KR20170113904A - Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same - Google Patents
Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170113904A KR20170113904A KR1020160037556A KR20160037556A KR20170113904A KR 20170113904 A KR20170113904 A KR 20170113904A KR 1020160037556 A KR1020160037556 A KR 1020160037556A KR 20160037556 A KR20160037556 A KR 20160037556A KR 20170113904 A KR20170113904 A KR 20170113904A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat dissipation
- batteries
- receiving
- heat
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- -1 heat radiation sheet Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
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
- H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H01M2/1083—
-
- 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
-
- 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
-
- Y02E60/12—
-
- 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
-
- Y02T10/7011—
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
본 발명은 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩에 관한 것으로, 방열 카트리지는 방열 플라스틱으로 성형되어 한쌍의 배터리를 수용할 수 있는 사출 구조체이며, 상기 사출 구조체는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀; 및 상기 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 상기 한쌍의 배터리를 안착시키는 안착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a heat dissipation cartridge and a battery pack for an electric vehicle using the heat dissipation cartridge, wherein the heat dissipation cartridge is formed of heat dissipation plastic and is capable of accommodating a pair of batteries, the injection structure including a receiving through- And a seating part formed on a sidewall of the receiving through-hole to seat the pair of batteries.
Description
본 발명은 방열 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있으며 동일면적에 많은 수의 배터리를 적층 조립하여 고용량을 구현할 수 있는 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation cartridge, and more particularly, to a heat dissipation cartridge capable of efficiently dissipating heat generated from a battery and capable of realizing a high capacity by stacking and assembling a large number of batteries in the same area, To a battery pack.
최근, 전기자동차, 휴대용 전화기, 노트북, 디지털 카메라 등 박형의 에너지 저장장치의 수요 또한 급격히 증가되고 있다. In recent years, demand for thin-type energy storage devices such as electric vehicles, portable telephones, notebooks, and digital cameras is also rapidly increasing.
이와 같은 박형의 에너지 저장장치는 이차전지가 사용되고 있으며, 이차전지 중에서 고에너지밀도와 고출력 구동이 가능한 리튬이차전지의 사용이 증가되고 있다.In such a thin type energy storage device, a secondary battery is used and a lithium secondary battery capable of high energy density and high output driving is increasingly used.
리튬이차전지는 파우치 형태의 배터리로 제작되어 박형의 구조를 달성하고 있고, 파우치 형태의 배터리는 다수를 연결하여 작은 면적에 고용량 전지를 얻을 수 있는 잇점이 있다.The lithium secondary battery is made of a pouch type battery to achieve a thin structure, and a pouch type battery is advantageous in that a large number of batteries can be connected to obtain a high capacity battery in a small area.
여기서, 파우치 형태의 배터리를 다수를 연결하는 경우 용량은 증가하지만 각각의 배터리가 충방전될 때 발생된 열이 작은 면적에 집중되어 안정적으로 장시간 구동하는데 어려움이 있다.Here, when a plurality of pouch-shaped batteries are connected, the capacity increases, but the heat generated when each battery is charged and discharged is concentrated on a small area, which makes it difficult to stably operate the battery for a long time.
현재, 파우치 형태의 배터리의 열을 외부로 추출하는 기술 개발이 필요한 실정이다.At present, it is necessary to develop a technology for extracting the heat of the pouch type battery to the outside.
한국 공개특허공보 제2009-0107443호는 배터리 셀들 사이에 층간 삽입되는 방열 플레이트로서, 매트릭스 수지에 열전도성 필러가 충전되어 이루어진 복합재 시트와, 복합재 시트의 내부에 삽입된 탄소섬유들로 구성되고, 탄소섬유들이 복합재 시트의 내부에서 방열 플레이트의 가장자리부로 연장되도록 삽입된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모듈용 방열 플레이트가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0107443 discloses a heat dissipation plate interposed between battery cells. The heat dissipation plate includes a composite sheet in which a thermally conductive filler is filled in a matrix resin, carbon fibers inserted in a composite sheet, Wherein the fibers are inserted from the inside of the composite sheet so as to extend to an edge portion of the heat dissipation plate.
선행기술의 방열 플레이트는 배터리 셀들 사이에 층간에 삽입되어 배터리를 적층하는 경우 방열 플레이트의 두께가 추가된 만큼 적층된 모듈의 두께가 두꺼워져 동일면적에 많은 수의 배터리를 적층할 수 없어 용량이 감소되는 단점이 있다.When the heat dissipating plate of the prior art is interposed between the battery cells to stack the batteries, the thickness of the stacked module becomes thicker as the thickness of the heat dissipating plate is increased, so that a large number of batteries can not be stacked on the same area, .
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 동일면적에 많은 수의 배터리를 적층 조립하여 고용량을 구현할 수 있는 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been accomplished in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a heat dissipation cartridge capable of realizing a high capacity by stacking and stacking a large number of batteries in the same area, and a battery pack for an electric vehicle using the same.
본 발명의 다른 목적은 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 방열 카트리지 및 이를 이용한 전기자동차용 전지팩을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a heat dissipation cartridge capable of efficiently dissipating heat generated from a battery and a battery pack for an electric vehicle using the same.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 방열 카트리지는, 방열 플라스틱으로 성형되어 한쌍의 배터리를 수용할 수 있는 사출 구조체이며, 상기 사출 구조체는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀; 및 상기 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 상기 한쌍의 배터리를 안착시키는 안착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat dissipation structure, including: a receiving hole formed in a central region of the heat dissipation structure; And a seating part formed on a sidewall of the receiving through-hole to seat the pair of batteries.
상기 안착부는 상기 수용 관통홀에 수용된 한쌍의 배터리에서 발생된 열을 방열하기 위하여 상기 수용 관통홀의 측벽을 수평 이분할하도록 상기 수용 관통홀의 측벽으로부터 돌출된 돌기일 수 있다.The seating portion may be a protrusion protruding from the side wall of the receiving through-hole so as to divide the side wall of the receiving through-hole horizontally to dissipate heat generated from the pair of batteries accommodated in the receiving through-hole.
그리고, 상기 방열 플라스틱은 절연성 방열 필러를 분산시킨 성형가능한 수지일 수 있다.The heat dissipation plastic may be a moldable resin in which an insulating heat dissipation filler is dispersed.
상기 안착부는 상기 한쌍의 배터리 사이에 위치될 수 있다.The seat portion may be positioned between the pair of batteries.
상기 수용 관통홀의 깊이는 상기 한쌍의 배터리의 두께와 실질적으로 동일하거나 또는 클 수 있다.The depth of the through hole may be substantially equal to or greater than the thickness of the pair of batteries.
또한, 상기 사출 구조체에 인서트 몰딩된 금속판을 더 포함할 수 있으며, 상기 금속판은 상기 안착부에 근접된 사출 구조체 영역에 사출될 수 있다.Further, the injection structure may further include a metal plate insert molded, and the metal plate may be injected into an injection structure region close to the seating portion.
아울러, 접촉 열저항이 줄어들어 열방출을 원활하기 위하여 상기 사출 구조체의 안착부와 TIM(Thermal Interface Material)을 일체화할 수 있다. 즉, 상기 TIM이 상기 사출 구조체의 안착부에 인서트 사출되거나, 또는 상기 안착부에 형성된 결합홈에 TIM이 결합된다.In addition, the contact thermal resistance may be reduced to integrate the TIM (Thermal Interface Material) with the seat of the injection structure to facilitate heat release. That is, the TIM is insert-injected into the seating portion of the injection structure, or the TIM is coupled to the coupling groove formed in the seating portion.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차용 전지팩은, 상술된 방열 카트리지가 다수 적층되어 구현될 수 있다.The battery pack for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention may be realized by stacking a plurality of the above-described heat dissipation cartridges.
본 발명에 의하면, 한쌍의 배터리 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가지는 방열 카트리지의 수용 관통홀에 한쌍의 배터리를 장착할 수 있으므로, 다수의 방열 카트리지가 적층된 전지팩에 동일면적 대비 많은 수의 배터리를 내장할 수 있어 전지팩의 슬림화, 경박화 및 고용량화가 가능한 잇점이 있다. According to the present invention, since a pair of batteries can be mounted in the receiving through-holes of the heat radiation cartridge having a thickness substantially equal to the thickness of a pair of batteries, a battery pack having a plurality of heat radiation cartridges stacked has a large number of batteries It is advantageous that the battery pack can be made slimmer, thinner, and higher in capacity.
본 발명에 의하면, 방열 카트리지에 장착된 한쌍의 배터리가 수용 관통홀의 측벽에 돌출된 안착부에 접촉 또는 근접되어 구동에 의해 배터리에서 발생된 열을 안착부를 통하여 신속하게 방열할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that a pair of batteries mounted on the heat dissipation cartridge can come into contact with or close to the seating portion protruding from the side wall of the accommodation hole, and heat generated in the battery can be quickly dissipated through the seat portion.
본 발명에 의하면, 안착부에 TIM(Thermal Interface Material)을 인서트 사출 또는 결합하여 접촉 열저항을 감소시켜 열방출을 원활할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that heat dissipation can be smoothly performed by reducing the contact thermal resistance by inserting or inserting TIM (Thermal Interface Material) into the seat portion.
본 발명에 의하면, 안착부에 근접된 사출 구조체 영역에 금속판을 인서트 몰딩하여 배터리에서 발생된 열을 안착부 및 금속판을 통하여 신속하게 외부로 방출할 수 있다.According to the present invention, a metal plate is insert-molded in the region of the injection structure close to the seat portion, so that the heat generated in the battery can be rapidly discharged to the outside through the seat portion and the metal plate.
도 1은 본 발명에 따른 방열 카트리지의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 방열 카트리지에 배터리가 장착된 상태의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 방열 카트리지에 한쌍의 배터리가 장착된 상태의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차용 전지팩의 개념적인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 방열 카트리지에 금속판이 형성된 상태를 도시한 일부 단면도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 방열 카트리지의 안착부에 TIM이 결합된 상태의 일부 단면도이다.1 is a plan view of a heat dissipation cartridge according to the present invention,
FIG. 2 is a plan view of the heat dissipation cartridge according to the present invention,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat dissipation cartridge according to the present invention,
4 is a conceptual perspective view of a battery pack for an electric vehicle according to the present invention,
5 is a partial cross-sectional view illustrating a state where a metal plate is formed on the heat dissipation cartridge according to the present invention;
6A and 6B are partial cross-sectional views illustrating a state where a TIM is coupled to a seating portion of a heat dissipation cartridge according to the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 방열 카트리지(300)는 방열 플라스틱으로 성형되어 한쌍의 배터리를 수용할 수 있는 사출 구조체(100)이며, 상기 사출 구조체(100)는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀(110); 및 상기 수용 관통홀(110)의 측벽에 형성되어 상기 한쌍의 배터리를 안착시키는 안착부(120);를 포함한다.Referring to FIG. 1, the
여기서, 안착부(120)는 수용 관통홀(110)의 측벽을 수평 이분할하도록 상기 수용 관통홀(110)의 측벽으로부터 돌출된 돌기로, 사출 구조체(100)의 상부 및 하부를 통하여 수용 관통홀(110)에 한쌍의 배터리를 삽입시켜 안착시킬 수 있다.The
이 안착부(120)는 수용 관통홀(110)의 측벽을 따라 형성되는 것이 바람직하며, 경우에 따라 수용 관통홀(110)의 측벽의 다수의 영역에 분리된 형태로 형성될 수 있다.The
배터리는 박형의 에너지 저장장치로 고에너지밀도와 고출력 구동이 가능한 전기화학적으로 충방전되는 파우치형 배터리가 바람직하고, 이 파우치형 배터리는 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 파우치에 넣고 실링하여 제조된다.The battery is preferably an electrochemically chargeable and dischargeable pouch type battery which is a thin energy storage device capable of high energy density and high output driving. The pouch type battery is manufactured by sealing and sealing two electrodes, a separator and an electrolyte in a pouch.
방열 플라스틱은 그래핀, 카본 등의 소재로 이루어진 전기 전도성 방열 필러를 분산시킨 비절연 성형가능한 수지와 BN, AlN, MgO, Al2O3, SiO2 등 절연성 방열 필러를 분산시킨 절연 성형가능한 수지가 사용되는데, 일반적으로는 절연성 방열필러를 사용한 절연 방열 플라스틱이 사용되고, 이를 금형에서 사출성형이 가능한 것으로 정의될 수 있고, 절연 방열 필러에 의해 전달된 열을 방열하고, 절연 방열 필러와 수지에 의해 절연성을 가진다.Radiation plastics graphene material electrically conductive heat radiating filler having no insulation moldable resin dispersing consisting of, carbon and BN, AlN, are MgO, Al 2 O 3, SiO 2, such as an insulating heat-dissipating resin insulating molding by dispersing a filler In general, an insulating heat-dissipating plastic using an insulating heat-dissipating filler is used. It can be defined as being capable of injection molding in a metal mold. The heat-dissipating filler can dissipate the heat transmitted by the insulating heat- .
그러므로, 방열 필러를 함유하고 있는 방열 카트리지(300)는 배터리의 충방전으로 발생된 열을 방열할 수 있다. 이때, 방열 카트리지(300)에 전달된 열을 열교환기가 냉각시킨다. 열교환기는 냉각팬과 같은 공랭식 열교환기, 냉각수를 이용한 수랭식 열교환기 등 방열 카트리지(300)의 온도를 낮출 수 있는 가능한 모든 열교환기를 사용할 수 있다.Therefore, the
따라서, 본 발명에서는 배터리를 방열 카트리지(300)에 장착하여 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 장점이 있다.
Accordingly, in the present invention, there is an advantage that a battery can be installed in the
도 2를 참고하면, 방열 카트리지(300)의 사출 구조체(100)의 상부에서 안착부(120)로 제1 배터리(201)를 안착시켜 수용 관통홀(110)의 분할영역에 수용하고, 제2 배터리(미도시)는 사출 구조체(100)의 하부에서 안착부(120)로 안착시켜 수용 관통홀(110)의 나머지 분할영역에 수용한다.2, the
이때, 제1 및 제2 배터리(201)의 전극단자는 수용 관통홀(110) 내부에 위치되지 않고 사출 구조체(100) 상에 밀착된다. 즉, 도 2와 같이, 방열 카트리지의 사출 구조체(100) 상에 제1 배터리(201)의 전극단자(201a,201b)가 밀착되어 있다.At this time, the electrode terminals of the first and
한편, 제1 및 제2 배터리(201)를 파우치 형태의 배터리로 사용하는 경우, 파우치 배터리는 가장자리 영역이 내측 영역보다 발열이 크다.On the other hand, when the first and
따라서, 본 발명에서는 제1 및 제2 배터리(201)의 충방전시 발생된 열을 제1 및 제2 배터리(201)의 가장자리 영역에서 방열하기 위하여, 제1 및 제2 배터리(201)의 가장자리 영역 사이에 사출 구조체(100)의 안착부(120)가 개재되는 구조적인 특징이 있다.Accordingly, in order to dissipate the heat generated during charging and discharging of the first and
도 3은 본 발명에 따른 방열 카트리지에 한쌍의 배터리가 장착된 상태를 설명하기 위하여, 도 2의 a-a'선으로 절개한 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line a-a 'of FIG. 2 in order to explain a state where a pair of batteries is mounted on the heat dissipation cartridge according to the present invention.
즉, 방열 카트리지(300)의 사출 구조체(100)의 수용 관통홀(110)에 제1 및 제2 배터리(201,202)가 수용되어 조립된다.That is, the first and
그러므로, 제1 및 제2 배터리(201,202) 가장자리 사이에 위치된 안착부(120)로 인하여 방열 카트리지(300)의 수용 관통홀(110)은 2개의 영역으로 분할되고, 분할된 2개의 영역에 제1 및 제2 배터리(201,202)가 각각 수용되어 원활한 조립정렬을 얻을 수 있다.Therefore, the
여기서, 방열 카트리지(300)는 2개의 배터리, 즉 제1 및 제2 배터리(201,202)를 수용 관통홀(110)에 내장하도록 설계된다. 이때, 방열 카트리지(300)의 수용 관통홀(110)의 깊이(D)는 2개의 배터리(201)의 두께(t1+t2)와 실질적으로 동일하거나 다소 클 수 있다.Here, the
그러므로, 방열 카트리지(300)의 적층면으로 배터리(201)가 돌출되지 않는다.
Therefore, the
본 발명에 따른 방열 카트리지(300)는 도 4와 같이, 다수 적층하여 전기자동차용 전지팩(510)으로 구현할 수 있다. As shown in FIG. 4, a plurality of
따라서, 본 발명에서는 방열 카트리지(300)에 배터리를 장착하고, 전기자동차용 전지팩(510)을 방열 카트리지(300)를 다수 적층하여 조립함으로써, 적층된 배터리 두께(즉, 도 4의 방열 카트리지(300)의 두께(t)는 한쌍의 배터리 두께와 실질적으로 동일함)와 거의 동일한 전기자동차용 전지팩(510)이 제작되어 슬림하고 경박화되며, 고용량의 전기자동차용 전지팩(510)을 얻을 수 있는 잇점이 있다.Accordingly, in the present invention, by stacking a plurality of
예컨대, 전기자동차용 전지팩에 150개의 배터리가 장착되는 경우, 배터리 사이에 알루미늄핀과 같은 방열핀 또는 선행기술의 방열 플레이트를 개재하여 전지팩을 구현하면 149개의 방열핀 또는 방열 플레이트가 필요하여 전지팩을 경박화할 수 없고, 전지팩에서 149개의 방열핀 또는 방열 플레이트만큼 배터리를 조립할 수 없어 전지용량이 감소된다.
For example, when 150 batteries are mounted on a battery pack for an electric vehicle, 149 heat radiating fins or heat dissipating plates are required when a battery pack is implemented through heat dissipation fins such as aluminum fins or prior art heat dissipation plates between the batteries, The battery pack can not be assembled by as many as 149 radiating fins or heat radiating plates in the battery pack, thereby reducing the battery capacity.
도 5를 참고하면, 본 발명에서는 열전도도가 높은 금속판(150)을 방열 카트리지의 사출 구조체(100)에 인서트 몰딩될 수 있다. Referring to FIG. 5, the
이때, 금속판(150)은 안착부(120)에 근접된 사출 구조체(100) 영역에 인서트 몰딩되는 것이 바람직하다. 더 세부적으로 설명하면, 금속판(150)은 안착부(120)에 대응되는 사출 구조체(100) 영역 즉, 사출 구조체(100)의 수용 관통홀 측벽으로부터 돌출되어 구현된 안착부(120)와 대향하는 사출 구조체(100) 영역에 인서트 몰딩되어, 금속판(150)은 배터리에서 발생된 열을 안착부(120) 및 금속판(150)을 통하여 신속하게 외부로 방출할 수 있다. At this time, it is preferable that the
금속판(150)은 열전도도가 우수하고 가격이 저렴한 알루미늄 소재로 구현하는 것이 바람직하다.
The
상술된 바와 같이, 방열 카트리지의 사출 구조체(100)의 안착부(120)는 배터리의 가장자리 영역 사이에 위치되어 배터리에서 발생된 열을 방열하는 바, 금속판(150)은 안착부(120)로부터 가장 근접된 위치에 인서트 몰딩되는 것이 바람직하다.As described above, the
또한, 인서트 몰딩된 금속판(150)의 일면이 외부로 노출되어 방열모듈과 접촉하게 된다.In addition, one surface of the insert-molded
즉, 도 5와 같이, 안착부(120) 하부의 사출 구조체(100)에 금속판(150)을 위치시키고, 배터리에서 안착부(120)로 전달된 열을 금속판(150)을 통하여 신속하게 열교환기(170)로 전달할 수 있다.
5, the
또한, 본 발명에서는 도 6a와 같이, 방열 카트리지의 사출 구조체(100)의 안착부(120)에는 TIM(Thermal Interface Material)(130)이 인서트 사출될 수 있다.6A, a TIM (Thermal Interface Material) 130 may be insert-injected into the
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 안착부(120)에 결합홈(121)을 형성하고, 이 결합홈(121)에 TIM(130)을 결합시킬 수 있다.As shown in FIG. 6B, a
이러한 안착부(120)에 TIM(130)이 인서트 사출되어 있거나 결합홈에 결합되어 있으면, 접촉 열저항이 감소되고, 한쌍의 배터리 사이의 공기층이 줄어들어 외부의 열교환기로 열방출을 원활하게 할 수 있다.When the
TIM(130)의 종류는 방열그리스, 방열시트, 금속판, 열전도성 접착제 등 다양하다. The
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
본 발명은 배터리에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있으며 동일면적에 많은 수의 배터리를 적층 조립하여 고용량을 구현할 수 있는 방열 카트리지에 적용될 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a heat dissipation cartridge capable of efficiently dissipating heat generated from a battery and capable of realizing a high capacity by stacking and assembling a large number of batteries in the same area.
100: 사출 구조체 110: 수용 관통홀
120: 안착부 121: 결합홈
130: TIM 150: 금속판
170: 열교환기 201,202: 배터리
201a,201b: 전극 단자 300: 방열 카트리지
510: 전기자동차용 전지팩 100: injection structure 110: receptacle hole
120: seat part 121: engaging groove
130: TIM 150: metal plate
170:
201a, 201b: electrode terminal 300: heat dissipation cartridge
510: Battery pack for electric vehicle
Claims (10)
상기 사출 구조체는 중앙 영역에 마련된 수용 관통홀; 및
상기 수용 관통홀의 측벽에 형성되어 상기 한쌍의 배터리를 안착시키는 안착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.An injection molding structure formed of a heat-dissipating plastic and capable of accommodating a pair of batteries,
Wherein the injection structure comprises: a receiving through-hole provided in a central region; And
And a seating part formed on a side wall of the receiving through-hole to seat the pair of batteries.
상기 안착부는 상기 수용 관통홀의 측벽을 수평 이분할하도록 상기 수용 관통홀의 측벽으로부터 돌출된 돌기인 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein the mounting portion is a protrusion protruding from the side wall of the receiving through-hole so that the side wall of the receiving through-hole is horizontally divided.
상기 방열 플라스틱은 절연성 방열 필러를 분산시킨 성형가능한 수지인 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein the heat dissipation plastic is a moldable resin in which an insulating heat dissipation filler is dispersed.
상기 안착부는 상기 한쌍의 배터리 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
And the seat portion is positioned between the pair of batteries.
상기 수용 관통홀의 깊이는 상기 한쌍의 배터리의 두께와 실질적으로 동일하거나 또는 큰 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
And the depth of the receiving through-hole is substantially equal to or greater than the thickness of the pair of batteries.
상기 사출 구조체에 인서트 몰딩된 금속판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Further comprising a metal plate insert molded in the injection structure.
상기 금속판은 상기 안착부에 근접된 사출 구조체 영역에 인서트 몰딩된 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 6,
Wherein the metal plate is insert molded into an injection structure region adjacent to the seating portion.
상기 사출 구조체의 안착부에 인서트 사출된 TIM(Thermal Interface Material)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Further comprising a thermal interface material (TIM) insert-injected into the seating portion of the injection structure.
상기 안착부에 결합홈이 형성되어 있고, 상기 결합홈에 TIM이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 방열 카트리지.The method according to claim 1,
Wherein a coupling groove is formed in the seating portion, and a TIM is coupled to the coupling groove.
A battery pack for an electric vehicle, comprising: a plurality of heat dissipation cartridges according to any one of claims 1 to 9 laminated.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160037556A KR20170113904A (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same |
| EP17775813.3A EP3442075B1 (en) | 2016-03-29 | 2017-03-29 | Heat-radiating cartridge, and battery pack for electric vehicle using same |
| US16/086,918 US11177518B2 (en) | 2016-03-29 | 2017-03-29 | Heat-radiating cartridge, and battery pack for electric vehicle using same |
| CN201780020716.XA CN108886185B (en) | 2016-03-29 | 2017-03-29 | Heat dissipation box and battery pack for electric vehicle using same |
| PCT/KR2017/003398 WO2017171389A2 (en) | 2016-03-29 | 2017-03-29 | Heat-radiating cartridge, and battery pack for electric vehicle using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160037556A KR20170113904A (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170113904A true KR20170113904A (en) | 2017-10-13 |
Family
ID=60139518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160037556A Ceased KR20170113904A (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170113904A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11749852B2 (en) | 2018-12-05 | 2023-09-05 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module and manufacturing method thereof |
-
2016
- 2016-03-29 KR KR1020160037556A patent/KR20170113904A/en not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11749852B2 (en) | 2018-12-05 | 2023-09-05 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12308406B2 (en) | Battery module having a sensing module thereon | |
| US10446891B2 (en) | Submodule and battery module having the same | |
| US10840484B2 (en) | Heat-radiation module and electric vehicle battery pack using same | |
| US9799862B2 (en) | Battery pack | |
| CN104285315A (en) | Battery modules with efficient cooling structure | |
| US20230299431A1 (en) | Battery cell, battery module, and battery pack including the same | |
| US10756315B2 (en) | Heat-radiating cartridge and electric car battery pack using same | |
| KR101976588B1 (en) | Assembly type heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same | |
| EP4040575A1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
| KR101966183B1 (en) | Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same | |
| EP3442075B1 (en) | Heat-radiating cartridge, and battery pack for electric vehicle using same | |
| US11855269B2 (en) | Battery module | |
| CN116018714A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
| KR20200052070A (en) | Pouch type battery cartridge and pouch type battery pack including the same | |
| KR20170113904A (en) | Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same | |
| EP4142020A1 (en) | Battery module and battery pack comprising same | |
| KR101976589B1 (en) | Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same | |
| EP4181274A1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
| CN116848707A (en) | Battery packs and devices including the battery packs | |
| CN115398714A (en) | Battery module with improved temperature uniformity between battery cells | |
| KR20170113905A (en) | Heat dissipation cartridge and battery pack for electric vehicle using the same | |
| KR20230036864A (en) | Battery module and battery pack including the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20160329 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20171018 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20160329 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20181116 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20190328 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20181116 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |