KR101417324B1 - High voltage battery pack for vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 배터리모듈의 승온장치에 관한 것으로, 인버터(22)와 모터 (23)를 냉각시킬 수 과열된 냉각수를 이용해서 배터리모듈(12)의 온도를 승온시킬 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a temperature raising device for a battery module for a vehicle and is capable of raising the temperature of the battery module (12) by using superheated cooling water for cooling the inverter (22) and the motor (23).

Description

차량용 배터리모듈의 승온장치{HIGH VOLTAGE BATTERY PACK FOR VEHICLE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high voltage battery pack for vehicle

본 발명은 차량용 배터리모듈의 승온장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압 배터리팩을 구성하는 배터리모듈의 온도를 일정온도로 상승시키는데 필요한 차량용 배터리모듈의 승온장치에 관한 기술이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a temperature raising device for a battery module for a vehicle, and more particularly, to a temperature raising device for a battery module for a vehicle, which is required to raise the temperature of a battery module constituting a high-

하이브리드 전기 자동차와 연료전지 자동차 그리고 전기 자동차는 모두 전기모터를 이용하여 차량을 구동시키는 차량으로서, 전기모터에 구동전력을 제공하는 고전압 배터리팩이 필수적으로 장착되어 있다.BACKGROUND ART A hybrid electric vehicle, a fuel cell vehicle and an electric vehicle both use a electric motor to drive a vehicle, and a high-voltage battery pack that supplies driving electric power to the electric motor is essentially installed.

상기 고전압 배터리팩(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 상부케이스(11a)와 하부케이스(11b)가 기밀이 유지되도록 결합되고 내부에 밀폐된 공간을 갖춘 배터리케이스(11), 상기 배터리케이스(11)내에 고정 설치된 배터리모듈(12), 상기 배터리모듈(12)을 구성하는 각 단위전지의 전압과 전류 등을 감지하고 작동을 제어하는 BMS(Battery Management System; 13)를 포함한 구성으로 되어 있다.1, the high-voltage battery pack 10 includes a battery case 11 having a space sealed inside the upper case 11a and the lower case 11b so as to be hermetically sealed, And a battery management system (BMS) 13 for sensing the voltage and current of each unit cell constituting the battery module 12 and controlling the operation thereof.

상기 배터리모듈(12)은 온도가 낮아질수록 내부저항이 급격히 증가하고, 가용에너지의 범위가 줄어들게 됨으로써 출력이 급격히 저하되며, 특히 저온에서는 실온에 비하여 에너지 가용범위가 감소되는 문제가 있다.As the temperature of the battery module 12 decreases, the internal resistance increases sharply and the range of available energy decreases. As a result, the output sharply decreases. Particularly, at a low temperature, the range of energy availability is reduced compared to room temperature.

따라서, 고전압 배터리팩(10)을 장착한 대부분의 차량에는 배터리모듈(12)의 온도가 일정온도 이하로 낮아지는 것을 방지하기 위해 상기 배터리모듈(12)의 온도를 강제로 상승시키는 승온장치를 구비하고 있다.Therefore, in most vehicles equipped with the high-voltage battery pack 10, there is provided a temperature raising device for forcibly raising the temperature of the battery module 12 in order to prevent the temperature of the battery module 12 from being lowered to a predetermined temperature or lower .

그런데, 종래의 승온장치는 공조장치에서 토출되는 온풍을 이용해서 배터리모듈(12)의 온도를 상승시키는 구성이 대부분으로, 이런 경우 배터리모듈(12)을 일정온도로 상승시키기까지 시간이 과다하게 소요되는 단점이 있다.However, in the conventional temperature raising device, the temperature of the battery module 12 is raised by using warm air discharged from the air conditioner. In this case, it takes a long time until the battery module 12 is lifted to a predetermined temperature .

도 1에 도시된 도면번호 14는 배터리케이스(11)로 공기를 공급하고 배출하는 공기덕트이다.Reference numeral 14 shown in Fig. 1 is an air duct for supplying and discharging air to the battery case 11. Fig.

다른 예로, 배터리케이스(1)내에 히터를 설치하고 필요시 히터에 전원을 공급해서 배터리모듈(12)의 온도를 상승시키는 구성도 있다.As another example, there is a configuration in which a heater is provided in the battery case 1 and power is supplied to the heater, if necessary, to raise the temperature of the battery module 12. [

하지만, 상기 히터는 소모파워가 높기 때문에 배터리의 용량을 감소시키는 단점이 있으며, 특히 차량의 주행거리를 단축시키는 단점이 있다.However, the heater has a drawback in that the capacity of the battery is reduced because the consumed power is high, and in particular, there is a disadvantage that the running distance of the vehicle is shortened.

또한, 다른 예로 배터리모듈(12)을 구성하는 단위전지(unit cell) 사이에 PCT히터를 설치한 구성도 있으나, 이런 경우 배터리모듈(12)의 부피가 커지게 됨에 따라 에너지 밀도가 감소하는 단점이 있다.As another example, there is a configuration in which a PCT heater is provided between unit cells constituting the battery module 12. However, in this case, a disadvantage that the volume of the battery module 12 increases and the energy density decreases have.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

대한민국공개특허공보 10-2011-0024410호.Korean Patent Publication No. 10-2011-0024410.

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 배터리모듈을 일정온도까지 승온시키는데 소요되는 시간이 짧고, 배터리 용량을 사용하지 않음에 따라 차량의 주행거리를 증대시킬 수 있으며, 배터리모듈의 부피 증가에 영향을 주지 않음으로써 에너지 밀도가 감소하는 것을 방지할 수 있는 차량용 배터리모듈의 승온장치를 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery module in which the time required for raising the temperature of the battery module to a predetermined temperature is short, And it is an object of the present invention to provide a temperature raising device for a battery module for a vehicle which can prevent the energy density from being reduced by not affecting the volume increase of the module.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 배터리모듈의 승온장치는, 배터리케이스에 설치되어서 상기 배터리케이스에 설치된 배터리모듈의 온도를 검출하는 온도센서; 인버터와 모터를 냉각시킨 후 온도가 상승한 냉각수를 이용해서 상기 배터리모듈의 온도를 상승시킬 수 있도록 상기 배터리케이스에 고정 설치된 냉각수 바이패스라인; 상기 인버터, 모터, 라디에이터, 워터펌프를 순환하는 냉각수라인과 상기 냉각수 바이패스라인의 분기점에 설치되어서 냉각수의 흐름을 선택하는 냉각수밸브; 및 상기 온도센서의 신호를 이용해서 상기 냉각수밸브의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a temperature raising device for a vehicle battery module, the temperature raising device comprising: a temperature sensor installed in a battery case for detecting a temperature of a battery module installed in the battery case; A cooling water bypass line fixed to the battery case to cool the inverter and the motor and to increase the temperature of the battery module using cooling water whose temperature has been increased; A cooling water line circulating the inverter, a motor, a radiator, and a water pump; a cooling water valve installed at a branch point of the cooling water bypass line to select a flow of cooling water; And a controller for controlling the operation of the cooling water valve using signals of the temperature sensor.

상기 배터리케이스에 설치되어서 외부공기의 흐름을 안내하는 공기덕트; 및 상기 공기덕트에 설치되어서 컨트롤러의 제어에 의해 공기덕트를 개폐시키는 덕트밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.An air duct installed in the battery case to guide a flow of outside air; And a duct valve installed in the air duct to open and close the air duct under the control of the controller.

상기 컨트롤러의 제어에 의해 동작 가능하도록 상기 배터리케이스에 설치되어서 상기 배터리케이스내의 공기를 강제로 교반시키는 다수개의 환기팬을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a plurality of ventilation fans installed in the battery case so as to be operable under the control of the controller to forcibly stir air in the battery case.

상기 냉각수밸브는 모터와 라디에이터사이의 냉각수라인에 설치되고; 상기 냉각수 바이패스라인은 상기 냉각수밸브에 일단이 연결되고 상기 라디에이터와 워터펌프사이의 냉각수라인에 타단이 연결되게 설치된 것을 특징으로 한다.The cooling water valve is installed in a cooling water line between the motor and the radiator; The cooling water bypass line is connected to one end of the cooling water valve and the other end of the cooling water line is connected to the cooling water line between the radiator and the water pump.

상기 냉각수 바이패스라인은 상기 배터리케이스의 바깥 밑면에 접촉하도록 고정 설치된 것을 특징으로 한다.And the cooling water bypass line is fixed to be in contact with the outer bottom surface of the battery case.

상기 배터리케이스 중 하부케이스에는 상기 배터리케이스의 강성향상을 위한 굴곡부가 마련되고; 상기 냉각수 바이패스라인은 상기 하부케이스의 바깥에서 상기 굴곡부속에 삽입되는 형태로 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
A lower case of the battery case is provided with a bent portion for improving rigidity of the battery case; And the cooling water bypass line is fixedly installed in the bent portion outside the lower case.

본 발명에 따른 차량용 배터리모듈의 승온장치에 의하면, 인버터와 모터 냉각 후 과열된 냉각수를 이용해서 배터리모듈의 온도를 승온시킬 수 있게 됨으로써, 공랭식 승온구조에 비해 배터리모듈의 승온시간을 크게 줄일 수 있게 되고, 배터리 용량을 사용하지 않음에 따라 차량의 주행거리를 크게 증대시킬 수 있으며, 배터리의 사용수명도 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the temperature raising device of the battery module for a vehicle according to the present invention, the temperature of the battery module can be increased by using the cooling water after the inverter and the motor are cooled, so that the temperature rise time of the battery module can be significantly reduced As the battery capacity is not used, the traveling distance of the vehicle can be greatly increased, and the service life of the battery can be greatly improved.

도 1은 고전압 배터리팩을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 배터리모듈의 승온장치를 설명하기 위한 고전압 배터리팩의 단면도,
도 3은 본 발명에 따라 냉각수 바이패스라인이 설치된 하부케이스의 저면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 냉각수라인과 냉각수 바이패스라을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a high-voltage battery pack,
FIG. 2 is a sectional view of a high-voltage battery pack for explaining a temperature-raising device of a battery module according to the present invention,
3 is a bottom perspective view of a lower case provided with a cooling water bypass line according to the present invention,
4 is a view for explaining a cooling water line and a cooling water bypass according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 배터리모듈의 승온장치에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a temperature raising device of a battery module for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

하이브리드 전기 자동차와 연료전지 자동차 그리고 전기 자동차에 구비된 차량용 고전압 배터리팩(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부케이스(11a)와 하부케이스(11b)가 기밀이 유지되도록 결합되고 내부에 밀폐된 공간을 갖춘 배터리케이스(11), 상기 배터리케이스(11)내에 고정 설치된 배터리모듈(12), 상기 배터리모듈(12)을 구성하는 각 단위전지의 전압과 전류 등을 감지하고 작동을 제어하는 BMS(Battery Management System; 13)를 포함한 구성이다.As shown in FIG. 2, the high voltage battery pack 10 for a vehicle provided in a hybrid electric vehicle, a fuel cell vehicle, and an electric vehicle is assembled such that the upper case 11a and the lower case 11b are hermetically sealed, A battery module 12 fixed in the battery case 11 and a BMS module 12 for sensing the voltage and current of each unit cell constituting the battery module 12 and controlling the operation thereof. And a battery management system (13).

상기 배터리모듈(12)은 온도가 낮아질수록 내부저항이 급격히 증가하고, 가용에너지의 범위가 줄어들게 됨으로써 출력이 급격히 저하되며, 특히 저온에서는 실온에 비하여 에너지 가용범위가 감소되는 문제가 발생하는 바, 이를 예방하기 위해 고전압 배터리팩(10)을 장착한 차량에는 배터리모듈(12)의 온도를 상승시키는 승온장치를 구비하고 있다.As the temperature of the battery module 12 decreases, the internal resistance increases sharply and the range of available energy decreases. As a result, the output sharply decreases. Particularly, at a low temperature, The vehicle equipped with the high-voltage battery pack 10 has a temperature raising device for raising the temperature of the battery module 12. [

본 발명에 따른 배터리모듈의 승온장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 배터리케이스(11)에 설치되어서 상기 배터리케이스(11)내에 설치된 배터리모듈(12)의 온도를 검출하는 온도센서(21); 인버터(22)와 모터(23)를 냉각시킨 후 온도가 상승한 냉각수를 이용해서 상기 배터리모듈(12)의 온도를 상승시킬 수 있도록 상기 배터리케이스(11)에 고정 설치된 냉각수 바이패스라인(28); 상기 인버터(22), 모터(23), 라디에이터(24), 워터펌프(25), LDC(26, Low DC Converter, 저전압직류변환기)를 순환하는 냉각수라인(27)과 상기 냉각수 바이패스라인(28)의 분기점에 설치되어서 냉각수의 흐름을 선택하는 냉각수밸브(29); 및 상기 온도센서(21)의 신호를 이용해서 상기 냉각수밸브(29)의 동작을 제어하는 컨트롤러(31)를 포함한 구성이다.2 to 4, the temperature raising device of the battery module according to the present invention includes a temperature sensor 21 (see FIG. 2) for detecting the temperature of the battery module 12 installed in the battery case 11, ); A cooling water bypass line (28) fixed to the battery case (11) to cool the inverter (22) and the motor (23) and then raise the temperature of the battery module (12) by using cooling water whose temperature has risen; A cooling water line 27 circulating the inverter 22, a motor 23, a radiator 24, a water pump 25, an LDC (Low DC Converter) 26, and a cooling water bypass line 28 A cooling water valve 29 installed at a branch point of the cooling water valve 29 to select the flow of the cooling water; And a controller (31) for controlling the operation of the cooling water valve (29) by using the signal of the temperature sensor (21).

상기 온도센서(21)는 필요에 따라서 배터리모듈(12)에 구비될 수도 있고, 상기 컨트롤러(31)는 BMS(13)에 함께 포함되도록 구성될 수 있다.The temperature sensor 21 may be included in the battery module 12 if necessary, and the controller 31 may be included in the BMS 13.

한편, 고전압 배터리를 구비한 연료전지 차량은 인버터(22)와 모터(23)의 과열을 방지하기 위해 냉각장치를 구비하고 있는 바, 본 발명의 실시예는 냉각수를 이용한 수냉식 냉각구조이며, 이에 따라 냉각수라인(27)은 인버터(22), 모터(23), 라디에이터(24), 워터펌프(25), LDC(26)를 포함해서 순환하는 경로가 된다.On the other hand, a fuel cell vehicle equipped with a high-voltage battery is provided with a cooling device for preventing overheating of the inverter 22 and the motor 23. The embodiment of the present invention is a water-cooled cooling structure using cooling water, The cooling water line 27 is a circulation path including the inverter 22, the motor 23, the radiator 24, the water pump 25, and the LDC 26.

또한, 본 발명은 상기 배터리케이스(11)에 설치되어서 외부공기의 흐름을 안내하는 공기덕트(32); 및 상기 공기덕트(32)에 설치되어서 컨트롤러(31)의 제어에 의해 공기덕트(32)를 개폐시키는 덕트밸브(33)를 더 포함하는 구성이다.In addition, the present invention may include an air duct (32) installed in the battery case (11) and guiding the flow of external air; And a duct valve (33) installed in the air duct (32) and opening and closing the air duct (32) under the control of the controller (31).

상기 공기덕트(32)는 외부공기를 이용해서 배터리모듈(12)을 냉각시키기 위한 냉각덕트로, 어느 하나는 외부공기를 배터리케이스(11)의 내부로 유입하는 흡입덕트이고, 나머지 하나는 배터리케이스(11)내의 공기를 외부로 배출하는 배출덕트가 된다.The air duct 32 is a cooling duct for cooling the battery module 12 using outside air, one of which is a suction duct for introducing outside air into the inside of the battery case 11, (11) to the outside.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 상기 컨트롤러(31)의 제어에 의해 동작 가능하도록 상기 배터리케이스(11)에 설치되어서 상기 배터리케이스(11)내의 공기를 강제로 교반시키는 다수개의 환기팬(34)을 더 포함한다.The embodiment according to the present invention further includes a plurality of ventilation fans 34 installed in the battery case 11 so as to be operable under the control of the controller 31 to forcibly stir air in the battery case 11, .

상기 환기팬(34)은 모터의 동력으로 회전하는 구성이며, 상기 모터로 인가되는 전원은 상기 컨트롤러(31)에 의해 제어되는 바, 이에 따라 상기 환기팬(34)의 온(ON) 및 오프(OFF) 동작이 상기 컨트롤러(31)에 의해 제어되는 구성이 된다.The power supplied to the motor is controlled by the controller 31 so that the ventilation fan 34 is turned on and off OFF) operation is controlled by the controller 31. [0050]

한편, 상기 냉각수밸브(29)는 모터(23)와 라디에이터(24)사이의 냉각수라인(27)에 설치되고, 상기 냉각수 바이패스라인(28)은 상기 냉각수밸브(29)에 일단이 연결되고 상기 라디에이터(24)와 워터펌프(25)사이의 냉각수라인(27)에 타단이 연결되게 설치된 구조가 된다.The cooling water valve 29 is installed in a cooling water line 27 between the motor 23 and the radiator 24 and the cooling water bypass line 28 is connected at one end to the cooling water valve 29, And the other end is connected to the cooling water line 27 between the radiator 24 and the water pump 25.

따라서, 모터(23)를 냉각시키고 난 냉각수는 냉각수밸브(29)의 동작에 따라 냉각수라인(27)을 통해 라디에이터(24)를 경유한 후 워터펌프(25)로 이동할 수 있고, 또는 냉각수 바이패스라인(28)을 통해 배터리모듈(12)을 순환하고 난 후 워터펌프(25)로 이동할 수 있게 된다.The cooling water that has cooled the motor 23 can be moved to the water pump 25 after passing through the radiator 24 through the cooling water line 27 in accordance with the operation of the cooling water valve 29, The battery module 12 can be circulated through the line 28 and then moved to the water pump 25.

상기 냉각수 바이패스라인(28)은 상기 배터리케이스(11)의 바깥 밑면에 접촉하도록 고정 설치된 구조인 바, 이에 따라 사고 발생시 냉각수 바이패스라인(28)이 손상되거나 또는 파손되더라도 냉각수가 배터리케이스(11)의 내부로 유입되는 현상을 예방할 수 있게 된다.The cooling water bypass line 28 is fixed to be in contact with the outer bottom surface of the battery case 11. Accordingly, even if the cooling water bypass line 28 is damaged or broken when an accident occurs, Can be prevented.

상기 냉각수 바이패스라인(28)의 설치구조를 보다 상세히 설명하면, 상기 배터리케이스(11) 중 하부케이스(11b)에는 상기 배터리케이스(11)의 강성향상을 위한 굴곡부(11c)가 마련되는데, 상기 냉각수 바이패스라인(28)은 상기 하부케이스(11b)의 바깥에서 상기 굴곡부(11c)속에 삽입되는 형태로 고정 설치된 구조이다.The lower case 11b of the battery case 11 is provided with a bent portion 11c for improving the rigidity of the battery case 11, The cooling water bypass line 28 is fixedly installed in the bent portion 11c outside the lower case 11b.

상기와 같이 하부케이스(11b)의 굴곡부(11c)속에 냉각수 바이패스라인(28)이 설치되면, 냉각수 바이패스라인(28)의 외부 노출을 최대한 예방할 수 있게 되므로 외관미 향상을 도모할 수 있는 장점이 있고, 더 나아가 굴곡부(11c)속에 삽입된 냉각수 바이패스라인(28)을 통해 배터리케이스(11)의 강성을 한층 더 향상시킬 수 있는 장점도 있다.
As described above, when the cooling water bypass line 28 is provided in the bent portion 11c of the lower case 11b, the external exposure of the cooling water bypass line 28 can be prevented as much as possible, There is an advantage that the rigidity of the battery case 11 can be further improved through the cooling water bypass line 28 inserted into the bent portion 11c.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the embodiment of the present invention will be described.

먼저, 배터리모듈(12)의 온도가 저온상태가 아닌 정상상태의 범위에 있는 경우, First, when the temperature of the battery module 12 is in a normal state range other than a low temperature state,

온도센서(21)로부터 신호를 전달받은 컨트롤러(31)는 배터리모듈(12)의 온도가 정상상태 범위내의 온도인가를 판별하게 된다.The controller 31, which receives the signal from the temperature sensor 21, determines whether the temperature of the battery module 12 is within the normal temperature range.

이때, 배터리모듈(12)의 온도가 정상상태 범위내에 있는 것으로 판단된 경우, 컨트롤러(31)의 제어에 의해 냉각수밸브(29)가 동작해서 냉각수 바이패스라인(29)을 밀폐시키고 대신에 냉각수라인(27)을 개방시키게 된다.At this time, when it is determined that the temperature of the battery module 12 is within the normal state range, the cooling water valve 29 is operated under the control of the controller 31 to close the cooling water bypass line 29, (27) is opened.

또한, 컨트롤러(31)의 제어에 의해 덕트밸브(33)가 동작해서 공기덕트(32)를 개방시키고, 환기팬(34)은 동작을 하지 않게 된다.Further, the duct valve 33 is operated by the control of the controller 31 to open the air duct 32, and the ventilation fan 34 does not operate.

상기와 같이 냉각수 바이패스라인(29)이 밀폐되고 냉각수라인(27)이 개방되면, 냉각수는 인버터(22), 모터(23), 라디에이터(24), 워터펌프(25), LDC(26)를 포함하는 경로를 따라 순환하게 된다.When the cooling water bypass line 29 is closed and the cooling water line 27 is opened as described above, the cooling water passes through the inverter 22, the motor 23, the radiator 24, the water pump 25 and the LDC 26 And circulates along the included path.

또한, 덕트밸브(33)가 개방되면 공기덕트(32)를 통과하는 외부공기에 의해 배터리모듈(12)은 과열되지 않도록 냉각이 된다.When the duct valve 33 is opened, the battery module 12 is cooled by the external air passing through the air duct 32 so that the battery module 12 is not overheated.

한편, 배터리모듈(12)의 과냉으로 인해 배터리모듈(12)의 온도가 정상상태 범위보다 낮은 저온상태로 변하게 되면, 컨트롤러(31)의 제어에 의해 냉각수밸브(29)가 동작해서 냉각수 바이패스라인(29)을 개방시키고 대신에 냉각수라인(27)을 밀폐시키게 된다.On the other hand, when the temperature of the battery module 12 changes to a low temperature state lower than the normal temperature range due to overcooling of the battery module 12, the cooling water valve 29 operates under the control of the controller 31, (29) and instead closes the cooling water line (27).

또한, 컨트롤러(31)의 제어에 의해 덕트밸브(33)가 동작해서 공기덕트(32)를 밀폐시키고, 환기팬(34)을 작동시키게 된다.Further, the duct valve 33 is operated under the control of the controller 31 to close the air duct 32, and the ventilation fan 34 is operated.

상기와 같이 냉각수라인(27)이 밀폐되고 냉각수 바이패스라인(29)이 개방되면, 인버터(22)와 모터(23)를 통과한 후 온도가 상승된 냉각수는 라디에이터(24)쪽으로 흐르지 않고 대신에 냉각수 바이패스라인(28)을 따라 흘러서 저온 상태의 배터리모듈(12)을 경유한 후 워터펌프(25)쪽으로 이동하게 된다.When the cooling water line 27 is closed and the cooling water bypass line 29 is opened as described above, the cooling water whose temperature has risen after passing through the inverter 22 and the motor 23 does not flow toward the radiator 24, Flows along the cooling water bypass line 28, passes through the low temperature battery module 12, and then moves toward the water pump 25.

이때, 인버터(22)와 모터(23)를 통과한 후 온도가 상승된 냉각수가 냉각수 바이패스라인(28)을 통과하면서 배터리모듈(12)을 경유하게 되면, 배터리모듈(12)의 온도는 저온 상태에서 정상범위의 온도로 상승하게 된다.At this time, if the cooling water whose temperature has been increased after passing through the inverter 22 and the motor 23 passes through the battery module 12 while passing through the cooling water bypass line 28, the temperature of the battery module 12 becomes low Lt; RTI ID = 0.0 > temperature. ≪ / RTI >

또한, 컨트롤러(31)의 제어에 의해 덕트밸브(33)가 동작해서 공기덕트(32)가 밀폐되면 외부공기에 의한 배터리모듈(12)의 온도 하강을 방지할 수 있게 되므로, 보다 빠른 시간내에 배터리모듈(12)의 온도를 승온시킬 수 있게 된다.When the duct valve 33 is operated by the control of the controller 31 and the air duct 32 is closed, the temperature of the battery module 12 can be prevented from being lowered by the outside air, The temperature of the module 12 can be raised.

또한, 컨트롤러(31)의 제어에 의해 공기덕트(32)가 밀폐된 상황에서 환기팬(34)이 작동을 하게 되면, 배터리케이스(11)내의 따뜻한 공기가 배터리케이스(11)의 전체 공간에 걸쳐 이동하면서 공기를 강제로 교반시키게 되는 바, 이를 통해 보다 빠른 시간내에 배터리모듈(12)의 온도를 승온시킬 수 있게 된다.When the ventilation fan 34 operates under the condition that the air duct 32 is closed by the control of the controller 31, the warm air in the battery case 11 flows through the entire space of the battery case 11 The temperature of the battery module 12 can be increased more quickly through the air.

그리고, 배터리모듈(12)의 온도가 정상범위의 온도로 승온이 완료되면 컨트롤러(31)의 제어에 의해 냉각수는 냉각수라인(27)을 따라 순환하고, 동시에 공기덕트(32)가 개방되고 환기팬(34)은 동작을 하지 않게 된다.When the temperature of the battery module 12 is raised to the normal range, the cooling water is circulated along the cooling water line 27 under the control of the controller 31. At the same time, the air duct 32 is opened, The controller 34 does not operate.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 과열된 냉각수를 이용해서 배터리모듈(12)의 온도를 승온시키는 구성으로, 종래 공기를 이용해서 배터리모듈의 온도를 승온시키는 구성보다, 배터리모듈(12)의 승온시간을 크게 줄일 수 있는 장점이 있고, 더 나아가 불필요한 동력손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, the temperature of the battery module 12 is increased by using the superheated cooling water, and the temperature of the battery module 12 is raised by the temperature of the battery module 12 There is an advantage that the time can be greatly reduced, and further, unnecessary power loss can be reduced.

또한, 본 발명은 배터리 동력을 사용하지 않는 수냉식 승온장치로서, 배터리 용량을 사용하는 종래 히터를 이용한 승온장치보다 차량의 주행거리를 크게 증대시킬 수 있으며, 배터리의 사용수명도 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention is a water-cooling type temperature raising device which does not use battery power and can significantly increase the running distance of the vehicle as compared with a temperature raising device using a conventional heater using a battery capacity, .

또한, 본 발명 실시예는 배터리모듈(12)의 부피 증가에 영향을 주지 않는 구성으로, 이를 통해 에너지 밀도가 감소하는 것도 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the embodiment of the present invention has a structure that does not affect the volume increase of the battery module 12, and it is also advantageous in that the energy density can be prevented from being reduced.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

11 - 배터리케이스 12 - 배터리모듈
21 - 온도센서 22 - 인버터
23 - 모터 24 - 라디에이터
25 - 워터펌프 27 - 냉각수라인
28 - 냉각수 바이패스라인 29 - 냉각수밸브
31 - 컨트롤러11 - Battery case 12 - Battery module
21 - Temperature sensor 22 - Inverter
23 - Motor 24 - Radiator
25 - Water pump 27 - Coolant line
28 - Coolant water bypass line 29 - Coolant valve
31 - Controller

Claims (6)

배터리케이스(11)에 설치되어서 상기 배터리케이스(11)내에 설치된 배터리모듈(12)의 온도를 검출하는 온도센서(21);
인버터(22)와 모터(23)를 냉각시킨 후 온도가 상승한 냉각수를 이용해서 상기 배터리모듈(12)의 온도를 상승시킬 수 있도록 상기 배터리케이스(11)에 고정 설치된 냉각수 바이패스라인(28);
상기 인버터(22), 모터(23), 라디에이터(24), 워터펌프(25)를 순환하는 냉각수라인(27)과 상기 냉각수 바이패스라인(28)의 분기점에 설치되어서 냉각수의 흐름을 선택하는 냉각수밸브(29); 및
상기 온도센서(21)의 신호를 이용해서 상기 냉각수밸브(29)의 동작을 제어하는 컨트롤러(31)를 포함하고;
상기 배터리케이스(11) 중 하부케이스(11b)에는 상기 배터리케이스(11)의 강성향상을 위한 굴곡부(11c)가 마련되고;
상기 냉각수 바이패스라인(28)은 상기 하부케이스(11b)의 바깥에서 상기 굴곡부(11c)속에 삽입되는 형태로 고정 설치되며;
상기 배터리모듈(12)의 온도가 정상상태보다 낮은 저온상태시(과냉시)에 상기 인버터(22)와 모터(23)를 냉각시킨 후 과열된 냉각수를 이용해서 상기 배터리모듈(12)의 온도를 정상상태로 승온시키도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리모듈의 승온장치.A temperature sensor (21) installed in the battery case (11) and detecting the temperature of the battery module (12) installed in the battery case (11);
A cooling water bypass line (28) fixed to the battery case (11) to cool the inverter (22) and the motor (23) and then raise the temperature of the battery module (12) by using cooling water whose temperature has risen;
A cooling water line 27 circulating through the inverter 22, the motor 23, the radiator 24 and the water pump 25 and a cooling water line 27 provided at a branch point of the cooling water bypass line 28, A valve 29; And
And a controller (31) for controlling the operation of the cooling water valve (29) by using the signal of the temperature sensor (21);
The lower case 11b of the battery case 11 is provided with a bent portion 11c for improving the rigidity of the battery case 11;
The cooling water bypass line 28 is fixedly installed in the bent portion 11c outside the lower case 11b;
The inverter 22 and the motor 23 are cooled in a low temperature state (undercooling) in which the temperature of the battery module 12 is lower than the normal state, and then the temperature of the battery module 12 And the temperature of the battery module is raised to a normal state. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리케이스(11)에 설치되어서 외부공기의 흐름을 안내하는 공기덕트(32); 및
상기 공기덕트(32)에 설치되어서 컨트롤러(31)의 제어에 의해 공기덕트(32)를 개폐시키는 덕트밸브(33)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리모듈의 승온장치.The method according to claim 1,
An air duct 32 installed in the battery case 11 to guide the flow of external air; And
Further comprising a duct valve (33) installed in the air duct (32) for opening and closing the air duct (32) under the control of the controller (31). 청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러(31)의 제어에 의해 동작 가능하도록 상기 배터리케이스(11)에 설치되어서 상기 배터리케이스(11)내의 공기를 강제로 교반시키는 다수개의 환기팬(34)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리모듈의 승온장치.The method according to claim 1,
Further comprising a plurality of ventilation fans (34) installed in the battery case (11) so as to be operable under the control of the controller (31) to forcibly stir air in the battery case (11) A heating device for a battery module. 청구항 1에 있어서,
상기 냉각수밸브(29)는 모터(23)와 라디에이터(24)사이의 냉각수라인(27)에 설치되고;
상기 냉각수 바이패스라인(28)은 상기 냉각수밸브(29)에 일단이 연결되고 상기 라디에이터(24)와 워터펌프(25)사이의 냉각수라인(27)에 타단이 연결되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리모듈의 승온장치.The method according to claim 1,
The cooling water valve 29 is installed in the cooling water line 27 between the motor 23 and the radiator 24;
Wherein one end of the cooling water bypass line is connected to the cooling water valve and the other end of the cooling water line is connected to the cooling water line between the radiator and the water pump. The heating unit of the module. 청구항 1에 있어서,
상기 냉각수 바이패스라인(28)은 상기 배터리케이스(11)의 바깥 밑면에 접촉하도록 고정 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리모듈의 승온장치.The method according to claim 1,
Wherein the cooling water bypass line (28) is fixed to be in contact with an outer bottom surface of the battery case (11). 삭제delete
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