KR20140145250A

KR20140145250A - 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20140145250A
Application number: KR20130067191A
Authority: KR
Inventors: 오영수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2014-12-23

Abstract

본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각 시스템은, 복수의 셀들이 셀 하우징의 개구부를 통해 노출되어, 냉각수가 통과하는 냉각유닛과 직접 접촉하여 냉각되기 때문에, 냉각효율이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. 또한, 셀들을 감싸는 셀 하우징에 개구부를 형성하고, 개구부를 통해 셀들과 냉각유닛이 접촉되도록 구성함으로써, 구조가 간단하고 컴팩트화가 가능하면서도 냉각 효율이 향상될 수 있는 이점이 있다. 또한, 복수의 셀 모듈들에 각각 대응되도록 복수의 냉각판들을 각각 설치하고, 냉각수 유로가 적어도 2개 이상으로 분기되어, 일부 유로는 상기 복수의 냉각판들 중 적어도 일부의 냉각판들을 통과하도록 안내하고, 나머지 유로는 상기 복수의 냉각판들 중 나머지 냉각판들을 통과하도록 안내함으로써, 외부로부터 공급되는 냉각수가 보다 신속하게 모든 냉각판들로 전달될 수 있는 이점이 있다.

Description

전기 자동차의 배터리 냉각 시스템{Battery cooling system of an Electric Vehicle}

본 발명은 전기 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 원동기를 동력원으로 하여 주행하고 사람이나 화물을 운반하거나 각종 작업을 하는 기계를 말한다. 상기 자동차는 원동기의 종류에 따라 분류할 수 있다. 상기 자동차는 가솔린 기관을 원동기로 하는 가솔린 자동차와, 디젤 기관을 원동기로 하는 디젤 자동차와, 액화 석유가스를 연료로 하는 LPG차와, 가스 터빈을 원동기로 하는 가스 터빈 자동차와, 모터를 원동기로 하고 배터리에 충전된 전기를 사용하는 전기 자동차(EV, Electric Vehicle)로 분류할 수 있다. 가솔린, 디젤, LPG 등의 화석 연료를 사용하는 자동차의 경우, 배기 가스로 인한 환경오염과 석유 자원의 고갈을 일으켜 그 대안으로 전기를 동력으로 움직이는 전기 자동차가 대두되고 있다.

전기 자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 얻는 구동 모터를 이용함으로써, 가솔린이나 디젤 등의 화석연료를 이용하여 동력을 얻는 엔진에 비해 이산화탄소의 배출이 없으므로 친환경 자동차로 각광받고 있다. 최근 들어 치솟는 유가와 배기가스 규제 강화가 전기 자동차 개발의 속도를 빠르게 하고 있으며, 시장 규모도 급성장 중이다.

그러나, 전기 자동차의 경우 고효율을 내기 위해서는 전체 중량이 가볍고 전체 크기가 보다 컴팩트화 되어야 하므로, 컴팩트화된 배터리의 내부를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 방안이 요구된다.

본 발명의 목적은, 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 냉각 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템은, 복수의 개구부들이 형성된 셀 하우징과, 상기 셀 하우징에 일방향으로 적층 배치되고, 각 단부가 상기 개구부들을 통해 노출되게 배치된 복수의 셀들과, 상기 개구부를 통해 노출된 상기 셀들의 각 단부에 접촉하고, 상기 셀들의 적층방향으로 냉각수가 흐르도록 안내하여, 상기 냉각수에 의해 상기 셀들을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템은, 배터리 케이스 내에서 상하 또는 좌우방향으로 적층 배치된 복수의 셀 모듈들과, 상기 복수의 셀 모듈들에 각각 대응되게 배치되고, 외부로부터 공급되는 냉각수에 의해 상기 복수의 셀 모듈들 중 적어도 일부를 선택적으로 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하고, 상기 복수의 셀 모듈들은 복수의 개구부들을 갖는 셀 하우징과, 상기 복수의 개구부들을 통해 적어도 일부분이 노출되도록 적층 배치된 복수의 셀들을 각각 포함하고, 상기 냉각 유닛은, 상기 복수의 셀 모듈들에 각각 대응되어 상기 개구부들을 통해 노출된 셀들의 일부분과 접촉하도록 배치되고, 내부에 냉각수가 통과하는 유로를 형성하는 복수의 냉각판들과, 상기 복수의 냉각판들로 각각 냉각수를 공급하는 복수의 냉각수 유로들을 포함한다.

본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각 시스템은, 복수의 셀들이 셀 하우징의 개구부를 통해 노출되어, 냉각수가 통과하는 냉각유닛과 직접 접촉하여 냉각되기 때문에, 냉각효율이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한, 셀들을 감싸는 셀 하우징에 개구부를 형성하고, 개구부를 통해 셀들과 냉각유닛이 접촉되도록 구성함으로써, 구조가 간단하고 컴팩트화가 가능하면서도 냉각 효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한, 복수의 셀 모듈들에 각각 대응되도록 복수의 냉각판들을 각각 설치하고, 냉각수 유로가 적어도 2개 이상으로 분기되어, 일부 유로는 상기 복수의 냉각판들 중 적어도 일부의 냉각판들을 통과하도록 안내하고, 나머지 유로는 상기 복수의 냉각판들 중 나머지 냉각판들을 통과하도록 안내함으로써, 외부로부터 공급되는 냉각수가 보다 신속하게 모든 냉각판들로 전달될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템이 개략적으로 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈과 냉각 유닛이 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 셀 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 하부 하우징의 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 셀 모듈, 하부 하우징, 냉각판이 결합된 상태가 도시된 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 냉각 유닛의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 냉각 유닛에서 제1냉각수 유로만 개방된 예가 도시된 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 냉각 유닛에서 제2냉각수 유로만 개방된 예가 도시된 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 냉각 시스템은, 배터리(100), 공기조화유닛(10) 및 배터리 냉각유닛(20)을 포함한다.

상기 배터리(100)는, 에너지 저장 모듈(ESM, Energy Storage Module or RESS, Rechargeable Energy Storage System)이라고도 하며, 이하 배터리라고 한다. 상기 배터리(100)는, 배터리 커버(101), 배터리 캐리어(102), 복수의 셀 모듈 어셈블리(CMA, Cell Module Assembly)(110)를 포함한다.

상기 복수의 셀 모듈 어셈블리(110)는 전류를 생성하는 것으로, 복수의 셀 모듈들(40)이 상하 또는 수평방향으로 적층되어 이루어진다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 셀 모듈들(40)은 6개의 제1,2,3,4,5,6셀 모듈들(41)(42)(43)(44)(45)(46)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제1,2셀 모듈(41)(42)은 상기 배터리 캐리어(102)의 상측 전방에 좌우방향으로 배치되고, 상기 제3,4,5,6셀 모듈들(43)(44)(45)(46)은 상기 배터리 캐리어(102)의 상측 후방에 상하 및 좌우방향으로 적층 배치된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 셀 모듈들(40)의 개수 및 배치 방향은 다양하게 적용될 수 있다.

상기 셀 모듈들(40)은 모두 동일한 형상과 구조를 가지므로, 도 3을 참조하여 하나의 셀 모듈의 구조에 대해 상세히 설명한다.

상기 셀 모듈(40)은, 복수의 셀들(50)과 셀 하우징(60)을 포함한다.

상기 복수의 셀들(50)은 연직방향으로 세워져 수평방향으로 적층된다. 여기서는, 상기 복수의 셀들(50)이 좌우방향으로 적층된 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 복수의 셀들(50)의 각 전,후면에는 전기적 에너지를 전달하기 위한 복수의 단자들(BUSBAR)(52)과, 각 단자들(52)을 통해 전압을 측정하기 위한 센서들(51)과, 상기 단자들(52)과 센서들(51)을 보호하는 단자 커버(53)가 결합된다. 상기 센서들(51)의 하부에는 센싱 회로(54)가 연결되고, 상기 센싱 회로(54)를 보호하기 위한 회로 커버(55)가 구비된다.

상기 셀 하우징(60)은, 상기 적층된 셀들(50)이 결합되고, 상기 적층된 셀들(50)의 각 일부분이 외측으로 노출되도록 복수의 개구부를 형성한다. 상기 셀들(50)이 연직방향으로 세워져 수평방향으로 적층되기 때문에, 상기 복수의 셀들(50)의 각 부분이 모두 노출되기 위해서는 상기 셀 하우징(60)의 상,하,전,후면 중 적어도 한 면이 개구되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 셀 하우징(60)은 상기 적층된 셀들(50)의 상부를 감싸는 상부 하우징(61)과, 상기 상부 하우징(61)과 결합되고 상기 적층된 셀들(50)의 하부를 감싸는 하부 하우징(62)으로 구성된 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 하부 하우징(62)은 하면에 상기 복수의 개구부들이 소정간격 이격되게 형성되고, 전, 후면에는 상기 셀들(50)의 전,후면을 감싸기 위한 측벽부(64)가 형성된다.

상기 개구부는 상기 하부 하우징(62)에 형성되어 상기 복수의 셀들(50)이 끼움결합되는 복수의 끼움홀들(63)이다. 상기 끼움홀(63)은 상기 셀(50)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 끼움홀(63)은 상기 적층된 셀들(50)의 개수와 동일한 개수로 형성되고, 상기 끼움홀들(63)의 사이에는 상기 끼움홀(63)에 끼워진 셀들(50)이 걸림되도록 걸림부(65)가 형성된다. 상기 셀들(50)의 각 하단부는 상기 끼움홀(63)을 통해 하측으로 노출되어, 후술하는 냉각판(80) 또는 전열패드(90)에 접촉된다.

본 실시예에서는, 상기 셀 하우징(60)이 2개의 상,하부 하우징으로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 셀 하우징(60)은 일체로 구성되는 것도 가능하다. 단, 상기 셀들(50)의 일부분이 노출되어 후술하는 배터리 냉각 유닛(20)과 접촉할 수 있도록 적어도 일측면에 개구부가 형성되는 형상이면 어느 것이나 가능하다.

도 5에는, 상기 셀(50)이 상기 끼움홀(63)에 끼워진 상태가 도시되어 있다. 상기 셀(50)은 외측면을 감싸는 셀 커버(50b)를 포함한다. 상기 셀(50)의 하단부는 단면적이 축소된 소경부 형상으로 이루어진다. 상기 셀(50)의 하단부는 상기 끼움홀(63)에 끼워지고 상기 걸림부(65)에 걸림된다. 상기 셀(50)의 하면은 상기 끼움홀(63)을 통해 노출되고, 노출된 하면은 후술하는 전열패드(90)와 접촉된다. 본 실시예에서는, 후술하는 냉각판(80)의 상면에 전열패드(90)가 구비된 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 셀(50)의 하면이 상기 전열패드(90)와 접촉되나, 이에 한정되지 않고 상기 전열 패드(90)가 구비되지 않는 경우 상기 셀(50)의 하면은 상기 냉각판(80)에 직접 접촉된다.

도 1을 참조하면, 상기 공기조화유닛(10)은 차실을 냉방시키기 위한 공기조화장치이다. 상기 공기조화유닛(10)은, 압축기(2), 응축기(3), 증발기(4), 제1팽창밸브(5), 송풍팬(6), 제1,2냉매유로(7)(8)를 포함한다. 상기 제1냉매 유로(7)는 상기 응축기(3)와 상기 팽창장치(5)를 연결한다. 상기 제2냉매 유로(8)는 상기 증발기(4)와 상기 압축기(2)를 연결한다. 상기 제1냉매 유로(7)에는 상기 응축기(3)에서 응축된 냉매 중 적어도 일부를 후술하는 냉각기(30)로 바이패스하는 바이패스 유로(12)가 연결된다. 상기 바이패스 유로(12)에는 제2팽창밸브(16)가 설치된다. 상기 제2냉매 유로(8)에는 상기 냉각기(30)를 통과한 냉매를 안내하는 냉각기 토출 유로(14)가 연결된다.

상기 배터리 냉각 유닛(20)은, 냉각기(30), 냉각수 유로(21)(22), 냉각수 탱크(24), 냉각수 펌프(25), 셀 모듈(40)에 결합된 냉각판(80), 전열 패드(90)를 포함한다.

상기 냉각기(30)는 상기 제1바이패스 유로(12)로 바이패스된 냉매와 냉각수를 열교환시키는 장치이다.

상기 냉각수 탱크(24)는 상기 냉각기(30)에서 열교환을 통해 냉각된 냉각수가 일시 저장되는 저장소이다.

상기 냉각판(80)은, 상기 셀들(50)의 적층방향인 좌우방향으로 평행하게 배치된다. 상기 냉각판(80)은 상기 하부 하우징(62)의 하측에 배치되고, 내부에는 냉각수(W)가 통과하는 유로가 형성된다. 상기 냉각판(80)은 상기 복수의 셀 모듈들(40)에 각각 대응되도록 상기 셀 모듈들(40)의 개수와 동일한 개수로 설치된다. 도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 냉각판(80)은 6개로 이루어지고, 상기 6개의 셀 모듈들(40)에 각각 대응되도록 배치된다. 즉, 상기 냉각판(80)은 6개의 제1,2,3,4,5,6냉각판(81~86)으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 전열 패드(Thermal pad)(90)는, 상기 냉각판(80)과 상기 하부 하우징(62)의 하면 사이에 배치된다. 상기 전열 패드(90)는 고체와 고체 사이의 밀착력을 높여 열 전도율을 향상시킨다. 상기 전열 패드(90)는 고무나 실리콘 재질로 이루어질 수 있다. 상기 전열 패드(90)는 얇은 시트나 필름 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 하부 하우징(62)의 하면이나 상기 냉각판(80)의 상면 형상에 대응되는 형상으로 이루어지는 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 상기 냉각판(80)과 상기 하부 하우징(62)의 하면 사이에 상기 전열 패드(90)가 구비되는 것으로 예를 들어 설명하나, 필요에 따라 상기 전열 패드(90)를 구비하지 않는 것도 물론 가능하다.

도 6을 참조하면, 상기 냉각수 유로(21)(22)는 상기 냉각기(30)에서 냉각된 냉각수를 상기 복수의 냉각판들(80) 중 적어도 하나 이상으로 공급하는 냉각수 공급유로(21)와, 상기 복수의 냉각판들(80)을 서로 연결하는 냉각수 연결 유로와, 상기 냉각판(80)을 냉각시키고 나온 냉각수를 다시 상기 냉각기(30)로 안내하는 냉각수 배출 유로(22)로 이루어진다.

상기 냉각수 공급유로(21)는 상기 냉각기(30)의 출구부(21a)에 연결된다. 상기 냉각수 공급유로(21)는 복수개로 분기되어 상기 복수의 냉각판들(80)에 냉각수를 각각 공급하는 것도 가능하고, 상기 복수의 냉각판들(80) 중 어느 하나에만 공급하여 냉각수가 상기 복수의 냉각판들(80)을 차례로 통과하도록 하는 것도 가능하고, 상기 복수의 냉각판들(80) 중 적어도 일부에만 공급하는 것도 물론 가능하다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에서는, 상기 냉각수 공급유로(21)가 2개의 제1,2냉각수 공급 유로(110)(120)으로 분기되어, 상기 제1냉각수 공급 유로(110)를 통해 공급되는 냉각수가 상기 6개의 냉각판들(80) 중 3개의 냉각판을 통과하고, 상기 제2냉각수 공급유로(12)를 통해 공급되는 냉각수가 나머지 3개의 냉각판을 통과하도록 하는 것으로 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 제1냉각수 공급유로(110)는 제6냉각판(86)으로 냉각수를 공급하고, 상기 제2냉각수 공급유로(120)는 상기 제5냉각판(85)으로 냉각수를 공급하는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제1냉각수 공급 유로(110)와 상기 제2냉각수 공급 유로(120)가 분기되는 지점(130)에는 유로의 개폐나 전환을 제어하기 위한 유로 제어밸브(미도시)가 설치되어, 상기 2개의 유로를 선택적으로 개폐하는 것도 가능하다.

상기 냉각수 연결 유로는, 상기 제6냉각판(86)과 상기 제2냉각판(82)을 연결하는 제1냉각수 연결유로(111)와, 상기 제2냉각판(82)과 상기 제1냉각판(81)을 연결하는 제2냉각수 연결유로(112)를 포함한다. 또한, 상기 냉각수 연결 유로는, 상기 제5냉각판(85)와 상기 제4냉각판(84)을 연결하는 제3냉각수 연결유로(121)와, 상기 제4냉각판(84)과 상기 제3냉각판(83)을 연결하는 제4냉각수 연결유로(122)를 포함한다.

상기 냉각수 배출 유로(22)에는 상기 제1냉각판(81)에 연결된 제1냉각수 배출 유로(113)와, 상기 제3냉각판(83)에 연결된 제2냉각수 배출 유로(123)가 합지된다.

따라서, 상기 제1냉각수 공급유로(110)로 공급된 냉각수는 상기 제6냉각판(86), 제2냉각판(82), 제1냉각판(81)을 차례로 통과한 후 상기 제1냉각수 배출유로(113)을 통해 상기 냉각수 배출 유로(22)로 배출되고, 상기 제2냉각수 공급유로(120)로 공급된 냉각수는 상기 제 5냉각판(85), 제4냉각판(84), 제2냉각판(82)을 차례로 통과한 후 상기 제2냉각수 배출유로(123)를 통해 상기 냉각수 배출 유로(22)로 배출된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 작용을 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 상기 공기조화유닛(10)이 작동되면, 상기 공기조화유닛(10)을 순환하면서 상기 응축기(3)에서 냉각된 냉매가 상기 제1바이패스 유로(12)를 통해 상기 냉각기(30)로 유입된다.

상기 냉각기(30)에서는 상기 공기조화유닛(10)의 냉매와 상기 배터리 냉각 유닛(20)의 냉각수가 열교환한다.

상기 냉각기(30)에서 냉각된 냉각수는 상기 냉각수 공급유로(21)를 통해 상기 냉각판(80)으로 공급된다.

도 5를 참조하면, 상기 모든 셀들(50)의 하단부가 상기 끼움홀들(63)을 통해 상기 전열 패드(90)에 접촉될 수 있기 때문에, 냉각수의 냉기가 상기 셀들(50)에 직접 전달되어, 상기 셀들(50)의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 냉각수 공급유로(21)는 상기 제1냉각수 공급유로(110)와 상기 제2냉각수 공급유로(120)와 분기되기 때문에, 냉각수는 상기 제1냉각수 공급유로(110)와 제2냉각수 공급유로(120)로 나뉘어져 공급된다.

도 7을 참조하면, 상기 제1냉각수 공급유로(110)로 공급된 냉각수는 상기 제6냉각판(86), 제1냉각수 연결유로(111), 제2냉각판(82), 제2냉각수 연결유로(112), 제1냉각판(81)을 차례로 통과한 후, 상기 제1냉각수 배출 유로(113)를 통해 배출된다.

또한, 도 8을 참조하면, 상기 제2냉각수 공급유로(120)로 공급된 냉각수는 상기 제5냉각판(85), 제3냉각수 연결유로(121), 제4냉각판(84), 제4냉각수 연결유로(122), 제3냉각판(83)을 차례로 통과한 후, 상기 제2냉각수 배출유로(123)를 통해 배출된다.

상기와 같이, 상기 냉각기(30)로부터 공급된 냉각수가 두 개의 유로로 분기되어, 각각 3개의 냉각판을 차례로 통과하게 된다. 따라서, 6개의 냉각판을 차례로 통과하는 경우에 비해 보다 빠른 시간 안에 모든 냉각판을 통과할 수 있으므로, 보다 신속한 냉각이 이루어질 수 있다. 또한, 6개의 냉각판을 차례로 통과하는 경우는 첫번째 냉각판을 통과하는 냉각수의 온도와 여섯번째 냉각판을 통과하는 냉각수의 온도차가 매우 커지므로, 후방에 위치한 냉각판들의 냉각효율이 저하될 수 있으나, 3개의 냉각판을 통과하는 경우 냉각판들을 통과하는 냉각수의 온도차가 보다 낮으므로 냉각효율의 저하를 최소화할 수 있다. 상기와 같이, 본 실시예에서는, 냉각수 유로가 2개의 유로로 나뉘어진 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 2개 이상으로 나뉘어질 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 상기 2개의 제1,2냉각수 공급유로(110)(120)에 모두 냉각수가 공급되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 상기 제1,2냉각수 공급유로(110)(120) 중 어느 한 쪽의 유로만이 개방되어 냉각수가 한쪽으로만 공급하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 복수의 셀 모듈들(80) 중 일부 셀들만을 사용할 경우, 사용중인 셀들에 구비된 냉각판들에만 냉각수를 공급할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 냉각수가 상기 공기조화유닛(10)에서 냉각된 냉매와 열교환되어 공급되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 외부로부터 냉각수를 직접 공급받는것도 물론 가능하다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 공기조화유닛 20: 배터리 냉각 유닛
30: 냉각기 40: 셀 모듈
50: 셀 60: 셀 하우징
61: 상부 하우징 62: 하부 하우징
63: 끼움홀 80: 냉각판
90: 전열 패드

Claims

복수의 개구부들이 형성된 셀 하우징과;
상기 셀 하우징에 일방향으로 적층 배치되고, 각 단부가 상기 개구부들을 통해 노출되게 배치된 복수의 셀들과;
상기 개구부를 통해 노출된 상기 셀들의 각 단부에 접촉하고, 상기 셀들의 적층방향으로 냉각수가 흐르도록 안내하여, 상기 냉각수에 의해 상기 셀들을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각 유닛은,
상기 복수의 셀들의 적층방향에 평행하게 배치되고, 외부로부터 공급되는 냉각수가 통과하도록 형성된 냉각판과;
상기 냉각판과 상기 셀 하우징 사이에 배치되어, 상기 냉각판과 상기 셀 하우징을 밀착시키는 전열 패드를 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 개구부는,
상기 셀들의 적층방향으로 소정간격 이격되게 형성되어, 상기 각 셀의 단부가 끼워지는 복수의 끼움홀들을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 복수의 셀들은, 각각 연직방향으로 세워져 수평방향으로 적층되고, 각 하단부가 상기 복수의 끼움홀들에 각각 끼워져 결합되는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 셀 하우징은,
상기 적층된 복수의 셀들의 상부를 감싸는 상부 하우징과,
상기 상부 하우징과 결합되고, 상기 적층된 복수의 셀들의 하부를 감싸는 하부 하우징을 포함하고,
상기 끼움홀은 상기 상부 하우징과 하부 하우징 중 적어도 어느 하나에 형성된 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 2에 있어서,
차실을 공기조화시키는 공기조화모듈을 더 포함하고,
상기 냉각 유닛은, 상기 공기조화모듈에서 냉각된 냉매와 냉각수를 열교환시키는 냉각기와,
상기 냉각기에서 냉각된 냉각수를 상기 냉각판으로 안내하는 냉각수 공급 유로를 더 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
배터리 케이스 내에서 상하 또는 좌우방향으로 적층 배치된 복수의 셀 모듈들과;
상기 복수의 셀 모듈들에 각각 대응되게 배치되고, 외부로부터 공급되는 냉각수에 의해 상기 복수의 셀 모듈들 중 적어도 일부를 선택적으로 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하고,
상기 복수의 셀 모듈들은 복수의 개구부들을 갖는 셀 하우징과, 상기 복수의 개구부들을 통해 적어도 일부분이 노출되도록 적층 배치된 복수의 셀들을 각각 포함하고,
상기 냉각 유닛은, 상기 복수의 셀 모듈들에 각각 대응되어 상기 개구부들을 통해 노출된 셀들의 일부분과 접촉하도록 배치되고, 내부에 냉각수가 통과하는 유로를 형성하는 복수의 냉각판들과, 상기 복수의 냉각판들로 각각 냉각수를 공급하는 복수의 냉각수 유로들을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 셀 모듈과 냉각판 사이에는 전열 패드가 구비된 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 7에 있어서,
차실을 공기조화시키는 공기조화모듈을 더 포함하고,
상기 냉각 유닛은, 상기 공기조화모듈에서 냉각된 냉매와 냉각수를 열교환시키는 냉각기를 더 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 냉각수 유로는,
상기 냉각기로부터 냉각수를 공급받아 상기 복수의 냉각판들 중 적어도 하나로 냉각수를 안내하는 냉각수 공급 유로와,
상기 복수의 냉각판들을 서로 연결하여, 냉각수가 상기 복수의 냉각판들을 차례로 통과하도록 안내하는 냉각수 연결 유로와,
상기 복수의 냉각판들을 통과한 냉각수를 상기 냉각기로 배출하는 냉각수 배출 유로를 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 냉각수 유로는,
상기 냉각기로부터 공급된 냉각수를 상기 복수의 냉각판들 중 적어도 일부의 냉각판들을 통과하도록 안내하는 제1냉각수 유로와,
상기 제1냉각수 유로와 분기되어, 상기 냉각수가 상기 복수의 냉각판들 중 나머지 냉각판들을 통과하도록 안내하는 제2냉각수 유로를 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 제1냉각수 유로와 제2냉각수 유로가 분기되는 위치에는 유로 제어 밸브가 설치된 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.