(57)【要約】  本発明は、バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック、並びに自動車に関する。本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、内部に収容空間を有するカートリッジと、前記収容空間に位置する複数個のバッテリーセルと、前記バッテリーセルを冷却する冷却ユニットと、を含み、前記冷却ユニットは、前記バッテリーセルの一側面と面接触する冷却フィンと、前記冷却フィンの下部に位置する冷却プレートと、前記冷却フィンと前記冷却プレートとの間に介され、前記冷却フィンの熱を前記冷却プレートに伝達する連結部材と、を含む。
2019501491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーモジュールであって、
内部に収容空間を有するカートリッジと、
前記収容空間に位置する複数個のバッテリーセルと、
前記バッテリーセルを冷却する冷却ユニットと、を含み、
前記冷却ユニットが、
前記バッテリーセルの一側面と面接触する冷却フィンと、
前記冷却フィンの下部に位置する冷却プレートと、
前記冷却フィンと前記冷却プレートとの間に介され、前記冷却フィンの熱を前記冷却プレートに伝達する連結部材と、を含むバッテリーモジュール。
【請求項２】
前記連結部材が、熱伝導シートとして提供されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項３】
前記冷却フィンが、前記バッテリーセルの方向へ折り曲げられたフィン折曲部を含み、
前記冷却プレートが、前記フィン折曲部の下部に位置するプレート折曲部を含み、
前記連結部材が、前記フィン折曲部と前記プレート折曲部との間に位置する連結折曲部を含むことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記フィン折曲部が、一面が前記カートリッジと接触することを特徴とする請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記フィン折曲部と前記プレート折曲部と前記連結折曲部とが、相互対応する形状として提供されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記フィン折曲部に接触する前記カートリッジの一部分が、前記フィン折曲部に対応する形状として提供されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記連結部材が、熱溶着方式で各々前記冷却フィン及び前記冷却プレートに結合することを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記バッテリーモジュールが、前記冷却プレートの下部に位置し、前記冷却プレートと熱交換可能な熱交換ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
前記熱交換ユニットが、
外部から流入した冷却流体を用いて前記冷却プレートと熱交換する熱交換チャンバーと、
前記熱交換チャンバーに前記冷却流体を供給する供給管と、
前記熱交換チャンバーの内部から前記冷却流体を外部へ排出する排出官と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含むバッテリーパック。
【請求項１１】
請求項１０に記載のバッテリーパックを含む自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーセルを有するバッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック、並びに自動車に関し、より詳しくは、バッテリーセルを冷却できるバッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック、並びに自動車に関する。
【０００２】
本出願は、２０１６年２月２２日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００２０７４１号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
二次電池は、多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度を有する電気的特性を有する。このような二次電池は、携帯用電子器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車またはハイブリッド車、電力貯蔵装置などに応用されている。
【０００４】
このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
【０００５】
電気自動車などに適用されるバッテリーパックは、高出力を得るために、複数のバッテリーを含む複数のバッテリーセルを連結した構造を有している。そして、個々のバッテリーセルは電極組立体であって、正極及び負極集電体、セパレーター、活物質、電解液などを含み、構成要素間の電気化学的反応によって反復的な充放電が可能である。
【０００６】
なお、近来、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する必要性が高まるにつれ、複数の二次電池が直列及び／または並列で接続した複数のバッテリーモジュールを集合したマルチモジュール構造のバッテリーパックに対する需要が増加しつつある。
【０００７】
マルチモジュール構造のバッテリーパックは、複数の二次電池が狭い空間に密集する形態に製造されるため、各二次電池で発生する熱を容易に放出させることが重要となる。二次電池の充電または放電の過程は、電気化学的反応によって行われるため、充放電過程で発生したバッテリーモジュールの熱が効果的に除去されなければ、熱蓄積が起こり、結果としてバッテリーモジュールの劣化が促進してしまい、場合によっては発火または爆発に繋がり得る。
【０００８】
そこで、高出力・大容量のバッテリーモジュール及びそれが取り付けられたバッテリーパックには、これに収納されているバッテリーセルを冷却する冷却装置が必ず必要となる。
【０００９】
通常、冷却装置としては、代表的に、空冷式と水冷式の二つが挙げられるが、漏電や二次電池の防水などの問題から、空冷式が水冷式よりも広く用いられている。
【００１０】
一つの二次電池セルによって生産可能な電力は大きくないため、商用化されたバッテリーモジュールは、通常、モジュールケース内に複数個のバッテリーセルを必要な分だけ積層してパッケージングする。そして、個々のバッテリーセルにおいて、電気が生産される過程で発生した熱を冷却して、二次電池の温度を適正に維持するために、バッテリーセルの間に、放熱部材としてバッテリーセルの面積に対応する複数個の冷却フィンを挿入する。各々のバッテリーセルから熱を吸収した冷却フィンは、一枚の冷却プレートに連結され、冷却プレートに熱を伝達する。冷却プレートは、冷却フィンから伝達された熱をさらにヒートシンクに伝達し、ヒートシンクは冷却水または冷却空気によって冷却される。
【００１１】
しかし、冷却フィンと冷却プレートとの接触部分は、その形状的な特性によって全体的に完全な密着が困難し、熱伝導効率が劣る。冷却フィンから冷却プレートへ伝達される熱伝導効率が劣る場合、バッテリーセルの熱を効果的に冷却できないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルの冷却効率を向上させることができるバッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック、並びに自動車を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、バッテリーセルの冷却時においてバッテリーセルの領域ごとの温度が均一に維持できるバッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック、並びに自動車を提供することを他の目的とする。
【００１４】
但し、本発明が解決しようとする課題はこれに限定されず、ここに言及されていないさらに他の技術的課題は、以下に記載された発明の説明からより明確に理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を達成するため、本発明は、複数個のバッテリーセルを有するバッテリーバッテリーモジュールを提供する。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、前記バッテリーモジュールは、内部に収容空間を有するカートリッジと、前記収容空間に位置する複数個のバッテリーセルと、前記バッテリーセルを冷却する冷却ユニットと、を含み、前記冷却ユニットは、前記バッテリーセルの一側面と面接触する冷却フィンと、前記冷却フィンの下部に位置する冷却プレートと、前記冷却フィンと前記冷却プレートとの間に介され、前記冷却フィンの熱を前記冷却プレートに伝達する連結部材と、を含み得る。
【００１７】
一実施例によれば、前記連結部材は、熱伝導シートとして提供され得る。
【００１８】
一実施例によれば、前記冷却フィンは、前記バッテリーセルの方向へ折り曲げられたフィン折曲部を含み、前記冷却プレートは、前記フィン折曲部の下部に位置するプレート折曲部を含み、前記連結部材は、前記フィン折曲部と前記プレート折曲部との間に位置する連結折曲部を含み得る。
【００１９】
一実施例によれば、前記フィン折曲部は、一面が前記カートリッジと接触し得る。
【００２０】
一実施例によれば、前記フィン折曲部、前記プレート折曲部及び前記連結折曲部は、相互対応する形状として提供され得る。
【００２１】
一実施例によれば、前記フィン折曲部に接触する前記カートリッジの一部分は、前記フィン折曲部に対応する形状として提供され得る。
【００２２】
一実施例によれば、前記連結部材は、熱溶着方式で各々前記冷却フィン及び前記冷却プレートに結合し得る。
【００２３】
一実施例によれば、前記バッテリーモジュールは、前記冷却プレートの下部に位置し、前記冷却プレートと熱交換可能な熱交換ユニットをさらに含み得る。
【００２４】
一実施例によれば、前記熱交換ユニットは、外部から流入した冷却流体を用いて前記冷却プレートと熱交換する熱交換チャンバーと、前記熱交換チャンバーに前記冷却流体を供給する供給管と、前記熱交換チャンバーの内部から前記冷却流体を外部へ排出する排出官と、を含み得る。
【００２５】
本発明は、上述のバッテリーモジュールを含むバッテリーパックを提供できる。
【００２６】
本発明は、上述のバッテリーパックを含む自動車を提供できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一実施例によれば、冷却フィンと冷却プレートとを熱伝導シートで接着することで、バッテリーセルの冷却効率を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明の一実施例によれば、冷却フィンと冷却プレートとが熱伝導シートで接触することで、冷却フィンから冷却プレートへ伝達される熱伝導効率を向上させることができる。
【００２９】
本発明の効果は上述の効果に限定されず、言及していない効果は、本明細書及び添付の図面から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の一実施例によるバッテリーセルの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例によるバッテリーセルの斜視図である
【図３】図３は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【図４】図４は、図３の複数個のカートリッジが積層された様子を示す斜視図である。
【図５】図５は、図３の正面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの断面図である。
【図７】図７は、図６におけるＢ領域を示す拡大図である。
【図８】図８は、図３の熱交換ユニットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常の意味や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００３２】
本発明のバッテリーモジュール１０を説明する前に、バッテリーモジュール１０の内部に複数個が装着されるバッテリーセル１００について説明する。本発明の実施例においては、二次電池のうちパウチ型バッテリーセル１００を例に挙げて説明する。図１は、本発明の一実施例によるバッテリーセルの構成を示す分解斜視図であり、図２は、本発明の一実施例によるバッテリーセルの斜視図である。以下、図１及び図２を参照すれば、バッテリーセルは、パウチケース１１０、電極組立体１３０、電極タブ１５０及び電極リード１７０を含む。
【００３３】
パウチケース１１０は、内部空間を有する。パウチケース１１０の内部には、後述の電極組立体１３０及び電解液が位置する。パウチケース１１０の中央領域は、上下方向へ突出して提供される。パウチケース１１０は、上部ケース１１１及び下部ケース１１３を含む。
【００３４】
上部ケース１１１及び下部ケース１１３は、相互組み合わせられて内部空間を形成する。上部ケース１１１の中央領域は、上方へ突出して凹んだ形態を有する。下部ケース１１３は、上部ケース１１１の下部に位置する。下部ケース１１３の中央領域は、下方へ突出して凹んだ形態を有する。あるいは、パウチケース１１０の内部空間は、上部ケース１１１または下部ケース１１３のいずれか一つのみに形成され得る。
【００３５】
上部ケース１１１及び下部ケース１１３は、各々封止部Ｓを有する。上部ケース１１１の封止部Ｓと、下部ケース１１３の封止部Ｓとは、相互対向するように提供され得る。上部ケース１１１の封止部Ｓ及び下部ケース１１３の封止部Ｓは、内側に位置した内部接着層が熱溶着などによって相互接着され得る。封止部Ｓの接着によって内部空間は密閉される。
【００３６】
パウチケース１１０の内部空間には、電解液及び電極組立体１３０が収納される。パウチケース１１０は、外部絶縁層、金属層、及び内部接着層を有し得る。外部絶縁層は、外部の水分、ガスなどの内部への浸透を防止できる。金属層は、パウチケース１１０の機械的強度を向上させることができる。金属層は、アルミニウムとして提供され得る。あるいは、金属層は、鉄、炭素、クロム、マンガンの合金、鉄、ニッケル及びニッケルの合金、アルミニウムまたはその等価物から選択されたいずれか一つとして提供され得る。金属層として鉄が含有された材質が使われる場合、機械的強度が高くなる。金属層としてアルミニウム材質が使われる場合、軟性がよくなる。金属層の望ましい実施例としてアルミニウムが提供され得る。外部絶縁層及び内部接着層は、ポリマー材質として提供され得る。
【００３７】
電極組立体１３０は、正極板、負極板及び分離膜を含む。電極組立体１３０は、一つ以上の正極板及び一つ以上の負極板が分離膜を挟んで配置されるように提供され得る。電極組立体１３０は、複数の正極板と複数の負極板とが交互に積層されて提供され得る。あるいは、一つの正極板と負極板とが巻き取られて提供され得る。
電極組立体１３０の電極板は、集電体及び集電体の片面または両面に塗布された活物質スラリーを含む。活物質スラリーは、粒状の活物質、補助導体、バインダー及び可塑剤などの溶媒が添加された状態で撹拌して形成され得る。各々の電極板は、活物質スラリーが塗布されない領域である非コーティング部を有し得る。非コーティング部には、各々の電極板に対応する電極タブ１５０が形成され得る。
【００３８】
電極タブ１５０は、電極組立体１３０から突出するように延びて形成される。電極タブ１５０は、正極タブ１５１及び負極タブ１５３を含む。正極タブ１５１は正極板の非コーティング部から延び得、負極タブ１５３は負極板の非コーティング部から延び得る。
正極タブ１５１及び負極タブ１５３は、バッテリーセル１００に各々一つずつ備えられ得る。あるいは、正極タブ１５１及び負極タブ１５３は、複数個が備えられ得る。一例で、バッテリーセル１００の電極組立体１３０に正極板及び負極板が各々一枚ずつ含まれた場合、正極タブ１５１及び負極タブ１５３は各々１つずつ含まれ得る。これと違って、正極タブ１５１及び負極タブ１５３は、各々複数個が含まれ得る。電極組立体１３０に正極板及び負極板が各々複数含まれた場合、正極タブ１５１及び負極タブ１５３も複数個含まれ得、１枚の電極板ごとに各々電極タブ１５０が備えられ得る。
【００３９】
電極リード１７０は、バッテリーセル１００を外部の他の装置と電気的に接続させることができる。電極リード１７０は、正極リード１７１及び負極リード１７３を含み得る。電極リード１７０は、パウチケース１１０の内側から外側まで延びるように提供され得る。電極リード１７０の一部領域は、封止部Ｓの間に介され得る。電極リード１７０は、電極タブ１５０と連結される。
【００４０】
以下、本発明の一実施例であるバッテリーモジュール１０について説明する。図３は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図であり、図４は、図３の複数個のカートリッジが積層された様子を示す斜視図であり、図５は、図３の正面図である。以下、図３〜図５を参照すれば、バッテリーモジュール１０は複数個のバッテリーセル１００を有する。バッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１００、ケース２００、カートリッジ３００、冷却ユニット４００及び熱交換ユニット５００を含む。
【００４１】
バッテリーモジュール１０は、複数個のバッテリーセル１００が収納されるカートリッジ３００が積層されて形成される。以下、複数のバッテリーセル１００が積層される方向を第１方向１２とし、上面視で、前記第１方向１２に垂直した方向を第２方向１４とし、第１方向１２及び第２方向１４にともに垂直した方向を第３方向１６とする。
【００４２】
バッテリーセル１００には、前述のバッテリーセル１００が装着される。
【００４３】
ケース２００は、内部に空間を有する。ケース２００の内部の空間には、複数個のカートリッジ３００が位置する。ケース２００は、略直方体の形状を有する。ケース２００は、外部の衝撃から内部のバッテリーセル１００を保護できる。
【００４４】
カートリッジ３００は、内部に収容空間を有する。収容空間には、複数個のバッテリーセル１００が装着される。本発明の実施例では、内部に２つのバッテリーセル１００が収容され得る。あるいは、３つ以上のバッテリーセル１００の収容も可能である。
【００４５】
カートリッジ３００は、第１方向１２から見るとき、長方形の形状として提供される。カートリッジ３００は、内部に空間を有するフレーム形態で提供され得る。カートリッジ３００は、第２方向１４の両側面からバッテリーセル１００を支持できる。
【００４６】
カートリッジ３００は、複数個が提供され得る。複数個のカートリッジ３００は、第１方向１２に沿って積層されて位置する。複数個のカートリッジ３００は、ケース２００の内部空間に位置し得る。
【００４７】
図６は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの断面図であり、図７は、図６におけるＢ領域を示した拡大図である。以下、図６及び図７を参照すれば、冷却ユニット４００は、バッテリーセル１００を冷却することができる。冷却ユニット４００は、バッテリーセル１００と接触し、バッテリーセル１００から伝達された熱を冷却フィン４１０、連結部材４５０及び冷却プレート４３０の順に伝達し、バッテリーセル１００を冷却する。
【００４８】
冷却ユニット４００は、冷却フィン４１０、冷却プレート４３０及び連結部材４５０を含む。
【００４９】
冷却フィン４１０は、バッテリーセル１００から伝達された熱を連結部材４５０へ伝達する。冷却フィン４１０は、バッテリーセル１００の一側面と接触して位置する。冷却フィン４１０とバッテリーセル１００とは、面接触する。冷却フィン４１０は、複数個が提供される。複数個のバッテリーセル１００及び冷却フィン４１０は、冷却フィン４１０、バッテリーセル１００、バッテリーセル１００及び冷却フィン４１０の順に第１方向１２に沿って配置され、上述の順のように第１方向１２に沿って反復的に配置される。冷却フィン４１０は、金属材質として提供され得る。一例で、冷却フィン４１０は、アルミニウム材質であり得る。あるいは、熱伝導の良い他の金属材質として提供可能である。
冷却フィン４１０の第２方向１４の上部面には、カートリッジ３００が位置する。冷却フィン４１０の一面はカートリッジ３００と接触し得る。
【００５０】
冷却フィン４１０は、フィン折曲部４１１を有する。ここで、フィン折曲部４１１とは、図６に示したように、各々の冷却フィン４１０のうち第３方向１６に垂直した部分及び第１方向１２に水平な部分を除いた部分であって、バッテリーセル１００の方向へ折り曲げられた形状を有する部分と定義する。
【００５１】
フィン折曲部４１１は、バッテリーセル１００の方向へ折り曲げられ得る。一例で、図７のようにバッテリーセル１００に向ける方向へ折り曲げられる。フィン折曲部４１１の折曲方向は、第３方向１６の下方へ傾くように提供される。フィン折曲部４１１は、カートリッジ３００と接触する。フィン折曲部４１１は、カートリッジ３００の第３方向１６の下部に位置する。フィン折曲部４１１と接触するカートリッジ３００の一部分は、フィン折曲部４１１に対応する形状として提供され得る。
【００５２】
冷却プレート４３０は、バッテリーセル１００から伝達された熱を外部または熱交換ユニット５００に伝達できる。冷却プレート４３０は、冷却フィン４１０の下部に位置する。冷却プレート４３０は、複数個の冷却フィン４１０と後述する連結部材４５０によって結合できる。一例で、冷却プレート４３０は、アルミニウム材質として提供され得る。あるいは、熱伝導の良い他の金属材質として提供され得る。
【００５３】
冷却プレート４３０は、プレート折曲部４３１を有する。ここで、プレート折曲部４３１とは、図６に示したように、冷却プレート４３０のうち第１方向１２に水平な部分を除いた部分であって、冷却プレートの第１方向に水平な部分から延び、第３方向１６の上方へ折り曲げられた形状を有する部分と定義する。
【００５４】
プレート折曲部４３１は、フィン折曲部４１１と接触する。プレート折曲部４３１の折曲方向は、冷却プレート４３０のうち第１方向１２に水平な部分から第３方向１６を上方へ傾くように提供される。プレート折曲部４３１の一面は、後述する連結折曲部４５１と接触する。プレート折曲部４３１の他面は、熱交換ユニット５００の熱交換チャンバー５３０と接触するか、外部に露出して提供され得る。プレート折曲部４３１は、フィン折曲部４１１の第３方向１６の下部に位置する。プレート折曲部４３１は、フィン折曲部４１１と対応する個数として提供される。
【００５５】
図７を参照すれば、プレート折曲部４３１は、フィン折曲部４１１の個数と対応する個数として提供される。図７の一つのカートリッジ３００を基準にしたとき、一つのカートリッジ３００は、二つのバッテリーセル１００を有する。各々のバッテリーセル１００の第１方向１２の両側面には、冷却フィン４１０が位置する。各々の冷却フィン４１０は、第３方向１６の下方へ折り曲げられたフィン折曲部４１１を有する。各々のフィン折曲部４１１の第３方向１６の下部には、プレート折曲部４３１が位置する。プレート折曲部４３１とプレート折曲部４３１との間に位置する冷却プレート４３０の部分は、全体的に平たい形状として提供される。図７を参照すれば、一つのカートリッジ３００において、第３方向１６の下部に位置する冷却プレート４３０は、中央が平たく、第１方向１２の両側面にはプレート折曲部４３１が位置する。また、冷却プレート４３０の第３方向１６の上部に位置するカートリッジ３００も、同様の構造として提供され、収容空間を形成する。
【００５６】
前記収容空間には、バッテリーセル１００の側部が収容され得る。バッテリーセル１００の側部は、図７に示したように、第２方向１４へ突出し、下部に進むほど略三角形の形状を有する尖った部分であって、前記収容空間に収容される。
【００５７】
上述のバッテリーセル１００の構造によってカートリッジ３００の収容空間も、両側面が折曲形状を有する。また、カートリッジ３００に対応する形状を有する冷却フィン４１０、冷却プレート４３０も同一の形状を有する。これによって、金属材質として提供される冷却フィン４１０と冷却プレート４３０とを直接接触して結合するとき、折り曲げられた形状によって冷却フィン４１０と冷却プレート４３０との間に空間を形成するしかない。しかし、本発明はこのような問題点を解決するために、冷却フィン４１０と冷却プレート４３０との間に連結部材４５０を提供する。
【００５８】
連結部材４５０は、冷却フィン４１０から伝達された熱を冷却プレート４３０に伝達する。連結部材４５０は、冷却フィン４１０と冷却プレート４３０との間に介される。連結部材４５０は、一面が冷却フィン４１０と接触し、他面が冷却プレート４３０と接触する。連結部材４５０は、熱伝導性の良い材質として提供され得る。一例で、連結部材４５０は、熱伝導シートであり得る。一実施例で、連結部材４５０は熱粘着シートとして提供され得る。熱粘着シートは、接着性を有し、冷却フィン４１０及び冷却プレート４３０の各面と全体的によく密着できる。熱粘着シートは、熱伝導性が良い公知のシートからなり得る。一例で、熱粘着シートは、公知の熱接着シートのうち熱伝導率の良い材質として提供され得る。連結部材４５０は、熱溶着方式で各々冷却フィン４１０と冷却プレート４３０とに結合できる。連結部材４５０が熱粘着シートとして提供され薄厚を有し、冷却フィン４１０及び冷却プレート４３０に接触する面に、熱溶着方式で適用され、冷却フィン４１０と冷却プレート４３０との間に空間が生じないようにすることができる。また、連結部材４５０は、熱伝導性の良い材質として提供され、冷却フィン４１０からの熱を冷却プレート４３０へ伝達できる。
【００５９】
連結部材４５０は、連結折曲部４５１を有する。ここで、連結折曲部４５１は、連結部材４５０のうち第１方向１２に水平な部分から、第３方向１６の上方へ延び、折曲形状を有する部分と定義する。
【００６０】
連結折曲部４５１は、フィン折曲部４１１とプレート折曲部４３１との間に位置する。プレート折曲部４３１、連結折曲部４５１、フィン折曲部４１１及びカートリッジ３００は、順次に第３方向１６に沿って積層されて提供され得る。連結折曲部４５１は、第３方向１６の下方へ折り曲げられた形状を有する。連結折曲部４５１は、フィン折曲部４１１とプレート折曲部４３１とに対応する形状として提供され得る。連結折曲部４５１は、複数個が提供され得る。連結折曲部４５１は、フィン折曲部４１１及びプレート折曲部４３１と対応する個数として提供され得る。
【００６１】
熱交換ユニット５００は、冷却プレート４３０と熱交換できる。熱交換ユニット５００は、冷却プレート４３０の下部に位置する。熱交換ユニット５００は、内部の冷却流体によって冷却プレート４３０と熱交換できる。熱交換ユニット５００は、冷却プレート４３０と熱交換して冷却プレート４３０を冷却することができる。一例で、冷却流体は、冷却水として提供され得る。あるいは、冷却流体は、気体として提供され得る。一例で、気体は、空気またはヘリウムガスであり得る。
【００６２】
熱交換ユニット５００は、供給管５１０、熱交換チャンバー５３０及び排出官５５０を含む。供給管５１０、熱交換チャンバー５３０及び排出官５５０は、第２方向１４に沿って配置される。
【００６３】
供給管５１０は、外部から伝達された冷却流体を熱交換チャンバー５３０に供給する。供給管５１０は、熱交換チャンバー５３０の一面と結合する。供給管５１０は、その断面が円形の形状として提供され得る。
【００６４】
熱交換チャンバー５３０は、冷却プレート４３０の下部に位置する。熱交換チャンバー５３０は、内部に冷却流体を収容できる空間を有する。熱交換チャンバー５３０は、内部に冷却流体を用いて冷却プレート４３０を冷却することができる。熱交換チャンバー５３０は、略直方体の形状として提供され得る。冷却プレート４３０と接触する熱交換チャンバー５３０の断面積は、冷却プレート４３０のそれと同等か、またはより大きい。
【００６５】
排出官５５０は、熱交換チャンバー５３０の内部の冷却流体を外部へ排出する。排出官５５０は、熱交換チャンバー５３０の一面と結合する。排出官５５０は、その断面が円形の形状として提供され得る。排出官５５０は、熱交換チャンバー５３０を基準として供給管５１０が結合した面の反対面に結合し得る。
【００６６】
上述の例においては、バッテリーモジュール１０が熱交換ユニット５００を有することとして説明したが、あるいは、冷却プレート４３０が外部へ露出して提供され得る。この場合、冷却プレート４３０は空冷式で冷却を行い得る。
【００６７】
上述した例では、冷却フィン４１０と冷却プレート４３０との間に一つの連結部材４５０が提供されることとして説明したが、あるいは、複数個の熱伝導シートが冷却フィン４１０と冷却プレート４３０との間に提供され得る。
【００６８】
本発明によるバッテリーパックは、上述のバッテリーモジュール１０を一つ以上含む。バッテリーパックには、バッテリーモジュール１０に加え、このようなバッテリーモジュール１０を収納するためのケース、バッテリーモジュール１０の充放電を制御するための各種装置、例えば、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー、ヒューズなどをさらに含み得る。
【００６９】
本発明によるバッテリーモジュール１０を複数個有するバッテリーパックは、電気自動車やハイブリッド車のような自動車に適用できる。本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含むことができ、このようなバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュール１０を含むことができる。
【００７０】
以下、本発明の効果を説明する。本発明の一実施例によれば、冷却フィン４１０と冷却プレート４３０との間に、連結部材４５０を提供する。冷却フィン４１０と冷却プレート４３０とが直接接触するとき、折り曲げられた形状のため、接触時において面と面とが完全に接触できずに空間が生じてしまう。空間は、冷却フィン４１０から冷却プレート４３０への熱伝達を阻害し、バッテリーセル１００の冷却効率を低下させるという問題がある。しかし、本発明は、熱伝導性の良い熱伝導シートを提供することで、冷却フィン４１０から伝達された熱を冷却プレート４３０に効果的に伝達できる。また、熱伝導シートは、熱溶着方式で冷却フィン４１０及び冷却プレート４３０に結合する。これによって、冷却フィン、熱伝導シート及び冷却プレート４３０の間に空間が生じない。冷却フィン４１０、熱伝導シート及び冷却プレート４３０の間に空間が生じないことで、バッテリーセル１００の熱を効果的に伝達できる。また、バッテリーセル１００の冷却効率を向上させることができる。
【００７１】
以上の詳細な説明は、本発明を例示する。また、上述の内容は、本発明の望ましい実施形態の説明であり、本発明は、多様な他の組合せ、変更及び環境で使用できる。即ち、本明細書に開示された発明の概念範囲、開示内容と均等な範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。上述の実施例は、本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明しており、本発明の具体的な適用分野及び用途において要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は、開示の実施状態に本発明を限定しようとする意図ではない。また、添付の特許請求の範囲は、他の実施状態も含むと解釈すべきである。
【符号の説明】
【００７２】
１０  バッテリーモジュール
１２  第１方向
１４  第２方向
１６  第３方向
１００  バッテリーセル
１１０  パウチケース
１１１  上部ケース
１１３  下部ケース
１３０  電極組立体
１５０  電極タブ
１５１  正極タブ
１５３  負極タブ
１７０  電極リード
１７１  正極リード
１７３  負極リード
２００  ケース
３００  カートリッジ
４００  冷却ユニット
４１０  冷却フィン
４１１  フィン折曲部
４３０  冷却プレート
４３１  プレート折曲部
４５０  連結部材
４５１  連結折曲部
５００  熱交換ユニット
５１０  供給管
５３０  熱交換チャンバー
５５０  排出官
Ｓ      封止部       
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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