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WO2018110948A1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Publication number
WO2018110948A1
WO2018110948A1 PCT/KR2017/014569 KR2017014569W WO2018110948A1 WO 2018110948 A1 WO2018110948 A1 WO 2018110948A1 KR 2017014569 W KR2017014569 W KR 2017014569W WO 2018110948 A1 WO2018110948 A1 WO 2018110948A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow channel
flow path
battery module
flow
path pattern
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/014569
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
두들리스코트
노위키아만다
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to EP17879805.4A priority Critical patent/EP3528337B1/en
Priority to JP2018559996A priority patent/JP6680905B2/ja
Priority to KR1020187030204A priority patent/KR102199562B1/ko
Priority to PL17879805.4T priority patent/PL3528337T3/pl
Priority to CN201780020551.6A priority patent/CN108886187B/zh
Publication of WO2018110948A1 publication Critical patent/WO2018110948A1/ko

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    • H01M10/61—Types of temperature control
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack.
  • the battery pack has a battery module therein.
  • the various cooling methods used to cool the battery pack could not maintain the temperature of the cross-sectional area of the battery module parallel to the bottom surface of the battery module within 1 degree Celsius of the desired temperature level during operation. .
  • a battery cell located at the center in the battery module during operation has a temperature of 1 degree centigrade or more from the temperature of other battery cells in the battery module, which causes the battery cell at the center to deteriorate faster than the rest of the battery cells. there is a problem.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack that can solve the above problems.
  • the present invention provides a battery pack, a battery module having a lower surface and a first plane, the first plane includes the battery module extending along the battery module parallel to the lower surface do.
  • the battery pack further includes a cooling plate having a lower fan and an upper plate that are coupled to each other and extend along a longitudinal axis.
  • the lower surface of the battery module is disposed on the upper plate.
  • the lower pan and the upper plate define an interior region therebetween.
  • the lower fan has a first cooling region having first and second flow path patterns accommodating a refrigerant therein.
  • the first flow path pattern is shaped and sized to maintain a temperature of at least a first half of the cross-sectional area of the battery module within 1 degree Celsius of a first temperature level.
  • the second flow path pattern is shaped and sized to maintain a temperature of at least a second half of the cross-sectional area of the battery module within 1 degree Celsius of the first temperature level.
  • the first half of the cross-sectional area of the battery module and the second half of the cross-sectional area of the battery module coincide with and parallel to the first plane.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of the lower side of the battery pack of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the battery pack along line 3-3 of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a cooling plate used in the battery pack of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a schematic view of the upper side of the cooling plate of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a schematic view from another side of the cooling plate of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the cooling plate along line 7-7 of FIG.
  • FIG. 8 is a schematic view of the upper side of the lower fan in the cooling plate of FIG. 4.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a boundary line indicating in which direction the first, second and third battery modules are oriented above the lower fan at an upper side of the lower fan of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a schematic view from another side of the lower fan of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a schematic view from another side of the lower fan of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the cooling plate along line 11-11 of FIG. 5.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the cooling plate along line 12-12 of FIG.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the cooling plate along line 13-13 of FIG. 5.
  • FIG. 14 is a heat transfer modeling illustrating the temperature levels of the first, second and third battery modules along a plane parallel and spaced apart from the bottom surfaces of the first, second and third battery modules in the battery pack of FIG. 1.
  • a battery pack 10 according to the present embodiment is provided.
  • the battery pack 10 includes a cooling plate 20 and battery modules 40, 42, 44 according to an embodiment of the present invention.
  • An advantage of the cooling plate 20 is that at least a portion of the cross-sectional area of the battery module 40 in which the cooling plate 20 is taken along a plane 1000 (see FIG. 3) within 1 degree Celsius of a first temperature level.
  • the cross-section of the battery module 40 along the plane 1000 within 1 degree Celsius of the first temperature level and a flow path pattern 370 (see FIG. 8) defined in a shape and size capable of maintaining one half of the temperature It has a flow path pattern 372 (see Fig. 8) defined in a shape and size capable of maintaining the temperature of at least the second half of the region.
  • the cooling plate 20 is provided to cool the battery modules 40, 42, and 44 using a refrigerant flowing through the cooling plate 20 from a refrigerant source. do.
  • the cooling plate 20 includes a lower fan 60, an upper plate 62, a tubular inlet port 64 and a tubular outlet port 66.
  • the lower fan 60 is coupled to the upper plate 62.
  • the lower fan 60 is provided with a metal such as aluminum, for example.
  • the outer wall portions 82, 83, and 84 are coupled to the lower plate portion 80 and extend in a first direction away from the lower plate portion 80.
  • the outer wall portions 82, 83, 84 are disposed close to the first end of the lower fan 60.
  • the outer wall portions 82, 84 extend substantially perpendicular to the longitudinal axis 302 of the cooling plate 20 (see FIG. 6), and are also arranged in the same linear relationship with each other.
  • the outer wall portion 83 is coupled to the outer wall portions 82 and 84 and is disposed between the outer wall portions 82 and 84.
  • the outer wall portion 86 is coupled to the lower plate portion 80 and extends in the first direction away from the lower plate portion 80.
  • the outer wall portion 86 is coupled and extends between the outer wall portions 84 and 88 and extends substantially parallel to the longitudinal axis 302.
  • the outer wall portion 88 and the inner wall portion 112 are coupled to the lower plate portion 80 and extend in the first direction away from the lower plate portion 80.
  • the outer wall portion 88 and the inner wall portion 112 are disposed in close proximity to the second end of the lower fan 60, and on the longitudinal axis 302 of the cooling plate 20 (see FIG. 6). They are substantially vertical and are also arranged in the same linear relationship with each other.
  • the inner wall part 110 is coupled to the lower plate part 80 and extends in the first direction away from the lower plate part 80.
  • the inner wall portion 110 is also coupled with the outer wall portion 82 and the inner wall portion 112 and extends between the outer wall portion 82 and the inner wall portion 112.
  • the inner wall portion 110 is substantially parallel to the longitudinal axis 302.
  • the outer wall portion 90 and the inner wall portion 114 are coupled to the lower plate portion 80 and extend in the first direction away from the lower plate portion 80.
  • the outer wall portion 90 and the inner wall portion 114 are disposed close to the second end of the lower fan 60, and the longitudinal axis 302 of the cooling plate 20 (see FIG. 6).
  • the outer wall portion 90 and the inner wall portion 114 define a flow path portion 802 (see FIG. 10, between them).
  • the inner wall portion 116 and the outer wall portion 92 are coupled to the lower plate portion 80 and extend in the first direction away from the lower plate portion 80.
  • the inner wall portion 116 and the outer wall portion 92 are disposed close to the second end of the lower fan 60, and the longitudinal axis 302 of the cooling plate 20 (see FIG. 6).
  • the outer wall portion 94 is coupled to the lower plate portion 80 and extends in the first direction away from the lower plate portion 80.
  • the outer wall portion 94 is coupled and extends between the outer wall portions 92 and 96 and extends substantially parallel to the longitudinal axis 302.
  • the outer wall portions 96, 97, and 98 are coupled to the lower plate portion 80 and extend in a first direction away from the lower plate portion 80.
  • the outer wall portions 96, 97, 98 are disposed close to the first end of the lower fan 60.
  • the outer wall portions 96, 98 extend substantially perpendicular to the longitudinal axis 302 of the cooling plate 20 (see FIG. 6), and are arranged in the same linear relationship with each other.
  • the outer wall portion 97 is coupled and disposed between the outer wall portions 96 and 98.
  • the inner wall portion 118 is coupled to the lower plate portion 80 and extends in the first direction away from the lower plate portion 80.
  • the inner wall portion 118 is coupled to the outer wall portion 98 and the inner wall portion 116 and is disposed between the outer wall portion 98 and the inner wall portion 116.
  • the inner wall portion 118 extends substantially parallel to the longitudinal axis 302 axis.
  • peripheral handrails 120, 124, 126, and 128 are formed on the outer periphery of the lower fan 60 and are substantially disposed on the same plane.
  • peripheral railings 120, 124, 126, and 128 are coupled to the upper plate 62.
  • the peripheral railing part 120 is coupled to the outer wall parts 82, 83, 84, 96, 96 and 98, and is disposed to be spaced apart from the lower plate part 80 by a predetermined distance, and the lower plate part 80 Are disposed substantially parallel to
  • the peripheral railing part 124 is coupled to the outer wall part 86, is disposed to be spaced apart from the lower plate part 80 by a predetermined distance, and is disposed substantially parallel to the lower plate part 80.
  • the peripheral railing part 126 is coupled to the outer wall parts 88, 90, and 92, and is spaced apart from the lower plate part 80 by a predetermined distance, and disposed substantially in parallel with the lower plate part 80. do.
  • the peripheral railing part 128 is coupled to the outer wall part 94, is disposed spaced apart from the lower plate part 80 by a predetermined distance, and is disposed substantially parallel to the lower plate part 80.
  • the triangular protrusions 150, 152, 198, 200, 250, 252, 298 and 300 and the acute trapezoidal protrusions 154, 156, 158, 160, 174, 176 and 178 , 180, 194, 254, 256, 258, 260, 274, 276, 278, 280, 294, and 296 are combined with the lower plate portion 80 and the first direction far from the lower plate portion 80. Extends.
  • the triangular protrusions 150, 152, 198, 200, 250, 252, 298, 300 and the acute trapezoidal protrusions 154, 156, 158, 160, 174, 176, 178, 180, 194, 254, 256, 258, 260, 274, 276, 278, 280, 294, and 296 are directly connected to the upper plate 62 and coupled to the upper plate 62.
  • the lower plate portion 80, the side wall 83 and the triangular protrusions 150, 152 define the flow channel 380 (see FIG. 10) therebetween.
  • the triangular protrusion 150, the acute trapezoidal protrusion 154 and the lower plate portion 80 define a flow channel 382.
  • the flow channel 382 is disposed between the outer surfaces of the triangular protrusion 150 and the acute trapezoidal protrusion 154 and fluidly communicates with the flow channel 380.
  • the triangular protrusion 152, the acute trapezoidal protrusion 156 and the lower plate portion 80 define a flow channel 384.
  • the flow channel 384 is disposed between the outer surfaces of the triangular protrusion 152 and the acute trapezoidal protrusion 156 and is in fluid communication with the flow channel 380.
  • the triangular protrusion 150, the outer wall portions 84 and 86, and the lower plate portion 80 define a flow channel 386 that is in fluid communication with the flow channel 380.
  • the triangular protrusion 152, the outer wall portion 82, the inner wall portion 110 (see FIG. 6), and the lower plate portion 80 may include a flow channel that is in fluid communication with the flow channel 380. 388).
  • the acute trapezoidal protrusions 154 and 156 and the lower plate portion 80 define a flow channel 390.
  • the flow channel 390 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 154 and 156 and is in fluid communication with the flow channel 380.
  • the acute trapezoidal protrusions 154 and 158 and the lower plate portion 80 define a flow channel 392.
  • the flow channel 392 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal shapes 154 and 158 and is in fluid communication with the flow channels 382 and 386.
  • the acute trapezoidal protrusions 156 and 160 and the lower plate portion 80 define a flow channel 394.
  • the flow channel 394 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 156, 160 and is in fluid communication with the flow channels 384, 388.
  • the acute trapezoidal protrusions 158 and 160 and the lower plate portion 80 define a flow channel 396.
  • the flow channel 396 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 158, 160 and is in fluid communication with the flow channels 392, 394.
  • the acute trapezoidal protrusion 158, the outer wall portion 86 and the lower plate portion 80 define a flow channel 398 in fluid communication with the flow channels 382 and 386.
  • the acute trapezoidal protrusions 160, the inner wall portion 110, and the lower plate portion 80 define a flow channel 400 in fluid communication with the flow channels 384 and 388.
  • the acute trapezoidal protrusions 174, 158 and the lower plate portion 80 define a flow channel 582.
  • the flow channel 582 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 174 and 158 and is in fluid communication with the flow channel 396.
  • the acute trapezoidal protrusions 160, 176 and the lower plate portion 80 define a flow channel 584.
  • the flow channel 584 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 160, 176 and is in fluid communication with the flow channel 396.
  • the acute trapezoidal protrusions 174 and 176 and the lower plate portion 80 define a flow channel 590.
  • the flow channel 590 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 174 and 176 and is in fluid communication with the flow channel 396.
  • the acute trapezoidal protrusions 174, 178 and the lower plate portion 80 define a flow channel 592.
  • the flow channel 592 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 174, 178 and is in fluid communication with the flow channels 582, 398.
  • the acute trapezoidal protrusions 176 and 180 and the lower plate portion 80 define a flow channel 594.
  • the flow channel 594 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 176 and 180 and is in fluid communication with the flow channels 584 and 400.
  • the acute trapezoidal protrusions 178, 180 and the lower plate portion 80 define a flow channel 596.
  • the flow channel 596 is outside of the acute trapezoidal protrusions 178, 180. Disposed between the surfaces and in fluid communication with the flow channels 592, 594.
  • the acute trapezoidal protrusion 178, the outer wall portion 86 and the lower plate portion 80 define a flow channel 598 in fluid communication with the flow channels 582, 398.
  • the acute trapezoidal protrusion 180, the inner wall portion 110, and the lower plate portion 80 define a flow channel 600 in fluid communication with the flow channels 584 and 400.
  • the acute trapezoidal protrusions 194, 178 and the lower plate portion 80 define a flow channel 782.
  • the flow channel 782 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 194, 178 and is in fluid communication with the flow channel 596.
  • the acute trapezoidal protrusions 180, 196 and the lower plate portion 80 define a flow channel 784.
  • the flow channel 784 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 180, 196 and is in fluid communication with the flow channel 596.
  • the acute trapezoidal protrusions 194, 196 and the lower plate portion 80 define a flow channel 790.
  • the flow channel 790 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 194, 196 and is in fluid communication with the flow channel 596.
  • the acute trapezoidal protrusions 194, 198 and the lower plate portion 80 define a flow channel 792.
  • the flow channel 792 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 194, 198 and is in fluid communication with the flow channels 782, 598.
  • the acute trapezoidal protrusions 196 and 200 and the lower plate portion 80 define a flow channel 794.
  • the flow channel 794 is disposed between the outwardly extending surfaces of the acute trapezoidal protrusions 196 and 200 and is in fluid communication with the flow channels 784 and 600.
  • the acute trapezoidal protrusion 198, the outer wall portions 86 and 88 and the lower plate portion 80 define a flow channel 798 in fluid communication with the flow channels 782 and 598.
  • the acute trapezoidal protrusion 200, the inner wall portions 110, 112, and FIG. 6 and the lower plate portion 80 are in fluid communication with the flow channels 784 and 600. Define.
  • the acute trapezoidal protrusions 198 and 200 and the lower plate portion 80 define a flow channel 801.
  • the flow channel 801 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 198, 200 and is in fluid communication with the flow channels 792, 794, 798, 800.
  • the outer wall portion 90, the inner wall portion 114 and the lower plate portion 80 define a flow channel 802.
  • the flow channel 802 is disposed between the outer wall portion 90 and the inner wall portion 114 and is in fluid communication with the flow channels 792, 794, 798, 800.
  • the lower plate portion 80, the sidewall 97 and the triangular protrusions 250, 252 define the flow channel 480 therebetween.
  • the triangular protrusion 250, the acute trapezoidal protrusion 254 and the lower plate portion 80 define a flow channel 482.
  • the flow channel 482 is disposed between the outer surfaces of the triangular protrusion 250 and the acute trapezoidal protrusion 254 and is in fluid communication with the flow channel 480.
  • the triangular protrusion 252, the acute trapezoidal protrusion 256 and the lower plate portion 80 define a flow channel 484.
  • the flow channel 484 is disposed between the triangular protrusion 252 and the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusion and is in fluid communication with the flow channel 480.
  • the triangular protrusion 250, the outer wall portions 94 and 96 and the lower plate portion 80 define a flow channel 486 in fluid communication with the flow channel 480.
  • the triangular protrusion 252, the outer wall portion 98, the inner wall portion 118 (see FIG. 6), and the lower plate portion 80 are in fluid communication with the flow channel 480. ).
  • the acute trapezoidal protrusions 254 and 256 and the lower plate portion 80 define a flow channel 490.
  • the flow channel 490 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 254 and 256 and is in fluid communication with the flow channel 480.
  • the acute trapezoidal protrusions 254 and 258 and the lower plate portion 80 define a flow channel 492.
  • the flow channel 492 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 254, 258 and is in fluid communication with the flow channels 482, 486.
  • the acute trapezoidal protrusions 256, 260 and the lower plate portion 80 define a flow channel 494.
  • the flow channel 494 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 256 and 260 and is in fluid communication with the flow channels 484 and 488.
  • the acute trapezoidal protrusions 258 and 260 and the lower plate portion 80 define a flow channel 496.
  • the flow channel 496 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 258 and 260 and is in fluid communication with the flow channels 492 and 494.
  • the acute trapezoidal protrusion 258, the outer wall portion 94 and the lower plate portion 80 define a flow channel 498 in fluid communication with the flow channels 482, 486.
  • the acute trapezoidal protrusion 260, the inner wall 118, and the lower plate portion 80 define a flow channel 500 that is in fluid communication with the flow channels 484, 488.
  • the acute trapezoidal protrusions 274 and 258 and the lower plate portion 80 define a flow channel 682.
  • the flow channel 682 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 274 and 258 and is in fluid communication with the flow channel 496.
  • the acute trapezoidal protrusions 260 and 276 and the lower plate portion 80 define a flow channel 684.
  • the flow channel 684 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 260 and 276 and is in fluid communication with the flow channel 496.
  • the acute trapezoidal protrusions 274 and 276 and the lower plate portion 80 define a flow channel 690.
  • the flow channel 690 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 274 and 276 and is in fluid communication with the flow channel 496.
  • the acute trapezoidal protrusions 274 and 278 and the lower plate portion 80 define a flow channel 692.
  • the flow channel 692 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 274 and 278 and is in fluid communication with the flow channels 682 and 498.
  • the acute trapezoidal protrusions 276 and 280 and the lower plate portion 80 define a flow channel 694.
  • the flow channel 694 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 276 and 280 and is in fluid communication with the flow channels 684 and 500.
  • the acute trapezoidal protrusions 278 and 280 and the lower plate portion 80 define a flow channel 696.
  • the flow channel 696 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 278 and 280 and is in fluid communication with the flow channels 692 and 694.
  • the acute trapezoidal protrusion 278, the outer wall portion 94 and the lower plate portion 80 define a flow channel 698 in fluid communication with the flow channels 682, 498.
  • the acute trapezoidal protrusion 280, the inner wall 118 and the lower plate portion 80 define a flow channel 700 in fluid communication with the flow channels 684, 500.
  • the acute trapezoidal protrusions 294 and 278 and the lower plate portion 80 define a flow channel 882.
  • the flow channel 882 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 294 and 278 and is in fluid communication with the flow channel 696.
  • the acute trapezoidal protrusions 280 and 296 and the lower plate portion 80 define a flow channel 884.
  • the flow channel 884 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 280 and 296 and is in fluid communication with the flow channel 696.
  • the acute trapezoidal protrusions 294 and 296 and the lower plate portion 80 define a flow channel 890.
  • the flow channel 890 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 294 and 296 and is in fluid communication with the flow channel 696.
  • the acute trapezoidal protrusions 294 and 298 and the lower plate portion 80 define a flow channel 892.
  • the flow channel 892 is disposed between the outer surfaces of the acute trapezoidal protrusions 294 and 298 and is in fluid communication with the flow channels 882 and 698.
  • the acute trapezoidal protrusion 296 and the triangular protrusion 300 and the lower plate portion 80 define a flow channel 894.
  • the flow channel 894 is disposed between the acute trapezoidal protrusions 296 and the outer surfaces of the triangular protrusions 300 and is in fluid communication with the flow channels 884 and 700.
  • the acute trapezoidal protrusion 298, the outer wall portions 94 and 92 and the lower plate portion 80 define a flow channel 898 in fluid communication with the flow channels 882 and 698.
  • the triangular protrusion 300, the inner wall portions 116, 118 (see FIG. 6), and the lower plate portion 80 may include a flow channel 900 in fluid communication with the flow channels 884 and 700. define.
  • the triangular protrusions 298 and 300 and the lower plate portion 80 define a flow channel 901.
  • the flow channel 901 is disposed between the triangular protrusions 298 and 300 and is in fluid communication with the flow channels 892, 894, 898, 900 and the flow channel 802.
  • the upper plate 62 is coupled with the lower fan 62 and defines an inner closed region 67 therebetween.
  • the top plate 62 is made of a thermally conductive material such as, for example, aluminum.
  • the tubular inlet port 64 is coupled with the upper plate 62 and the flow path pattern of the inner region 67 of the cooling plate 20 (and the first cooling region 351 shown in FIG. 8). 370) in fluid communication.
  • the tubular inlet port 64 receives a refrigerant from a refrigerant source (not shown) fluidly coupled to the tubular inlet port 64, wherein the cooling plate 20 is connected to the battery modules 40, 42, The coolant is guided into the inner region 67 (and the flow path pattern 380) to cool the 44.
  • the tubular outlet port 66 is coupled to the upper plate 62 and the flow path pattern of the inner region 67 of the cooling plate 20 (and the first cooling region 351 shown in FIG. 8). (372)) in fluid communication.
  • the tubular outlet port 66 receives the refrigerant from the interior region 67 and returns the refrigerant to a refrigerant source (not shown) fluidly coupled to the tubular outlet port 66.
  • the first cooling region 351 is disposed directly under the battery module 40, and adjusts the temperature of the battery module 40 along a plane 1000 (see FIG. 3) within 1 degree Celsius of the first temperature level. It is configured to be maintained.
  • the first cooling region 351 includes flow path patterns 370 and 372 (see FIG. 9) having substantially similar shapes.
  • the flow path patterns 370 and 372 are separated from each other by the inner wall parts 110 and 118 (see FIG. 8).
  • a temperature change scheme obtained from heat transfer modeling software is disclosed.
  • the temperature change diagram has a temperature change region 1010 measured along the plane 1000 in the battery module 40, and the temperature of the battery module 40 is defined by the flow path patterns 370 and 372. It is maintained within 1 degree Celsius of the first temperature level.
  • the flow path pattern 370 includes flow channels 380, 382, 384, 386, 388, 390, 392, 394, 398, and 400.
  • the temperature of at least a first half of the cross-sectional area of the battery module 40 acquired along the plane 1000 (see FIG. 3) within 1 degree Celsius is maintained.
  • the first half of the cross-sectional area of the battery module 40 coincides and is parallel to the plane 1000.
  • the flow path pattern 372 includes flow channels 480, 482, 484, 486, 488, 490, 492, 494, 496, 498, 500 and the plane within 1 degree Celsius of the first temperature level.
  • a temperature of at least a second half of the cross-sectional area of the battery module 40 acquired along (1000, see FIG. 3) is maintained.
  • the second half of the cross-sectional area of the battery module 40 coincides and is parallel to the plane 1000.
  • the second cooling zone 352 is disposed directly below the battery module 42, and the battery module 42 acquired along the plane 1000 (see FIG. 3) within 1 degree Celsius of the first temperature level. It is configured to maintain the temperature of).
  • the second cooling region 352 includes flow path patterns 570 and 572 having substantially similar shapes to each other.
  • the flow path patterns 570 and 572 are separated from each other by the inner wall parts 110 and 118 (see FIG. 8).
  • a temperature change scheme obtained from heat transfer modeling software is disclosed.
  • the temperature change diagram has a temperature change area 1012 measured along the plane 1000 in the battery module 42, and the temperature of the battery module 42 is defined by the flow path patterns 570 and 572. It is maintained within 1 degree Celsius of the first temperature level.
  • the flow path pattern 570 includes flow channels 396, 398, 400, 582, 584, 590, 592, 594, 596, 598, and 600, and the first temperature
  • the temperature of at least the first half of the cross-sectional area of the battery module 42 obtained along the plane (see FIG. 3) within 1 degree Celsius of the level is maintained.
  • the first half of the cross-sectional area of the battery module 42 coincides and is parallel to the plane 1000.
  • the flow path pattern 572 includes flow channels 496, 498, 500, 682, 684, 690, 692, 694, 696, 698, 700 and the plane within 1 degree Celsius of the first temperature level.
  • a temperature of at least a second half of the cross-sectional area of the battery module 42 obtained along (1000, see FIG. 3) is maintained.
  • the second half of the cross-sectional area of the battery module 42 coincides and is parallel to the plane 1000.
  • the third cooling zone 354 is disposed directly below the battery module 44, and the battery module 44 acquired along the plane 1000 (see FIG. 3) within 1 degree Celsius of the first temperature level. It is configured to maintain the temperature of).
  • the second cooling region 354 includes flow path patterns 770 and 772 having substantially similar shapes to each other (see FIG. 9). The flow path patterns 770 and 772 are separated from each other by the inner wall parts 110 and 118 (see FIG. 8). Referring to FIG. 14, a temperature change scheme obtained from heat transfer modeling software is disclosed.
  • the temperature change diagram has a temperature change area 1014 measured along the plane 1000 in the battery module 44, wherein the temperature of the battery module 44 is defined by the flow path patterns 770 and 772. It is maintained within 1 degree Celsius of the first temperature level.
  • the flow path pattern 770 may include flow channels 596, 598, 600, 782, 784, 790, 792, 794, 796, 798, 800, and 802.
  • the temperature of at least the first half of the cross-sectional area of the battery module 44 obtained along the plane (see FIG. 3) within 1 degree Celsius of one temperature level is maintained.
  • the first half of the cross-sectional area of the battery module 44 coincides and is parallel to the plane 1000.
  • the flow path pattern 772 includes flow channels 796, 798, 700, 882, 884, 890, 892, 894, 896, 898, 900 and the plane within 1 degree Celsius of the first temperature level.
  • a temperature of at least a second half of the cross-sectional area of the battery module 44 obtained along (1000, see FIG. 3) is maintained.
  • the second half of the cross-sectional area of the battery module 44 coincides and is parallel to the plane 1000.
  • the refrigerant enters the tubular inlet port 64, and the coolant flows through the flow path pattern 370 and the second cooling area 352 of the first cooling area 351.
  • the flow path pattern 770 of the flow path pattern 570, the flow path pattern 770 of the third cooling area 353, the flow channel pattern 772 of the third cooling area 353, and the second cooling The flow path pattern 572 in the region 352 and the flow path pattern 372 in the first cooling region 351 flow out, and then exit to the tubular outlet port 66.
  • the battery modules 40, 42, 44 are disposed on an upper surface of the cooling plate 20.
  • the battery module 40 includes a plurality of battery cells 1300 and a plurality of thermally conductive plate members 1302.
  • the plurality of battery cells 1300 are lithium-ion pouch battery cells respectively disposed in a direction perpendicular to the longitudinal axis 302 (see FIG. 8) of the cooling plate 20 and the refrigerant flow direction.
  • the plurality of thermally conductive plate members 1302 are in direct contact with both the plurality of battery cells 1300 and the cooling plate 20 to transfer thermal energy from the battery module 40 to the cooling plate 20. Contact with.
  • the bottom surface 1304 of the battery module 40 is parallel to the plane 1000.
  • the battery module 42 includes a plurality of battery cells 1400 and a plurality of thermally conductive plate members 1402.
  • the plurality of battery cells 1400 are lithium-ion pouch battery cells respectively disposed in a direction perpendicular to the longitudinal axis 302 (see FIG. 8) of the cooling plate 20 and the refrigerant flow direction.
  • the plurality of thermally conductive plate members 1402 are in direct contact with both the plurality of battery cells 1400 and the cooling plate 20 to transfer thermal energy from the battery module 42 to the cooling plate 20. Contact with.
  • the lower surface 1404 of the battery module 42 is parallel to the plane 1000.
  • the battery module 44 includes a plurality of battery cells 1500 and a plurality of thermally conductive plate members 1502.
  • the plurality of battery cells 1500 are lithium-ion pouch battery cells respectively disposed in a direction perpendicular to the longitudinal axis 302 (see FIG. 8) of the cooling plate 20 and the refrigerant flow direction.
  • the plurality of thermally conductive plate members 1502 are in direct contact with both the plurality of battery cells 1500 and the cooling plate 20 to transfer thermal energy from the battery module 44 to the cooling plate 20. Contact with.
  • the lower surface 1504 of the battery module 44 is parallel to the plane 1000.
  • the battery pack comprises a cooling plate, the cooling plate being capable of maintaining at least a first half of the temperature of the cross-sectional area of the first battery module acquired along the plane within 1 degree Celsius of the first temperature level. And a shape capable of maintaining a temperature of at least a second half of the cross-sectional area of the first battery module along the plane within 1 degree Celsius of the first flow path pattern and the first temperature level determined by the shape and size thereof; and And a second flow path pattern determined in size.

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Abstract

배터리 모듈과 냉각 플레이트를 갖는 배터리 팩이 제공된다. 배터리 팩은 하부 표면과, 배터리 모듈을 통해 하부 표면에 평행하게 연장되는 제1 평면을 갖는다. 냉각 플레이트는 서로 결합되어 길이 방향 축을 따라 연장되는 하부 팬 및 상부 플레이트를 갖는다. 배터리 모듈의 하부 표면은 상부 플레이트 상에 배치된다. 하부 팬은 그 내부에 냉매를 수용하는 제1 및 제2 유로 패턴을 갖는 제1 냉각 영역을 갖는다. 제1 및 제2 유로 패턴은 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 배터리 모듈의 단면 영역의 제1 및 제2 절반부의 온도를 각각 유지하도록 크기 및 형상이 정해진다.

Description

배터리 팩
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
본 출원은 2016년 12월 12일 자로 출원된 미국 특허출원번호 제62/432,954호 및 2017년 03월 01일 자로 출원된 미국 특허출원번호 제15/446,733호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
배터리 팩은 그 내부에 배터리 모듈을 갖는다. 종래 배터리 팩에서, 배터리 팩을 냉각시키기 위해 이용되는 다양한 냉각 방법들은, 작동 중에 원하는 온도 레벨의 섭씨 1도 내에서 상기 배터리 모듈의 하부 표면과 평행한 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 온도를 유지할 수 없었다.
종래 배터리 팩의 경우, 동작 중에 배터리 모듈 내의 중앙에 위치된 배터리 셀은 배터리 모듈 내의 다른 배터리 셀의 온도로부터 섭씨 1도 이상의 온도를 가지며, 이는 중앙에 위치하는 배터리 셀이 나머지 배터리 셀보다 빠르게 열화되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있는 배터리 팩을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 하부 표면 및 제1 평면을 갖는 배터리 모듈로서, 상기 제1 평면은 상기 하부 표면에 평행하게 상기 배터리 모듈을 따라 연장되는 상기 배터리 모듈을 포함한다. 상기 배터리 팩은, 상호 결합되며 길이 방향 축을 따라 연장되는 하부 팬과 상부 플레이트를 가지는 냉각 플레이트를 더 포함한다. 상기 배터리 모듈의 상기 하부 표면이 상기 상부 플레이트 상에 배치된다. 상기 하부 팬과 상기 상부 플레이트는 그들 사이에 내부 영역을 정의한다. 상기 하부 팬은, 그 내부에 냉매를 수용하는 제1 및 제2 유로 패턴을 갖는 제1 냉각 영역을 가진다. 상기 제1 유로 패턴은, 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 내에서 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 적어도 제1 절반의 온도를 유지하도록 형상 및 크기가 정해진다. 상기 제2 유로 패턴은, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 내에서 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 적어도 제2 절반의 온도를 유지하도록 형상 및 크기가 정해진다. 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 제1 절반과 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 제2 절반은 상기 제1 평면과 일치하고 평행하다.
이상과 같은 다양한 실시예에 따라, 전술한 문제점을 해결할 수 있는 배터리 팩을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 도면이다.
도 2는, 도 1의 배터리 팩의 하부 측의 개략적인 도면이다.
도 3은, 도 1의 3-3 라인을 따른 배터리 팩의 단면도이다.
도 4는, 도 1의 배터리 팩에서 사용되는 냉각 플레이트의 개략적인 도면이다.
도 5는, 도 4의 냉각 플레이트의 상부 측의 개략적인 도면이다.
도 6은, 도 4의 냉각 플레이트의 다른 측면에서의 개략적인 도면이다.
도 7은, 도 4의 7-7 라인을 따른 냉각 플레이트의 개략적인 단면도이다.
도 8은, 도 4의 냉각 플레이트에서 하부 팬의 상부 측의 개략적인 도면이다.
도 9는, 도 8의 하부 팬의 상부 측에서 제1, 제2 및 제3 배터리 모듈들이 상기 하부 팬 상측에 어느 방향으로 배향되는지를 나타내는 경계선을 표시한 개략적인 도면이다.
도 10은, 도 8의 하부 팬의 다른 측면에서의 개략적인 도면이다.
도 11은, 도 5의 11-11 라인을 따른 냉각 플레이트의 개략적인 단면도이다.
도 12는, 도 5의 12-12 라인을 따른 냉각 플레이트의 개략적인 단면도이다.
도 13은, 도 5의 13-13 라인을 따른 냉각 플레이트의 개략적인 단면도이다.
도 14는, 도 1의 배터리 팩에서, 제1, 제2 및 제3 배터리 모듈의 하부 표면으로부터 평행하고 이격된 평면을 따르는 제1, 제2 및 제3 배터리 모듈의 온도 레벨을 나타내는 열 전달 모델링 소프트웨어로부터 얻어진 온도 변화를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1 내지 도 13을 참조하여, 본 실시예에 따른 배터리 팩(10)이 구비된다. 상기 배터리 팩(10)은, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 플레이트(20) 및 배터리 모듈들(40, 42, 44)을 포함한다. 상기 냉각 플레이트(20)의 이점은, 상기 냉각 플레이트(20)가 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취해진 상기 배터리 모듈(40)의 단면 영역의 적어도 제1 절반의 온도를 유지시킬 수 있는 형상 및 크기로 정해진 유로 패턴(370, 도 8 참조) 및 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 평면(1000)을 따른 상기 배터리 모듈(40)의 상기 단면 영역의 적어도 제2 절반의 온도를 유지시킬 수 있는 형상 및 크기로 정해진 유로 패턴(372, 도 8 참조)를 가짐에 있다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 상기 냉각 플레이트(20)는, 냉매 소스로부터 상기 냉각 플레이트(20)를 유동하는 냉매를 사용하여 상기 배터리 모듈들(40, 42, 44)을 냉각할 수 있게 구비된다. 상기 냉각 플레이트(20)는, 하부 팬(60), 상부 플레이트(62), 관형 입구 포트(64) 및 관형 출구 포트(66)를 포함한다.
도 6, 도 8, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 하부 팬(60)은 상기 상부 플레이트(62)와 결합된다. 상기 하부 팬은, 하부 플레이트부(80), 외측벽부(82, 83, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 97, 98), 내측벽부(110, 112, 114, 116), 주변 난간부(120, 124, 126, 128), 삼각 형상 돌출부(150, 152, 198, 200, 250, 252, 298, 300), 예각 사다리꼴 형상 돌출부(acute trapezoidal-shaped raised portions, 154, 156, 158, 160, 174, 176, 178, 180, 194, 196, 254, 256, 258, 260, 274, 276, 278, 280, 294, 296)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 하부 팬(60)은 예로써, 알루미늄과 같은 금속으로 구비된다.
도 6, 도 8 및 도 10을 참조하면, 외측벽부(82, 83, 84)는, 상기 하부 플레이트부(80)와 결합되며 상기 하부 플레이트부(80)로부터 멀어지는 제1 방향으로 연장된다. 상기 외측벽부(82, 83, 84)는, 상기 하부 팬(60)의 제1 단부에 근접하게 배치된다. 상기 외측벽부(82, 84)는 상기 냉각 플레이트(20)의 길이 방향 축(302, 도 6 참조)에 실질적으로 수직으로 연장되며, 상호 동일 선형으로 또한 배치된다. 상기 외측벽부(83)는 상기 외측벽부(82, 84)에 결합되며 상기 외측벽부(82, 84) 사이에 배치된다.
상기 외측벽부(86)는 상기 하부 플레이트부(80)와 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 외측벽부(86)는 상기 외측벽부(84, 88) 사이에 결합되고 연장되며, 상기 길이 방향 축(302)에 실질적으로 평행하게 연장된다.
상기 외측벽부(88) 및 상기 내측벽부(112)는 상기 하부 플레이트부(80)와 결합되고, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 외측벽부(88) 및 상기 내측벽부(112)는 상기 하부 팬(60)의 제2 단부에 근접하게 배치되고, 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 길이 방향 축(302, 도 6 참조)에 실질적으로 수직하며, 상호 동일 선형으로 또한 배치된다.
상기 내측벽부(110)는 상기 하부 플레이트부(80)와 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 내측벽부(110)는 또한 상기 외측벽부(82) 및 상기 내측벽부(112)와 결합되며, 상기 외측벽부(82) 및 상기 내측벽부(112) 사이에 연장된다. 아울러, 상기 내측벽부(110)는 실질적으로 상기 길이 방향 축(302)에 평행하다.
상기 외측벽부(90) 및 상기 내측벽부(114)는 상기 하부 플레이트부(80)에 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 외측벽부(90) 및 상기 내측벽부(114)는 상기 하부 팬(60)의 상기 제2 단부에 근접하게 배치되고, 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 길이 방향 축(302, 도 6 참조)에 실질적으로 수직하게 배치되며, 또한, 서로 평행하며 이격되게 배치된다. 상기 외측벽부(90) 및 상기 내측벽부(114)는 유로부(802)(도 10 참조, 이들 사이에)를 정의한다.
상기 내측벽부(116) 및 상기 외측벽부(92)는 상기 하부 플레이트부(80)에 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 내측벽부(116) 및 상기 외측벽부(92)는 상기 하부 팬(60)의 상기 제2 단부에 근접하게 배치되고, 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 길이 방향 축(302, 도 6 참조)에 실질적으로 수직하게 배치되며, 또한, 서로 동일 선형으로 배치된다.
상기 외측벽부(94)는, 상기 하부 플레이트부(80)와 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 외측벽부(94)는 외측벽부(92, 96) 사이에서 결합되고 연장되며, 상기 길이 방향 축(302)에 실질적으로 평행하게 연장된다.
상기 외측벽부(96, 97, 98)는, 상기 하부 플레이트부(80)에 결합되고 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 제1 방향으로 연장된다. 상기 외측벽부(96, 97, 98)는 상기 하부 팬(60)의 상기 제1 단부에 근접하게 배치된다. 상기 외측벽부(96, 98)는, 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 길이 방향 축(302, 도 6 참조)에 실질적으로 수직하게 연장되며, 또한 상호 동일 선형으로 배치된다. 상기 외측벽부(97)는 상기 외측벽부(96, 98) 사이에 결합되고 배치된다.
상기 내측벽부(118)는 상기 하부 플레이트부(80)에 결합되고 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 내측벽부(118)는 상기 외측벽부(98)와 상기 내측벽부(116)와 결합되고, 상기 외측벽부(98)와 상기 내측벽부(116) 사이에 배치된다. 또한, 상기 내측벽부(118)는, 실질적으로, 상기 길이 방향 축(302) 축에 평행하게 연장된다.
도 8을 참조하면, 상기 주변 난간부(120, 124, 126, 128)는, 상기 하부 팬(60)의 외측 주변부에 형성되며, 실질적으로 서로 동일 평면 상에 배치된다. 또한, 상기 주변 난간부(120, 124, 126, 128)는, 상기 상부 플레이트(62)와 결합된다.
상기 주변 난간부(120)는, 상기 외측벽부(82, 83, 84, 96, 96, 98)과 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 소정 거리 이격되게 배치되며, 상기 하부 플레이트부(80)와 실질적으로 평행하게 배치된다.
상기 주변 난간부(124)는, 상기 외측벽부(86)와 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 소정 거리 이격되게 배치되며, 상기 하부 플레이트부(80)와 실질적으로 평행하게 배치된다.
상기 주변 난간부(126)는, 상기 외측벽부(88, 90, 92)와 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 소정 거리 이격 배치되며, 상기 하부 플레이트부(80)와 실질적으로 평행하게 배치된다.
상기 주변 난간부(128)는, 상기 외측벽부(94)와 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 소정 거리 이격 배치되며, 상기 하부 플레이트부(80)와 실질적으로 평행하게 배치된다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 삼각 형상 돌출부(150, 152, 198, 200, 250, 252, 298, 300) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(154, 156, 158, 160, 174, 176, 178, 180, 194, 254, 256, 258, 260, 274, 276, 278, 280, 294, 296)은 상기 하부 플레이트부(80)와 결합되며, 상기 하부 플레이트부(80)로부터 먼 상기 제1 방향으로 연장된다. 또한, 상기 삼각 형상 돌출부(150, 152, 198, 200, 250, 252, 298, 300) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(154, 156, 158, 160, 174, 176, 178, 180, 194, 254, 256, 258, 260, 274, 276, 278, 280, 294, 296)은 상기 상부 플레이트(62)와 직접적으로 연결되며, 상기 상부 플레이트(62)와 결합된다.
도 6, 도 8 및 도 10을 참조하여, 상기 삼각 형상 돌출부들, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들 및 상기 하부 팬(60)의 상기 상측 절반(도 8 참조)에 관련된 유동 채널들에 대해 지금부터 설명하겠다.
상기 하부 플레이트부(80), 상기 측벽(83) 및 상기 삼각 형상 돌출부들(150, 152)은 그들 사이에 상기 유동 채널(380, 도 10 참조)을 정의한다.
상기 삼각 형상 돌출부(150) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(154) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(382)을 정의한다. 상기 유동 채널(382)은, 상기 삼각 형상 돌출부(150) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(154)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(380)과 유동적으로 연통(fluidly communicates)한다.
상기 삼각 형상 돌출부(152) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(156) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(384)을 정의한다. 상기 유동 채널(384)은, 상기 삼각 형상 돌출부(152) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(156)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(380)과 유동적으로 연통한다.
상기 삼각 형상 돌출부(150), 상기 외측벽부(84, 86) 및 상기 하부 플레이트부(80)는, 상기 유동 채널(380)과 유동적으로 연통 가능한 유동 채널(386)을 정의한다.
상기 삼각 형상 돌출부(152), 상기 외측벽부(82), 상기 내측벽부(110, 도 6 참조) 및 상기 하부 플레이트부(80)는, 상기 유동 채널(380)과 유동적으로 연통 가능한 유동 채널(388)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(154, 156) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(390)을 정의한다. 상기 유동 채널(390)은, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(154, 156) 사이에 배치되고, 상기 유동 채널(380)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(154, 158) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(392)을 정의한다. 상기 유동 채널(392)은 상기 예각 사다리꼴 형상들(154, 158)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(382, 386)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(156, 160) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(394)을 정의한다. 상기 유동 채널(394)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(156, 160)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(384, 388)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(158, 160) 및 상기 하부 플레이트부(80)는, 유동 채널(396)을 정의한다. 상기 유동 채널(396)은, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(158, 160)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(392, 394)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(158), 상기 외측벽부(86) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널(382, 386)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(398)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(160), 상기 내측벽부(110) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(384, 388)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(400)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(174, 158) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(582)을 정의한다. 상기 유동 채널(582)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(174, 158) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(396)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(160, 176) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(584)을 정의한다. 상기 유동 채널(584)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(160, 176)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(396)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(174, 176) 및 상기 하부 플레이트부(80)는, 유동 채널(590)을 정의한다. 상기 유동 채널(590)은, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(174, 176) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(396)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(174, 178) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(592)을 정의한다. 상기 유동 채널(592)은, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(174, 178)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(582, 398)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(176, 180) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(594)을 정의한다. 상기 유동 채널(594)은, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(176, 180)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(584, 400)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(178, 180) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(596)을 정의한다 .상기 유동 채널(596)은, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(178, 180)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(592, 594)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(178), 상기 외측벽부(86) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(582, 398)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(598)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(180), 상기 내측벽부(110) 및 상기 하부 플레이트부(80)는, 상기 유동 채널들(584, 400)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(600)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(194, 178) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(782)을 정의한다. 상기 유동 채널(782)은, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(194, 178) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(596)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(180, 196) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(784)을 정의한다. 상기 유동 채널(784)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(180, 196)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(596)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(194, 196) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(790)을 정의한다. 상기 유동 채널(790)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(194, 196) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(596)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(194, 198) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(792)을 정의한다. 상기 유동 채널(792)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(194, 198)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(782, 598)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(196, 200) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(794)을 정의한다. 상기 유동 채널(794)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(196, 200)의 외측 펴면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(784, 600)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(198), 상기 외측벽부들(86, 88) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(782, 598)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(798)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(200), 상기 내측벽부(110, 112, 도 6 참조) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(784, 600)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(800)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(198, 200) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(801)을 정의한다. 상기 유동 채널(801)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(198, 200) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(792, 794, 798, 800)과 유동적으로 연통한다.
상기 외측벽부(90) 및 상기 내측벽부(114) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(802)을 정의한다. 상기 유동 채널(802)은, 상기 외측벽부(90) 및 상기 내측벽부(114) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(792, 794, 798, 800)과 유동적으로 연통한다.
도 6, 도 8 및 도 10을 참조하여, 상기 삼각 형상 돌출부들, 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들 및 상기 하부 팬(60)의 상기 하측 절반(도 8 참조)에 관련된 유동 채널들에 대해 지금부터 설명하겠다.
상기 하부 플레이트부(80), 상기 측벽(97) 및 상기 삼각 형상 돌출부들(250, 252)은 그들 사이에 상기 유동 채널(480)을 정의한다.
상기 삼각 형상 돌출부(250) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(254) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(482)을 정의한다. 상기 유동 채널(482)은 상기 삼각 형상 돌출부(250) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(254)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(480)과 유동적으로 연통한다.
상기 삼각 형상 돌출부(252) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(256) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(484)을 정의한다. 상기 유동 채널(484)은 상기 삼각 형상 돌출부(252) 및 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(480)과 유동적으로 연통한다.
상기 삼각 형상 돌출부(250), 상기 외측벽부(94, 96) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널(480)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(486)을 정의한다.
상기 삼각 형상 돌출부(252), 상기 외측벽부(98), 상기 내측벽부(118, 도 6 참조) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널(480)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(488)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(254, 256) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(490)을 정의한다. 상기 유동 채널(490)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(254, 256) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(480)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(254, 258) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(492)을 정의한다. 상기 유동 채널(492)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(254, 258)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(482, 486)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(256, 260) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(494)을 정의한다. 상기 유동 채널(494)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(256, 260)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(484, 488)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(258, 260) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(496)을 정의한다. 상기 유동 채널(496)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(258, 260)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(492, 494)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(258), 상기 외측벽부(94) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(482, 486)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(498)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(260), 상기 내측벽부(118) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(484, 488)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(500)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(274, 258) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(682)을 정의한다. 상기 유동 채널(682)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(274, 258) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(496)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(260, 276) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(684)을 정의한다. 상기 유동 채널(684)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(260, 276)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(496)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(274, 276) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(690)을 정의한다. 상기 유동 채널(690)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(274, 276) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(496)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(274, 278) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(692)을 정의한다. 상기 유동 채널(692)는 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(274, 278)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(682, 498)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(276, 280) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(694)을 정의한다. 상기 유동 채널(694)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(276, 280)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(684, 500)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(278, 280) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(696)을 정의한다. 상기 유동 채널(696)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출불들(278, 280)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(692, 694)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(278), 상기 외측벽부(94) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(682, 498)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(698)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(280), 상기 내측벽부(118) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(684, 500)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(700)을 정의한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(294, 278) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(882)을 정의한다. 상기 유동 채널(882)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(294, 278) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(696)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(280, 296) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(884)을 정의한다. 상기 유동 채널(884)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(280, 296)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(696)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(294, 296) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(890)을 정의한다. 상기 유동 채널(890)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(294, 296) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널(696)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(294, 298) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(892)을 정의한다. 상기 유동 채널(892)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부들(294, 298)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(882, 698)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(296) 및 상기 삼각 형상 돌출부(300) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(894)을 정의한다. 상기 유동 채널(894)은 상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(296) 및 상기 삼각 형상 돌출부(300)의 외측 표면들 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(884, 700)과 유동적으로 연통한다.
상기 예각 사다리꼴 형상 돌출부(298), 상기 외측벽부들(94, 92) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(882, 698)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(898)을 정의한다.
상기 삼각 형상 돌출부(300), 상기 내측벽부들(116, 118, 도 6 참조) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 상기 유동 채널들(884, 700)과 유동적으로 연통하는 유동 채널(900)을 정의한다.
상기 삼각 형상 돌출부들(298, 300) 및 상기 하부 플레이트부(80)는 유동 채널(901)을 정의한다. 상기 유동 채널(901)은 상기 삼각 형상 돌출부들(298, 300) 사이에 배치되며, 상기 유동 채널들(892, 894, 898, 900) 및 상기 유동 채널(802)와 유동적으로 연통한다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 플레이트(62)는 상기 하부 팬(62)과 결합되며, 그들 사이에 내부 폐쇄 영역(67)을 정의한다. 본 실시예에서, 상기 상부 플레이트(62)는, 예로써, 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로 구비된다.
상기 관형 입구 포트(64)는 상기 상부 플레이트(62)와 결합되며, 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 내부 영역(67)(및 도 8에 도시된 상기 제1 냉각 영역(351)의 상기 유로 패턴(370))과 유동적으로 연통한다. 상기 관형 입구 포트(64)는 상기 관형 입구 포트(64)와 유동적으로(fluidly) 결합되는 냉매 소스(미도시)로부터 냉매를 받으며, 상기 냉각 플레이트(20)가 상기 배터리 모듈들(40, 42, 44)을 냉각할 수 있도록 상기 내부 영역(67)(및 상기 유로 패턴(380)) 내로 냉매를 안내한다.
상기 관형 출구 포트(66)는 상기 상부 플레이트(62)와 결합되며, 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 내부 영역(67)(및 도 8에 도시된 상기 제1 냉각 영역(351)의 상기 유로 패턴(372))과 유동적으로 연통한다. 상기 관형 출구 포트(66)는 상기 내부 영역(67)으로부터 상기 냉매를 받아 상기 냉매를 상기 관형 출구 포트(66)와 유동적으로 결합된 냉매 소스(미도시)로 돌려 보낸다.
도 8, 도 9, 도 10 및 도 14를 참조하여, 상기 배터리 모듈들(40, 42, 44)의 냉각을 위한 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 제1, 제2, 및 제3 냉각 영역들(351, 352, 353)에 대해, 지금부터, 각각 설명하겠다.
상기 제1 냉각 영역(351)은 상기 배터리 모듈(40) 밑에 직접적으로 배치되며, 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 상기 배터리 모듈(40)의 온도를 유지시킬 수 있게 구성된다. 상기 제1 냉각 영역(351)은 실질적으로 서로 유사한 형상들을 갖는 유로 패턴들(370, 372, 도 9 참조)을 포함한다. 상기 유로 패턴들(370, 372)은 상기 내측벽부들(110, 118, 도 8 참조)에 의해 서로 분리된다. 도 14를 참조하면, 열 전달 모델링 소프트웨어로부터 획득된 온도 변화 도식이 개시된다. 상기 온도 변화 도식은 상기 배터리 모듈(40) 내의 상기 평면(1000)을 따라 측정된 온도 변화 영역(1010)을 가지며, 상기 배터리 모듈(40)의 온도가 상기 유로 패턴들(370, 372)에 의해 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 유지되는 것을 나타낸다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 유로 패턴(370)은 유동 채널들(380, 382, 384, 386, 388, 390, 392, 394, 398, 400)을 포함하며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(40)의 단면 영역의 적어도 제1 절반의 온도를 유지시킨다. 상기 배터리 모듈(40)의 상기 단면 영역의 상기 제1 절반은 상기 평면(1000)에 일치하고 평행하다.
상기 유로 패턴(372)은 유동 채널들(480, 482, 484, 486, 488, 490, 492, 494, 496, 498, 500)을 포함하며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 상기 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(40)의 단면 영역의 적어도 제2 절반의 온도를 유지시킨다. 상기 배터리 모듈(40)의 상기 단면 영역의 상기 제2 절반은 상기 평면(1000)에 일치하고 평행하다.
상기 제2 냉각 영역(352)은 상기 배터리 모듈(42) 밑에 직접적으로 배치되며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 상기 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(42)의 온도를 유지시킬 수 있게 구성된다. 상기 제2 냉각 영역(352)은 실질적으로 서로 유사한 형상을 갖는 유로 패턴들(570, 572, 도 9 참조)을 포함한다. 상기 유로 패턴들(570, 572)는 상기 내측벽부들(110, 118, 도 8 참조)에 의해 서로 분리된다. 도 14를 참조하면, 열 전달 모델링 소프트웨어로부터 획득된 온도 변화 도식이 개시된다. 상기 온도 변화 도식은 상기 배터리 모듈(42) 내의 상기 평면(1000)을 따라 측정된 온도 변화 영역(1012)을 가지며, 상기 배터리 모듈(42)의 온도가 상기 유로 패턴들(570, 572)에 의해 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 유지되는 것을 나타낸다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 유로 패턴(570)은 유동 채널들(396, 398, 400, 582, 584, 590, 592, 594, 596, 598, 600)을 포함하며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(42)의 단면 영역의 적어도 제1 절반의 온도를 유지시킨다. 상기 배터리 모듈(42)의 상기 단면 영역의 상기 제1 절반은 상기 평면(1000)에 일치하고 평행하다.
상기 유로 패턴(572)은 유동 채널들(496, 498, 500, 682, 684, 690, 692, 694, 696, 698, 700)을 포함하며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 상기 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(42)의 단면 영역의 적어도 제2 절반의 온도를 유지시킨다. 상기 배터리 모듈(42)의 상기 단면 영역의 상기 제2 절반은 상기 평면(1000)에 일치하고 평행하다.
상기 제3 냉각 영역(354)은 상기 배터리 모듈(44) 밑에 직접적으로 배치되며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 상기 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(44)의 온도를 유지시킬 수 있게 구성된다. 상기 제2 냉각 영역(354)은 실질적으로 서로 유사한 형상을 갖는 유로 패턴들(770, 772, 도 9 참조)을 포함한다. 상기 유로 패턴들(770, 772)는 상기 내측벽부들(110, 118, 도 8 참조)에 의해 서로 분리된다. 도 14를 참조하면, 열 전달 모델링 소프트웨어로부터 획득된 온도 변화 도식이 개시된다. 상기 온도 변화 도식은 상기 배터리 모듈(44) 내의 상기 평면(1000)을 따라 측정된 온도 변화 영역(1014)을 가지며, 상기 배터리 모듈(44)의 온도가 상기 유로 패턴들(770, 772)에 의해 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 유지되는 것을 나타낸다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 유로 패턴(770)은 유동 채널들(596, 598, 600, 782, 784, 790, 792, 794, 796, 798, 800, 802)을 포함하며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(44)의 단면 영역의 적어도 제1 절반의 온도를 유지시킨다. 상기 배터리 모듈(44)의 상기 단면 영역의 상기 제1 절반은 상기 평면(1000)에 일치하고 평행하다.
상기 유로 패턴(772)은 유동 채널들(796, 798, 700, 882, 884, 890, 892, 894, 896, 898, 900)을 포함하며, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 이내에서 상기 평면(1000, 도 3 참조)을 따라 취득된 상기 배터리 모듈(44)의 단면 영역의 적어도 제2 절반의 온도를 유지시킨다. 상기 배터리 모듈(44)의 상기 단면 영역의 상기 제2 절반은 상기 평면(1000)에 일치하고 평행하다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 작동 중에, 상기 냉매는 상기 관형 입구 포트(64)로 들어가고, 상기 제1 냉각 영역(351)의 상기 유로 패턴(370), 상기 제2 냉각 영역(352)의 상기 유로 패턴(570), 상기 제3 냉각 영역(353)의 상기 유로 패턴(770), 상기 유동 채널(802), 상기 제3 냉각 영역(353)의 상기 유로 패턴(772), 상기 제2 냉각 영역(352)의 상기 유로 패턴(572), 상기 제1 냉각 영역(351)의 상기 유로 패턴(372)을 흐르며, 그 후, 상기 관형 출구 포트(66)로 나간다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 배터리 모듈들(40, 42, 44)은 상기 냉각 플레이트(20)의 상측 표면 상에 배치된다.
상기 배터리 모듈(40)은, 복수의 배터리 셀들(1300) 및 복수의 열 전도성 플레이트 부재들(1302)을 포함한다. 상기 복수의 배터리 셀들(1300)은 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 길이 방향 축(302, 도 8 참조) 및 상기 냉매 유동 방향과 수직한 방향 내에 각각 배치되는 리튬-이온 파우치 배터리 셀들이다. 상기 복수의 열 전도성 플레이트 부재들(1302)은 상기 배터리 모듈(40)부터 상기 냉각 플레이트(20)로 열 에너지를 전달하기 위해 상기 복수의 배터리 셀들(1300) 및 상기 냉각 플레이트(20) 모두와 직접적으로 접촉한다. 상기 배터리 모듈(40)의 하부 표면(1304)은 상기 평면(1000)에 평행하다.
상기 배터리 모듈(42)은 복수의 배터리 셀들(1400) 및 복수의 열 전도성 플레이트 부재들(1402)을 포함한다. 상기 복수의 배터리 셀들(1400)은 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 길이 방향 축(302, 도 8 참조) 및 상기 냉매 유동 방향과 수직한 방향 내에 각각 배치되는 리튬-이온 파우치 배터리 셀들이다. 상기 복수의 열 전도성 플레이트 부재들(1402)은 상기 배터리 모듈(42)부터 상기 냉각 플레이트(20)로 열 에너지를 전달하기 위해 상기 복수의 배터리 셀들(1400) 및 상기 냉각 플레이트(20) 모두와 직접적으로 접촉한다. 상기 배터리 모듈(42)의 하부 표면(1404)은 상기 평면(1000)에 평행하다.
상기 배터리 모듈(44)은 복수의 배터리 셀들(1500) 및 복수의 열 전도성 플레이트 부재들(1502)을 포함한다. 상기 복수의 배터리 셀들(1500)은 상기 냉각 플레이트(20)의 상기 길이 방향 축(302, 도 8 참조) 및 상기 냉매 유동 방향과 수직한 방향 내에 각각 배치되는 리튬-이온 파우치 배터리 셀들이다. 상기 복수의 열 전도성 플레이트 부재들(1502)은 상기 배터리 모듈(44)부터 상기 냉각 플레이트(20)로 열 에너지를 전달하기 위해 상기 복수의 배터리 셀들(1500) 및 상기 냉각 플레이트(20) 모두와 직접적으로 접촉한다. 상기 배터리 모듈(44)의 하부 표면(1504)은 상기 평면(1000)에 평행하다.
이상 설명한 본 실시예에 따른 배터리 팩은 다른 배터리 팩에 비해 실질적인 이점을 제공한다. 특히, 상기 배터리 팩은 냉각 플레이트를 포함하며, 상기 냉각 플레이트는, 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 내에서 평면을 따라 취득된 제1 배터리 모듈의 단면 영역의 적어도 제1 절반의 온도를 유지시킬 수 있는 형상 및 크기로 정해지는 제1 유로 패턴 및 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 내에서 상기 평면을 따른 상기 제1 배터리 모듈의 상기 단면 영역의 적어도 제2 절반의 온도를 유지시킬 수 있는 형상 및 크기로 정해지는 제2 유로 패턴을 포함한다.
이상 청구된 발명이 단지 제한된 수의 실시예와 관련하여 상세히 설명되었지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 함은 물론이다. 오히려, 청구된 발명은 임의의 수의 변형, 변경, 대체 또는 앞서 기술되지 않았지만 본 발명의 정신 및 범위에 상응하는 균등한 구성을 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 청구된 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만 본 발명의 양태는 설명된 실시예 중 일부만을 포함할 수 있는 것도 이해되어야 한다. 따라서, 청구된 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 아니됨은 물론이다.

Claims (10)

  1. 배터리 팩에 있어서,
    하부 표면 및 제1 평면을 갖는 배터리 모듈로서, 상기 제1 평면은 상기 하부 표면에 평행하게 상기 배터리 모듈을 따라 연장되는 상기 배터리 모듈; 및
    상호 결합되며 길이 방향 축을 따라 연장되는 하부 팬과 상부 플레이트를 가지고, 상기 배터리 모듈의 상기 하부 표면이 상기 상부 플레이트 상에 배치되며, 상기 하부 팬과 상기 상부 플레이트가 그들 사이에 내부 영역을 정의하는 냉각 플레이트;를 포함하며,
    상기 하부 팬은, 그 내부에 냉매를 수용하는 제1 및 제2 유로 패턴을 갖는 제1 냉각 영역을 가지며, 상기 제1 유로 패턴은, 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 내에서 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 적어도 제1 절반의 온도를 유지하도록 형상 및 크기가 정해지며, 상기 제2 유로 패턴은, 상기 제1 온도 레벨의 섭씨 1도 내에서 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 적어도 제2 절반의 온도를 유지하도록 형상 및 크기가 정해지며, 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 제1 절반과 상기 배터리 모듈의 단면 영역의 제2 절반은 상기 제1 평면과 일치하고 평행한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 팬은, 상기 상부 플레이트와 결합되어 상기 상부 플레이트와 접촉하는 제1 및 제2 삼각 형상 돌출부를 가지며, 상기 제1 및 제2 삼각 형상 돌출부는, 상기 내부 영역 내에서 그들 사이에 제1 유동 채널을 가지며, 상기 제1 유동 채널은, 상기 제1 유로 패턴의 일부분을 정의하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하부 팬의 상기 제1 냉각 영역은 상기 상부 플레이트와 결합되고 연결되는 제1 및 제2 예각 사다리꼴 형상 돌출부를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 예각 사다리꼴 형상 돌출부는 상기 제1 유동 채널과 유동적으로 연통되는 그 사이에 제2 유동 채널을 가지며, 상기 제1 예각 사다리꼴 형상 돌출부는 상기 제1 유동 채널과 유동적으로 연통되는 상기 제1 예각 사다리꼴 형상 돌출부의 외면 둘레로 연장되는 제3 유동 채널을 가지며, 상기 제2 예각 사다리꼴 형상 돌출부는 상기 제1 유동 채널과 유동적으로 연통되는 상기 제2 예각 사다리꼴 형상 돌출부의 외면 둘레로 연장되는 제4 유동 채널을 가지며, 상기 제2, 제3 및 제4 유동 채널은 상기 제1 유로 패턴의 일부분을 정의하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 유동 채널은, 실질적으로 상기 길이 방향 축에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하부 팬의 상기 제1 냉각 영역은 상기 내부 영역에 상기 상부 플레이트와 결합되고 연결되는 제3 및 제4 예각 사다리꼴 형상 돌출부를 더 포함하며, 상기 제3 및 제4 예각 사다리꼴 형상 돌출부는 유동적으로 상기 제2, 제3 및 제4 유동 채널과 연통되는 그 사이에 제5 유동 채널을 가지며, 상기 제5 유동 채널은, 상기 제1 유로 패턴의 일부분을 정의하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 길이 방향 축에 수직한 제1 방향에 각각 배치되는 복수의 파우치 배터리 셀들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유로 패턴은, 상기 제2 유로 패턴의 형상과 실질적으로 유사한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부 플레이트는, 상기 길이 방향 축을 따라 길게 연장되는 내측벽부를 가지며, 상기 내측벽부는, 상기 제1 유로 패턴과 상기 제2 유로 패턴을 분리하고 상기 제1 유로 패턴과 상기 제2 유로 패턴 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트와 결합되고 상기 제1 유로 패턴과 유동적으로 연통되는 관형 입구 포트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 플레이트와 결합되고 상기 제2 유로 패턴과 유동적으로 연통되는 관형 출구 포트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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