KR20180085384A - 파워 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 자동차 - Google Patents

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더성 리우
칭보 펑
웨이신 정
지엔화 주
옌 주
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

파워 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 자동차가 제공된다. 파워 배터리 팩은 트레이; 상기 트레이에 배치되되, 상기 트레이에 배치되는 제1 배터리 모듈 및 상기 제1 배터리 모듈 상에 적층되는 제2 배터리 모듈을 포함하는, 복수의 배터리 모듈; 상기 제2 배터리 모듈의 외측에 배치되되, 상기 제2 배터리 모듈의 바닥에 배치되는 제1 바닥판 및 상기 제2 배터리 모듈의 일 측 표면에 연결된 제1 측면판을 포함하는, 제2 모듈 냉각판; 및 상기 제2 모듈 냉각판의 제1 측면판의 외측에 배치되고 상기 제1 측면판과 열 전도적으로 연결되는 제1 측면 열 전도판을 포함하되, 상기 제1 바닥판과 상기 제1 측면판은 각각 내부에 배치된 열 파이프를 구비하고, 상기 제1 바닥판의 열 파이프와 상기 제1 측면판의 열 파이프는 서로 도통하여 상기 제1 바닥판의 열을 상기 제1 측면판으로 전달하고, 상기 제1 측면 열 전도판은 내부에 배치된 열 파이프를 구비하고 상기 트레이와 열 전도적으로 연결된다.

Description

파워 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 자동차
본 개시 내용은 일반적으로 배터리 분야에 관한 것으로서, 특히 전기 자동차에 사용되는 파워 배터리 분야에 대한 것이다.
현재의 전기 자동차에 있어서, 파워 배터리 팩을 설치하기 위해 마련되는 공간은 점점 줄어들고 있다. 한정된 공간 안에 파워 배터리 팩을 적절하게 배치시키기 위해, 횡축 방향을 따라 파워 배터리 팩 내의 배터리 모듈들을 배치하는 종래의 방식은 이제 더 이상 실질적인 요구를 만족시킬 수가 없다. 대부분의 경우에서, 배터리 모듈들은 둘 또는 그 이상으로 적층되어 배치된다.
배터리 모듈들이 둘 또는 그 이상으로 적층되어 배치되는 경우, 배터리 모듈들, 특히 상층의 배터리 모듈들은 열 발산 성능이 약해지고, 온도가 고르지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다.
본 개시 내용은 종래 기술의 기술적 문제점들 중 적어도 하나를 일정 정도 해결하고자 한다. 따라서, 본 개시 내용의 실시예들은 파워 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 자동차를 제공한다.
본 개시 내용의 실시예들의 제1 양태에 따라, 파워 배터리 팩이 제공되며, 상기 파워 배터리 팩은 트레이; 상기 트레이에 배치되되, 상기 트레이에 배치되는 제1 배터리 모듈 및 상기 제1 배터리 모듈 상에 적층되는 제2 배터리 모듈을 포함하는, 복수의 배터리 모듈; 상기 제2 배터리 모듈의 외측에 배치되되, 상기 제2 배터리 모듈의 바닥에 배치되는 제1 바닥판 및 상기 제2 배터리 모듈의 일 측 표면에 연결된 제1 측면판을 포함하는, 제2 모듈 냉각판; 및 상기 제2 모듈 냉각판의 제1 측면판의 외측에 배치되고 상기 제1 측면판과 열 전도적으로 연결되는 제1 측면 열 전도판을 포함하되, 상기 제1 바닥판과 상기 제1 측면판은 각각 내부에 배치된 열 파이프를 구비하고, 상기 제1 바닥판의 열 파이프와 상기 제1 측면판의 열 파이프는 서로 도통하여 상기 제1 바닥판의 열을 상기 제1 측면판으로 전달하고, 상기 제1 측면 열 전도판은 내부에 배치된 열 파이프를 구비하고 상기 트레이와 열 전도적으로 연결된다.
본 개시 내용의 실시예들의 제2 양태에 따라, 전기 자동차가 제공되고, 상기 전기 자동차는 전술한 파워 배터리 팩을 포함한다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 파워 배터리 팩에서, 배터리 모듈은 횡축 방향을 따라, 그리고 전기 자동차의 보유 공간에 의존하는 한정된 공간 내 복수의 적층식으로 배열될 수 있고, 모듈 냉각판과 측면 열 전도판은 작은 공간만을 차지하며, 모듈 냉각판과 측면 열 전도판에 배치되는 열 파이프들은 열을 빠르게 전달하여, 배터리 모듈에서 발생하는 열이 열 발산을 위해 트레이로 균등하고 신속하며 효율적으로 전달될 수 있다. 뿐만 아니라, 파워 배터리 팩은 단순한 구조와 상대적으로 낮은 비용을 갖는다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 자동차는 전술한 파워 배터리 팩을 포함하는데, 배터리 모듈은 횡축 방향을 따라, 그리고 전기 자동차의 보유 공간에 의존하는 한정된 공간 내 복수의 적층식으로 배열될 수 있고, 모듈 냉각판과 측면 열 전도판은 작은 공간만을 차지하며, 모듈 냉각판과 측면 열 전도판에 배치되는 열 파이프들은 열을 빠르게 전달하여, 배터리 모듈에서 발생하는 열이 열 발산을 위해 트레이로 균등하고 신속하며 효율적으로 전달될 수 있다.
도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 개략도이다.
도 2는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 적층된 배터리 모듈들의 개략도이다.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 개략도이다.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략도이다
도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 제2 배터리 모듈의 제2 모듈 열 전도 패드의 개략도이다.
도 6은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 제1 모듈 냉각판의 개략도이다.
도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 제2 모듈 냉각판의 개략도이다.
도 8은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 측면 열 전도판의 개략도이다.
도 9는 도 3의 A 부분의 확대도이다.
도 10은 도 3의 B 부분의 확대도이다.
도 11은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 고정된 상태의 제2 배터리 모듈의 개략도이다.
도 12는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 고정된 상태의 제1 배터리 모듈의 개략도이다.
도 13은 본 개시 내용의 일 실시예에 따라 함께 적층 및 설치된 제1 배터리 모듈과 제2 배터리 모듈의 개략도이다.
이하에서 본 개시 내용의 실시예들이 구체적으로 설명되며, 실시예들은 첨부된 도면들에 개시된다. 첨부된 도면들을 참고하여 설명되는 이하의 실시예들은 예시적이고 본 개시내용을 설명하기 위한 것이며, 본 개시 내용을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본 개시 내용의 실시예들은 파워 배터리 팩을 제시하며, 파워 배터리 팩은 도면을 참고하여 이하에서 상세히 설명되고 묘사될 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 파워 배터리 팩은 트레이(2)와 트레이(2)에 배치되는 복수의 배터리 모듈(1)을 포함하고, 배터리 모듈(1)의 적어도 일부는 층으로 쌓인다.
배터리 모듈(1)은 해당 기술 영역의 통상의 기술자에 공지되었고, 배터리 모듈(1)은 복수의 단일 배터리들 및 단일 배터리들과 결합되는 위치 및 고정 구조를 포함한다. 그 구체적인 설명은 여기에서 생략하도록 한다.
트레이(2)도 해당 기술 영역의 통상의 기술자에 공지되었고, 트레이(2)는 전술한 배터리 모듈(1)을 수용하며 본 개시 내용의 실시예들에 따른 파워 배터리 팩을 볼트와 같은 고정장치를 통해 설치하기 위한 것이다. 일부 실시예들에서, 트레이(2)는 스테인리스 강, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 및 마그날륨과 같은 양호한 열 전도성 및 기계 강도를 갖는 금속 물질로 만들어진다.
"배터리 모듈(1)의 적어도 일부가 적층된다””는 것은 배터리 모듈(1)의 일부가 트레이(2) 상에 수평으로 놓여 배터리 모듈(1)의 제1층을 형성하고, 배터리 모듈(1)의 제2층은 배터리 모듈(1)의 제1층의 상부 표면에 놓여질 수 있으며, 배터리 모듈(1)의 제3층도 배터리 모듈(1)의 제2층 상부 표면에 놓여질 수 있음을 의미한다. 배터리 모듈(1)이 적층되는 층의 개수는 파워 배터리 팩의 설치 공간에 따라 결정될 수 있으며, 본 개시 내용의 실시예들에 제한되지 않는다. 묘사 및 설명을 위해 본 개시 내용의 실시예들에서 배터리 모듈(1)은 오직 두 층으로 적층되는 경우만 개시할 것이다. 도 1 내지 도 3에서 도시하는 바와 같이, 이어지는 설명들을 용이하게 하도록, 적층된 배터리 모듈(1)의 두 층에서, 배터리 모듈(1)의 하부 층을 제1 배터리 모듈(1b)로, 배터리 모듈(1)의 상부 층을 제2 배터리 모듈(1a)로 칭한다. 즉, 배터리 모듈(1)은 트레이(2)에 배치되는 제1 배터리 모듈(1b) 및 제1 배터리 모듈(1b) 상에 적층되는 제2 배터리 모듈(1a)을 포함한다.
특히, 배터리 모듈(1)은 복수의 제1 배터리 모듈들(1b)를 포함하고, 제2 배터리 모듈(1a)의 적어도 한 층은 복수의 제1 배터리 모듈들(1b)의 적어도 일부 상에 각각 적층된다.
도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 모듈 냉각판(11)은 제2 배터리 모듈(1a), 특히 제2 모듈 냉각판(11a)의 외측에 배치된다. 제2 모듈 냉각판(11a)은 제2 배터리 모듈(1a)의 바닥에 배치되는 제1 바닥판(111a) 및 제2 배터리 모듈(1a)의 일 측 표면에 연결된 제1 측면판(112a)을 포함한다.
도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 측면 열 전도판은 제2 모듈 냉각판(11a)의 제1 측면판(112a)의 외측에 배치되고 제1 측면판(112a)과 열 전도적으로 연결된다.
제1 바닥판(111a)과 제1 측면판(112a)은 각각 내부에 배치된 열 파이프(c)를 구비하고, 제1 바닥판(111a)의 열 파이프(c)와 제1 측면판(112a)의 열 파이프(c)는 서로 도통하여 제1 바닥판(111a)의 열을 제1 측면판(112a)으로 전달한다. 제1 측면 열 전도판은 내부에 배치된 열 파이프(c)를 구비하고 트레이(2)와 열 전도적으로 연결된다.
제1 배터리 모듈(1b)은 하층에 배치되고 트레이(2) 상에 직접적으로 설치되므로, 제1 배터리 모듈(1b)의 열은 바로 트레이(2)로 전달될 수 있고, 이에 따라, 제2 배터리 모듈(1a)과 유사하게, 제1 배터리 모듈(1b)의 외측에 모듈 냉각판(11)을 제공할 필요가 없을 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예로서, 모듈 냉각판(11), 예를 들어 제1 모듈 냉각판(11b)이 제1 배터리 모듈(1b)이 외측에 제공되어 트레이(2)와 열 전도적으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 열 전도성을 개선한다. 제1 배터리 모듈(1b)의 외측에 배치되는 제1 모듈 냉각판(11b)과 제2 배터리 모듈(1a)의 외측에 배치되는 제2 모듈 냉각판(11a)은 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 배터리 모듈(1b)의 외측에 배치되는 제1 모듈 냉각판(11b)과 제2 배터리 모듈(1a)의 외측에 배치되는 제2 모듈 냉각판(11a)은 동일하다. 다시 말해, 도 3, 도 6 및 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 배터리 모듈(1b)의 외측에 배치되는 제1 모듈 냉각판(11b)은 제2 바닥판(111b) 및 제2 측면판(112b)을 포함하고, 제2 바닥판(111b)은 제1 배터리 모듈(1b)의 바닥에 배치되고, 제2 측면판(112b)은 제1 배터리 모듈(1b)의 일 측 표면에 연결된다. 제2 바닥판(111b) 및 제2 측면판(112b)은 각각 내부에 배치되는 열 파이프(c)를 구비하고, 제2 바닥판(111b)의 열 파이프(c)와 제2 측면판(112b)의 열 파이프(c)는 서로 도통하여 제2 바닥판(111b)의 열을 제2 측면판(112b)으로 전달한다. 제2 측면 열 전도판은 제2 측면판(112b)의 외측에 배치된다. 일부 실시예들에서, 제2 측면 열 전도판은 제2 측면판과 열 전도적으로 연결되고, 제2 측면 열 전도판은 내부에 배치되는 열 파이프(c)를 구비하며, 트레이(2)와 열 전도적으로 연결된다.
제1 측면판(112a)의 외측 면에 배치되는 제1 측면 열 전도판과 제2 측면판(112b)의 외측 면에 배치되는 제2 측면 열 전도판은 두 개의 분리된 판 부품들로 설계될 수 있고, 또한 제1 측면판(112a)의 외측 면에 배치되는 제1 측면 열 전도판과 제2 측면판(112b)의 외측 면에 배치되는 제2 측면 열 전도판은 하나의 통합 몰딩된 판 부품으로 설계될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 측면 열 전도판(13)이 채택되어 제1 배터리 모듈(1b)의 외측에 배치되는 제2 측면판(112b) 및 제2 배터리 모듈(1a)의 외측에 배치되는 제1 측면판(112a)과 열 전도적으로 연결된다.
열 파이프(c)는 열 전도성이 훌륭한 여러 종류의 금속으로 만들어질 수 있는데, 예를 들어, 열 파이프(c)는 구리 파이프를 납작하게 만들어 제조될 수 있다. 상 변화 원리 및 모세관 활동을 이용함으로써, 열 파이프(c)는 외부의 에너지 없이도 극히 작은 온도 차이에서도 원거리, 고효율의 열 전달을 실현할 수 있다. 열 파이프(c)는 제1 및 제2 모듈 냉각판(11a, 11b) 및 측면 열 전도판(13)의 모양에 따라 대응되는 형태로 굽혀지도록 설계될 수 있고, 열 파이프(c)는 제1 및 제2 배터리 모듈들(11a, 11b) 및 측면 열 전도판(13)에 내장될 수 있다. 열 파이프(c)는 내부에 채워진 열 전도액을 구비할 수 있고, 열 전도액은 물, 프레온 등과 같이 열 전도성이 훌륭한 액체일 수 있다. 열 파이프(c)의 단면은 원형, 타원형, 사각형일 수 있다. 열 파이프(c)는 제1 및 제2 모듈 냉각판(11a, 11b)과 측면 열 전도판(13)에 용접 또는 접착 방식으로 고정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 파이프 홈이 제1 및 제2 모듈 냉각판(11a, 11b)과 측면 열 전도판(13) 각각에 형성되고, 열 파이프(c)는 이곳에 용접 또는 접착이 이루어지면서 파이프 홈에 내장된다. 물론, 열 파이프(c)는 제1 및 제2 모듈 냉각판(11a, 11b)과 측면 열 전도판(13)에 통합 몰딩이 이루어질 수 있다. 열 파이프(c)의 크기에 특별한 제한이 없으며, 열 파이프(c)의 크기는 실제 필요에 따라 설계될 수 있다. 구리 파이프를 예로 들면, 납작해진 구리 파이프는 일반적으로 두께가 3 밀리미터이고 너비가 13 밀리미터이거나, 두께가 1.5 밀리미터이고 너비가 8 밀리미터이다.
"열 전도적을 연결된다"는 것은 사이에 열을 전도할 필요가 있는 두 개의 구조들 또는 요소들이 서로 표면 접촉, 끼움 또는 다른 일반적인 방법으로 연결하여 두 구조들 또는 요소들 간에 직접 또는 간접적으로 열 전달을 실현함을 의미한다.
일부 실시예들에서, 측면 열 전도판(13)은 트레이(2)에 직접적으로 연결되어 열을 트레이(2)에 바로 전달할 수 있다. 이에 따라 (제1 배터리 모듈(1b) 및 제2 배터리 모듈(1a)와 같은) 배터리 모듈들(1)로부터 발생되는 열이 (제1 및 제2 모듈 냉각판(11a, 11b)과 같은) 모듈 냉각판들(11)을 통해 측면 열 전도판(13)으로 전달될 수 있고, 다음으로 열이 측면 열 전도판(13)을 거쳐 트레이(2)로 더 전달될 수 있다. 또는, 배터리 모듈(1)의 최하층(즉, 제1 배터리 모듈(1b))에서 발생된 열이 제2 바닥판(111b)를 통해 트레이(2)로 바로 전달되어, 배터리 모듈(1)을 냉각시킬 수 있다.
모듈 냉각판들(11)(즉, 제1 및 제2 모듈 냉각판(11a, 11b))은 배터리 모듈들(1)(예를 들어, 제2 배터리 모듈(1a) 및 제1 배터리 모듈(1b))로부터 발생된 열을 바닥판들(예를 들어, 제1 바닥판(111a) 및 제2 바닥판(111b))을 통해 흡수한 다음, 바닥판들과 측면판들(예를 들어, 제1 측면판(112a) 및 제2 측면판(112b))을 통해 열을 전달해 내보낸다. 배터리 모듈(1)이 하층에 있을 때, 즉 배터리 모듈(1)이 제1 배터리 모듈(1b)로 구성된 때, 제1 배터리 모듈(1b)의 열은 제2 바닥판(111b)를 통해 트레이(2)로 직접 전달된다. 배터리 모듈(1)이 상층에 있을 때, 즉 배터리 모듈(1)이 제2 배터리 모듈(1a)로 구성된 때, 제2 배터리 모듈(1a)의 열은 제2 모둘 냉각판을 거쳐 측면 열 전도판(13)으로 우선 전달된 다음, 열이 트레이(2)로 더 전달된다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 모듈 냉각판(11)은 L 형태를 취하도록 설계되고, L 형태의 모듈 냉각판(11)의 긴 부분은 바닥판이고, L 형태의 모듈 냉각판(11)의 짧은 부분은 측면판이다. 물론, 두 측면판들이 각각 배터리 모듈(1)의 두 반대측 표면에 제공 및 부착되고, 이에 따라 모듈 냉각판(11)은 U 형태를 취한다. 모듈 냉각판(11)의 고정 및 설치를 위해, 바닥판이 제1 연결부(113)에 제공되고, 측면판이 제2 연결부(114)에 제공된다.
모듈 냉각판(11)이 안정적으로 고정될 수 있고 열이 잘 전달될 수 있는 한 모듈 냉각판(11)의 설치 방식에 대해서는 특별한 제한이 없음에 주목해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥홈(14)이 배터리 모듈(1)의 바닥에 형성되고, 모듈 냉각판(11)의 바닥판은 바닥홈(14)에 설치된다. 특히, 제1 바닥홈(14b)은 제1 배터리 모듈(1b)의 바닥에 형성되고, 제1 모듈 냉각판(11b)의 제2 바닥판(111b)은 제1 바닥홈(14b)에 설치된다. 제2 바닥홈(14a)은 제2 배터리 모듈(1a)의 바닥에 형성되고, 제2 모듈 냉각판(11a)의 제1 바닥판(111a)은 제2 바닥홈(14a)에 설치된다.
배터리 모듈(1)의 고정 방법에 대해서는 특별한 제한이 없으며, 배터리 모듈(1)은 나사 연결, 스냅핏(snap-fit) 연결 등과 같이 해당 기술 분야의 기술자들에 의해 공지된 방법으로 고정될 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 모듈을 한정적으로 고정시켜 그 열 전달 효율을 개선하기 위해, 도 11 및 도 12에서 도시된 바와 같이, 고정판(16)은 측면판이 배치된 측에 반대되는 제1 배터리 모듈(1b)과 제2 배터리 모듈(1a) 각각의 또 다른 측면에 배치되고, 제1 배터리 모듈(1b)과 제2 배터리 모듈(1a)에 배치되는 고정판들(16)은 실질적으로 서로 동일하게 삼각형 형태를 취한다. 하부 연결부(162)는 고정판(16)의 하부 말단에 제공되고, 상부 연결부(161)는 고정판(16)의 상부 말단에 제공된다. 상단홈(15)은 배터리 모듈(1)(예를 들어, 제1 배터리 모듈(1b) 및 제2 배터리 모듈(1a)) 의 상단부에 형성되고, 연결 리브(17)는 상단홈(15)에 배치된다. 또한, 당김 로드(18)가 고정판(16)이 배치된 면을 제외하고 배터리 모듈(1)의 다른 세 측면 각각에 제공된다. 고정판(16)은 세 측면에서 전술한 당김 로드에 나사 방식으로 연결되어 횡축 방향에서 배터리 모듈(1)을 고정시킨다. 또한, 모듈 냉각판(11)의 제1 연결부(113)는 고정판(16)의 하부 연결부(162)에 나사 방식으로 연결되고, 모듈 냉각판(11)의 제2 연결부(114)는 연결 리브(17)의 일 끝단에 나사 방식으로 연결되고, 연결 리브(17)의 다른 일 끝단은 고정판(16)의 상부 연결부(161)에 나사 방식으로 연결된다. 이에 따라, 배터리 모듈(1)은 종축 방향으로 고정될 수 있다.
제1 배터리 모듈(1b)과 제2 배터리 모듈(1a) 사이에 고정 연결을 실현하기 위해, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 볼록 연결부(165)가 제1 배터리 모듈(1b)의 고정판(16)의 상부 끝단에 제공되고, 볼록 연결부(165)와 고정되도록 설계된 연결단(163)이 제2 배터리 모듈(1a)의 고정판(16)의 하부 끝단에 제공되며, 볼록 연결부(165)는 연결단(163)에 나사 방식으로 연결된다. 한편, 트레이 연결부(164)는 제1 배터리 모듈(1b)의 하부 끝단에 제공되고, 고정 및 설치 브레킷(21, bracket)이 트레이(2) 상에 대응되게 제공되며, 트레이 연결부(164)는 고정 및 설치 브레킷(21)에 나사 방식으로 연결된다. 이 경우에, 제1 배터리 모듈(1b)과 제2 배터리 모듈(1a)은 함께 고정 연결될 수 있고, 적층된 배터리 모듈들은 트레이(2) 상에 고정 및 설치될 수 있다. ““나사 방식으로의 연결””이라는 것은 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 공지된 것임에 주의할 필요가 있다. 예를 들어, 나사형 구멍이 두 부품들 각각에 형성되어 나사 방식으로 연결되고, 볼트가 나사형 구멍을 통과하며, 너트로 죄어지면, ““나사 방식으로의 연결””이 이루어진다.
일부 실시예들에서, 열 전도 패드(12)가 제1 배터리 모듈(1b) 및 제1 배터리 모듈(1b)의 외부에 배치된 제1 모듈 냉각판(11b) 사이, 제2 배터리 모듈(1a) 및 제1 배터리 모듈(1a)의 외부에 배치된 제2 모듈 냉각판(11a) 사이, 측면 열 전도판(13) 및 제2 모듈 냉각판(11a)의 제1 측면판(112a) 사이, 그리고 측면 열 전도판(13) 및 제1 모듈 냉각판(11b)의 제2 측면판(112b) 사이에 각각 제공된다. 열 전도 패드(12)를 가지고 배터리 모듈(1)과 모듈 냉각판(11)이 서로 효과적으로 접촉되고, 측면 열 전도판(13)과 모듈 냉각판(11)의 측면판도 서로 효과적으로 접촉될 수 있어, 열 전도 효율을 개선한다. 더 나아가, 열 전도 패드(12)는 완충기능을 구비한다. 열 전도 패드(12)는 열 전도성 실리콘 고무 또는 실리콘 고무로 만들어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 모듈 냉각판(11b)의 제2 바닥판(111b)은 열 전도 패드(12)를 통해 트레이(2)와 직접적으로 접촉한다. 구별을 위해, 제2 배터리 모듈(1a)의 바닥에 형성된 제2 바닥홈(14a)와 제2 모듈 냉각판(11a) 사이에 배치된 열 전도 패드(12)는 제2 모듈 열 전도 패드(12a)로 칭하고, 제1 배터리 모듈(1b)의 바닥에 형성된 제1 바닥홈(14b)과 제1 모듈 냉각판(11b) 사이에 배치된 열 전도 패드(12)는 제1 모듈 열 전도 패드(12b)로 칭하며, 모듈 냉각판(11)(예를 들어, 제1 모듈 냉각판(11b) 및 제2 모듈 냉각판(11a))의 측면판과 측면 열 전도판(13) 사이에 배치된 열 전도 패드(12)는 측면 열 전도 패드(12c)로 칭하고, 제1 모듈 냉각판(11b)의 제2 바닥판(111b)과 트레이(2) 사이에 배치된 열 전도 패드(12)는 트레이 열 전도 패드(12d)로 칭한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 모듈 열 전도 패드(12a)의 구조가 도시되었고, 다른 열 전도 패드들(12)은 실질적으로 동일한 구조, 예를 들어, 시트(sheet) 형상을 취한다. 열 전도 패드(12)의 형상은 모듈 냉각판(11)과 측면 열 전도판(13)의 형상에 따라 설계될 수 있다.
파워 배터리 팩은 도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 모듈 냉각판(11)과 측면 열 전도판(13)을 이용하기 때문에, 제1 배터리 모듈(1b) 내의 단일 배터리들에서 생성된 열이 제1 모듈 열 전도 패드(12b)와 제1 모듈 냉각판(11b)을 통과한 후 트레이 열 전도 패드(12d)를 거쳐 트레이(2)로 바로 전달되어, 열을 발산한다. 제2 배터리 모듈(1a) 내의 단일 배터리들에서 생성된 열은 제2 모듈 열 전도 패드(12a), 제2 모듈 냉각판(11a) 및 측면 열 전도 패드(12c)를 거쳐 측면 열 전도판(13)으로 전달된 다음, 측면 열 전도 패드(12c), 제1 모듈 냉각판(11b) 및 트레이 열 전도 패드(12d)로 더 전달되어 열을 발산하거나, 또는 제2 배터리 모듈(1a) 내의 단일 배터리들에서 생성된 열은 제2 모듈 열 전도 패드(12a), 제2 모듈 냉각판(11a), 측면 열 전도 패드(12c) 및 측면 열 전도판(13)을 통과한 후 트레이(2)에 바로 전달되어 열을 발산한다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 파워 배터리 팩에서, 배터리 모듈들(1)은 횡축 방향을 따라, 그리고 전기 자동차의 보유 공간에 의존하는 한정된 공간 내 복수의 적층식으로 배열될 수 있고, 모듈 냉각판(11)과 측면 열 전도판(13)은 작은 공간만을 차지하며, 모듈 냉각판(11)과 측면 열 전도판(13)에 배치되는 열 파이프들은 열을 빠르게 전달하여, 배터리 모듈(1)에서 발생하는 열이 열 발산을 위해 트레이(2)로 균등하고 신속하며 효율적으로 전달될 수 있다. 뿐만 아니라, 파워 배터리 팩은 단순한 구조와 상대적으로 낮은 비용을 갖는다.
본 개시 내용의 실시예들은 또한 전기 자동차를 제공하며, 전기 자동차는 전술한 파워 배터리 팩을 포함한다. 파워 배터리 팩은 이미 설명되었으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 자동차는 전술한 파워 배터리 팩을 포함하는데, 배터리 모듈들(1)은 횡축 방향을 따라, 그리고 전기 자동차의 보유 공간에 의존하는 한정된 공간 내 복수의 적층식으로 배열될 수 있고, 모듈 냉각판(11)과 측면 열 전도판(13)은 작은 공간만을 차지하며, 모듈 냉각판(11)과 측면 열 전도판(13)에 배치되는 열 파이프들은 열을 빠르게 전달하여, 배터리 모듈들(1)에서 발생하는 열이 열 발산을 위해 트레이(2)로 균등하고 신속하며 효율적으로 전달될 수 있다.
본 개시 내용의 실시예들이 설명되었지만, 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 본 개시 내용의 원리 및 복적에서 벗어나지 않는 한 여러 가지 변형, 수정, 대체 및 다양화가 이들 실시예들에 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 트레이;
    상기 트레이에 배치되되, 상기 트레이에 배치되는 제1 배터리 모듈 및 상기 제1 배터리 모듈 상에 적층되는 제2 배터리 모듈을 포함하는, 복수의 배터리 모듈;
    상기 제2 배터리 모듈의 외측에 배치되되, 상기 제2 배터리 모듈의 바닥에 배치되는 제1 바닥판 및 상기 제2 배터리 모듈의 일 측 표면에 연결된 제1 측면판을 포함하는, 제2 모듈 냉각판; 및
    상기 제2 모듈 냉각판의 제1 측면판의 외측에 배치되고 상기 제1 측면판과 열 전도적으로 연결되는 제1 측면 열 전도판을 포함하되,
    상기 제1 바닥판과 상기 제1 측면판은 각각 내부에 배치된 열 파이프를 구비하고, 상기 제1 바닥판의 열 파이프와 상기 제1 측면판의 열 파이프는 서로 도통하여 상기 제1 바닥판의 열을 상기 제1 측면판으로 전달하고,
    상기 제1 측면 열 전도판은 내부에 배치된 열 파이프를 구비하고 상기 트레이와 열 전도적으로 연결되는, 파워 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배터리 모듈의 외측에 배치되고 상기 트레이와 열 전도적으로 연결되는 제1 모듈 냉각판을 더 포함하는, 파워 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 모듈 냉각판은 상기 제1 배터리 모듈의 바닥에 배치되는 제2 바닥판 및 상기 제1 배터리 모듈의 일 측 표면에 연결된 제2 측면판을 포함하고,
    상기 제2 바닥판 및 상기 제2 측면판은 각각 내부에 배치되는 열 파이프를 구비하고, 상기 제2 바닥판의 열 파이프와 상기 제2 측면판의 열 파이프는 서로 도통하여 상기 제2 바닥판의 열을 상기 제2 측면판으로 전달하며,
    상기 파워 배터리 팩은 상기 제1 모듈 냉각판의 제2 측면판 외측에 배치되고 상기 제2 측면판과 열 전도적으로 연결되는 제2 측면 열 전도판을 더 포함하고, 상기 제2 측면 열 전도판은 내부에 배치되는 열 파이프를 구비하고 상기 트레이와 열 전도적으로 연결되는, 파워 배터리 팩.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 모듈 냉각판 및 상기 제2 모듈 냉각판은 U 형태 또는 L 형태를 구비하는, 파워 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 바닥홈이 상기 제1 배터리 모듈의 바닥에 형성되고, 상기 제1 모듈 냉각판의 상기 제2 바닥판은 상기 제1 바닥홈에 설치되며,
    제2 바닥홈이 상기 제2 배터리 모듈의 바닥에 형성되고, 상기 제2 모듈 냉각판의 상기 제1 바닥판은 상기 제2 바닥홈에 설치되는, 파워 배터리 팩.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    열 전도 패드가 상기 제1 배터리 모듈과 상기 제1 모듈 냉각판 사이에 배치되고, 열 전도 패드가 상기 제2 배터리 모듈과 상기 제2 모듈 냉각판 사이에 배치되며, 열 전도 패드가 상기 제1 측면 열 전도판과 상기 제2 모듈 냉각판의 제1 측면판 사이에 배치되고, 열 전도 패드가 상기 제2 측면 열 전도판과 상기 제1 모듈 냉각판의 제2 측면판 사이에 배치되는, 파워 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 모듈 냉각판의 상기 제2 바닥판은 열 전도 패드를 통해 상기 트레이와 직접적으로 접촉하고, 상기 제2 측면 열 전도판의 하부 말단은 상기 트레이에 연결되는, 파워 배터리 팩.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 파이프는 내부에 채워진 열 전도액을 구비하는, 파워 배터리 팩.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 파이프는 상기 제1 모듈 냉각판 및 상기 제2 모듈 냉각판과 상기 제1 측면 열 전도판 및 상기 제2 측면 열 전도판에 용접 또는 접착 방식으로 연결되는, 파워 배터리 팩.
  10. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 파이프는 상기 제1 모듈 냉각판 및 상기 제2 모듈 냉각판과 상기 제1 측면 열 전도판 및 상기 제2 측면 열 전도판에 통합 몰딩 방식으로 연결되는, 파워 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 파워 배터리 팩을 포함하는 전기 자동차.
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