KR102324346B1 - 배터리 냉각 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 배터리 냉각 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 이중관 구조를 이용하여 냉각 패키지 공간을 감소시키고, 이중관의 내부에 보강 리브를 형성하여 이중관의 강성 보강이 가능한 배터리 냉각 시스템을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 냉각 유체를 유입 및 배출하는 이중관과, 이중관에 연결되어 냉각 유체를 유입하는 내부 입구 및 냉각 유체를 배출하는 내부 출구를 가지며, 배터리 셀의 일측에 설치된 내부 단일관으로 이루어진 배터리 냉각 시스템을 개시한다.

Description

배터리 냉각 시스템{Cooling system for battery}
본 발명의 일 실시예는 배터리 냉각 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 충전하여 재사용이 가능한 배터리는 모바일 디바이스, 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 전원으로 사용된다. 이들 배터리는 전극 조립체와 이를 수용하는 외장재로 이루어지며, 사용되는 외장재의 종류에 따라, 파우치형 배터리, 각형 배터리 또는 원통형 배터리로 구분된다.
또한, 다수의 배터리가 직렬 및/또는 병렬로 연결될 경우, 이는 배터리 모듈 또는 배터리 팩으로 정의되며, 이들은 하우징 또는 케이스에 수납된 후 내부 또는 외부의 배터리 모니터링 보드에 전기적으로 연결된다.
더욱이, 이러한 배터리 모듈 또는 배터리 팩이 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 전원으로 사용될 경우, 배터리의 열화 방지를 위해 냉각 시스템이 필요하다.
본 발명의 일 실시예는 이중관 구조를 이용하여 냉각 패키지 공간을 최소화할 수 있는 배터리 냉각 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 이중관의 내부에 보강 리브를 형성하여 이중관의 강성을 확보할 수 있는 배터리 냉각 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템은 냉각 유체를 유입 및 배출하는 이중관; 및 상기 이중관에 연결되어 상기 냉각 유체를 유입하는 내부 입구 및 상기 냉각 유체를 배출하는 내부 출구를 가지며, 배터리 셀의 일측에 설치된 내부 단일관을 포함한다.
상기 이중관은 내관; 및, 상기 내관의 외측에 형성된 외관을 포함하고, 상기 내관에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결되고, 상기 외관에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되거나, 또는 상기 내관에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되고, 상기 외관에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결될 수 있다.
상기 이중관은 내관; 상기 내관의 외측에 형성된 외관; 및 상기 내관과 상기 외관 사이에 개재된 보강 리브를 포함할 수 있다.
상기 보강 리브는 상기 이중관의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 이중관은 절곡될 수 있다.
상기 이중관에 연결되어 상기 냉각 유체를 유입 및 배출하는 열교환기를 더 포함할 수 있다.
상기 이중관에 연결되어 상기 냉각 유체를 배출하는 외부 출구 및 상기 냉각 유체를 유입하는 외부 입구를 포함하고, 상기 열교환기에 설치된 외부 단일관을 포함할 수 있다.
상기 내관에 상기 외부 단일관의 외부 출구가 연결되고, 상기 외관에 상기 외부 단일관의 외부 입구가 연결되거나, 또는 상기 내관에 상기 외부 단일관의 외부 입구가 연결되고, 상기 외관에 상기 외부 단일관의 외부 출구가 연결될 수 있다.
상기 이중관은 내관; 상기 내관의 외측에 형성된 외관; 및, 상기 외관 일측에 연결된 내측 소켓을 포함하고, 상기 내관 일측에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되거나, 또는 상기 내관 일측에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결될 수 있다.
상기 외관 타측에 연결된 외측 소켓을 더 포함하고, 상기 내관 타측에 외부 단일관의 외부 출구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 외부 단일관의 외부 입구가 연결되거나, 또는 상기 내관 타측에 외부 단일관의 외부 입구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 외부 단일관의 외부 출구가 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 이중관 구조를 이용하여 냉각 패키지 공간을 최소화할 수 있는 배터리 냉각 시스템을 제공한다. 일례로, 본 발명에서 냉각 유체를 유입하는 단일관 및 냉각 유체를 배출하는 단일관이 하나의 이중관에 형성됨으로써, 이러한 이중관을 수용하기 위한 냉각 패키지 공간이 최소화된다. 더욱이, 1개의 이중관을 고정하기 위한 각종 브라켓의 갯수 역시 감소됨으로써, 냉각 패키지 공간이 더욱 최소화된다.
본 발명의 일 실시예는 이중관의 내부에 보강 리브를 형성하여 이중관의 강성을 확보할 수 있는 배터리 냉각 시스템을 제공한다. 일례로, 본 발명에서 이중관은 내관과, 내관을 감싸는 외관을 포함하고, 내관과 외관의 사이에 길이 방향으로 형성된 다수의 보강 리브를 더 포함함으로써, 이중관의 강성이 향상된다.
더욱이, 본 발명에서, 이중관은 단일관과 마찬가지로 압출 튜브 방식 또는 사출 튜브 방식으로 제조될 수 있음으로써, 단일관과 마찬가지로 다양한 방향으로 절곡될 수 있고, 이에 따라 다양한 구조의 냉각 패키지 공간에 이중관이 수용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템 중에서 이중관을 도시한 부분단면도 및 부분 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템 중에서 이중관의 보강 리브를 도시한 부분 사시도 및 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템 중에서 절곡된 이중관을 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 배터리 셀은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 또는 리튬 이온 폴리머 전지와 같이 재충전이 가능한 배터리 셀일 수 있으며, 더욱이 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거 및/또는 전기 오토바이 등에 채택되는 대형 전지를 의미하나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 이중관은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지(ABS), 아크릴로니트릴스티렌 수지(AN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리브틸렌텔레프탈레이트(PBT), 변성 폴리페닐렌에테르, 불소 수지와 같은 열가소성 플라스틱, 페놀수지(PF), 유레아수지(UF), 멜라민 수지(MF), 불포화 폴리에스터 수지(UP), 에폭시 수지(EP), 폴리우레탄수지(PUR)와 같은 열경화성 수지로 제조될 수 있으나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 입구를 통해서는 냉각 유체가 유입된다고 정의하고, 출구를 통해서는 냉각 유체가 배출된다고 정의하나, 경우에 따라 반대의 의미를 가질 수도 있다. 더불어, 입구 및/또는 출구를 통해 냉각 유체가 단순히 "흐른다"라는 방식으로 설명될 수도 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템(100)의 개략도가 도시되어 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 냉각 시스템(100)은 열교환기(110)와, 열교환기(110)에 설치된 외부 단일관(120)과, 외부 단일관(120)에 연결된 이중관(130)과, 이중관(130)에 연결된 내부 단일관(140)과, 내부 단일관(140)이 설치된 냉각 플레이트(150)를 포함한다.
여기서, 냉각 플레이트(150) 위에 다수의 배터리 셀(160)이 배열되어 냉각될 수 있다. 또한, 외부 단일관(120)과 이중관(130) 사이에는 냉각 유체의 펌핑을 위한 유체 펌프(101)가 더 구비될 수 있다. 더불어, 열교환기(110)의 일측에는 열교환 효율이 향상되도록 냉각팬(102)이 설치될 수 있으며, 배터리 셀(160)의 일측에는 배터리 셀(160)의 온도 센싱을 위한 온도 센서(103)가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명은 온도 센서(103)로부터 센싱된 배터리 셀(160)의 온도에 따라 유체 펌프(101) 및/또는 냉각팬(102)을 제어하는 컨트롤러(104)를 더 포함할 수 있다.
열교환기(110)는 냉각 유체(예를 들면, 물 또는 오일)를 수용하며, 그 표면에는 냉각 유체의 신속한 냉각을 위한 다수의 냉각핀(111)이 구비될 수 있다. 일례로, 열교환기(110)는 자동차에 설치된 라디에이터일 수 있다. 즉, 본 발명에서 이중관(130) 및 내부 단일관(140)에 공급되는 냉각 유체는 자동차의 라디에이터로부터 얻을 수 있는 냉각된 물일 수 있다. 그러나, 본 발명에서 열교환기(110) 및 냉각 유체의 종류가 한정되지 않으며, 이는 일례에 불과하다.
외부 단일관(120)은 열교환기(110)에 미앤더(meander) 형태로 설치된다. 이러한 외부 단일관(120)은 외부 출구(121) 및 외부 입구(122)를 포함하며, 이는 각각 이중관(130)에 연결된다. 이러한 외부 단일관(120)은 열교환기(110)에 의해 열교환된 냉각 유체를 이중관(130)으로부터 유입하는 동시에, 냉각 플레이트(150)로부터 가열된 냉각 유체를 이중관(130)을 통하여 배출한다.
이중관(130)은 외부 단일관(120)과 내부 단일관(140)의 사이에 설치된다. 즉, 이중관(130)은 열교환기(110)에 설치된 외부 단일관(120)과, 냉각 플레이트(150)에 설치된 내부 단일관(140)을 상호간 기구적 및/또는 열적으로 연결하는 역할을 한다. 다르게 설명하면, 이중관(130)은 열교환기(110)로부터 냉각된 냉각 유체를 내부 단일관(140)까지 배출 또는 유입(흘러가게)하거나, 내부 단일관(140)으로부터 가열된 냉각 유체를 열교환기(110)까지 유입 또는 배출(흘러가게)하는 역할을 동시에 수행한다.
이러한 이중관(130)은 냉각 유체의 유입 및/또는 배출을 동시에 수행함으로써, 냉각 패키지 공간을 최소화하는 역할을 한다. 이를 위해, 이중관(130)은 내관(131), 내관(131)의 외측에 설치된 외관(132), 내관(131)과 외관(132) 사이에 개재된 보강 리브(133), 외관(132)의 일측에 설치된 외부 소켓(134) 및 외관(132)의 타측에 설치된 내부 소켓(135)을 포함하며, 이들 구성 요소의 유기적 결합 관계 및 작용에 대해서는 아래에서 다시 설명한다. 더불어, 상술한 제1,2소켓(134,135)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
더불어, 이중관(130)은 직선 형태이거나 또는 적어도 1회 이상 절곡된 형태로서, 미리 설정된 패키지 공간에 자유롭게 설치될 수 있다. 이러한 이중관(130)은 유입 및/또는 배출되는 냉각 유체가 상호간 열적 영향을 주지 않도록 열전달 계수가 상대적으로 낮은 상술한 플라스틱 계열로 형성됨이 바람직하다. 더불어, 이러한 이중관(130)의 열전달 계수에 비해 외부 단일관(120) 및/또는 내부 단일관(140)의 열전달 계수가 상대적으로 높음으로써, 이들에 의한 열교환 효율이 향상되도록 한다.
내부 단일관(140)은 이중관(130)에 연결되어 냉각 유체를 유입하는 내부 입구(141) 및 냉각 유체를 배출하는 내부 출구(142)를 포함한다. 즉, 내부 단일관(140)의 내부 입구(141) 및 내부 출구(142)는 이중관(130)에 연결된다. 다르게 설명하면, 냉각 유체는 내부 단일관(140)의 내부 입구(141)로부터 유입되어, 내부 출구(142)에서 배출된다. 이러한 내부 단일관(140)은 열전달 계수가 상대적으로 높은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 스텐레스 스틸 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
냉각 플레이트(150)는 대략 판상의 육면체 형태로 형성되며, 이는 평평한 상면과 평평한 하면을 포함한다. 이러한 냉각 플레이트(150)는 평평한 상면에 다수의 배터리 셀(160)이 일렬로 위치되도록 하고, 또한 상면과 하면 사이에 미앤더(meander) 형태의 내부 단일관(140)이 위치된다. 이와 같이 내부 단일관(140)이 미앤더 형태로 형성됨으로써, 배터리 셀(160)과 접촉하는 면적이 상대적으로 넓어지고, 또한 배터리 셀(160)과 접촉하는 체류 시간이 상대적으로 길어지고, 이에 따라 배터리 셀(160)의 냉각 효율이 향상된다.
냉각 플레이트(150)는 열전달 계수가 상대적으로 높은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 스텐레스 스틸 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
이와 같이 하여, 본 발명의 배터리 냉각 시스템(100)은 하나의 이중관(130)을 이용하여 냉각 유체의 유입 및/또는 배출이 동시에 수행되도록 함으로써, 냉각 패키지 공간이 최소화되도록 한다. 또한, 이중관(130) 구조에 의해 냉각 유체의 유입 구조 및/또는 배출 구조가 단순화된다.
또한, 본 발명은 컨트롤러(104)가 온도 센서(103)를 이용하여 배터리 셀(160)의 온도를 센싱하고, 배터리 셀(160)의 온도가 제1기준 온도를 초과할 경우, 유체 펌프(101)를 동작시킨다. 따라서, 열교환기(110) 및 외부 단일관(120)으로부터의 냉각 유체는 이중관(130)을 통해 내부 단일관(140)에 공급되고, 이에 따라 내부 단일관(140)을 감싸고 있는 냉각 플레이트(150)로부터 열에너지가 흡수되어 배터리 셀(160)이 냉각되도록 한다. 더욱이, 컨트롤러(104)는 배터리 셀(160)의 온도가 제2기준 온도를 초과할 경우, 냉각팬(102)을 동작시킨다. 따라서, 열교환기(110)의 열교환 효율이 향상되고, 이에 따라 배터리 셀(160)의 냉각 효율이 더욱 향상된다. 여기서, 제2기준 온도는 제1기준 온도보다 높을 수 있다.
도 1b에서 미설명 부호 163은 배터리 셀들(160)의 단자(161,162)를 직렬 또는 병렬로 연결하는 버스바이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템(100) 중에서 이중관(130)에 대한 부분 단면도 및 부분 사시도가 도시되어 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 이중관(130)은 내관(131) 및 외관(132)을 포함한다. 더불어, 이중관(130)은 외부 소켓(134) 및 내부 소켓(135)을 더 포함할 수 있다.
내관(131)은 직경이 외관(132)에 비해 상대적으로 작으며, 내관(131)의 일측에 외부 단일관(120)의 외부 출구(121) 또는 외부 입구가 연결되고, 내관(131)의 타측에 내부 단일관(140)의 내부 입구(141) 또는 내부 출구가 연결된다. 이와 같이 하여, 내관(131)은 외부 단일관(120)으로부터 내부 단일관(140)까지 냉각 유체가 유입 또는 배출되도록 하거나, 또는 반대로 내부 단일관(140)으로부터 외부 단일관(120)까지 냉각 유체가 배출 또는 유입되도록 한다.
외관(132)은 직경이 내관(131)에 비해 상대적으로 크며, 내관(131)의 외측에 위치된다. 따라서, 내관(131)과 외관(132) 사이에 일정한 크기의 공간 또는 갭이 형성되며, 이러한 공간 또는 갭을 통해 냉각 유체가 유입 또는 배출되도록 한다. 또한, 외관(132)의 일측에 외부 단일관(120)의 외부 입구(122) 또는 외부 출구가 연결되고, 외관(132)의 타측에 내부 단일관(140)의 내부 출구(142) 또는 내부 입구가 연결된다. 이와 같이 하여, 외관(132)은 내부 단일관(140)으로부터 외부 단일관(120)까지 냉각 유체가 배출 또는 유입되도록 하거나, 또는 반대로 외부 단일관(120)으로부터 내부 단일관(140)까지 냉각 유체가 유입 또는 배출되도록 한다.
한편, 외부 소켓(134)은 외관(132)의 일측에 연결되는 동시에 외부 단일관(120)의 외부 출구(121)를 대략 감싼다. 즉, 외부 단일관(120)의 외부 출구(121)가 이중관(130)의 내관(131)에 직접 연결되는데, 그 외측에 외부 소켓(134)이 위치되는 동시에 외관(132)의 일측에 연결된다. 외부 소켓(134)은 속이 비어 있으며, 이러한 외부 소켓(134)의 측부에는 외부 단일관(120)의 외부 입구(122)가 연결된다.
이와 같이 하여, 외부 단일관(120)의 외부 출구(121)를 통해 냉각 유체가 이중관(130)의 내관(131)으로 배출되고, 외부 소켓(134)에 결합된 외부 단일관(120)의 외부 입구(122)를 통해 냉각 유체가 이중관(130)의 외관(132)으로부터 유입된다.
또한, 반대로 외부 단일관(120)의 외부 출구(121)를 통해 냉각 유체가 이중관(130)의 내관(131)으로부터 유입되고, 외부 소켓(134)에 결합된 외부 단일관(120)의 외부 입구(122)를 통해 냉각 유체가 이중관(130)의 외관(132)으로 배출될 수도 있다.
내부 소켓(135)은 외관(132)의 타측에 연결되는 동시에 내부 단일관(140)의 내부 입구(141)를 대략 감싼다. 즉, 내부 단일관(140)의 내부 입구(141)가 이중관(130)의 내관(131)에 직접 연결되는데, 그 외측에 내부 소켓(135)이 위치되는 동시에 외관(132)의 일측에 연결된다. 내부 소켓(135)은 속이 비어 있으며, 이러한 내부 소켓(135)의 측부에는 내부 단일관(140)의 내부 출구(142)가 연결된다.
이와 같이 하여, 이중관(130)의 내관(131)을 통해 냉각 유체가 내부 단일관(140)의 내부 입구(141)로 유입되고, 내부 소켓(135)에 결합된 내부 단일관(140)의 내부 출구(142)를 통해 냉각 유체가 이중관(130)의 외관(132)으로 배출된다.
또한, 반대로 냉각 유체가 내부 단일관(140)의 내부 입구(141)로부터 이중관(130)의 내관(131)으로 유입되고, 이중관(130)의 외관(132)으로부터 내부 소켓(135)에 결합된 내부 단일관(140)의 내부 출구(142)를 통해 냉각 유체가 유입될 수도 있다.
여기서, 비록 내,외부 소켓(134,135)에 대해 설명하였으나, 본 발명에서 내,외부 소켓(134,135)은 생략될 수도 있다. 즉, 이중관(130) 중 외관(132)의 일측 영역이 상술한 외부 소켓(134)의 모양으로 형성되고, 또한 이중관(130) 중 외관(132)의 타측 영역이 상술한 내부 소켓(135)의 모양으로 형성됨으로써, 내,외부 소켓(134,135)이 생략될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 배터리 냉각 시스템(100)은 하나의 이중관(130)을 이용하여 냉각 유체의 유입과 배출이 동시에 수행되도록 함으로써, 냉각 패키지 공간이 최소화된다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템(100) 중에서 이중관(130)의 보강 리브(133)에 대한 부분 사시도 및 부분 단면도가 도시되어 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 냉각 시스템(100)의 이중관(130)은 내관(131)과 외관(132) 사이에 개재된 적어도 하나의 보강 리브(133)를 더 포함할 수 있다. 보강 리브(133)는 이중관(130)의 길이를 따라 형성되며, 이는 내관(131)으로부터 외관(132)을 향하여 법선 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 내관(131), 외관(132) 및 보강 리브(133)가 정의하는 공간 또는 갭을 통하여 냉각 유체가 유입 또는 배출된다.
이와 같이 하여 본 발명은 이중관(130)의 내관(131)과 외관(132) 사이에 상호간의 간격을 유지하는 보강 리브(133)가 더 형성됨으로써, 냉각 유체가 흐르는 유로가 확보됨은 물론 이중관(130)의 강성이 향상된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각 시스템(100) 중에서 절곡된 이중관(130)의 사시도가 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이중관(130)은 적어도 1회 이상 절곡될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 이중관(130)은 외부 단일관(120) 또는/및 내부 단일관(140)과 마찬가지로 압출 튜브 방식 또는 사출 튜브 방식으로 제조되기 때문에, 다양한 모양으로 절곡이 가능하고, 이에 따라 본 발명에 다른 이중관(130)은 다양한 패키지 공간에 설치될 수 있다.
아래의 표 1은 2개의 단일관을 이용하였을 경우 필요 패키지와, 1개의 이중관을 이용하였을 경우 필요 패키지를 비교한 것이다.
여기서, 1개의 단일관 각각의 직경은 10 mm이고, 이중관은 내관의 직경이 10 mm, 외관의 직경이 18.5 mm이다. 또한, 유료 면적은 단일관 입구가 78.5 mm2, 단일관 출구가 78.5 mm2이고, 이중관의 내관 입구가 78.5 mm2, 이중관의 외관 출구가 82.4 mm2이다.
단일관 이중관
내경 (mm) 10 10
유로 면적 입구(mm2) 78.5 78.5
출구(mm2) 78.5 82.4
필요 패키지 (mm2) 420 268
위의 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 단일관을 이용하였을 경우 필요 패키지는 420 mm2인 반면, 본 발명에 따른 배터리 냉각 시스템에서의 이중관을 이용하였을 경우 필요 패키지는 268 mm2이다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 냉각 시스템은 외부 단일관과 내부 단일관의 연결을 위해 필요한 패키지가 현저히 감소하게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배터리 냉각 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 배터리 냉각 시스템
101; 유체 펌프 102; 냉각팬
103; 온도 센서 104; 컨트롤러
110; 열교환기 111; 냉각핀
120; 외부 단일관 121; 외부 출구
122; 외부 입구 130; 이중관
131; 내관 132; 외관
133; 보강 리브 134; 외부 소켓
135; 내부 소켓 140; 내부 단일관
141; 내부 입구 142; 내부 출구
150; 냉각 플레이트 160; 배터리 셀

Claims (10)

  1. 냉각 유체를 유입 및 배출하는 이중관; 및
    상기 이중관에 연결되어 상기 냉각 유체를 유입하는 내부 입구 및 상기 냉각 유체를 배출하는 내부 출구를 가지며, 배터리 셀의 일측에 설치된 내부 단일관을 포함하고, 상기 내부 단일관이 상기 이중관에 비해 더 높은 열전달 계수는 갖는 배터리 냉각 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중관은
    내관; 및,
    상기 내관의 외측에 형성된 외관을 포함하고,
    상기 내관에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결되고, 상기 외관에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되거나, 또는
    상기 내관에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되고, 상기 외관에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결됨을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중관은
    내관;
    상기 내관의 외측에 형성된 외관; 및
    상기 내관과 상기 외관 사이에 개재된 보강 리브를 포함함을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보강 리브는 상기 이중관의 길이 방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중관은 절곡된 것을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 이중관에 연결되어 상기 냉각 유체를 유입 및 배출하는 열교환기를 더 포함함을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이중관에 연결되어 상기 냉각 유체를 배출하는 외부 출구 및 상기 냉각 유체를 유입하는 외부 입구를 포함하고, 상기 열교환기에 설치된 외부 단일관을 포함함을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 내관에 상기 외부 단일관의 외부 출구가 연결되고, 상기 외관에 상기 외부 단일관의 외부 입구가 연결되거나, 또는
    상기 내관에 상기 외부 단일관의 외부 입구가 연결되고, 상기 외관에 상기 외부 단일관의 외부 출구가 연결됨을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중관은
    내관;
    상기 내관의 외측에 형성된 외관; 및,
    상기 외관 일측에 연결된 내측 소켓을 포함하고,
    상기 내관 일측에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되거나, 또는
    상기 내관 일측에 상기 내부 단일관의 내부 출구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 내부 단일관의 내부 입구가 연결됨을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 외관 타측에 연결된 외측 소켓을 더 포함하고,
    상기 내관 타측에 외부 단일관의 외부 출구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 외부 단일관의 외부 입구가 연결되거나, 또는
    상기 내관 타측에 외부 단일관의 외부 입구가 연결되고, 상기 내측 소켓에 상기 외부 단일관의 외부 출구가 연결됨을 특징으로 하는 배터리 냉각 시스템.
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