 냉매 유입관 및 냉매 배출관의 절곡에 따른 냉매의 압력, 유속 내지 유량 저하로 인한 전지모듈의 냉각 효과 저하를 발생시키지 않는 구조라면, 그 형성 구조가 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조에 한정되는 것은 아니다.Therefore, the refrigerant inflow portion and the refrigerant discharge portion cause a decrease in the cooling effect of the battery module due to the pressure, flow rate, or flow rate of the refrigerant due to the bending of the refrigerant inflow pipe and the refrigerant discharge pipe at the refrigerant inflow portion and the refrigerant discharge portion The structure is not limited to a structure in which the structure is protruded outward from the outer periphery of the outer surface of the module case of the flat plate structure.

이때, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 냉매 유입구 및 냉매 배출구는, 히트 싱크의 냉매 유동 공간으로 유입 및 배출되는 냉매의 압력, 유속 내지 유량 저하를 방지할 수 있도록, 평면상으로 냉각용 플레이트의 모서리 부위에 천공되어 있는 구조일 수 있음은 물론이다.At this time, as described above, the coolant inlet port and the coolant outlet port are formed in a plane on the corner of the cooling plate so as to prevent the pressure, the flow rate, and the flow rate of the coolant flowing into and out of the coolant- It is a matter of course that it is a perforated structure.

하나의 구체적인 예에서, 상기 히트 싱크는 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 면적을 기준으로, 50% 내지 100%의 면적을 덮는 구조로 결합되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the heat sink may have a structure that covers an area of 50% to 100% based on the area of the outer surface of the module case of the flat plate structure.

만일, 상기 히트 싱크가 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 면적을 기준으로, 50% 미만의 면적을 덮는 구조로 결합되는 경우에는, 상기 히트 싱크가 대면하여 결합되는 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 면적이 지나치게 작아, 히트 싱크의 냉매 유동 공간을 순환하는 냉매를 통해 효과적으로 전지모듈을 냉각하지 못할 수 있으며, 이와 반대로, 상기 히트 싱크가 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 면적을 기준으로, 100%를 초과하는 경우에는, 상기 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 대면하지 않는 부위에서도 냉매가 순환하는 경우로서, 히트 싱크의 크기가 불필요하게 증가해, 다비이스 내의 탑재 공간에 제약이 발생할 수 있는 문제점이 있다.If the heat sink is coupled with a structure that covers an area of less than 50% based on the area of the outer surface of the module case of the flat plate structure, the area of the outer surface of the module case of the flat plate structure, The battery module may not be cooled effectively through the refrigerant circulating in the refrigerant flow space of the heat sink. On the contrary, when the heat sink is more than 100% based on the area of the outer surface of the module case of the flat plate structure , There is a problem that the size of the heat sink is unnecessarily increased in the case where the refrigerant circulates even in a portion of the flat plate structure which does not face the outer surface of the module case,

또한, 상기 전지셀 어셈블리는 판상형 구조로 이루어진 전지셀들이 일 방향으로 적층 배열된 구조로 이루어져 있고;Also, the battery cell assembly may have a structure in which battery cells each having a plate-like structure are stacked in one direction;

상기 히트 싱크는 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 상기 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직인 부위에 대응하는 모듈 케이스의 외면에 결합되어 있는 구조일 수 있다.The heat sink may be coupled to an outer surface of the module case corresponding to a portion of the outer surface of the battery cell assembly perpendicular to the stacking direction of the battery cells.

만일, 상기 히트 싱크기 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 상기 전지셀들의 적층 배열 방향에 평행인 부위에 대응하는 모듈 케이스의 외면에 결합되어 있는 경우에는, 상기 히트 싱크는 적층 배열 방향의 최외측에 위치한 전지셀에만 접하도록 결합되므로, 상기 최외측에 전지셀에 대한 냉각만이 가능해, 전지셀 어셈블리를 구성하는 모든 전지셀들에 대한 균일한 냉각이 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.If the heat sink is coupled to the outer surface of the module case corresponding to a portion parallel to the stacking direction of the battery cells among the outer surfaces of the heat sink base battery cell assembly, So that only the cooling of the battery cells can be performed on the outermost side of the battery cells, so that uniform cooling of all the battery cells constituting the battery cell assembly is not performed.

반면에, 본 발명에 따른 전지모듈은 상기 히트 싱크가 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 상기 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직인 부위에 대응하는 모듈 케이스의 외면에 결합됨으로써, 상기 히트 싱크의 냉매 유동 공간을 순환하면서 유동하는 냉매가 모든 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직인 측면 부위에 대한 열 교환 및 냉각을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 상기 전지셀 어셈블리를 구성하는 모든 전지셀들에 대한 균일한 냉각이 이루어질 수 있다.On the other hand, in the battery module according to the present invention, the heat sink is coupled to the outer surface of the module case corresponding to a portion of the outer surfaces of the battery cell assembly perpendicular to the stacking direction of the battery cells, The refrigerant circulating in the space can perform heat exchange and cooling for side portions perpendicular to the stacking direction of all the battery cells, Cooling can be achieved.

한편, 상기 히트 싱크는 브레이징(brazing) 공법에 의해 모듈 케이스의 외면에 결합되어 있는 구조일 수 있다.Meanwhile, the heat sink may be configured to be coupled to the outer surface of the module case by a brazing method.

구체적으로, 상기 모듈 케이스 및 히트 싱크는 외부 충격에 대해 소정의 강성을 발휘하는 동시에, 상기 전지셀 어셈블리의 외면에 대응해 용이하게 성형이 될 수 있으며, 상기 전지모듈을 보다 경량화된 구조로 형성하도록, 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.Specifically, the module case and the heat sink exhibit predetermined rigidity against an external impact, can be easily formed corresponding to the outer surface of the battery cell assembly, and the battery module can be formed in a lightweight structure , And an aluminum material.

이때, 상기 알루미늄 소재로 이루어진 모듈 케이스와 히트 싱크의 결합은, 소재적 특성으로 인해 용접 방법이 제한적이고, 상기 용접 과정이 복잡해질 수 있으며, 이로 인해 상기 용접에 소요되는 비용이 증가할 수 있다.At this time, the combination of the module case made of the aluminum material and the heat sink is limited in the welding method due to the material characteristics, and the welding process can be complicated, thereby increasing the cost of the welding.

이에 따라, 상기 히트 싱크는 브레이징(brazing) 공법에 의해 모듈 케이스의 외면에 결합됨으로써, 소재의 특성으로 인한 제한 없이 보다 용이하게 결합될 수 있으며, 보다 저렴한 비용으로 안정적인 결합 구조를 형성할 수 있다.Accordingly, since the heat sink is coupled to the outer surface of the module case by a brazing method, the heat sink can be more easily coupled without restriction due to the characteristics of the material, and a stable coupling structure can be formed at a lower cost.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀 어셈블리는 육면체 구조로 이루어져 있고;In one specific example, the battery cell assembly comprises a hexahedral structure;

상기 모듈 케이스는, 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 전극단자들이 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들을 중공형 구조로 감싸도록, 상호 결합되는 제 1 외장 부재 및 제 2 외장 부재로 이루어질 수 있다.The module case may include a first exterior member and a second exterior member which are mutually coupled to each other so as to surround the exterior surfaces of the battery cell assembly except for both sides where the electrode terminals are located, in a hollow structure.

즉, 상기 모듈 케이스는 육면체 구조로 이루어진 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 전극단자들이 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들을 중공형 구조로 감싸는 별도의 외장 부재들로 이루어질 수 있어, 상기 전지셀 어셈블리의 외면들을 감싸는 중공형 구조의 단일 외장 부재로 형성하는 경우에 비해, 판상형 재료를 사용해 보다 용이하게 제조될 수 있다.That is, the module case may be formed of separate sheathing members surrounding the outer surfaces of the battery cell assembly having a hexahedral structure except for both sides where the electrode terminals are located, in a hollow structure, Can be manufactured more easily by using the plate-shaped material, as compared with the case of forming a single sheathing member of a hollow structure surrounding the plate-like material.

이러한 경우에, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재 각각은, 전극단자들이 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들 중에서, 상호 인접한 2개의 외면들을 연속적으로 감싸도록, 수직 단면상의 "L"자 형으로 절곡된 판상형 구조로 이루어질 수 있다.In this case, each of the first and second outer sheathing members is formed in an "L" -shaped shape in vertical section so as to continuously surround two mutually adjacent outer surfaces among the outer surfaces except for both surfaces where the electrode terminals are located And may be formed of a bent plate-like structure.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 제 1 외장 부재는, 전극단자들이 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들 중에서, 상호 인접한 3개의 외면들을 연속적으로 감싸도록, 수직 단면상의 "ㄷ"자형으로 절곡된 판상형 구조로 이루어져 있고;In another specific example, the first sheathing member has a plate-like structure bent in a " C "shape on a vertical section so as to continuously surround three mutually adjacent outer surfaces among the outer surfaces except for both surfaces on which the electrode terminals are located Lt; / RTI >

상기 제 2 외장 부재는 제 1 외장 부재에 의해 감싸지는 3개의 외면들을 제외한 나머지 1개의 외면을 감싸는 하나의 판상형 구조로 이루어질 수 있다.The second exterior member may have a single plate-like structure that surrounds the other exterior surface excluding the three exterior surfaces that are enclosed by the first exterior member.

즉, 상기 모듈 케이스는 별도로 분리된 2개의 외장 부재로 구성됨으로써, 상기 모듈 케이스를 구성하는 외장 부재의 수량을 최소화할 수 있는 동시에, 상기 모듈 케이스의 구조적 안정성을 저하시킬 수 있는 외장 부재들의 상호 결합 부위를 최소화할 수 있다.In other words, since the module case is composed of two separate external members, the number of exterior members constituting the module case can be minimized, and the mutual coupling of the exterior members, which can lower the structural stability of the module case The site can be minimized.

특히, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재가 각각 수직 단면상의 "L"자 형으로 절곡된 판상형 구조로 이루어지는 경우, 상이한 구조의 외장 부재들을 각각 별도로 제조할 필요가 없으므로, 상기 외장 부재를 제조하는데 소요되는 시간 및 비용을 절약할 수 있다.Particularly, in the case where the first exterior member and the second exterior member are each formed in a plate-like structure bent in an "L" shape in a vertical cross section, it is not necessary to separately manufacture the exterior members having different structures, It is possible to save time and cost.

또한, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재 각각은 용접에 의해 상호 결합되는 구조일 수 있다.The first exterior member and the second exterior member may be mutually coupled by welding.

그러나, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재는, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재는 상호간에 안정적인 결합력을 발휘함으로써, 소정의 구조적 안정을 발휘하는 동시에, 용이하게 결합될 수 있는 구조라면, 그 결합 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 보다 상세하게는, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재의 결합 부위가 클램핑 부재와 같은 별도의 결합 부재에 의해 결합되는 구조일 수도 있음은 물론이다.However, when the first exterior member and the second exterior member are structured such that the first exterior member and the second exterior member exert a stable bonding force to each other to exhibit predetermined structural stability and can be easily combined The coupling method is not limited thereto. More specifically, it is needless to say that the coupling portion of the first and second outer sheath members may be coupled to each other by a separate coupling member such as a clamping member.

한편, 상기 제 1 외장 부재는 고분자 수지가 개재된 상태에서 전지셀 어셈블리의 일측 외면에 결합되어 있는 구조일 수 있다.Meanwhile, the first exterior member may have a structure in which a polymer resin is bonded to an outer surface of one side of the battery cell assembly.

이러한 경우에, 상기 고분자 수지가 개재된 상태에서 제 1 외장 부재가 결합되는 전지셀 어셈블리의 일측 외면은 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직으로 위치하는 외면일 수 있다.In this case, the outer surface of one side of the battery cell assembly to which the first casing member is coupled in the state where the polymer resin is interposed may be an outer surface perpendicular to the stacking direction of the battery cells.

더욱 구체적으로, 상기 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직으로 위치하는 일측 외면은 상기 전지셀들의 적층 배열 구조로 인해, 주름 구조를 갖는 외면을 형성할 수 있다.More specifically, one outer surface perpendicular to the stacking direction of the battery cells may form an outer surface having a wrinkle structure due to the stacked arrangement structure of the battery cells.

이때, 상기 전지셀 어셈블리의 일측 외면에는 고분자 수지가 개재된 상태에서 제 1 외장 부재가 결합되어 있는 구조로서, 상기 고분자 수지가 개재됨으로써, 제 1 외장 부재와 주름 구조를 갖는 전지셀 어셈블리의 일측 외면 사이에서 안정적인 고정 상태를 유지할 수 있는 동시에, 모듈 케이스 내에서, 전지셀 어셈블리의 유동을 방지함으로써, 구조적 안정성을 향상시키는 동시에, 상기 전지셀 어셈블리의 손상 및 이에 따른 안전성 저하를 방지할 수 있다.At this time, a first exterior member is coupled to the outer surface of one side of the battery cell assembly with a polymer resin interposed therebetween, and the outer side of the battery cell assembly having the first exterior member and the wrinkle structure, The battery cell assembly can be prevented from flowing in the module case, thereby improving the structural stability and preventing the damage of the battery cell assembly and the safety thereof.

여기서, 상기 전지셀 어셈블리의 일측 외면에 결합되는 제 1 외장 부재의 내면에는, 상기 전지셀 어셈블리의 일측 외면에 형성된 주름 구조에 대응되는 그루브가 형성됨으로써, 상기 효과를 극대화할 수도 있음은 물론이다.In this case, a groove corresponding to the corrugated structure formed on the outer surface of one side of the battery cell assembly is formed on the inner surface of the first arm member coupled to the outer surface of one side of the battery cell assembly, thereby maximizing the effect.

특히, 상기 전지셀 어셈블리의 일측 외면에 대응하는 제 1 외장 부재의 외면에 히트 싱크가 결합되어 있는 구조일 수 있다.In particular, a heat sink may be coupled to the outer surface of the first casing member corresponding to the outer surface of one side of the battery cell assembly.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 히트 싱크는 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 상기 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직인 부위에 대응하는 모듈 케이스의 외면에 결합됨으로써, 상기 전지셀 어셈블리를 구성하는 모든 전지셀들을 균일하게 냉각할 수 있다.As described above, the heat sink is coupled to the outer surface of the module case corresponding to a portion of the outer surfaces of the battery cell assembly that is perpendicular to the stacking direction of the battery cells, so that all the battery cells constituting the battery cell assembly It can be uniformly cooled.

이때, 상기 히트 싱크는 전지셀 어셈블리의 일측 외면과의 사이에 고분자 수지가 개재되어 있는 제 1 외장 부재의 외면에 결합될 수 있으며, 이에 따라, 상기 전지셀 어셈블리에서 발생하는 열이, 열 전달 매개체로 작용할 수 있는 고분자 수지를 통해, 상기 제 1 외장 부재에 보다 효과적을 전달될 수 있으며, 이에 따라, 상기 전지모듈을 보다 용이하게 냉각할 수 있다.At this time, the heat sink may be coupled to an outer surface of a first exterior member having a polymer resin interposed between the heat sink and one outer surface of the battery cell assembly, The battery module can be more effectively transferred to the first exterior member through the polymer resin capable of acting as the battery module.

또한, 상기 전지셀 어셈블리는 고분자 수지에 의해 모듈 케이스 내에서 안정적인 고정 상태를 유지하므로, 상기 전지셀 어셈블리의 유동에 의한 충격이 히트 싱크로 전달되지 않아, 상기 히트 싱크의 안정적인 결합 상태를 용이하게 유지할 수 있다.In addition, since the battery cell assembly is stably fixed in the module case by the polymer resin, the shock due to the flow of the battery cell assembly is not transmitted to the heat sink, and the stable connection state of the heat sink can be easily maintained have.

상기 구성 내지 구조를 제외한 전지모듈의 나머지 구성은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The rest of the configuration of the battery module except for the configuration and structure is well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은, 냉매 유동 공간을 형성할 수 있도록, 냉각용 플레이트의 일면이 타면 쪽으로 만입된 형태로 구성된 히트 싱크를, 상기 냉각용 플레이트의 일면이 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 결합되도록 구성함으로써, 전지모듈로부터 히트 싱크의 냉매 유동 공간을 순환하는 냉매로 열이 전달되는 과정을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 전지모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 제거해, 상기 전지모듈의 온도 상승에 따른 성능 저하 및 안전성 저하를 방지할 수 있고, 상기 히트 싱크를 구성하는 냉각용 플레이트의 일면이 개방된 상태로 제조되며, 히트 싱크와 모듈 케이스 외면 사이에 서멀 패드와 같은 열 전달 매개체를 개재할 필요가 없으므로, 전지모듈을 제조하는데 소요되는 비용 및 시간을 효과적으로 절약할 수 있는 동시에, 전지모듈의 크기 및 무게를 보다 감소시킬 수 있어, 상기 전지모듈이 탑재되는 디바이스의 내부 공간에 대한 활용성을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery module according to the present invention includes a heat sink having one surface of a cooling plate recessed toward the other surface so as to form a refrigerant flow space, and the one surface of the cooling plate has a flat plate structure The heat transfer from the battery module to the refrigerant circulating in the refrigerant flow space of the heat sink can be minimized and the heat generated from the battery module can be effectively removed, And a heat transfer medium such as a thermal pad is provided between the heat sink and the outer surface of the module case. In this case, It is possible to effectively and costly to manufacture the battery module. Which saves the same time, can be reduced than the size and weight of the battery module, there is an effect that it is possible to maximize the utilization of the internal space of the device to be equipped with the battery module.

도 1은 종래의 히트 싱크를 포함하는 전지모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 2는 도 1의 히트 싱크(120)의 구조를 개략적으로 나타낸 분해도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트 싱크를 포함하는 전지모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 도 3의 전지모듈의 전지셀 어셈블리와 모듈 케이스 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 5는 도 4의 모듈 케이스 하면에 히트 싱크가 결합된 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view schematically showing the structure of a battery module including a conventional heat sink;
FIG. 2 is an exploded view schematically illustrating the structure of the heat sink 120 of FIG. 1; FIG.
3 is a schematic view illustrating a structure of a battery module including a heat sink according to another embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a schematic view illustrating a battery cell assembly and a module case structure of the battery module of FIG. 3;
5 is a schematic view showing a vertical sectional structure in which a heat sink is coupled to a bottom surface of the module case of FIG.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트 싱크를 포함하는 전지모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.3 is a schematic view schematically showing the structure of a battery module including a heat sink according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전지모듈(310)은 전체적으로 육면체 형상으로 이루어져 있으며, 전지셀 어셈블리(311)의 외면들 중에서, 전극단자(312a)가 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들을 모듈 케이스(313)가 중공형 구조로 감싸는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 3, the battery module 310 is formed in a hexahedron shape. The outer surfaces of the battery cell assembly 311 except for the two surfaces on which the electrode terminals 312a are located are connected to the module case 313 It has a hollow structure.

전지모듈(310)의 모듈 케이스(313)는 외면들 중에서, 상면과 하면이 가장 넓은 면적을 갖는 평판 구조로 이루어져 있으며, 전지모듈(310)의 하면에는 냉각용 플레이트(321)인 히트 싱크(320)가 일체형으로 결합된다.The module case 313 of the battery module 310 has a flat structure having an upper surface and a widest surface among the outer surfaces of the module case 310. A heat sink 320 Are integrally combined.

히트 싱크(320)는, 냉매 유동 공간(321a)을 형성할 수 있도록, 냉각용 플레이트(321)의 일면이 타면 쪽으로 만입된 형태로서, 냉각용 플레이트(321)의 개방된 일면이 평판 구조의 모듈 케이스(313) 하면에 직접 브레이징 공법에 의해 결합된다.One side of the cooling plate 321 is recessed toward the other side so that the refrigerant flow space 321a can be formed. The open side of the cooling plate 321 is connected to the module And is joined directly to the lower surface of the case 313 by the brazing method.

히트 싱크(320)는 냉매 유동 공간(321a)에 냉매가 순환하면서 유동하도록 형성된 냉매 유로(321b)를 포함하고 있으며, 냉매 유로(321b)는 히트 싱크(320)의 냉매 유동 공간(321a)에서, 타면 쪽으로 만입된 냉각용 플레이트(321)의 일면 일부가 평판 구조의 모듈 케이스(313) 외면에 접하도록 대향 돌출된 구조의 냉매 가이드(321c)에 의해 형성되어 있다.The heat sink 320 includes a refrigerant passage 321b formed in the refrigerant flow space 321a so as to circulate the refrigerant while the refrigerant passage 321b is formed in the refrigerant flow space 321a of the heat sink 320, A part of one surface of the cooling plate 321 drawn into the other surface is formed by a refrigerant guide 321c having a protruding structure so as to be in contact with the outer surface of the module case 313 having a flat plate structure.

따라서, 냉매 유로(321b)를 통해 순환하는 냉매는 별도의 열 전달을 위한 매개체 없이, 모듈 케이스(313)의 하면에 직접 접촉함으로써, 전지모듈(310)을 보다 신속하고 효과적으로 냉각할 수 있다.Therefore, the refrigerant circulating through the refrigerant passage 321b can directly cool the lower surface of the module case 313 without a separate medium for heat transfer, so that the battery module 310 can be cooled more quickly and effectively.

히트 싱크(320)의 모서리 부위에는, 모듈 케이스(313) 외면으로부터 서로 대향하는 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어진 냉매 유입부(322) 및 냉매 배출부(323)가 형성되어 있다.A coolant inflow portion 322 and a coolant discharge portion 323 are formed at corners of the heat sink 320. The coolant inflow portion 322 and the coolant inflow portion 323 protrude outward from the outer surface of the module case 313.

냉매 유입부(322) 및 냉매 배출부(323)에는 냉매 유입부 커버 부재(324) 및 냉매 배출부 커버 부재(325)가 결합됨으로써, 모듈 케이스(313)에 접하지 않는 냉매 유입부(322) 및 냉매 배출부(323) 부위를 완전하게 덮을 수 있다.The coolant inflow portion 322 and the coolant inflow portion cover member 325 are coupled to the coolant inflow portion 322 and the coolant discharge portion 323 so that the coolant inflow portion 322, which does not contact the module case 313, And the refrigerant discharge portion 323 can be completely covered.

냉매 유입부 커버 부재(324) 및 냉매 배출부 커버 부재(325)에는 냉매 유입관(326) 및 냉매 배출관(327)이 각각 연통되는 구조로 결합되어 있으며, 냉매 유입관(326) 및 냉매 배출관(327)은 전지모듈(310)이 결합된 방향으로 돌출된 상태에서, 각각 소정의 방향으로 절곡되어 있다.The refrigerant inflow pipe 326 and the refrigerant discharge pipe 327 are connected to the refrigerant inflow portion cover member 324 and the refrigerant discharge portion cover member 325 in such a manner that the refrigerant inflow pipe 326 and the refrigerant discharge pipe 327 communicate with each other, 327 are bent in a predetermined direction in a state in which they protrude in the direction in which the battery modules 310 are coupled.

히트 싱크(320)는 전지셀 어셈블리(311)를 구성하는 전지셀(312)의 적층 배열 방향에 수직인 부위에 대응하는 모듈 케이스(313)의 외면에 결합된다.The heat sink 320 is coupled to the outer surface of the module case 313 corresponding to a portion perpendicular to the stacking direction of the battery cells 312 constituting the battery cell assembly 311.

따라서, 히트 싱크(320) 내의 냉매 유로(321b)를 순환하면서 유동하는 냉매는 전지셀 어셈블리(311)를 구성하는 모든 전지셀에 대한 냉각을 균일하게 수행할 수 있다.Therefore, the refrigerant circulating in the refrigerant passage 321b in the heat sink 320 can uniformly perform cooling of all the battery cells constituting the battery cell assembly 311.

히트 싱크(320)에는 디바이스의 탑재 공간에 대해, 히트 싱크(320) 및 히트 싱크(320)와 결합된 전지모듈(310)을 안정적으로 고정시킬 수 있도록, 체결구가 삽입되는 체결공(320a)이 천공되어 있다.The heat sink 320 is provided with a fastening hole 320a for fastening the battery module 310 coupled with the heat sink 320 and the heat sink 320 so as to stably fix the heat sink 320 and the heat sink 320, This is punctured.

체결공(320a)은 히트 싱크(320)의 냉매 유동 공간(321a)을 순환하는 냉매의 유출을 예방할 수 있도록, 냉각용 플레이트(321)의 일면 일부가 평판 구조의 모듈 케이스(313) 외면에 접하도록 대향 돌출된 구조의 격벽(320b)에 의해, 냉매 유동 공간(321a)과 격리된 구조로 이루어져 있다.The fastening holes 320a are formed in such a manner that a part of one surface of the cooling plate 321 is joined to the outer surface of the module case 313 having a flat plate structure so as to prevent the refrigerant circulating in the refrigerant flow space 321a of the heat sink 320 from flowing out. And is structured so as to be isolated from the refrigerant flow space 321a by the partition wall 320b having a protruding structure.

도 4에는 도 3의 전지모듈의 전지셀 어셈블리와 모듈 케이스 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a schematic view schematically showing the battery cell assembly and the module case structure of the battery module of FIG.

도 4를 참조하면, 전지모듈(310)은 육면체 구조로 이루어진 전지셀 어셈블리(311)의 외면들을 모듈 케이스(313)가 감싸는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 4, the battery module 310 has a structure in which the module case 313 surrounds the outer surfaces of the battery cell assembly 311 having a hexahedral structure.

전지셀 어셈블리(311)는 판상형 구조로 이루어진 복수의 전지셀(312)이 전기적으로 연결된 상태에서, 일 방향으로 적층 배열된 구조로 이루어져 있다.The battery cell assembly 311 has a structure in which a plurality of battery cells 312 having a plate-like structure are electrically connected and stacked in one direction.

모듈 케이스(313)는 전지셀 어셈블리(311)의 외면들 중에서, 전극단자가 위치하는 전면 및 이에 대향하는 후면을 제외한 나머지 외면들을 중공형 구조로 감싸도록, 상호 결합되는 제 1 외장 부재(313a) 및 제 2 외장 부재(313b)로 이루어져 있다. The module case 313 includes a first sheathing member 313a which is mutually coupled so as to surround the outer surface of the battery cell assembly 311 except for the front surface where the electrode terminals are located and the rear surface except for the rear surface, And a second exterior member 313b.

제 1 외장 부재(313a)와 제 2 외장 부재(313b)는 전극단자(312a)가 위치하는 전면 및 이에 대향하는 후면을 제외한 나머지 외면들 중에서, 상호 인접한 2개의 외면들을 연속적으로 감싸도록, 수직 단면상의 "L"자 형으로 절곡된 판상형 구조로 이루어져 있다.The first sheathing member 313a and the second sheathing member 313b are formed so as to continuously surround two mutually adjacent outer surfaces among the outer surfaces except for the front surface where the electrode terminal 312a is located and the rear surface opposite thereto, Shaped " L "shape.

제 1 외장 부재(313a)의 내면 중에서, 전지셀 어셈블리(311)의 측면(311a), 보다 상세하게는, 전지셀(312)의 적층 배열 방향(D1)에 수직으로 위치하는 외면에 대응되는 내면에는, 전지셀 어셈블리(311)를 안정적으로 고정시킬 수 있도록, 전지셀 어셈블리(311)의 측면(311a) 형상에 대응되는 그루브(313c)가 형성되어 있다.The side surface 311a of the battery cell assembly 311 and more specifically the inner surface of the inner surface of the first sheathing member 313a corresponding to the outer surface positioned perpendicular to the stacking direction D1 of the battery cells 312 A groove 313c corresponding to the shape of the side surface 311a of the battery cell assembly 311 is formed so that the battery cell assembly 311 can be stably fixed.

도 5에는 도 4의 제 1 외장 부재 하면에 히트 싱크가 결합된 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic view illustrating a vertical sectional structure in which a heat sink is coupled to a bottom surface of the first enclosure of FIG.

도 5를 참조하면, 히트 싱크(320)는 제 1 외장 부재(313a)의 하면에 결합되어 있으며, 제 1 외장 부재(313a)의 하면에서, 외주변으로부터 서로 대향하는 외측 방향으로 돌출된 냉매 유입부(322) 및 냉매 배출부(323)를 포함하고 있다.5, the heat sink 320 is coupled to a lower surface of the first sheathing member 313a, and a coolant inflowing from the lower surface of the first sheathing member 313a, (322) and a refrigerant discharge portion (323).

냉매 유입부 커버 부재(324) 및 냉매 배출부 커버 부재(325)는 각각 외부로 노출된 냉매 유입부(322) 및 냉매 배출부(323)를 덮는 구조로 결합되어 있으며, 냉매 유입부 커버 부재(324) 및 냉매 배출부 커버 부재(325)에는 각각 제 1 외장 부재(313a) 방향으로 돌출되어 있는 냉매 유입관(326) 및 냉매 배출관(327)이 결합되어 있다.The refrigerant inflow portion cover member 324 and the refrigerant discharge portion cover member 325 are coupled to each other so as to cover the refrigerant inflow portion 322 and the refrigerant discharge portion 323 exposed to the outside, 324 and the refrigerant outlet cover member 325 are coupled to a refrigerant inlet pipe 326 and a refrigerant outlet pipe 327 protruding toward the first exterior member 313a.

따라서, 히트 싱크(320)의 냉매 유동 공간을 순환하는 냉매는 제 1 외장 부재(313a)의 하면에 직접 접촉함으로써, 전지모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 제거할 수 있다.Accordingly, the refrigerant circulating in the refrigerant flow space of the heat sink 320 directly contacts the lower surface of the first sheathing member 313a, thereby effectively removing heat generated in the battery module.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

Claims (18)

복수의 전지셀들이 전기적으로 연결된 상태로 배열되어 있는 전지셀 어셈블리;
상기 전지셀 어셈블리의 외면들을 감싸는 구조를 가지며, 상기 외면들 중에서 적어도 하나의 외면은 평판 구조로 이루어져 있는 모듈 케이스; 및
상기 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 일체형으로 결합되어 있는 냉각용 플레이트인 히트 싱크;
를 포함하고 있고,
상기 히트 싱크는, 냉매 유동 공간을 형성할 수 있도록, 냉각용 플레이트의 일면이 타면 쪽으로 만입된 형태로, 상기 냉각용 플레이트의 일면이 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery cell assembly having a plurality of battery cells arranged in an electrically connected state;
A module case having a structure that encloses outer surfaces of the battery cell assembly, at least one outer surface of the outer surfaces being a flat plate structure; And
A heat sink which is a cooling plate integrally coupled to an outer surface of the module case of the flat plate structure;
And,
Wherein the heat sink is formed such that one surface of the cooling plate is recessed toward the other surface so as to form a refrigerant flow space, and one surface of the cooling plate is coupled to an outer surface of the module case having a flat plate structure. . 제 1 항에 있어서, 상기 히트 싱크는 냉매 유동 공간에 냉매가 순환하면서 유동하도록 형성된 냉매 유로를 포함하고 있으며, 상기 냉매 유로를 유동하는 냉매는 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 직접 접촉하여 전지모듈을 냉각하는 구조인 것을 특징으로 하는 전지모듈.The heat sink according to claim 1, wherein the heat sink includes a refrigerant passage formed to circulate the refrigerant in the refrigerant flow space, and the refrigerant flowing in the refrigerant passage directly contacts the outer surface of the module case of the flat plate structure, And the battery module has a structure in which the battery module has a structure. 제 2 항에 있어서, 상기 냉매 유로는, 히트 싱크의 냉매 유동 공간에서, 타면 쪽으로 만입된 냉각용 플레이트의 일면 일부가 평판 구조의 모듈 케이스 외면에 접하도록 대향 돌출된 구조의 냉매 가이드에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The refrigerator according to claim 2, wherein the refrigerant passage is formed by a refrigerant guide having a structure in which a part of one surface of the cooling plate recessed toward the other surface in the refrigerant flow space of the heat sink is protruded so as to be in contact with the outer surface of the module case Wherein the battery module is a battery module. 제 1 항에 있어서, 상기 히트 싱크는 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어진 냉매 유입부 및 냉매 배출부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the heat sink includes a refrigerant inflow portion and a refrigerant discharge portion protruding outward from an outer periphery of an outer surface of a module case of a flat plate structure. 제 4 항에 있어서,
상기 히트 싱크는 외측 방향으로 돌출된 냉매 유입부 및 냉매 배출부 부위를 덮는 구조로 이루어진 냉매 유입부 커버 부재 및 냉매 배출부 커버 부재를 포함하고 있고;
상기 냉매 유입부 커버 부재 및 냉매 배출부 커버 부재에는 냉매 유입관 및 냉매 배출관이 각각 연통되는 구조로 결합되는 냉매 유입구 및 냉매 배출구가 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.5. The method of claim 4,
Wherein the heat sink includes a refrigerant inflow portion cover member and a refrigerant discharge portion cover member having a structure that covers a refrigerant inflow portion and a refrigerant discharge portion protruding outwardly;
Wherein the refrigerant inlet port cover member and the refrigerant outlet port cover member are formed with a coolant inlet port and a coolant outlet port, which are connected to each other so that the coolant inlet pipe and the coolant outlet port communicate with each other. 제 4 항에 있어서, 상기 냉매 유입부 및 냉매 배출부는, 평면상으로 히트 싱크의 모서리 부위에서, 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 외주변으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 4, wherein the coolant inflow portion and the coolant discharge portion protrude outward from an outer periphery of an outer surface of a module case of a flat plate structure at a corner portion of the heat sink in plan view. 제 1 항에 있어서, 상기 히트 싱크는, 냉매 유입관 및 냉매 배출관이 각각 연통되는 구조로 결합되는 냉매 유입구 및 냉매 배출구가, 냉각용 플레이트에 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the heat sink is formed by drilling a coolant inlet port and a coolant outlet port, which are connected to each other so that the coolant inlet pipe and the coolant outlet pipe communicate with each other. 제 7 항에 있어서, 상기 냉매 유입구 및 냉매 배출구는 평면상으로 냉각용 플레이트의 모서리 부위에 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 7, wherein the coolant inlet port and the coolant outlet port are formed in a plane on a corner of the cooling plate. 제 1 항에 있어서, 상기 히트 싱크는 평판 구조의 모듈 케이스 외면의 면적을 기준으로, 50% 내지 100%의 면적을 덮는 구조로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the heat sink is coupled with a structure covering an area of 50% to 100% based on an area of the outer surface of the module case of the flat plate structure. 제 1 항에 있어서,
상기 전지셀 어셈블리는 판상형 구조로 이루어진 전지셀들이 일 방향으로 적층 배열된 구조로 이루어져 있고;
상기 히트 싱크는 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 상기 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직인 부위에 대응하는 모듈 케이스의 외면에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The method according to claim 1,
Wherein the battery cell assembly has a structure in which battery cells each having a plate-like structure are stacked in one direction;
Wherein the heat sink is coupled to an outer surface of a module case corresponding to a portion of the outer surface of the battery cell assembly perpendicular to the stacking direction of the battery cells. 제 1 항에 있어서, 상기 히트 싱크는 브레이징(brazing) 공법에 의해 모듈 케이스의 외면에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the heat sink is coupled to an outer surface of the module case by a brazing method. 제 1 항에 있어서,
상기 전지셀 어셈블리는 육면체 구조로 이루어져 있고;
상기 모듈 케이스는, 전지셀 어셈블리의 외면들 중에서, 전극단자들이 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들을 중공형 구조로 감싸도록, 상호 결합되는 제 1 외장 부재 및 제 2 외장 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.The method according to claim 1,
The battery cell assembly has a hexahedral structure;
Wherein the module case comprises a first exterior member and a second exterior member which are coupled to each other so as to surround the exterior surfaces of the battery cell assembly except for both surfaces on which the electrode terminals are located in a hollow structure. module. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재 각각은, 전극단자들이 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들 중에서, 상호 인접한 2개의 외면들을 연속적으로 감싸도록, 수직 단면상의 "L"자 형으로 절곡된 판상형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.13. The connector according to claim 12, wherein each of the first and second outer members has an L-shaped vertical section on the vertical cross section so as to continuously surround two mutually adjacent outer surfaces among the outer surfaces except for both sides, Wherein the battery module has a plate-like structure bent in a shape of a plate. 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 외장 부재는, 전극단자들이 위치하는 양면을 제외한 나머지 외면들 중에서, 상호 인접한 3개의 외면들을 연속적으로 감싸도록, 수직 단면상의 "ㄷ"자형으로 절곡된 판상형 구조로 이루어져 있고;
상기 제 2 외장 부재는 제 1 외장 부재에 의해 감싸지는 3개의 외면들을 제외한 나머지 1개의 외면을 감싸는 하나의 판상형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.13. The method of claim 12,
The first external member is formed of a plate-like structure bent in a " C "shape on a vertical section so as to continuously surround three mutually adjacent outer surfaces among the outer surfaces except for both surfaces where the electrode terminals are located;
Wherein the second exterior member comprises a single plate-like structure for enclosing one outer surface except for three outer surfaces enclosed by the first exterior member. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 외장 부재와 제 2 외장 부재 각각은 용접에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.13. The battery module according to claim 12, wherein each of the first exterior member and the second exterior member is welded to each other. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 외장 부재는 고분자 수지가 개재된 상태에서 전지셀 어셈블리의 일측 외면에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 12, wherein the first exterior member is coupled to an outer surface of one side of the battery cell assembly with a polymer resin interposed therebetween. 제 16 항에 있어서, 상기 고분자 수지가 개재된 상태에서 제 1 외장 부재가 결합되는 전지셀 어셈블리의 일측 외면은 전지셀들의 적층 배열 방향에 수직으로 위치하는 외면인 것을 특징으로 하는 전지모듈.17. The battery module according to claim 16, wherein one side of the battery cell assembly, to which the first casing member is coupled, with the polymer resin interposed therebetween, is an outer surface perpendicular to the stacking direction of the battery cells. 제 17 항에 있어서, 상기 전지셀 어셈블리의 일측 외면에 대응하는 제 1 외장 부재의 외면에 히트 싱크가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 17, wherein a heat sink is coupled to an outer surface of the first exterior member corresponding to one outer surface of the battery cell assembly.
KR1020160129267A 2016-10-06 2016-10-06 Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink KR102253786B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160129267A KR102253786B1 (en) 2016-10-06 2016-10-06 Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160129267A KR102253786B1 (en) 2016-10-06 2016-10-06 Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180038310A true KR20180038310A (en) 2018-04-16
KR102253786B1 KR102253786B1 (en) 2021-05-20

Family

ID=62082055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160129267A KR102253786B1 (en) 2016-10-06 2016-10-06 Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102253786B1 (en)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102269290B1 (en) * 2020-11-10 2021-06-25 주식회사 원진 Battery cooling apparatus of electric vehicle
KR20210121466A (en) 2020-03-30 2021-10-08 에스케이이노베이션 주식회사 Battery Module and Assembly Method Thereof
WO2021206325A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same
WO2021210787A1 (en) * 2020-04-14 2021-10-21 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device comprising same
WO2021215660A1 (en) * 2020-04-22 2021-10-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same
WO2021221312A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same
WO2021221478A1 (en) * 2020-04-29 2021-11-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device including same
WO2021221307A1 (en) * 2020-04-29 2021-11-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack comprising same
WO2022065650A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module, battery pack, and vehicle comprising same
KR20220064530A (en) * 2020-11-12 2022-05-19 주식회사 원진 Battery cooling apparatus of electric vehicle
WO2022108290A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108286A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack comprising thermal diffusion suppression structure
WO2022108289A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108285A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack comprising structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108288A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108284A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022186518A1 (en) * 2021-03-05 2022-09-09 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device including same
WO2022234943A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device comprising same
WO2023003427A1 (en) * 2021-07-22 2023-01-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Cooling member, and battery module and battery pack including same
EP4089799A4 (en) * 2020-04-22 2023-09-20 LG Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120051237A (en) * 2010-11-12 2012-05-22 에스케이이노베이션 주식회사 Battery module case
KR20140143854A (en) * 2013-06-07 2014-12-18 주식회사 엘지화학 Battery Pack Having Improved Safety against Leakage of Liquid Refrigerant
KR20150081514A (en) * 2014-01-06 2015-07-15 희성정밀 주식회사 Battery cooling apparatus for electric vehicle and manufacturing method thereof
KR20150096883A (en) * 2014-02-17 2015-08-26 삼성에스디아이 주식회사 Case for battery pack
KR20150100365A (en) * 2014-02-25 2015-09-02 엘지전자 주식회사 Battery Pack

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120051237A (en) * 2010-11-12 2012-05-22 에스케이이노베이션 주식회사 Battery module case
KR20140143854A (en) * 2013-06-07 2014-12-18 주식회사 엘지화학 Battery Pack Having Improved Safety against Leakage of Liquid Refrigerant
KR20150081514A (en) * 2014-01-06 2015-07-15 희성정밀 주식회사 Battery cooling apparatus for electric vehicle and manufacturing method thereof
KR20150096883A (en) * 2014-02-17 2015-08-26 삼성에스디아이 주식회사 Case for battery pack
KR20150100365A (en) * 2014-02-25 2015-09-02 엘지전자 주식회사 Battery Pack

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210121466A (en) 2020-03-30 2021-10-08 에스케이이노베이션 주식회사 Battery Module and Assembly Method Thereof
CN114424385A (en) * 2020-04-09 2022-04-29 株式会社Lg新能源 Battery module and battery pack including the same
WO2021206325A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same
JP2022547146A (en) * 2020-04-09 2022-11-10 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery modules and battery packs containing the same
WO2021210787A1 (en) * 2020-04-14 2021-10-21 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device comprising same
JP2022547099A (en) * 2020-04-14 2022-11-10 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery packs and devices containing them
WO2021215660A1 (en) * 2020-04-22 2021-10-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same
EP4089799A4 (en) * 2020-04-22 2023-09-20 LG Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including same
WO2021221312A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same
EP3961791A4 (en) * 2020-04-28 2023-03-15 LG Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including same
CN113892209A (en) * 2020-04-28 2022-01-04 株式会社Lg新能源 Battery module and battery pack including the same
WO2021221478A1 (en) * 2020-04-29 2021-11-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device including same
JP2022535243A (en) * 2020-04-29 2022-08-05 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery modules and battery packs containing the same
CN113939947B (en) * 2020-04-29 2023-10-13 株式会社Lg新能源 Battery module and battery pack including the same
CN113939947A (en) * 2020-04-29 2022-01-14 株式会社Lg新能源 Battery module and battery pack including the same
WO2021221307A1 (en) * 2020-04-29 2021-11-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack comprising same
JP2022553133A (en) * 2020-09-25 2022-12-22 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery modules, battery packs and automobiles containing the same
EP4016712A4 (en) * 2020-09-25 2023-03-29 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module, battery pack, and vehicle comprising same
CN114568039A (en) * 2020-09-25 2022-05-31 株式会社Lg新能源 Battery module, battery pack, and vehicle including the battery pack
WO2022065650A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module, battery pack, and vehicle comprising same
KR102269290B1 (en) * 2020-11-10 2021-06-25 주식회사 원진 Battery cooling apparatus of electric vehicle
KR20220064530A (en) * 2020-11-12 2022-05-19 주식회사 원진 Battery cooling apparatus of electric vehicle
WO2022108286A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack comprising thermal diffusion suppression structure
WO2022108284A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108288A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108285A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack comprising structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108289A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022108290A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack including structure for suppressing thermal diffusion
WO2022186518A1 (en) * 2021-03-05 2022-09-09 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device including same
WO2022234943A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device comprising same
WO2023003427A1 (en) * 2021-07-22 2023-01-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Cooling member, and battery module and battery pack including same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102253786B1 (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180038310A (en) Battery Module Comprising Module Case Having Integrally Coupled Heat Sink
KR101560561B1 (en) Battery Module with Compact Structure and Excellent Heat Radiation Characteristics and Middle or Large-sized Battery Pack Employed with the Same
KR101447057B1 (en) Battery Module Having Heat Dissipation Mounting Member for Dissipating Heat And Mounting Battery cell
KR101833526B1 (en) Battery Module Having Water-Cooled Type Cooling Structure
JP5448119B2 (en) Battery module with improved cooling efficiency
JP5779793B2 (en) Battery module having excellent heat dissipation capability and battery pack using the same
EP2509150B1 (en) Battery module having excellent cooling efficiency and compact structure and middle or large-sized battery pack
KR100696669B1 (en) Secondary battery module
US20150064540A1 (en) Battery module having structure of improved stability and high cooling efficiency
EP2866296B1 (en) Cell module assembly
KR20130035192A (en) Battery pack having novel cooling structure
KR20110080537A (en) Middle or large-sized battery pack of improved cooling efficiency
KR20130091040A (en) Battery pack of novel air cooling structure
KR20150025308A (en) Battery Module Having Structure for Prevention of Coolant and Venting Gas Mixing
JP2014500592A (en) Battery pack with excellent cooling efficiency
JP2023143936A (en) Battery pack and device including the same
JP7418558B2 (en) Battery module and battery pack containing it
JP7353503B2 (en) Battery packs and devices containing them
KR101609232B1 (en) Battery Module Comprising Cartridge Having Coolant Flow Channel
KR101731957B1 (en) Battery Module Having Improved Cooling Efficency
KR101217608B1 (en) Battery cassette and battery module including the same
KR20150081579A (en) Battery Module Having Indirect Cooling Structure
KR101560563B1 (en) Secondary Battery Of Improved Cooling Efficiency
KR101658589B1 (en) Battery Module Having Metal Printed Circuit Board
KR101535795B1 (en) Battery Pack of Air Cooling Structure

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