▶ エルジー エナジー ソリューション リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-15
(45)【発行日】2023-12-25
(54)【発明の名称】電池モジュールおよびこれを含む電池パック
(51)【国際特許分類】
H01M 10/6556 20140101AFI20231218BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20231218BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20231218BHJP
H01M 10/6554 20140101ALI20231218BHJP
H01M 10/647 20140101ALI20231218BHJP
【ＦＩ】
H01M10/6556
H01M50/204 401H
H01M10/613
H01M10/6554
H01M10/647
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021571010
(86)(22)【出願日】2021-03-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-01
(86)【国際出願番号】 KR2021003176
(87)【国際公開番号】W WO2021221312
(87)【国際公開日】2021-11-04
【審査請求日】2021-11-29
(31)【優先権主張番号】10-2020-0051167
(32)【優先日】2020-04-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】521065355
【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】スンファン・ジャン
(72)【発明者】
【氏名】ジュンヨブ・ソン
(72)【発明者】
【氏名】ジョンピル・ジェオン
(72)【発明者】
【氏名】ミン・ソプ・キム
【審査官】辻丸 詔
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／０２７２９９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１９－５１６２２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０４６７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５１９８８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ １０／６５５６
Ｈ０１Ｍ ５０／２０４
Ｈ０１Ｍ １０／６１３
Ｈ０１Ｍ １０／６５５４
Ｈ０１Ｍ １０／６４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、および
前記モジュールフレームの上部に位置する第１ヒートシンク
を含み、
前記第１ヒートシンクは、上部プレートと下部プレートとを含み、
前記第１ヒートシンクの下部プレートは、前記モジュールフレームの上部カバーを構成し、
前記第１ヒートシンクは、前記上部プレートと前記モジュールフレームの上部カバーとの間に少なくとも一つの隔壁が形成されることによって冷却流路を形成しており、
前記モジュールフレームの上部と前記電池セル積層体の上部とは直ちに接触しており、
前記モジュールフレームの下部と前記電池セル積層体との間に熱伝導性樹脂層が形成され、
前記モジュールフレームの下部に熱伝達部材および第２ヒートシンクが順次に形成され、
前記第２ヒートシンクの内部には冷媒流路が形成される電池モジュール。
【請求項2】
前記電池セル積層体で発生した熱は第１方向に伝達され、前記第１方向は前記電池セルの中心を基準として前記第１ヒートシンクに向かうそれぞれの方向と対応する、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項3】
前記第１ヒートシンクの冷却流路を流れる冷媒は、前記モジュールフレームの上部カバーと接する、請求項１又は２に記載の電池モジュール。
【請求項4】
前記隔壁は、前記上部プレートから前記モジュールフレームの上部に向かう方向に突出している、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項5】
前記隔壁は、前記上部プレートから前記モジュールフレームの上部まで延長されている、請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項6】
前記隔壁は、前記冷却流路の幅より狭い厚さを有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項7】
前記冷却流路は同一の幅を有し、前記冷却流路の注入口及び排出口が前記モジュールフレームの上部の同一の側面に位置する、請求項１～６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項8】
前記第１ヒートシンクは、前記上部プレートの一側で互いに離隔して位置する第１突出部および第２突出部を含み、前記第１突出部および前記第２突出部の下部は、前記第１突出部および前記第２突出部の端部から前記モジュールフレームに向かって延長される補助プレートが位置する、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項9】
前記第１突出部の下部に位置する前記補助プレートに前記上部プレートに向かって貫通する第１貫通部が位置し、前記第２突出部の下部に位置する前記補助プレートに前記上部プレートに向かって貫通する第２貫通部が位置する、請求項８に記載の電池モジュール。
【請求項10】
前記第１貫通部および前記第２貫通部のうちの一方は前記第１ヒートシンク内部に冷媒を注入する流入口であり、他方は前記第１ヒートシンク内部から冷媒を排出する排出口である、請求項９に記載の電池モジュール。
【請求項11】
前記流入口および前記排出口のうちの少なくとも一つは、その外周を囲むシーリング部材を含む、請求項１０に記載の電池モジュール。
【請求項12】
前記電池セル積層体で発生した熱は第２方向に伝達され、前記第２方向は前記電池セルの中心を基準として前記第２ヒートシンクに向かうそれぞれの方向と対応し、前記電池セルの中心を基準として前記第１ヒートシンクに向かうそれぞれの方向と対応する第１方向に伝達される熱が前記第２方向に伝達される熱より多い、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の電池モジュールを含む電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願（ら）との相互引用
本出願は、２０２０年４月２８日付韓国特許出願第１０－２０２０－００５１１６７号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
本出願は、２０２０年４月２８日付韓国特許出願第１０－２０２０－００５１１６７号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
【0002】
本発明は、電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関し、より具体的には冷却性能が向上した電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。
【背景技術】
【0003】
モバイル機器に対する技術開発と需要が増加することに伴い、エネルギー源として二次電池の需要が急激に増加している。特に、二次電池は、携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン、ウェアラブルデバイスなどのモバイル機器だけでなく、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの動力装置に対するエネルギー源としても大きな関心を受けている。
【0004】
小型モバイル機器にはデバイス１台当たり１個または２～４個の電池セルが使用されることに対し、自動車などのように中大型デバイスには高出力大容量が必要である。中大型電池モジュールは、可能な限り小さい大きさと重量で製造されることが好ましいため、高い集積度に積層可能であり、容量に比べて重量が小さい角型電池、パウチ型電池などが中大型電池モジュールの電池セルとして主に使用されている。したがって、多数の電池セルを電気的に連結した中大型電池モジュールが使用され、次第により多い電池セルを電池モジュール内に装着しようとする必要性が増大している。
【0005】
また、二次電池は、適正温度より高くなる場合、二次電池の性能が低下することがあり、激しい場合は爆発や発火の危険もある。特に、多数の二次電池、つまり、電池セルを備えた電池モジュールや電池パックは、狭い空間で多数の電池セルから出る熱が合算されて温度がより速くかつ激しく上がることがある。つまり、多数の電池セルが積層された電池モジュールとこのような電池モジュールが装着された電池パックの場合、高い出力を得ることができるが、充電および放電時に電池セルで発生する熱を除去することが容易でない。電池セルの放熱が良好になされない場合、電池セルの劣化が速くなって寿命が短くなり、爆発や発火の可能性が大きくなる。
【0006】
さらに、車両用バッテリーパックに含まれる中大型電池モジュールの場合、直射光線によく露出され、夏季や砂漠地域のような高温条件に置かれることがある。
【0007】
また、電池モジュールは、より多い電池セルを含むための必要性が増大することによって、電池モジュールの放熱と関連しても安定的かつ効果的な冷却性能を確保することが非常に重要になってきている。
【0008】
【0009】
【0010】
前述したように、複数の電池セル１１を含むため、電池モジュール１０は充放電過程で多量の熱を発生させる。冷却手段として、電池モジュール１０は、電池セル積層体２０とモジュールフレーム３０の底部３１との間に位置する熱伝導性樹脂層４０を含むことができる。また、電池モジュール１０がパックフレームに装着されて電池パックを形成する時、電池モジュール１０の下に熱伝達部材５０およびヒートシンク６０が順次に位置することができる。熱伝達部材５０は、放熱パッドであり、ヒートシンク６０は内部に冷媒流路が形成され得る。
【0011】
図３は図２のＡ１領域を拡大して示す図面である。図１乃至図３を参照すれば、電池セル１１から発生した熱がヒートシンク６０に向かう方向Ｄに沿って、熱伝導性樹脂層４０、モジュールフレーム３０の底部３１、熱伝達部材５０、およびヒートシンク６０を順次に経て電池モジュール１０の外部に伝達される。しかし、従来の電池モジュール１０は、前述のように熱伝達経路が複雑であり、電池セル１１から発生した熱が効果的に外部に伝達され難い。特に、モジュールフレーム３０自体が熱伝導特性を低下させることがあり、モジュールフレーム３０、熱伝達部材５０およびヒートシンク６０のそれぞれの間に形成され得るエアーギャップ（Ａｉｒ ｇａｐ）などの微細な空気層も熱伝導特性を低下させることがある。
【0012】
したがって、電池モジュールに対する容量増大のような要求が続いている中、冷却性能を高めながらも、このような多様な要求事項を共に充足できる電池モジュールを開発することが実質的に必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明の解決しようとする課題は、冷却構造が単純化されると共に、冷却性能が改善された電池モジュールおよびこれを含む電池パックを提供することにある。
【0014】
本発明が解決しようとする課題は、前述した課題に制限されず、言及されていない課題は明細書および添付した図面から本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の一実施形態による電池モジュールは、複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、および前記モジュールフレームの上部に位置する第１ヒートシンクを含み、前記第１ヒートシンクは、上部プレートと下部プレートを含み、前記第１ヒートシンクの下部プレートは、前記モジュールフレームの上部カバーを構成し、前記第１ヒートシンクは、前記上部プレートと前記モジュールフレームの上部カバーとの間に少なくとも一つの隔壁が形成されることによって冷却流路を形成する。
【0016】
前記電池セル積層体で発生した熱は第１方向に伝達され、前記第１方向は前記電池セルの中心を基準として前記第１ヒートシンクに向かうそれぞれの方向と対応することができる。
【0017】
前記第１ヒートシンクの冷却流路を流れる冷媒は、前記モジュールフレームの上部カバーと接することができる。
【0018】
前記隔壁は、前記上部プレートから前記モジュールフレームの上部に向かう方向の反対方向に突出していてもよい。
【0019】
前記隔壁は、前記上部プレートから前記モジュールフレームの上部まで延長されていてもよい。
【0020】
前記隔壁は、前記冷却流路の幅より狭い厚さを有することができる。
【0021】
前記冷却流路は同一の幅を有し、前記冷却流路の注入口及び排出口が前記モジュールフレームの上部の同一の側面に位置することができる。
【0022】
前記第１ヒートシンクは、前記上部プレートの一側で互いに離隔して位置する第１突出部および第２突出部を含み、前記第１突出部および前記第２突出部の下部は、前記第１突出部および前記第２突出部の端部から前記モジュールフレームに向かって延長される補助プレートが位置することができる。
【0023】
前記第１突出部の下部に位置する前記補助プレートに前記上部プレートに向かって貫通する第１貫通部が位置し、前記第２突出部の下部に位置する前記補助プレートに前記上部プレートに向かって貫通する第２貫通部が位置することができる。
【0024】
前記第１貫通部および前記第２貫通部のうちの一方は前記第１ヒートシンク内部に冷媒を注入する流入口であり、他方は前記第１ヒートシンク内部から冷媒を排出する排出口であり得る。
【0025】
前記流入口および前記排出口のうちの少なくとも一つは、その外周を囲むシーリング部材を含むことができる。
【0026】
前記モジュールフレームの下部と前記電池セル積層体との間に熱伝導性樹脂層が形成され、前記モジュールフレームの下部に熱伝達部材および第２ヒートシンクが順次に形成され、前記第２ヒートシンクの内部には冷媒流路が形成され得る。
【0027】
前記電池セル積層体で発生した熱は第２方向に伝達され、前記第２方向は前記電池セルの中心を基準として前記第２ヒートシンクに向かうそれぞれの方向と対応し、前記第１方向に伝達される熱が前記第２方向に伝達される熱より多くてもよい。
【0028】
また、前記熱伝達部材は、防熱パッドである電池モジュールが提供され得る。
【0029】
また、本発明の一実施形態による電池モジュールを含む電池パックが提供され得る。
【発明の効果】
【0030】
実施形態によれば、モジュールフレームとヒートシンクが一体化した構造で、冷却構造が単純化されると共に、冷却性能が改善された電池モジュールが提供され得る。
【0031】
また、電池セルで発生した熱が外部に伝達される熱伝達経路が単純化されて、電池モジュールの冷却効率を増大させることができる。
【0032】
本発明の効果は、前述した効果に制限されず、言及されていない効果は本明細書および添付した図面から本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解され得るだろう。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【0035】
本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。
【0036】
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図示されたところに限定されるのではない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。
【0037】
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【0038】
また、明細書全体において、「平面状」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面状」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。
【0039】
以下、本発明の一実施形態による二次電池用電極について説明する。ただし、ここで電池モジュールの前後面のうち前面を基準として説明するが、必ずこれに限定されるのではなく、後面である場合にも同一または類似の内容で説明され得る。
【0040】
【0041】
図４および図５を参照すれば、本発明の一実施形態による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０が積層された電池セル積層体２００、電池セル積層体２００が配置されたモジュールフレーム３００、モジュールフレーム３００の上部に位置する第１ヒートシンク７００、および電池セル積層体２００の前後面を覆うエンドプレート８００を含む。
【0042】
一例として、モジュールフレーム３００は、上部面、前面および後面が開放されたＵ字形フレーム３２０、電池セル積層体２００の上部を覆う上部カバー３１０を含む。Ｕ字形フレーム３２０は、電池セル積層体２００が挿入される方向に位置する底部３２１と、底部３２１両側で電池セル積層体２００の両側面を囲む側面部３２２を含む。ただし、モジュールフレーム３００はこれに限定されるものでなく、Ｌ字形フレームまたは前後面を除いて電池セル積層体２００を囲むモノフレームのような他の形状のフレームに代替され得る。
【0043】
本実施形態による第１ヒートシンク７００は、陥没部７１５が形成された上部プレート７１０と、上部プレート７１０と結合する下部プレート３１０を含む。この時、第１ヒートシンク７００の下部プレート３１０は、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０を構成することができる。以下、第１ヒートシンク７００の下部プレート３１０とモジュールフレーム３００の上部カバー３１０は同一の構成として説明する。
【0044】
第１ヒートシンク７００は、上部プレート７１０と下部プレート３１０との間に少なくとも一つの隔壁７２０が形成されることによって冷媒が流動する冷却流路を形成することができる。隔壁７２０は、上部プレート７１０に形成された陥没部７１５により形成される構造物に該当し、陥没部７１５は、下部プレート３１０から遠ざかる方向に上部プレート７１０内に形成され得る。
【0045】
モジュールフレーム３００は、上部面、前面および後面が開放されたＵ字形フレーム３２０、電池セル積層体２００の上部を覆う上部カバー３１０を含む。ただし、モジュールフレーム３００はこれに限定されるものでなく、Ｌ字形フレームまたは前後面を除いて電池セル積層体２００を囲むモノフレームのような他の形状のフレームに代替され得る。
【0046】
電池セル１１０は、パウチ型電池セルであることが好ましい。電極組立体を樹脂層と金属層を含むラミネートシートのパウチケースに収納した後、前記パウチケースのシーリング部を熱融着して製造され得る。このような電池セル１１０は、複数個で構成することができ、複数の電池セル１１０は、互いに電気的に連結され得るように積層された電池セル積層体２００を形成する。特に、図４に示されているようにｘ軸と平行な方向に沿って複数の電池セル１１０が積層され得る。
【0047】
ただし、本発明の一実施形態による電池モジュール１００は、電池セル積層体１２０が既存の電池モジュールに比べて相対的に多い個数の電池セルを含む大面積モジュールであり得る。大面積モジュールの場合、電池モジュールの水平方向長さが相対的に長くなる。ここで、電池モジュールの水平方向の長さとは、電池セルが積層された方向への長さを意味し得る。そのために、電池モジュール１００が大面積モジュールに該当する場合、電池セル積層体２００に含まれている電池セル１１０の個数がより多くなることによって発生される熱も増加することができる。そのために、電池モジュール１００は冷却性能がより向上される必要がある。
【0048】
本実施形態による電池モジュール１００に含まれる第１ヒートシンク７００は、モジュールフレーム３００の上部に位置する。第１ヒートシンク７００は、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０が第１ヒートシンク７００の下部プレートを構成することによって、第１ヒートシンク７００の冷却流路を通じて流れる冷媒がモジュールフレーム３００の上部カバー３１０と接触することができる。そのために、電池セル１１０で発生した熱がモジュールフレーム３００の上部と接する冷媒により急速に冷却されて、冷却効率が向上することができる。また、従来の電池モジュール１０とは異なり、不要な冷却構造が除去されて電池モジュール１００の高さが減少して原価節減および空間活用度も向上することができる。
【0049】
特に、電池セル積層体２００の上端部に電池セル１１０のシーリング部（図示せず）が位置する場合、前記シーリング部で火炎などが排出される可能性がある。そのために、電池セル積層体２００上端部で発熱が相対的に激しくなり得るが、本実施形態によれば、電池セル積層体２００上端部に隣接して第１ヒートシンク７００が配置されることによって冷却効率をより向上させることができる。
【0050】
第１ヒートシンク７００は、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０の少なくとも一部領域に熱融着または溶接のような工程を通じて連結され得る。特に、第１ヒートシンク７００の上部プレート７１０は、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０と接する領域が熱融着または溶接のような工程を通じて直接結合され得る。そのために、第１ヒートシンク７００の内部に形成された陥没部７１５に流れる冷媒が外部に漏れることなく流動され得る。
【0051】
第１ヒートシンク７００に形成された陥没部７１５は、上部プレート７１０が上側に突出形成された部分であり、陥没部７１５は上部プレート７１０内で曲がりくねった冷却流路を形成することができる。したがって、隣接した陥没部７１５の間に隔壁７２０が作られ得る。陥没部７１５は、冷媒が流れる方向を基準として垂直にｙｚ平面で切断した断面がＵ字形管であり、前記Ｕ字形管の開放された下側にモジュールフレーム３００の上部カバー３１０が位置することができる。
【0052】
第１ヒートシンク７００は、上部プレート７１０とモジュールフレームの上部カバー３１０との間に少なくとも一つの隔壁７２０が形成されることによって陥没部７１５に対応する冷却流路を形成することができる。ここで、隔壁７２０は、上部プレート７１０からモジュールフレーム３００の上部カバー３１０に向かう方向に突出した模様であり得る。隔壁７２０は、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０と直接結合することができる。特に、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０と直接結合する隔壁７２０の一領域は、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０の少なくとも一部領域に熱融着または溶接のような工程を通じて連結され得る。そのために、第１ヒートシンク７００の内部で冷媒が隔壁７２０に沿って形成された冷却流路を通じて流動され得る。
【0053】
また、隔壁７２０は、陥没部７１５の幅より狭い厚さを有することができる。隔壁７２０は、冷却流路が形成される空間である陥没部７１５を最大限に広げるために、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０と直接結合できる程度の最小化された厚さを有することができる。そのために、第１ヒートシンク７００に含まれる冷媒の量を最大化することができるため、電池セル１１０で発生した熱に対する冷却効率が向上することができる。
【0054】
陥没部７１５は、冷媒流路の幅間の温度偏差を減らすために、第１ヒートシンク７００内で冷却流路が数回曲がる形状を有することがより好ましい。
【0055】
以下、本発明の一実施形態による第１ヒートシンク７００の構成についてより詳細に説明する。
【0056】
【0057】
図６および図７を参照すれば、本発明の一実施形態による電池モジュール１００に含まれる第１ヒートシンク７００は、上部プレート７１０、上部プレート７１０から延長して形成された隔壁７２０、隔壁７２０により区画される陥没部７１５だけでなく、第１ヒートシンク７００の一側に形成された第１突出部７４０および第２突出部７４５を含むことができる。特に、第１突出部７４０および第２突出部７４５は、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０と隣接した一側に位置することができる。
【0058】
第１突出部７４０および第２突出部７４５は、上部プレート７１０が延長して形成され、モジュールフレーム３００の上部カバー３１０を逸脱してｙ軸方向に延長された領域である。一例として、第１突出部７４０および第２突出部７４５のそれぞれの下部に補助プレート７３０が熱融着または溶接のような工程を通じて直接結合していてもよい。
【0059】
補助プレート７３０は、少なくとも一部領域に貫通部７３０Ｐを含むことができる。貫通部７３０Ｐは、補助プレート７３０から上部プレート７１０に向かうように貫通した領域である。つまり、貫通部７３０Ｐは、陥没部７１５の一部領域が開放されるようにするホールであり得る。貫通部７３０Ｐは、第１貫通部７４０Ｐおよび第２貫通部７４５Ｐを含むことができ、第１突出部７４０には第１貫通部７４０Ｐが形成され、第２突出部７４５には第２貫通部７４５Ｐが形成され得る。第１貫通部７４０Ｐは、外部から第１ヒートシンク７００内部に冷媒を供給する流入口または第１ヒートシンク７００内部で流動された冷媒が第１ヒートシンク７００外部に排出されるようにする排出口であり得る。一例として、第１突出部７４０に形成された第１貫通部７４０Ｐが流入口である場合には、第２突出部７４５に形成された第２貫通部７４５Ｐが排出部であり得、その反対の場合にも同様である。
【0060】
また、図７に示されているように、貫通部７３０Ｐは、その外周を囲むシーリング部材７５０を含むことができる。貫通部７３０Ｐ外周にシーリング部材７５０が形成されることによって、冷媒の流入および排出時に冷媒の漏出が防止され得る。また、本実施形態によるシーリング部材７５０の構造に制限はないが、ガスケット（Ｇａｓｋｅｔ）形態の部材またはバルブポート（Ｖａｌｖｅ ｐｏｒｔ）の部材が適用され得る。
【0061】
また、貫通部７３０Ｐは、冷媒をヒートシンクに供給および排出する別途の冷却ポート（図示せず）が連結され得る。ここで冷却ポート（図示せず）は、冷媒注入ポートと冷媒排出ポートを含むことができる。一例として、第１貫通部７４０Ｐが流入口である場合には冷媒注入ポートが連結され、第２貫通部７４５Ｐが排出口である場合には冷媒排出ポートが連結され得る。
【0062】
図８は本発明の他の一実施形態による電池モジュールであり、図５の切断線Ｂ－Ｂ’に沿って切断した断面図である。図９は図８のＢ２領域を拡大して示す図面である。特に、図８および図９の実施形態による電池モジュール１００は、電池モジュール１００の下に位置する熱伝達部材５００および第２ヒートシンク６００を追加的に含むことができる。
【0063】
前述したように、電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０を含むため、充放電過程で多量の熱を発生させる。特に、電池モジュール１００が大面積モジュールを形成するために既存の電池モジュールに比べてより多い電池セルを含む電池セル積層体を一つの電池モジュール内に装着することによって、従来の電池モジュール１０に比べてより多量の熱が発生することがある。これに対する冷却手段として、電池モジュール１００は、モジュールフレーム３００の上部３１０に位置する第１ヒートシンク７００を含むことができる。
【0064】
図８および図９を参照すれば、電池セル１１０から発生した熱が第１方向Ｄ１に沿って、モジュールフレーム３００の上部３１０および第１ヒートシンク７００に含まれている冷媒を順次に経て電池モジュール１００の外部に伝達され得る。ここで、第１方向Ｄ１は、電池セル１１０の中心を基準として第１ヒートシンク７００に向かう方向と対応する方向であり得る。そのために、従来の不要な冷却構造が除去されて熱伝達経路が単純化され、各層の間のエアーギャップが減ることができるため、冷却効率や性能が増大することができる。特に、図１および図２の従来のヒートシンク６０と比較すると、第１ヒートシンク７００に含まれている冷媒がモジュールフレーム３００の上部３１０に接触し、より直接的な冷却が可能になり得る。
【0065】
また、モジュールフレーム３００の下部３１０は、電池セル積層体を固定したり、絶縁性能を確保するための別途の層が要求されるのとは異なり、モジュールフレーム３００の上部３１０は、電池セル積層体２００の上部と直ちに接触している。そのために、モジュールフレーム３００の下部３２１に第１ヒートシンク７００が位置するよりは、モジュールフレーム３００の上部３１０に第１ヒートシンク７００が位置することが冷媒による直接的な冷却を行うことにおいてより効果的であり得る。
【0066】
本発明の他の一実施形態によれば、電池モジュール１００は、第１ヒートシンク７００と共に補助的な冷却手段として、電池セル積層体２００とモジュールフレーム３００の底部３２１との間に位置する熱伝導性樹脂層４００を含むことができる。また、電池モジュール１００がパックフレームに装着されて電池パックを形成する時、電池モジュール１００の下に熱伝達部材５００およびヒートシンク６００が順次に位置することができる。熱伝達部材５００は、放熱パッドであり、ヒートシンク６００内部には冷媒流路が形成され得る。
【0067】
図８および図９を参照すれば、電池セル１１０から発生した熱の少なくとも一部は第２方向Ｄ２に沿って、熱伝導性樹脂層４００、モジュールフレーム３００の底部３２１、熱伝達部材５００、および第２ヒートシンク６００を順次に経て電池モジュール１００の外部に伝達され得る。ここで、第２方向Ｄ２は、電池セル１１０の中心を基準として第２ヒートシンク６００に向かう方向と対応する方向であり得る。第２ヒートシンク６００を通じた熱伝達経路は、第１ヒートシンク７００に比べて複雑であるが、電池モジュール１００が大面積モジュールを形成することによって発生される熱に対して補助的に冷却を行うことができる。つまり、第１方向Ｄ１に伝達される熱が第２方向Ｄ２に伝達される熱より多くてもよい。
【0068】
そのために、電池モジュール１００は、電池セル１１０で発生した熱が主に第１ヒートシンク７００に向かう第１方向Ｄ１に伝達されて直接的に冷却され、補助的に第２方向Ｄ２に伝達されて第２ヒートシンク６００を通じて冷却されることによって冷却性能がより向上し、発熱の問題を細部的に統制することができる。また、電池セル１１０で発生した熱が第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に分散して冷却されることによって、電池セル積層体２００の温度偏差が従来に比べて減ることができる。
【0069】
前述した本実施形態による一つまたはそれ以上の電池モジュールは、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パックを形成することができる。
【0070】
前記電池モジュールや電池パックは、多様なデバイスに適用され得る。具体的には、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用され得るが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。
【0071】
以上で本出願で説明する発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本出願で説明する発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本出願で説明する発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本出願で説明する発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【0072】
１００：電池モジュール
１１０：電池セル
１２０：電池セル積層体
１３０：バスバ－フレーム
１４０：保護フレーム
２００：電池セル積層体
３００：モジュールフレーム
１１０：電池セル
１２０：電池セル積層体
１３０：バスバ－フレーム
１４０：保護フレーム
２００：電池セル積層体
３００：モジュールフレーム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】