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KR20220096199A - Battery Module for Cooling Battery Cell Uniformly - Google Patents

Battery Module for Cooling Battery Cell Uniformly Download PDF

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KR20220096199A
KR20220096199A KR1020200188433A KR20200188433A KR20220096199A KR 20220096199 A KR20220096199 A KR 20220096199A KR 1020200188433 A KR1020200188433 A KR 1020200188433A KR 20200188433 A KR20200188433 A KR 20200188433A KR 20220096199 A KR20220096199 A KR 20220096199A
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KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
battery
battery cell
battery cells
cooling passage
Prior art date
Application number
KR1020200188433A
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Korean (ko)
Inventor
조범동
김봉정
조수빈
Original Assignee
주식회사 브이스페이스
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Publication date
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Abstract

A battery module for uniformly cooling batteries according to an aspect of the present invention can uniformly cool a plurality of battery cells. The battery module comprises: the plurality of battery cells; a plurality of cooling pins which cool the battery cells; and a cooling channel which allows cooling air to flow for heat exchange with the plurality of cooling pins. The plurality of cooling pins individually include: first and second main body units in which a first surface is in contact with a first battery cell and a second surface is in contact with a second battery cell, and which are separated from each other by a predetermined interval; a first heat dissipating member which is extended from an upper end of the first main body unit to the first battery cell; a second heat dissipating member which is extended from a lower end of the second main body unit to the second battery cell; and at least one rib which protrudes from a side of the first main body unit and a side of the second main body unit, is curved in either direction of the first battery cell or the second battery cell, and is in contact with the cooling channel.

Description

전지들을 균일하게 냉각시키는 전지모듈{Battery Module for Cooling Battery Cell Uniformly}Battery Module for Cooling Battery Cell Uniformly

본 발명은 전지모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 충방전 가능한 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module capable of being charged and discharged.

충방전이 가능한 이차전지가 다양한 어플리케이션에서 사용되고 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 주목 받고 있다.Secondary batteries capable of charging and discharging are used in various applications. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle that are being proposed as a solution to air pollution such as gasoline and diesel vehicles using fossil fuels. It is also attracting attention as a power source such as (Plug-In HEV).

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.While one or two or three battery cells are used per device in small mobile devices, medium-to-large battery modules in which a plurality of battery cells are electrically connected are used in mid-to-large devices such as automobiles due to the need for high output and large capacity.

중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 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 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since it is desirable to manufacture medium and large-sized battery modules as small as possible in size and weight, prismatic batteries and pouch-type batteries that can be stacked with high integration and have a small weight-to-capacity ratio are mainly used as battery cells (unit cells) of mid- to large-sized battery modules. have. In particular, a pouch-type battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to advantages such as a small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

중대형 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 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 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.Since the battery cells constituting the medium and large-sized battery module are composed of rechargeable batteries capable of charging and discharging, such a high-output, large-capacity secondary battery generates a large amount of heat during the charging and discharging process. If the heat of the battery module generated during the charging/discharging process is not effectively removed, heat accumulation occurs and consequently accelerates the deterioration of the battery module, and in some cases may cause ignition or explosion. Accordingly, a high-output, large-capacity battery pack requires a cooling system for cooling the battery cells contained therein.

중대형 전지팩에 장착되는 전지모듈은 일반적으로 다수의 전지셀들을 높은 밀집도로 적층하는 방법으로 제조하며, 충방전시에 발생한 열을 제거할 수 있도록 인접한 전지셀들을 일정한 간격으로 이격시켜 적층한다. 예를 들어, 전지셀 자체를 별도의 부재 없이 소정의 간격으로 이격시키면서 순차적으로 적층하거나, 또는 기계적 강성이 낮은 전지셀의 경우, 하나 또는 둘 이상의 조합으로 카트리지 등에 내장하고 이러한 카트리지들을 다수 개적층하여 전지모듈을 구성할 수 있다. 적층된 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에는 축적되는 열을 효과적으로 제거할 수 있도록, 냉매의 유로가 전지셀들 또는 전지모듈들 사이에 형성되는 구조로 이루어진다.A battery module mounted on a medium or large battery pack is generally manufactured by stacking a plurality of battery cells at a high density, and stacking adjacent battery cells at regular intervals to remove heat generated during charging and discharging. For example, the battery cells themselves are stacked sequentially while spaced apart at a predetermined interval without a separate member, or in the case of a battery cell with low mechanical rigidity, one or two or more combinations are embedded in a cartridge, and a plurality of these cartridges are individually stacked. A battery module can be configured. In order to effectively remove heat accumulated between the stacked battery cells or battery modules, a refrigerant flow path is formed between the battery cells or battery modules.

그러나, 전지 셀들의 배열에 있어서, 중앙 부위에 위치하는 셀은 바깥쪽에 있는 셀보다 상대적으로 온도가 더 빠르게 상승한다. 이는, 바깥 쪽에 위치한 셀로부터 발생한 열이 중앙 부위의 셀로 전달되어 누적되기 때문이다. 열의 누적은 중앙 부위에 위치한 셀의 열화 속도를 증가시킨다. 그 결과, 전지 팩의 수명이 설계 사양보다 짧아져서 전지 팩의 교환 주기를 단축시킴으로써 경제적 부담의 원인이 된다.However, in the arrangement of the battery cells, the cell located at the center increases in temperature relatively faster than the cell at the outer side. This is because the heat generated from the outer cell is transferred to the central cell and accumulated. The accumulation of heat increases the degradation rate of cells located in the central region. As a result, the life of the battery pack becomes shorter than the design specification, which shortens the replacement cycle of the battery pack, thereby causing an economic burden.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수개의 전지셀들을 균일하게 냉각시킬 수 있는 전지모듈을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, and it is a technical task of the present invention to provide a battery module capable of uniformly cooling a plurality of battery cells.

또한, 본 발명은 대용량의 전력을 제공하면서도 경량화가 가능한 전지 셀들을 균일하게 냉각시키는 전지모듈을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.Another technical object of the present invention is to provide a battery module that uniformly cools battery cells capable of reducing weight while providing large-capacity power.

상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전지들을 균일하게 냉각시키는 전지모듈은 복수개의 전지셀; 상기 전지셀들을 냉각시키는 복수개의 냉각핀; 및 상기 복수개의 냉각핀과의 열교환을 위한 냉각공기가 유동하는 냉각채널을 포함하고, 상기 복수개의 냉각핀은 각각, 제1 면은 제1 전지셀에 접촉하고 상기 제1 면에 반대되는 제2 면은 제2 전지셀에 접촉하고, 서로 소정간격 이격되는 제1 및 제2 본체부; 상기 제1 본체부의 상단에서 상기 제1 전지셀 측으로 연장되어 형성된 제1 열방출부재; 상기 제2 본체부의 하단에서 상기 제2 전지셀 측으로 연장되어 형성된 제2 열방출부재; 및 상기 제1 본체부의 측면과 상기 제2 본체부의 측면으로부터 돌출되어 상기 제1 전지셀측 또는 상기 제2 전지셀 측 중 어느 하나의 방향으로 절곡되어 상기 냉각채널과 접촉하는 적어도 하나의 리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery module for uniformly cooling the batteries according to an aspect of the present invention for achieving the technical problem as described above includes a plurality of battery cells; a plurality of cooling fins for cooling the battery cells; and a cooling channel through which cooling air for heat exchange with the plurality of cooling fins flows, each of the plurality of cooling fins having a first surface in contact with the first battery cell and a second opposite to the first surface The first and second body parts are in contact with the second battery cell and are spaced apart from each other by a predetermined distance; a first heat dissipating member extending from an upper end of the first body portion toward the first battery cell; a second heat dissipating member extending from the lower end of the second body portion toward the second battery cell; and at least one rib protruding from the side surface of the first body part and the side surface of the second body part and bent in any one direction of the first battery cell side or the second battery cell side to contact the cooling channel. characterized in that

일 실시예에 있어서, 상기 냉각채널은, 상기 복수개의 전지셀이 배치된 방향으로 연장되는 제1 냉각유로; 상기 제1 냉각유로로부터 소정간격 이격되어 배치된 제2 냉각유로; 및 상기 제1 냉각유로 및 상기 제2 냉각유로 사이에서 상기 제1 냉각유로 및 상기 제2 냉각유로를 연결시는 복수개의 연결유로를 포함하고, 상기 제1 및 제2 냉각유로는 제1 직경을 갖는 중심영역 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 주변영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the cooling channel may include: a first cooling passage extending in a direction in which the plurality of battery cells are disposed; a second cooling passage spaced apart from the first cooling passage by a predetermined distance; and a plurality of connection passages when connecting the first cooling passage and the second cooling passage between the first cooling passage and the second cooling passage, wherein the first and second cooling passages have a first diameter. It characterized in that it comprises a central region having a peripheral region having a second diameter smaller than the first diameter.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 전지셀들 중 제1 전지셀 및 상기 제1 전지셀에 제 방향으로 인접한 제2 전지셀 사이에 배치되는 제1 냉각핀은 알루미늄 소재로 형성되고, 상기 제2 전지셀 및 상기 제2 전지셀에 상기 제1 방향으로 인접한 제3 전지실 사이에 배치되는 제1 냉각핀은 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, a first cooling fin disposed between a first battery cell of the plurality of battery cells and a second battery cell adjacent to the first battery cell in the right direction is formed of an aluminum material, and the second The first cooling fin disposed between the battery cell and the third battery chamber adjacent to the second battery cell in the first direction is formed of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material.

본 발명에 따르면, 냉각핀을 구성하는 제1 및 제2 열방출소재에 요철구조를 형성함으로써 냉각핀의 접촉면적을 증가시킬 수 있어 냉각효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, by forming the concave-convex structure on the first and second heat dissipating materials constituting the cooling fins, the contact area of the cooling fins can be increased, thereby improving the cooling efficiency.

또한, 본 발명에 따르면 냉각핀들 중 적어도 일부를 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 소재로 형성함으로써 대용량 전력을 제공할 수 있고, 전지모듈의 경량화도 가능해진다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by forming at least some of the cooling fins with a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material, it is possible to provide large-capacity power, and it is possible to reduce the weight of the battery module.

또한, 본 발명에 따르면 냉각핀의 일면에 메쉬구조의 강도보강부재를 부착시킴으로써 냉각핀의 강도를 향상시킬 수 있고, 이를 통해 전지모듈의 강도 또한 향상된다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by attaching a strength reinforcing member of a mesh structure to one surface of the cooling fin, the strength of the cooling fin can be improved, thereby improving the strength of the battery module.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지모듈의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 냉각핀의 측면도이다.
1 is a view showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a cooling fin according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of the cooling fin shown in FIG. 1 .

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Like reference numerals refer to substantially identical elements throughout. In the following description, a detailed description of configurations and functions known in the art and cases not related to the core configuration of the present invention may be omitted. The meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative and the present invention is not limited to the illustrated matters. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, the case in which the plural is included is included unless otherwise explicitly stated.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is construed as including an error range even if there is no separate explicit description.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, 'immediately' or 'directly' when a temporal relationship is described with 'after', 'following', 'after', 'before', etc. It may include cases that are not continuous unless this is used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다. The term “at least one” should be understood to include all possible combinations of one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first, second, and third items” means that each of the first, second, or third items as well as two of the first, second and third items are It may mean a combination of all items that can be presented from more than one.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other or implemented together in a related relationship. may be

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 전지 모듈(100)은 복수개의 전지셀(110), 복수개의 냉각핀(120), 및 냉각채널(130)을 포함한다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 전지셀(110), 냉각핀(120), 및 냉각채널(130)을 커버하는 모듈 케이스를 생략하여 표시하였다.1 , the battery module 100 includes a plurality of battery cells 110 , a plurality of cooling fins 120 , and a cooling channel 130 . In FIG. 1 , the module case covering the battery cell 110 , the cooling fin 120 , and the cooling channel 130 is omitted for convenience of description.

본 발명에 따른 모듈 케이스는 상면 및 하면 중 적어도 하나가 개방되어 있는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 전지셀(110)들은 전지셀(110)의 양 측면이 모듈 케이스의 개방된 상면과 하면을 향하도록 적층구조를 형성항 상태로 모듈 케이스에 장착될 수 있다.The module case according to the present invention may be formed in a structure in which at least one of an upper surface and a lower surface is open. In this case, the battery cells 110 may be mounted on the module case in a state in which a stacked structure is formed such that both sides of the battery cells 110 face the open upper and lower surfaces of the module case.

도 1에 도시된 바와 같이, 전지모듈(100) 내에서 전지셀(110)들은 각 전지셀(110)의 측면이 마주보도록 연속하여 배치되고, 전지셀(110)의 개수는 전지모듈(110)이 적용되는 어플리케이션에 따라 결정될 수 있다.As shown in FIG. 1 , in the battery module 100 , the battery cells 110 are sequentially arranged so that the side surfaces of each battery cell 110 face each other, and the number of battery cells 110 is the battery module 110 . This may be determined according to the application to which it is applied.

전지셀(110)들의 사이에는 냉각핀(120)들이 각각 배치된다. 일 실시예에 있어서, 냉각핀(120)들 중 일부는 알루미늄 소재로 형성되고, 나머지 일부는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 소재로 형성함으로써 전지모듈의 경량화를 구현할 수 있다.Cooling fins 120 are respectively disposed between the battery cells 110 . In one embodiment, some of the cooling fins 120 are formed of an aluminum material, and the remaining portion is formed of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material, thereby reducing the weight of the battery module.

구체적으로, 제1 전지셀(110a)과 제2 전지셀(110b) 사이에 배치된 냉각핀(120)은 알루미늄 소재로 형성되고, 제2 전지셀(110b)과 제3 전지셀(110c) 사이에 배치된 냉각핀(120)은 탄소섬유강화플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 즉, 알루미늄 소재로 형성된 냉각핀(120)과 탄소섬유강화플라스틱 소재로 형성된 냉각핀(120)을 전지모듈(100) 내에 교번하여 배치시킬 수 있다.Specifically, the cooling fin 120 disposed between the first battery cell 110a and the second battery cell 110b is formed of an aluminum material, and is disposed between the second battery cell 110b and the third battery cell 110c. The cooling fins 120 disposed on the may be formed of a carbon fiber reinforced plastic material. That is, the cooling fins 120 formed of an aluminum material and the cooling fins 120 formed of a carbon fiber reinforced plastic material may be alternately disposed in the battery module 100 .

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각핀에 대해 구체적으로 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 "Z"자 형상으로 형성된 냉각핀을 기준으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a cooling fin according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 . Hereinafter, for convenience of description, a cooling fin formed in a “Z” shape will be described as a reference.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각핀의 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 냉각핀(120)은 제1 본체부(200a), 제2 본체부(200b), 제1 열방출부재(210), 제2 열방출부재(220), 및 리브(230)를 포함한다.2 is a perspective view of a cooling fin according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 , one cooling fin 120 according to an embodiment of the present invention includes a first body portion 200a, a second body portion 200b, a first heat dissipation member 210, and a second 2 includes a heat dissipating member 220 , and ribs 230 .

제1 및 제2 본체부(200a, 200b)는 서로 인접한 2개의 전지셀(110a, 110b) 사이에서 전지셀(110a, 110b)의 길이방향으로 소정간격 이격되도록 배치된다. 본 발명에서 본체부를 일체형으로 형성하지 않고 제1 및 제2 본체부(200a, 200b)와 같이 분리형으로 형성하는 이유는, 냉각핀(120)의 무게 감소를 통해 전지모듈(100)을 경량화하기 위한 것이다.The first and second body parts 200a and 200b are disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the longitudinal direction of the battery cells 110a and 110b between the two battery cells 110a and 110b adjacent to each other. In the present invention, the reason for forming a separate type like the first and second body parts 200a and 200b rather than forming the main body part as an integral part is to reduce the weight of the battery module 100 by reducing the weight of the cooling fin 120 . will be.

제1 및 제2 본체부(200a, 200b)의 제1 면은 도 1에 도시된 제1 전지셀(110a)에 접촉하고 제1 및 제2 본체부(200a, 200b)의 제2 면은 도 1에 도시된 제2 전지셀(110b)에 접촉한다.The first surfaces of the first and second body parts 200a and 200b are in contact with the first battery cell 110a shown in FIG. 1 , and the second surfaces of the first and second body parts 200a and 200b are shown in FIG. 1 is in contact with the second battery cell 110b.

제1 열방출부재(210)는 제1 본체부(200a)의 상단에서 제1 전지셀(110a) 측으로 연장되도록 형성된다. 일 실시예에 있어서, 제1 열방출부재(210)에는 요철구조가 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면 제1 열방출부재(210)가 요철구조를 갖도록 형성함으로써 제1 열방출부재(210)가 공기와 접촉할 수 있는 면적이 증대됨으로써 냉각핀(120)에 의한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.The first heat dissipating member 210 is formed to extend from the upper end of the first body portion 200a toward the first battery cell 110a. In an embodiment, the first heat dissipating member 210 may have a concave-convex structure. According to the present invention, by forming the first heat dissipating member 210 to have a concave-convex structure, the area in which the first heat dissipating member 210 can contact the air is increased, thereby improving the cooling efficiency by the cooling fins 120. can

제2 열방출부재(220)는 제2 본체부(200b)의 하단에서 제2 전지셀(110b) 측으로 연장되도록 형성된다. 일 실시예에 있어서, 제2 열방출부재(220)에는 요철구조가 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면 제2 열방출부재(220)가 요철구조를 갖도록 형성함으로써 제2 열방출부재(220)가 공기와 접촉할 수 있는 면적이 증대됨으로써 냉각핀(120)에 의한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.The second heat dissipation member 220 is formed to extend from the lower end of the second body portion 200b toward the second battery cell 110b. In an embodiment, the second heat dissipating member 220 may have a concave-convex structure. According to the present invention, by forming the second heat dissipating member 220 to have a concave-convex structure, the area in which the second heat dissipating member 220 can contact the air is increased, thereby improving the cooling efficiency by the cooling fins 120. can

리브(230)는 제1 본체부(200a)의 측면(전지셀과 마주보지 않는 면) 또는 제2 본체부(200b)의 측면(전지셀과 마주보지 않는 면)으로부터 돌출되어 형성된다. 일 실시예에 있어서, 제1 본체부(200a)에 형성된 제1 리브(230a)는 제1 전지셀(110a)측으로 절곡되고, 제2 본체부(200b)에 형성된 제2 리브(230b)는 제2 전지셀(110b) 측으로 절곡될 수 있다. 본 발명에서 제1 및 제2 리브(230a, 230b)를 절곡시키는 이유는 냉각채널(130)과 리브(230)가 면접촉 되도록 함으로써 냉각채널(130)이 냉각핀(120)을 냉각시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.The rib 230 is formed to protrude from a side surface (a side not facing the battery cell) of the first body part 200a or a side surface (a side not facing the battery cell) of the second body part 200b. In one embodiment, the first rib 230a formed in the first body portion 200a is bent toward the first battery cell 110a, and the second rib 230b formed in the second body portion 200b is the second 2 may be bent toward the battery cell 110b. The reason for bending the first and second ribs 230a and 230b in the present invention is that the cooling channel 130 and the rib 230 are in surface contact so that the cooling channel 130 can cool the cooling fin 120 . it is to do

일 실시예에 있어서, 냉각채널(130)이 전지모듈의 전면 및 후면 모두에 형성되는 경우, 제1 리브(230a)는 제1 본체부(200a)의 2개의 측면 모두에 형성될 수 있고, 제1 리브(230a)는 제2 본체부(200a)의 2개의 측면 모두에 형성될 수 있다.In one embodiment, when the cooling channel 130 is formed on both the front and rear surfaces of the battery module, the first ribs 230a may be formed on both sides of the first body portion 200a, and the first One rib 230a may be formed on both sides of the second body portion 200a.

다시 도 1을 참조하면, 냉각채널(130)은 외부로부터 유입되는 냉각공기를 이용하여 냉각핀(120)과 열교환을 수행함으로써 냉각핀(120)을 냉각시킨다. 이를 위해, 냉각채널(130)은 제1 및 제2 리브(230a, 230b)와 면접촉하도록 형성되고, 제1 냉각유로(132), 제2 냉각유로(134), 및 연결유로(136)를 포함한다.Referring back to FIG. 1 , the cooling channel 130 cools the cooling fin 120 by performing heat exchange with the cooling fin 120 using cooling air introduced from the outside. To this end, the cooling channel 130 is formed so as to be in surface contact with the first and second ribs 230a and 230b, the first cooling passage 132 , the second cooling passage 134 , and the connection passage 136 . include

제1 냉각유로(132) 및 제2 냉각유로(134)는 복수개의 전지셀(110)이 배치된 방향으로 연장되며 전지셀(110)의 상하방향을 기준으로 소정간격 이격되어 형성된다. 제1 냉각유로(132) 및 제2 냉각유로(134)는 일측을 통해 냉각공기를 유입하여 냉각핀(120)과 열교환한 후, 타측을 통해 고온의 공기를 배출시킨다.The first cooling passage 132 and the second cooling passage 134 extend in the direction in which the plurality of battery cells 110 are arranged and are formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance based on the vertical direction of the battery cells 110 . The first cooling passage 132 and the second cooling passage 134 introduce cooling air through one side to exchange heat with the cooling fin 120 , and then discharge high-temperature air through the other side.

일 실시예에 있어서, 제1 냉각유로(132)는 제1 직경을 갖는 중심영역(132a) 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 주변영역(132b)을 갖도록 형성된다. 또한, 제2 냉각유로(134)는 제1 직경을 갖는 중심영역(134a) 및 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 주변영역(134b)을 갖도록 형성된다.In one embodiment, the first cooling passage 132 is formed to have a central region 132a having a first diameter and a peripheral region 132b having a second diameter smaller than the first diameter. In addition, the second cooling passage 134 is formed to have a central region 134a having a first diameter and a peripheral region 134b having a second diameter smaller than the first diameter.

본 발명에서 제1 및 제2 냉각유로(132)가 중심영역의 직경이 주변영역의 직경보다 크도록 형성하는 이유는, 전지셀(110)들의 배열에 있어서, 중앙부위에 위치하는 전지셀은 바깥쪽에 있는 전지셀보다 상대적으로 온도가 더 빠르게 상승하여 냉각핀(120)을 통해 전지셀(110)을 냉각하더라도 전지셀(110)간에 온도차가 발생할 수 밖에 없기 때문이다.The reason that the first and second cooling passages 132 in the present invention are formed so that the diameter of the central region is greater than the diameter of the peripheral region is that, in the arrangement of the battery cells 110 , the battery cells located in the central region are outside This is because, even if the temperature rises relatively faster than the battery cells on the side and the battery cells 110 are cooled through the cooling fins 120 , a temperature difference is inevitable between the battery cells 110 .

따라서, 본 발명에서는 제1 및 제2 냉각유로(132)가 중심영역의 직경이 주변영역의 직경보다 크도록 형성함으로써, 외곽쪽으로부터 냉각공기가 빠르게 중앙영역으로 이동한 후, 중앙영역에서는 더 많은 냉각공기가 외곽쪽 보다 느린 속도로 이동되게 함으로써, 전체 전지셀들이 균일하게 냉각되도록 할 수 있다.Therefore, in the present invention, by forming the first and second cooling passages 132 so that the diameter of the central region is larger than the diameter of the peripheral region, the cooling air from the outside rapidly moves to the central region, and then in the central region more By allowing the cooling air to move at a slower speed than the outside, it is possible to uniformly cool all the battery cells.

한편, 본 발명에 따른 냉각채널(130)은 제1 냉각유로(132) 및 제2 냉각유로(134) 사이에서 제1 냉각유로(132) 및 제2 냉각유로(134)를 연결시는 복수개의 연결경로(136)를 형성함으로써 냉각채널(130) 내에 공백영역이 형성되도록 한다. 본 발명에서 냉각채널(130)이 연결경로(136)를 포함하도록 함으로써 냉각채널(130)에 공백영역이 형성되도록 한 이유는 냉각채널(130)의 무게를 경량화 시킴으로써 전지모듈(100)의 무게를 감소시키기 위한 것이다.On the other hand, in the cooling channel 130 according to the present invention, when connecting the first cooling passage 132 and the second cooling passage 134 between the first cooling passage 132 and the second cooling passage 134 , a plurality of By forming the connection path 136 , an empty region is formed in the cooling channel 130 . The reason that the blank area is formed in the cooling channel 130 by making the cooling channel 130 include the connection path 136 in the present invention is to reduce the weight of the battery module 100 by reducing the weight of the cooling channel 130. is to reduce

한편, 상술한 실시예에 있어서는 전지모듈(100) 내에서 전지셀(110)들을 균일하게 냉각시키기 위해 냉각채널(130)에 포함된 제1 및 제2 냉각유로(132, 134)가 중심영역의 직경이 주변영역의 직경보다 크도록 형성하는 것으로 설명하였다.Meanwhile, in the above-described embodiment, in order to uniformly cool the battery cells 110 in the battery module 100 , the first and second cooling passages 132 and 134 included in the cooling channel 130 are formed in the central region. It has been described that the diameter is larger than the diameter of the peripheral area.

하지만, 다른 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각채널(130)에 포함된 제1 및 제2 냉각유로(132, 134)는 모두 동일한 직경을 갖도록 형성하되, 냉각핀(320)들 중 외곽영역에 배치된 제1 냉각핀(320a)과 중앙영역에 배치된 제2 냉각핀(320b)의 두께를 다르게 형성할 수도 있다. 구체적으로, 제2 냉각핀(320b)의 두께(T1)를 제1 냉각핀(320a)의 두께(T2)보다 두껍게 형성할 수 있다. 이때, 제2냉각핀(320b)과 제1 냉각핀(320b) 사이에 위치한 냉각핀들의 두께는 제2 냉각핀(320b)의 두께(T1)보다는 얇고 제1 냉각핀(320a)의 두께(T2)보다는 두껍게 형성될 수 있다.However, in another embodiment, as shown in FIG. 3 , the first and second cooling passages 132 and 134 included in the cooling channel 130 are formed to have the same diameter, but the cooling fins 320 . Among them, the thickness of the first cooling fin 320a disposed in the outer region and the second cooling fin 320b disposed in the central region may be formed differently. Specifically, the thickness T1 of the second cooling fin 320b may be thicker than the thickness T2 of the first cooling fin 320a. At this time, the thickness of the cooling fins positioned between the second cooling fin 320b and the first cooling fin 320b is thinner than the thickness T1 of the second cooling fin 320b and the thickness T2 of the first cooling fin 320a. ) may be thicker than

이를 통해, 중앙영역에 배치된 전지셀(110)이 외곽영역에 배치된 전지셀보다 냉각성능이 향상되도록 함으로써 전체적으로 전지셀(110)의 온도가 균일해지도록 할 수 있다.Through this, the battery cell 110 disposed in the central region may have a better cooling performance than that of the battery cell disposed in the outer region, so that the overall temperature of the battery cell 110 may be uniform.

한편, 도 1 미 도 3에서 최외곽에 위치한 냉각핀들은 도 2에 도시된 냉각핀과 비교할 때, 제1 열방출소재 또는 제2 열방출소재를 포함하고 있지 않다는 점을 제외하면 그 특징은 모두 동일하게 적용될 수 있다.On the other hand, the cooling fins located at the outermost side in FIGS. 1 and 3 have all the features except that they do not include the first heat dissipating material or the second heat dissipating material when compared to the cooling fins shown in FIG. 2 . The same can be applied.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the above-described present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100: 전지모듈 110: 전지셀
120, 320: 냉각핀 200a: 제1 본체부
200b: 제2 본체부 210: 제1 열방출부재
220: 제2 열방출부재 230: 리브
132: 제1 냉각유로 134: 제2 냉각유로
136: 연결유로
100: battery module 110: battery cell
120, 320: cooling fin 200a: first body portion
200b: second body portion 210: first heat dissipation member
220: second heat dissipation member 230: rib
132: first cooling passage 134: second cooling passage
136: Connection Euro

Claims (3)

복수개의 전지셀;
상기 전지셀들을 냉각시키는 복수개의 냉각핀; 및
상기 복수개의 냉각핀과의 열교환을 위한 냉각공기가 유동하는 냉각채널을 포함하고,
상기 복수개의 냉각핀은 각각,
제1 면은 제1 전지셀에 접촉하고 상기 제1 면에 반대되는 제2 면은 제2 전지셀에 접촉하고, 서로 소정간격 이격되는 제1 및 제2 본체부;
상기 제1 본체부의 상단에서 상기 제1 전지셀 측으로 연장되어 형성된 제1 열방출부재;
상기 제2 본체부의 하단에서 상기 제2 전지셀 측으로 연장되어 형성된 제2 열방출부재; 및
상기 제1 본체부의 측면과 상기 제2 본체부의 측면으로부터 돌출되어 상기 제1 전지셀측 또는 상기 제2 전지셀 측 중 어느 하나의 방향으로 절곡되어 상기 냉각채널과 접촉하는 적어도 하나의 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지들을 균일하게 냉각시키는 전지모듈.
a plurality of battery cells;
a plurality of cooling fins for cooling the battery cells; and
and a cooling channel through which cooling air for heat exchange with the plurality of cooling fins flows;
Each of the plurality of cooling fins,
first and second body parts having a first surface in contact with the first battery cell, a second surface opposite to the first surface in contact with the second battery cell, and spaced apart from each other by a predetermined distance;
a first heat dissipating member extending from an upper end of the first body portion toward the first battery cell;
a second heat dissipating member extending from the lower end of the second body portion toward the second battery cell; and
At least one rib that protrudes from the side surface of the first body part and the side surface of the second body part and is bent in either direction of the first battery cell side or the second battery cell side to contact the cooling channel A battery module that uniformly cools the batteries characterized in that it is.
제1항에 있어서,
상기 냉각채널은,
상기 복수개의 전지셀이 배치된 방향으로 연장되는 제1 냉각유로;
상기 제1 냉각유로로부터 소정간격 이격되어 배치된 제2 냉각유로; 및
상기 제1 냉각유로 및 상기 제2 냉각유로 사이에서 상기 제1 냉각유로 및 상기 제2 냉각유로를 연결시는 복수개의 연결유로를 포함하고.,
상기 제1 및 제2 냉각유로는 제1 직경을 갖는 중심영역 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 주변영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지들을 균일하게 냉각시키는 전지모듈.
According to claim 1,
The cooling channel is
a first cooling passage extending in a direction in which the plurality of battery cells are arranged;
a second cooling passage spaced apart from the first cooling passage by a predetermined distance; and
and a plurality of connection passages when connecting the first cooling passage and the second cooling passage between the first cooling passage and the second cooling passage.
The first and second cooling passages include a central region having a first diameter and a peripheral region having a second diameter smaller than the first diameter.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 전지셀들 중 제1 전지셀 및 상기 제1 전지셀에 제 방향으로 인접한 제2 전지셀 사이에 배치되는 제1 냉각핀은 알루미늄 소재로 형성되고,
상기 제2 전지셀 및 상기 제2 전지셀에 상기 제1 방향으로 인접한 제3 전지실 사이에 배치되는 제1 냉각핀은 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지들을 균일하게 냉각시키는 전지모듈.
According to claim 1,
A first cooling fin disposed between a first battery cell of the plurality of battery cells and a second battery cell adjacent to the first battery cell in the right direction is formed of an aluminum material,
The first cooling fin disposed between the second battery cell and the third battery chamber adjacent to the second battery cell in the first direction is formed of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material. A battery module that uniformly cools the batteries.
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