KR102568502B1 - A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins - Google Patents

A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins Download PDF

Info

Publication number
KR102568502B1
KR102568502B1 KR1020210046295A KR20210046295A KR102568502B1 KR 102568502 B1 KR102568502 B1 KR 102568502B1 KR 1020210046295 A KR1020210046295 A KR 1020210046295A KR 20210046295 A KR20210046295 A KR 20210046295A KR 102568502 B1 KR102568502 B1 KR 102568502B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
plate
battery module
battery
heating
Prior art date
Application number
KR1020210046295A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220140151A (en
Inventor
양기일
Original Assignee
(주)엠피에스코리아
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 (주)엠피에스코리아 filed Critical (주)엠피에스코리아
Priority to KR1020210046295A priority Critical patent/KR102568502B1/en
Publication of KR20220140151A publication Critical patent/KR20220140151A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102568502B1 publication Critical patent/KR102568502B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조에 관한 것으로, 그 구성은 하부판 상부에 다수개의 리브가 일정간격 이격되어 냉난방 플레이트가 안착되어 체결되는 메인 트레이; 알루미늄 구조체로서 종방향으로 일정길이를 형성하고 내부에 냉각수가 유입 및 유출되는 관통의 통공을 각각 구비한 플레이트로 형성되어 다수의 플레이트가 결합되고 하나의 플레이트의 냉각수 유입홈과 타 플레이트의 냉각수 유출홈이 연결유로로 연결되어 유입된 냉각수가 유동함으로써 배터리모듈의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각하는 냉난방 플레이트; 상기 냉난방 플레이트 상부에 안착되어 전원을 공급하기 위하여 4개의 원통 리듐전지가 냉각핀에 삽입되고 전극단자에 의해 배터리 셀의 전원이 공급되도록 외부프레임에 의해 체결되는 다수의 배터리 팩이 연결구조를 갖는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 상부면에 안착되어 배터리 모듈에 발생되는 전원과 연동되는 외부 장치로 전원이 제공되도록 해당 전원을 연결하거나, 외부 장치의 환경에 따라 해당 전원을 차단하도록 전원공급 여부를 조절하는 PRA 플레이트; 및 상기 메인 트레이에 냉난방 플레이트, 배터리 모듈 및 PRA 플레이트의 각 구성이 순차적으로 적층되고 각 구성을 보호하도록 상부케이스와 결합되어 방수 구조를 구비한 하부 케이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cooling and heating structure of a battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells, which includes a main tray on which a plurality of ribs are spaced apart at regular intervals on a lower plate to which a cooling and heating plate is seated and fastened; An aluminum structure that is formed of a certain length in the longitudinal direction and is formed of plates each having through-holes through which cooling water flows in and out. A plurality of plates are combined, and a cooling water inlet groove of one plate and a coolant outlet groove of another plate are formed. a cooling/heating plate that is connected to the connection passage and cools the heat generated according to the operation of the battery module by flowing the introduced cooling water; A battery having a connection structure in which four cylindrical lithium batteries are inserted into cooling fins to supply power while being seated on the cooling/heating plate, and a plurality of battery packs fastened by external frames to supply power to the battery cells by electrode terminals. module; A PRA plate seated on the upper surface of the battery module to connect the power so that power is provided to an external device interlocked with the power generated in the battery module, or to control power supply to cut off the power according to the environment of the external device. ; and a lower case having a waterproof structure by being coupled with an upper case so that each component of the cooling/heating plate, battery module, and PRA plate is sequentially stacked on the main tray and protecting each component.

Description

원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조{A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins}A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins}

본 발명은 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다수의 플레이트가 체결되어 결합구조를 가지고 연결유로를 통해 유입된 냉각수가 유동하여 냉난방 플레이트 상부에 배터리 모듈이 안착되어 직접적으로 접촉하고 냉각핀이 배터리 셀 내에서 리듐전지와 직접적으로 접촉하여 셀 내에 발생하는 열을 냉각핀에서 일부 해소되고 직접 접촉된 냉난방 플레이트의 유로를 따라 냉기가 전달됨으로써 배터리 모듈의 직접적인 냉방을 가능케하여 냉방 효율을 극대화할 수 있는 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating structure of a battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells, and more specifically, a plurality of plates are fastened to form a coupling structure, and cooling water introduced through a connection passage flows so that the battery module is seated on top of the cooling and heating plates. As the cooling fins directly contact the lithium battery within the battery cell, some of the heat generated in the cell is dissipated by the cooling fins, and cold air is transferred along the flow path of the cooling and heating plate in direct contact, thereby directly cooling the battery module. The present invention relates to a cooling and heating structure of a battery module equipped with a cooling fin for a cylindrical battery capable of maximizing cooling efficiency.

또한, 본 발명은 배터리 모듈이 안착되는 냉난방 플레이트의 플레이트 상의 연결유로를 따라 열선이 구비되도록 하여 외부 환경에 따라 배터리 모듈의 난방이 필요할 때 열선에 전기를 인가하여 열선을 통해 전기를 열로 변환시켜 바닥 플레이트에 열이 인가되어 바닥플레이트의 온도를 올리고, 배터리 모듈에 난방이 가능하도록 동작됨으로써 지역, 환경에 따라 배터리 모듈의 냉방 또는 난방의 구동을 위해 냉난방 플레이트를 선택적으로 조절할 수 있는 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조에 관한 것이다.In addition, the present invention provides a heating wire along the connection passage on the plate of the cooling and heating plate on which the battery module is seated, and applies electricity to the heating wire when heating of the battery module is required according to the external environment, converting electricity into heat through the heating wire, and Heat is applied to the plate to raise the temperature of the bottom plate, and the battery module is operated to heat the battery module. Cooling fins for cylindrical cells can selectively control the cooling and heating plates for driving cooling or heating of the battery module depending on the region and environment. It relates to a cooling/heating structure of the provided battery module.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전 및 방전 가능한 전지로서, 전기 자동차의 모터 구동용 배터리의 경우, 다수의 전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 대용량의 이차 전지를 구성하게 된다.In general, a secondary battery is a battery that can be charged and discharged. In the case of a battery for driving a motor of an electric vehicle, a large capacity secondary battery is configured by connecting a plurality of battery cells in series or parallel.

이차전지는 케이스 내에 다수의 전지셀들을 적층시켜 수납하고 이를 전기적으로 연결한 구성을 가진다. 특히 사용 중 전지셀들의 과충전, 과방전, 과전류, 발열, 연쇄적인 부반응에 의한 발화 또는 폭발을 방지하기 위하여, 상기 케이스의 외부에는 단위전지들의 전압, 전류, 온도 등을 검출하고 전지의 작동을 제어하는 제어장치와 냉각장치 등이 구비된다.The secondary battery has a configuration in which a plurality of battery cells are stacked and stored in a case and electrically connected to each other. In particular, in order to prevent overcharge, overdischarge, overcurrent, heat generation, and ignition or explosion of battery cells during use, the voltage, current, temperature, etc. of the unit cells are detected outside the case and the operation of the battery is controlled A control device and a cooling device are provided.

현재 사용되고 있는 전기 자동차용 배터리의 냉각방식은 크게 공랭식과 수냉식으로 나눌 수 있으며, 공냉 및 수냉식 냉각방식은 배터리 모듈 단위로 이루어지는 것이 일반적이다.Currently used cooling methods of electric vehicle batteries can be largely divided into air-cooling and water-cooling methods, and air-cooling and water-cooling methods are generally performed in units of battery modules.

공랭식 냉각방식은 냉각팬을 배터리 트레이에 부착하고, 공기를 외부에서 흡입하여 배터리 트레이의 입구 쪽부터 냉각을 시켜 배터리 트레이의 뒤쪽 출구로 공기를 배기시킨다. 그러나 배터리의 냉각성능은 입구 단에서 데워진 공기가 뒤쪽으로 전달됨으로 배터리의 위치에 따라 냉각특성에 차이가 발생할 수 있으며, 특히 앞쪽보다는 뒤쪽에 위치한 배터리의 냉각효율이 떨어진다고 볼 수 있으며, 전체적으로 공기에 의한 냉각속도가 느린 단점이 있다.In the air-cooled cooling method, a cooling fan is attached to the battery tray, and air is sucked in from the outside to cool from the inlet side of the battery tray, and the air is exhausted through the rear outlet of the battery tray. However, the cooling performance of the battery may vary depending on the position of the battery as the air heated at the inlet is delivered to the rear. The downside is that the cooling rate is slow.

또한, 배터리 팩 냉각시 배터리 셀 각각의 냉각핀을 연결하고 이를 열전도를 통해 열을 배출한 후, 이 열을 대류 또는 냉각수가 흐르는 바닥플레이트에 직접 배출하는 구조의 배터리 셀/모듈의 냉각방식을 필요한 실정이다.In addition, when cooling the battery pack, the cooling fins of each battery cell are connected, heat is discharged through heat conduction, and then the heat is discharged directly to the bottom plate through convection or cooling water. The situation is.

그러나, 종래의 수냉식 냉각장치는 배터리팩 케이스가 일체형이 아닌 배터리 모듈의 하측에 히트 싱크 또는 배터리팩에 냉각 파이프를 직접 삽입시켜 배터리 모듈을 냉각하고 있는데 이러한 방식은 별도의 부품으로 구성되어 부품수 증가 및 제조 공정이 복잡해 지고, 누수에 의한 화재 발생을 포함한 2차 사고의 위험성인 높고, 중량상의 문제로 전기 자동차의 주행거리가 줄어드는 문제점이 발생하게 된다.However, in the conventional water-cooled chiller, the battery module is cooled by directly inserting a cooling pipe into the battery pack or a heat sink on the lower side of the battery module where the battery pack case is not integrated, but this method is composed of separate parts and increases the number of parts. And the manufacturing process becomes complicated, the risk of secondary accidents including fire due to water leakage is high, and the mileage of the electric vehicle is reduced due to weight problems.

따라서, 수냉식 냉각채널을 배터리팩 케이스와 일체로 하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있고, 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 냉각 장치의 중량을 줄여 전기 자동차의 주행거리를 늘릴 수 있는 새로운 배터리 냉각 장치가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a new battery cooling device that can improve the cooling efficiency by integrating the water-cooled cooling channel with the battery pack case, simplify the manufacturing process, and increase the mileage of the electric vehicle by reducing the weight of the cooling device. The situation is.

이에 본 출원인은 다수의 배터리 팩으로 사용시 발생하는 배터리의 내부 열을 효율적으로 경감할 수 있는 배터리 팩 및 냉각 구조에 대하여 제안하고자 한다.Accordingly, the present applicant intends to propose a battery pack and a cooling structure capable of efficiently reducing internal heat generated when a plurality of battery packs are used.

아울러 배터리 팩의 바닥 부분은 전기자동차가 고열의 지면으로부터 열이 전달되지 않아야 하고, 도로 바닥면의 화염 지역을 운전하여 지날때 화염으로부터 배터리 셀을 보호하기 위하여 직접적인 열 전달이 되지 않는 구조가 필요하고, 바닥면이 물이 흐르는 플레이트 구조의 배터리 팩 설계가 필요한 실정이다.In addition, the bottom part of the battery pack should not transfer heat from the high-temperature ground of the electric vehicle, and a structure that does not directly transfer heat to protect the battery cells from flames when driving through a flame area on the floor of the road is required. , it is necessary to design a battery pack with a plate structure on the bottom surface through which water flows.

[관련기술문헌][Related technical literature]

1. 배터리팩 냉각을 위한 일체형 수냉식 냉각장치(One-piece water-cooled cooling device for battery pack cooling)(특허등록번호 제10-2002861호)1. One-piece water-cooled cooling device for battery pack cooling (Patent Registration No. 10-2002861)

2. 배터리용 열교환기(HEAT EXCHANGER FOR BATTERY)(특허공개번호 제10-2014-002696호)2. HEAT EXCHANGER FOR BATTERY (Patent Publication No. 10-2014-002696)

3. 수냉식 배터리모듈 및 이의 제조방법(WATER COOLING BATTERY MODULE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME)(특허공개번호 제10-2016-0046474호)3. WATER COOLING BATTERY MODULE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME (Patent Publication No. 10-2016-0046474)

4. 수냉식 배터리모듈용 수냉장치 및 이를 구비한 배터리팩(Water cooling device for Battery module and Battery Pack having the device)(제10-2172433호)4. Water cooling device for Battery module and Battery Pack having the device (No. 10-2172433)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배터리 모듈이 지면의 고온으로부터 열 전달이 되지 않도록 냉각수가 흐르는 바닥 냉각플레이트를 배터리 팩의 바닥면과 일치하도록 구비하여, 배터리 모듈이 안착되는 냉난방 플레이트의 플레이트 상의 연결유로를 따라 열선이 구비되도록 하여 배터리 모듈의 난방이 필요할 때 열선을 통해 열을 인가하여 배터리 모듈에 직접적으로 난방이 가능하도록 동작됨으로써 지역, 환경에 따라 배터리 모듈의 냉방 또는 난방의 구동을 위해 냉난방 플레이트를 선택적으로 조절할 수 있는 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, by providing a bottom cooling plate through which cooling water flows to coincide with the bottom surface of the battery pack so that the battery module does not transfer heat from the high temperature of the ground, so that the cooling and heating plate on which the battery module is seated A heating wire is provided along the connection passage on the plate, and when heating of the battery module is required, heat is applied through the heating wire so that the battery module can be directly heated. It is an object of the present invention to provide a cooling/heating structure of a battery module equipped with cooling fins for cylindrical batteries capable of selectively adjusting cooling/heating plates.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조는 하부판 상부에 다수개의 리브가 일정간격 이격되어 냉난방 플레이트가 안착되어 체결되는 메인 트레이; 알루미늄 구조체로서 종방향으로 일정길이를 형성하고 내부에 냉각수가 유입 및 유출되는 관통의 통공을 각각 구비한 플레이트로 형성되어 다수의 플레이트가 결합되고 하나의 플레이트의 냉각수 유입홈과 타 플레이트의 냉각수 유출홈이 연결유로로 연결되어 유입된 냉각수가 유동함으로써 배터리모듈의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각하는 냉난방 플레이트; 상기 냉난방 플레이트 상부에 안착되어 전원을 공급하기 위하여 4개의 원통 리듐전지가 냉각핀에 삽입되고 전극단자에 의해 배터리 셀의 전원이 공급되도록 외부프레임에 의해 체결되는 다수의 배터리 팩이 연결구조를 갖는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 상부면에 안착되어 배터리 모듈에 발생되는 전원과 연동되는 외부 장치로 전원이 제공되도록 해당 전원을 연결하거나, 외부 장치의 환경에 따라 해당 전원을 차단하도록 전원공급 여부를 조절하는 PRA 플레이트; 및 상기 메인 트레이에 냉난방 플레이트, 배터리 모듈 및 PRA 플레이트의 각 구성이 순차적으로 적층되고 각 구성을 보호하도록 상부케이스와 결합되어 방수 구조를 구비한 하부 케이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a cooling and heating structure of a battery module equipped with cooling fins for a cylindrical battery according to an embodiment of the present invention includes a main tray on which a plurality of ribs are spaced apart at regular intervals on a lower plate to which a cooling and heating plate is seated and fastened; An aluminum structure that is formed of a certain length in the longitudinal direction and is formed of plates each having through-holes through which cooling water flows in and out. A plurality of plates are combined, and a cooling water inlet groove of one plate and a coolant outlet groove of another plate are formed. a cooling/heating plate that is connected to the connection passage and cools the heat generated according to the operation of the battery module by flowing the introduced cooling water; A battery having a connection structure in which four cylindrical lithium batteries are inserted into cooling fins to supply power while being seated on the top of the cooling/heating plate, and a plurality of battery packs fastened by an external frame to supply power to the battery cells by electrode terminals. module; A PRA plate seated on the upper surface of the battery module to connect the power so that power is provided to an external device interlocked with the power generated in the battery module, or to control power supply to cut off the power according to the environment of the external device. ; and a lower case having a waterproof structure by being coupled with an upper case so that each component of the cooling/heating plate, battery module, and PRA plate is sequentially stacked on the main tray and protecting each component.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조의 상기 냉난방 플레이트는 종방향으로 일정길이를 가지고 상부 및 하부에 길이방향으로 식각된 안내리브가 구비되고, 정면에 냉각수가 유입되도록 통공된 냉각수 유입홈 및 냉각수 유출홈이 구비되고 길이방향으로 좌우측으로 제 2 플레이트와 체결되는 체결 가이드 홈이 구비된 제 1 플레이트, 상기 제 1 플레이트와 체결되어 연결되는 구조로서 종방향으로 일정길이를 가지고 상부 및 하부에 길이방향으로 식각된 안내리브가 구비되고, 정면에 냉각수가 유입되도록 통공된 냉각수 유입홈 및 냉각수 유출홈이 구비되고 길이방향으로 좌측으로 제 1 플레이트의 체결 가이드 홈과 체결되는 체결가이드 돌기와 우측으로 타 플레이트와 체결도록 체결가이드 홈이 구비된 제 2 플레이트, In addition, the cooling and heating plate of the cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for a cylindrical battery according to an embodiment of the present invention has a certain length in the longitudinal direction, and is provided with guide ribs etched in the longitudinal direction at the top and bottom, and the cooling water is provided on the front side. A first plate provided with coolant inlet grooves and coolant outlet grooves through which the inlet is introduced and coupled guide grooves fastened with the second plate on the left and right sides in the longitudinal direction, and a structure fastened and connected to the first plate in the longitudinal direction. Guide ribs having a certain length and etched in the longitudinal direction are provided at the top and bottom, and a coolant inlet groove and a coolant outlet groove are provided on the front side through which coolant flows in, and coupled to the fastening guide groove of the first plate to the left in the longitudinal direction A second plate provided with a fastening guide protrusion and a fastening guide groove to fasten with the other plate to the right,

상기 제 1 플레이트의 체결가이드 홈과 제 2 플레이트의 체결가이드 돌기가 체결되고, 순차적으로 체결가이드 홈에 타 플레이트의 체결가이드 돌기가 삽입되어 일련의 플레이트가 연결구조를 갖는 평판의 플레이트가 형성되고, 일련의 플레이트가 연결되면 제 1 플레이트의 냉각수 유출홈과 제 2 플레이트의 냉각수 유입홈에 유입된 냉각수가 흐르도록 연결유로로 연결하여 유입된 냉각수가 유동함으로써 안착된 배터리 모듈의 구동에 따라 발생하는 열이 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 한다.The fastening guide groove of the first plate and the fastening guide protrusion of the second plate are fastened, and the fastening guide protrusion of the other plate is sequentially inserted into the fastening guide groove to form a plate of a flat plate having a connection structure of a series of plates, When a series of plates are connected, the cooling water outlet groove of the first plate and the cooling water inlet groove of the second plate are connected to a connection passage so that the coolant flow flows, thereby generating heat generated by driving the battery module. It is characterized in that it is configured to be cooled.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조의 냉난방 플레이트는 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트의 상부 또는 하부면 길이방향으로 식각되어 구비된 안내리브를 따라서 열선이 유턴형태로 설치되어 인가된 전원이 열선을 따라 도통하면 열이 유도되어 안착된 배터리 모듈에 난방이 되도록 동작하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling and heating plate of the cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells according to an embodiment of the present invention is etched in the longitudinal direction of the upper or lower surfaces of the first plate and the second plate, and heat rays are formed along the guide ribs provided. It is characterized in that it is installed in a U-turn form and operates so that when the applied power is conducted along the heating wire, heat is induced to heat the seated battery module.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조의 상기 냉각핀은 알루미늄의 재질로 구비되고 원통형 리듐전지의 표면을 따라 반면은 반원형의 접촉부에 접촉구조를 가지고 타 반면은 개방되도록 2개가 하나의 쌍으로 형성되되 2개의 쌍이 서로 대칭구조를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling fins of the cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for cylindrical batteries according to an embodiment of the present invention are made of aluminum and have a contact structure along the surface of the cylindrical lithium battery on the other hand at the semicircular contact portion. On the other hand, it is characterized in that the two are formed as a pair so as to be open, and the two pairs are formed to have a symmetrical structure with each other.

본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조는, 다수의 플레이트가 체결되어 결합구조를 가지고 연결유로를 통해 유입된 냉각수가 유동하여 냉난방 플레이트 상부에 배터리 모듈이 안착되어 직접적으로 접촉하고 냉각핀이 배터리 셀 내에서 리듐전지와 직접적으로 접촉하여 셀 내에 발생하는 열을 냉각핀에서 일부 해소되고 직접 접촉된 냉난방 플레이트의 유로를 따라 냉기가 전달됨으로써 배터리 모듈의 직접적인 냉방을 가능케하여 냉방 효율을 극대화할 수 있다.The cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells according to an embodiment of the present invention has a coupling structure in which a plurality of plates are fastened, and the cooling water introduced through the connection passage flows so that the battery module is seated on the top of the cooling and heating plate. The cooling fins directly contact the lithium battery within the battery cell, and the heat generated in the cell is partially dissipated by the cooling fins, and cold air is transferred along the flow path of the cooling and heating plate in direct contact, enabling direct cooling of the battery module. Thus, cooling efficiency can be maximized.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조는 배터리 모듈이 안착되는 냉난방 플레이트의 플레이트 상부에 연결유로를 따라 열선이 구비되도록 하여 외부 환경에 따라 배터리 모듈의 난방이 필요할 때 열선을 통해 열을 인가하여 배터리 모듈에 직접적으로 난방이 가능하도록 동작됨으로써 지역, 환경에 따라 배터리 모듈의 냉방 또는 난방의 구동을 위해 냉난방 플레이트를 선택적으로 조절할 수 있다.In addition, in the cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells according to an embodiment of the present invention, a heating wire is provided along the connection flow path on the upper part of the plate of the cooling and heating plate on which the battery module is seated, thereby heating the battery module according to the external environment. When necessary, heat is applied through a hot wire to directly heat the battery module, so that the cooling/heating plate can be selectively adjusted to drive cooling or heating of the battery module according to the region and environment.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조는 냉각핀이 배터리 셀의 배터리와 직접 접속하고, 배터리 모듈이 냉난방 플레이트와 직접적으로 접촉이 됨으로써 냉난방 플레이트가 냉각수를 통한 직접적인 냉방 및 플레이트 상의 연결유로를 따라 구비된 열선을 통해 직접적으로 난방이 가능하게 되어 전체 배터리 모듈의 열관리 및 온도조절을 신속하고 효과적으로 관리할 수 있다.In addition, in the cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells according to an embodiment of the present invention, the cooling fins are directly connected to the battery of the battery cells, and the battery module is in direct contact with the cooling and heating plates, so that the cooling and heating plates supply cooling water. Direct cooling is possible through direct cooling and direct heating through the heating wire provided along the connection passage on the plate, so that the thermal management and temperature control of the entire battery module can be managed quickly and effectively.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조는 다수의 플레이트가 체결구조로 결합되어 냉난방 플레이트를 구비하고 배터리 모듈이 냉난방 플레이트 상부에 위치하여 배터리 냉각을 위한 냉각수 유체가 유동할 수 있는 연결유로가 형성되게 하여 제조 공정을 단순화할 수 있어 배터리의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, in the cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells according to an embodiment of the present invention, a plurality of plates are coupled in a fastening structure to provide cooling and heating plates, and the battery module is located on top of the cooling and heating plates to cool the battery. By forming a connection passage through which fluid can flow, the manufacturing process can be simplified and the cooling efficiency of the battery can be improved.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조는 하부케이스 상부에 냉난방 플레이트가 구비됨으로서 배터리 팩/모듈이 고열의 지면으로부터 열이 전달되지 않아 전기자동차의 안정성을 보장하고, 주행에 따른 도로 바닥면의 화염 지역을 주행할 때 직접적으로 배터리 모듈에 열이 전달되지 않는 구조로서 배터리 모듈을 보호할 수 있고, 유로가 형성된 플레이트를 통해 화염 등으로부터 배터리 모듈의 안정성을 보장할 수 있다.In addition, the heating and cooling structure of the battery module equipped with cooling fins for cylindrical cells according to an embodiment of the present invention has a heating and cooling plate provided on the upper part of the lower case, so that the battery pack / module does not transfer heat from the high-temperature ground, thereby improving the stability of the electric vehicle. It is a structure in which heat is not directly transferred to the battery module when driving in a flame area on the road floor according to driving, which can protect the battery module and can protect the plate with a flow path. Through this, it is possible to ensure the stability of the battery module from flames and the like.

도 1은 본 발명에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조의 분해 구조도
도 2는 도 1의 냉난방 플레이트의 제 1 플레이트의 세부 구조도
도 3은 도 1의 냉난방 플레이트의 제 2 플레이트의 세부 구조도
도 4는 도 1의 냉난방 플레이트의 각 플레이트의 결합 상태도
도 5는 도 1의 냉난방 플레이트의 상태도
도 6은 도 1의 냉난방 플레이트에 열선이 구비된 상태도
도 7은 도 1의 배터리 모듈 내 구비된 냉각핀의 사시도
도 8은 도 7에 의한 냉각핀에 리듐전지가 체결되는 상태도
도 9 내지 도 10은 도 7에 따라 냉각핀에 리듐전지가 체결된 배터리 팩의 사시도1 is an exploded structural diagram of a cooling and heating structure of a battery module equipped with a cooling fin for a cylindrical battery according to the present invention.
Figure 2 is a detailed structural view of the first plate of the cooling and heating plate of Figure 1
Figure 3 is a detailed structural diagram of a second plate of the cooling and heating plate of Figure 1
Figure 4 is a coupling state diagram of each plate of the cooling and heating plate of Figure 1
5 is a state diagram of the cooling and heating plate of FIG. 1
6 is a state diagram in which a hot wire is provided in the cooling and heating plate of FIG. 1
7 is a perspective view of cooling fins provided in the battery module of FIG. 1;
8 is a state diagram in which a lithium battery is fastened to the cooling fin of FIG. 7;
9 to 10 are perspective views of a battery pack in which a lithium battery is fastened to a cooling fin according to FIG. 7;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조의 분해 구조도를 도시한 도면으로서, 본 발명에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조는 크게, 메인 트레이(100), 냉난방 플레이트(200), 배터리 모듈(300), PRA 플레이트(400), 하부케이스(500) 및 상부케이스(600)로 구성된다.1 is an exploded structural diagram of a cooling and heating structure of a battery module equipped with cooling fins for a cylindrical cell according to the present invention. 100), cooling and heating plate 200, battery module 300, PRA plate 400, lower case 500 and upper case 600.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조의 세부구성을 살펴보면, 먼저, 상기 메인 트레이(100)는 원통 전지의 냉난방 플레이트(200), 배터리 모듈(300), PRA 플레이트(400)를 지지하는 것으로서, 보다 구체적으로 하부판 상부에 다수개의 리브(120)가 일정간격 이격되어 냉난방 플레이트(200)가 안착되어 체결된다.Hereinafter, referring to FIG. 1, the detailed configuration of the cooling and heating structure of the battery module equipped with cooling fins for a cylindrical cell according to the present invention is described. First, the main tray 100 includes a cooling and heating plate 200 of the cylindrical cell, As supporting the module 300 and the PRA plate 400, more specifically, a plurality of ribs 120 are spaced apart at regular intervals on the upper part of the lower plate, and the heating and cooling plate 200 is seated and fastened.

상기 냉난방 플레이트(200)는 다수개의 알루미늄 구조체가 결합되어 구성된것으로서, 다수개의 알루미늄 구조체가 종방향으로 일정길이를 형성하고 내부에 냉각수가 유입 및 유출되는 관통의 통공을 각각 구비한 플레이트(210,220)로 형성되어 다수의 플레이트가 서로 결합되어 하나의 플레이트 판을 형성되고, 플레이트의 냉각수 유입홈(213)과 타 플레이트의 냉각수 유출홈(225)이 연결유로(230)로 각각 연결되어 유입된 냉각수가 유동함으로써 배터리모듈(300)의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각하도록 동작한다. The cooling and heating plate 200 is composed of a plurality of aluminum structures combined, and the plurality of aluminum structures form a certain length in the longitudinal direction, and the plates 210 and 220 each have through holes through which cooling water flows in and out. A plurality of plates are coupled to each other to form one plate plate, and the coolant inlet groove 213 of the plate and the coolant outlet groove 225 of the other plate are connected to the connection passage 230, respectively, so that the introduced coolant flows. By doing so, it operates to cool heat generated according to driving of the battery module 300 .

또한, 상기 냉난방 플레이트(200)는 플레이트(210,220)의 상부면 상에 열선이 유턴하여 구비되도록 인가되는 전원을 통해 열선에 열이 유도되어 흐르도록 안내 리브(211,221)가 구비된다.In addition, the cooling and heating plates 200 are provided with guide ribs 211 and 221 so that heat is induced and flows through the hot wires through the applied power so that the hot wires are U-turned on the upper surfaces of the plates 210 and 220 .

상기 배터리 모듈(300)은 상기 냉난방 플레이트(200) 상부에 안착되어 외부 연결장치에 전원을 공급하기 위하여 4개의 원통 리듐전지(320)가 냉각핀(310)에 삽입되고 전극단자(도면 미도시)에 의해 배터리 셀의 전원이 인가되도록 외부프레임(330)에 의해 체결되는 다수의 배터리 팩(340)이 연결구조를 가지도록 형성된다.The battery module 300 is seated on the top of the heating and cooling plate 200, and four cylindrical lithium batteries 320 are inserted into the cooling fins 310 to supply power to external connection devices, and electrode terminals (not shown) A plurality of battery packs 340 fastened by the outer frame 330 are formed to have a connection structure so that power is applied to the battery cells.

상기 PRA(Pre Charge Relay Assembly) 플레이트(400)는 상기 배터리 모듈(300)의 상부면에 안착되어 상기 배터리 모듈(300)에 발생되는 전원과 연동되는 외부 장치로 전원이 제공되도록 해당 전원을 연결하거나, 외부 장치의 환경에 따라 해당 전원을 차단하도록 전원공급 여부를 조절하는 PRA 플레이트(400)The PRA (Pre Charge Relay Assembly) plate 400 is seated on the upper surface of the battery module 300 and connects the power so that power is provided to an external device interlocked with the power generated in the battery module 300, or , PRA plate (400) that adjusts whether or not to supply power to cut off the corresponding power according to the environment of the external device

상기 하부 케이스(500)는 상기 메인 트레이(100)에 냉난방 플레이트(200), 배터리 모듈(300) 및 PRA 플레이트(400)의 각 구성이 순차적으로 적층되고 각 구성을 보호하도록 상부케이스(600)와 결합되어 방수 구조를 구비한다.In the lower case 500, each component of the cooling/heating plate 200, the battery module 300, and the PRA plate 400 is sequentially stacked on the main tray 100, and the upper case 600 and the upper case 600 protect each component. combined to form a waterproof structure.

이때 하부 케이스(500)는 냉난방 플레이트(200), 배터리 모듈(300) 및 PRA 플레이트(400)의 각 구성이 순차적으로 적층되면 좌측케이스(530) 및 우측케이스(550)가 좌우측에서 각각 체결된 후, 상부케이스(600)가 전체적으로 체결되어 고정되도록 구성된다.At this time, in the lower case 500, when each component of the cooling/heating plate 200, the battery module 300, and the PRA plate 400 is sequentially stacked, the left case 530 and the right case 550 are fastened from the left and right sides, respectively. , The upper case 600 is configured to be fastened and fixed as a whole.

도 2는 본 발명에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 플레이트의 제 1 플레이트의 세부 구조도이고, 도 3은 냉난방 플레이트의 제 2 플레이트의 세부 구조도이며, 도 4는 냉난방 플레이트의 제1 또는 제 2의 각각 플레이트의 결합된 상태도이고, 도 5는 본 발명에 따른 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 플레이트의 상태도를 나타내는데, 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 냉난방 플레이트의 세부구성 및 동작을 상세히 설명하면, 본 발명의 냉난방 플레이트는 알루미늄 재질의 제 1 플레이트(210) 및 제 2 플레이트(220)로 형성된 다수개의 플레이트가 체결되어 형성되는데, 먼저, 상기 제 1 플레이트(210)는 종방향으로 일정길이를 가지고 상부 및 하부에 길이방향으로 식각된 안내리브(211)가 구비되고, 정면에 냉각수가 유입되도록 통공된 냉각수 유입홈(213) 및 냉각수 유출홈(215)이 구비되고 길이방향으로 좌우측으로 제 2 플레이트(220)와 체결되는 체결 가이드 홈(217)이 구비된다.2 is a detailed structural diagram of a first plate of a cooling and heating plate of a battery module equipped with cooling fins for a cylindrical battery according to the present invention, FIG. 3 is a detailed structural diagram of a second plate of the cooling and heating plate, and FIG. or a second state diagram of each plate coupled, and FIG. 5 shows a state diagram of a cooling and heating plate of a battery module equipped with a cooling fin for a cylindrical battery according to the present invention. Referring to FIGS. 1 to 5 attached, the cooling and heating plate details Describing the configuration and operation in detail, the cooling and heating plate of the present invention is formed by fastening a plurality of plates formed of a first plate 210 and a second plate 220 made of aluminum. First, the first plate 210 has a certain length in the longitudinal direction, and has guide ribs 211 etched in the longitudinal direction on the top and bottom, and has a coolant inlet groove 213 and a coolant outlet groove 215 through which coolant flows in on the front side. Fastening guide grooves 217 fastened with the second plate 220 are provided on the left and right sides in the longitudinal direction.

상기 제 2 플레이트(220)는 상기 제 1 플레이트(210)와 체결되어 연결되는 구조로서 종방향으로 일정길이를 가지고 상부 및 하부에 길이방향으로 식각된 안내리브(221)가 구비되고, 정면에 냉각수가 유입되도록 통공된 냉각수 유입홈(223) 및 냉각수 유출홈(225)이 구비되고 길이방향으로 좌측으로 제 1 플레이트(210)의 체결 가이드 홈(217)과 체결되는 체결가이드 돌기(227)와 우측으로 타 플레이트와 체결도록 체결가이드 홈(229)이 구비된다.The second plate 220 has a structure connected to the first plate 210 by being fastened thereto, has a certain length in the longitudinal direction, has guide ribs 221 etched in the longitudinal direction at the top and bottom, and coolant is provided on the front side. A coolant inlet groove 223 and a coolant outlet groove 225 are provided, and the fastening guide protrusion 227 and the right side fastened with the fastening guide groove 217 of the first plate 210 in the left side in the longitudinal direction. A fastening guide groove 229 is provided so as to fasten with the other plate.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 제 1 플레이트(210)의 체결가이드 홈(217)과 제 2 플레이트(220)의 체결가이드 돌기(227)가 체결되고, 순차적으로 체결가이드 홈(229)에 타 플레이트의 체결가이드 돌기가 삽입되어 일련의 플레이트가 연결구조에 따라 평판의 플레이트가 형성된다.As shown in FIG. 4, the fastening guide groove 217 of the first plate 210 and the fastening guide protrusion 227 of the second plate 220 are fastened, and the other plate is sequentially connected to the fastening guide groove 229. The fastening guide protrusion is inserted to form a plate of a flat plate according to the connection structure of a series of plates.

도 5에 도시된 바와 같이 일련의 플레이트가 연결되면 제 1 플레이트(210)의 냉각수 유출홈(215)과 제 2 플레이트(220)의 냉각수 유입홈(223)에 유입된 냉각수가 흐르도록 연결유로(230)로 연결하여 냉난방 플레이트(200)가 형성되어 유입된 냉각수가 유동함으로써 상기 안착된 배터리 모듈(300)의 구동에 따라 발생하는 열이 냉각되게 된다.As shown in FIG. 5, when a series of plates are connected, the cooling water introduced into the cooling water outlet groove 215 of the first plate 210 and the cooling water inlet groove 223 of the second plate 220 flows through a connection passage ( 230) to form a heating/cooling plate 200, and the introduced cooling water flows, thereby cooling the heat generated by driving the seated battery module 300.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 냉난방 플레이트(200)는 제 1플레이트(210) 및 제 2 플레이트(220)의 상부 또는 하부면 길이방향으로 식각되어 구비된 안내리브(211, 221)를 따라서 열선(240)이 유턴형태로 설치되어 외부 인가전원을 통해 열선에 전원이 인가되면 열이 유도되어 안착된 배터리 모듈(300)에 난방이 되도록 동작된다.On the other hand, as shown in FIG. 6, the heating and cooling plate 200 is etched along the guide ribs 211 and 221 provided by etching in the longitudinal direction of the upper or lower surfaces of the first plate 210 and the second plate 220. When the heating wire 240 is installed in a U-turn shape and power is applied to the heating wire through an externally applied power source, heat is induced and operated to heat the battery module 300 in which it is seated.

도 7은 본 발명의 배터리 모듈을 형성하는 배터리 팩 내에 원통형의 리듐전지가 삽입되어 고정되는 냉각핀의 사시도이고, 도 8은 냉각핀에 원통형의 리듐전지가 체결된 상태도이고, 도 9 내지 도 10은 냉각핀에 리듐전지가 체결된 배터리 팩의 사시도를 나타내는데, 본 발명의 4개의 원통형 리듐전지(320)가 외부프레임(330) 내부에 삽입되어 하나의 배터리 팩으로 형성되는데, 본 출원인의 등록된 특허 10-1919943(원통전지용 배터리 팩 구조)에 제시된 구조에 따라 배터리 팩의 세부구조 및 동작의 기술은 생략하도록 한다.7 is a perspective view of a cooling fin in which a cylindrical lithium battery is inserted and fixed in a battery pack constituting the battery module of the present invention, and FIG. 8 is a state diagram in which a cylindrical lithium battery is fastened to a cooling fin. shows a perspective view of a battery pack in which lithium cells are fastened to cooling fins. Four cylindrical lithium cells 320 of the present invention are inserted into the outer frame 330 to form a single battery pack. According to the structure presented in Patent No. 10-1919943 (Battery Pack Structure for Cylindrical Cell), description of the detailed structure and operation of the battery pack will be omitted.

따라서, 배터리 팩 내에 삽입되어 내장되는 원통형 리듐전지(320)는 4개의 리듐전지가 하나의 셀로 형성되는데, 이때 원통형 리듐전지(320)는 방열을 위해 냉각핀(310)에 각각 삽입되어 구성되며, 상기 냉각핀(310)은 알루미늄 또는 열전달 절연기능을 갖는 플라스틱의 재질로 구비되고 원통형 리듐전지(320)의 표면을 따라 반면은 반원형의 접촉부(315)에 접촉구조를 가지고 타 반면은 개방되도록 2개가 하나의 쌍으로 형성되되 2개의 쌍이 서로 대칭구조를 가지도록 형성된다.Therefore, in the cylindrical lithium battery 320 inserted into the battery pack, four lithium batteries are formed as one cell. The cooling fin 310 is made of aluminum or a plastic material having a heat transfer insulating function, and has a contact structure on the semicircular contact portion 315 along the surface of the cylindrical lithium battery 320 on the other side, and two so that the other side is open. It is formed as a pair, but the two pairs are formed to have a symmetrical structure with each other.

상기 원통 리듐전지 셀(BT)은 외부프레임(330)에 의해 체결되어 하나의 배터리 팩(340)으로 구성되고, 다수의 배터리 팩(340)이 배터리 모듈(300)로 형성된다.The cylindrical lithium battery cells BT are fastened together by an external frame 330 to form one battery pack 340, and a plurality of battery packs 340 form the battery module 300.

상기와 같은 구조에 따라 메인 트레이(100) 상에 냉난방 플레이트(200)가 위치하고 그 상부에 배터리 모듈(300) 및 PRA 플레이트(400)가 적층되면 좌측 케이스(550) 및 우측 케이스(530)가 하부케이스(500)와 체결된 후, 상부 케이스(600)가 상부에서 전체적으로 덮어 하나의 배터리 모듈의 냉난방 구조를 가지게 된다. According to the structure as described above, when the heating and cooling plate 200 is positioned on the main tray 100 and the battery module 300 and the PRA plate 400 are stacked thereon, the left case 550 and the right case 530 are formed on the lower portion. After being fastened with the case 500, the upper case 600 covers the whole from the top and has a cooling and heating structure of one battery module.

이때, PRA 플레이트(400)의 제어에 따라 배터리 모듈(300)의 전원이 인가됨으로서 발열에 따른 냉방이 필요하면 냉난방 플레이트(200)의 냉각수 유입홈 및 냉각수 유출홈에 유입된 냉각수가 유로를 따라 순환되어 냉난방 플레이트(200)의 표면에 냉기가 유출되어 배터리 모듈(300)에서 발생하는 열을 식혀주게 된다.At this time, when the power of the battery module 300 is applied under the control of the PRA plate 400 and cooling is required due to heat generation, the cooling water flowing into the cooling water inlet groove and the cooling water outlet groove of the cooling/heating plate 200 circulates along the flow path. As a result, cool air flows out to the surface of the cooling/heating plate 200 to cool the heat generated in the battery module 300 .

한편, 외부의 추위에 따라 배터리 모듈(300)에 난방이 필요할 경우, 플레이트(210,220) 상의 안내 리브(221)를 따라 구비된 열선(240)에 외부전원이 인가됨으로서 냉난방 플레이트(200)의 표면에 온기가 유출되어 배터리 모듈(300)에 온기가 전달되게 함으로써 열을 제공하게 된다.On the other hand, when the battery module 300 needs heating due to the cold outside, external power is applied to the heating wire 240 provided along the guide ribs 221 on the plates 210 and 220 so that the surface of the cooling and heating plate 200 Heat is provided by flowing out of the warm air and transferring the warm air to the battery module 300 .

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they are only used in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and help understanding of the present invention. However, it is not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that other modified examples based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 메인 트레이 120 : 리브
200 : 냉난방 플레이트
210 : 제 1 플레이트 211 : 안내 리브
213 : 제 1 냉각수 유입홈 215 : 제 1 냉각수 유출홈
217 : 체결 가이드 홈
220 : 제 2 플레이트
221 : 안내 리브 223 : 제 2 냉각수 유입홈
225 : 제 2 냉각수 유출홈 227 : 체결 가이드 돌기
230 : 연결유로 240 : 열선
300 : 배터리 모듈
310 : 냉각핀 320 : 리듐전지
330 : 외부프레임 340 : 배터리 팩
400 : PRA 플레이트
500 : 하부케이스
600 : 상부케이스100: main tray 120: rib
200: cooling and heating plate
210: first plate 211: guide rib
213: first coolant inlet groove 215: first coolant outlet groove
217: fastening guide groove
220: second plate
221: guide rib 223: second coolant inlet groove
225: second coolant outlet groove 227: fastening guide protrusion
230: connection flow 240: hot wire
300: battery module
310: cooling fin 320: lithium battery
330: external frame 340: battery pack
400: PRA plate
500: lower case
600: upper case

Claims (4)

하부판 상부에 다수개의 리브(120)가 일정간격 이격되어 냉난방 플레이트(200)가 안착되어 체결되는 메인 트레이(100); 알루미늄 구조체로서 종방향으로 일정길이를 가지고 상부 및 하부에 길이방향으로 식각된 안내리브(211)가 구비되고, 정면에 냉각수가 유입되도록 통공된 냉각수 유입홈(213) 및 냉각수 유출홈(215)이 구비되고 길이방향으로 좌우측으로 제 2 플레이트(220)와 체결되는 체결 가이드 홈(217)이 구비된 제 1 플레이트(210), 상기 제 1 플레이트(210)와 체결되어 연결되는 구조로서 종방향으로 일정길이를 가지고 상부 및 하부에 길이방향으로 식각된 안내리브(221)가 구비되고, 정면에 냉각수가 유입되도록 통공된 냉각수 유입홈(223) 및 냉각수 유출홈(225)이 구비되고 길이방향으로 좌측으로 제 1 플레이트(210)의 체결 가이드 홈(217)과 체결되는 체결가이드 돌기(227)와 우측으로 타 플레이트와 체결되도록 체결가이드 홈(229)이 구비된 제 2 플레이트(220), 상기 제 1 플레이트(210)의 체결가이드 홈(217)과 제 2 플레이트(220)의 체결가이드 돌기(227)가 체결되고, 순차적으로 체결가이드 홈(229)에 타 플레이트의 체결가이드 돌기가 삽입되어 일련의 플레이트가 연결구조를 갖는 평판의 플레이트가 형성되고, 일련의 플레이트가 연결되면 제 1 플레이트(210)의 냉각수 유출홈(215)과 제 2 플레이트(220)의 냉각수 유입홈(223)에 유입된 냉각수가 흐르도록 연결유로(230)로 연결하여 유입된 냉각수가 유동함으로써 안착된 배터리 모듈(300)의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각하는 냉난방 플레이트(200); 상기 냉난방 플레이트(200) 상부에 안착되어 전원을 공급하기 위하여 4개의 원통 리듐전지(320)가 냉각핀(310)에 삽입되고 전극단자에 의해 배터리 셀의 전원이 공급되도록 외부프레임(330)에 의해 체결되는 다수의 배터리 팩(340)이 연결구조를 갖는 배터리 모듈(300); 상기 배터리 모듈(300)의 상부면에 안착되어 배터리 모듈(300)에 발생되는 전원과 연동되는 외부 장치로 전원이 제공되도록 해당 전원을 연결하거나, 외부 장치의 환경에 따라 해당 전원을 차단하도록 전원공급 여부를 제어하는 PRA(Pre Charge Relay Assembly) 플레이트(400); 및 상기 메인 트레이(100)에 냉난방 플레이트(200), 배터리 모듈(300) 및 PRA 플레이트(400)의 각 구성이 순차적으로 적층되고 각 구성을 보호하도록 상부케이스(600)와 결합되어 방수 구조를 구비한 하부 케이스(500);를 포함하여 구성되는 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조에 있어서,
상기 냉난방 플레이트(200)는 제 1플레이트(210) 및 제 2 플레이트(220)의 상부 또는 하부면 길이방향으로 식각되어 구비된 안내리브(211, 221)를 따라서 열선(240)이 유턴형태로 설치되어 인가된 전원이 열선을 따라 도통하면서 열이 유도되어 안착된 배터리 모듈(300)에 난방이 되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 원통 전지용 냉각핀이 구비된 배터리 모듈의 냉난방 구조.
A main tray 100 on which a plurality of ribs 120 are spaced apart at regular intervals on the upper part of the lower plate to which the cooling and heating plates 200 are seated and fastened; An aluminum structure with guide ribs 211 having a certain length in the longitudinal direction and etched in the longitudinal direction at the top and bottom, and a coolant inlet groove 213 and a coolant outlet groove 215 through which coolant flows in on the front side. The first plate 210 provided with fastening guide grooves 217 fastened with the second plate 220 on the left and right sides in the longitudinal direction, the first plate 210 is fastened and connected, and is constant in the longitudinal direction. Guide ribs 221 having a length and etched in the longitudinal direction are provided at the top and bottom, and a coolant inlet groove 223 and a coolant outlet groove 225 are provided on the front side through which coolant flows in, and are provided in the left side in the longitudinal direction. A second plate 220 having a fastening guide protrusion 227 fastened to the fastening guide groove 217 of the first plate 210 and a fastening guide groove 229 to be fastened to the other plate to the right, the first plate The fastening guide groove 217 of 210 and the fastening guide protrusion 227 of the second plate 220 are fastened, and the fastening guide protrusions of the other plates are sequentially inserted into the fastening guide groove 229 to form a series of plates. When flat plates having a connection structure are formed and a series of plates are connected, the coolant introduced into the coolant outlet groove 215 of the first plate 210 and the coolant inlet groove 223 of the second plate 220 flows. a cooling/heating plate 200 connected to the connection passage 230 so as to cool the heat generated according to the driving of the battery module 300 in which the installed cooling water flows; Four cylindrical lithium batteries 320 are inserted into the cooling fins 310 to be seated on the top of the cooling and heating plate 200 to supply power, and by the external frame 330 to supply power to the battery cells by electrode terminals. A battery module 300 in which a plurality of fastened battery packs 340 have a connection structure; The power is seated on the upper surface of the battery module 300 and connected to an external device interlocked with the power generated in the battery module 300 so that power is provided, or power is supplied to cut off the corresponding power according to the environment of the external device. A PRA (Pre Charge Relay Assembly) plate 400 that controls whether or not; And each component of the cooling/heating plate 200, the battery module 300, and the PRA plate 400 is sequentially stacked on the main tray 100, and combined with the upper case 600 to protect each component, providing a waterproof structure. In the cooling and heating structure of a battery module equipped with a cooling fin for a cylindrical battery comprising a lower case 500,
The cooling and heating plate 200 is etched in the longitudinal direction of the upper or lower surfaces of the first plate 210 and the second plate 220, and the heating wire 240 is installed in a U-turn shape along the guide ribs 211 and 221 provided. A heating and cooling structure of a battery module equipped with cooling fins for a cylindrical battery, characterized in that the applied power conducts along the heating wire and operates so that heat is induced and heated to the battery module 300 in which it is seated.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020210046295A 2021-04-09 2021-04-09 A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins KR102568502B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210046295A KR102568502B1 (en) 2021-04-09 2021-04-09 A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210046295A KR102568502B1 (en) 2021-04-09 2021-04-09 A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220140151A KR20220140151A (en) 2022-10-18
KR102568502B1 true KR102568502B1 (en) 2023-08-22

Family

ID=83803496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210046295A KR102568502B1 (en) 2021-04-09 2021-04-09 A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102568502B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116111232B (en) * 2023-02-21 2024-02-02 大秦新能源科技(泰州)有限公司 Self-circulation constant temperature battery control system
CN117790988B (en) * 2024-02-27 2024-05-03 东莞市佳超五金科技有限公司 Liquid cooling heat abstractor of power battery

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6138688B2 (en) * 2011-08-26 2017-05-31 三洋電機株式会社 Power supply device, vehicle including the same, and power storage device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5991922A (en) * 1982-11-18 1984-05-26 藤岡　邦彦 Rice washing cooker
KR20130112117A (en) * 2012-04-03 2013-10-14 (주)인벤티오 Method of producing apparatus for cooling battery and apparatus for cooling battery produced using the same
KR102327540B1 (en) * 2018-08-31 2021-11-17 (주)엠피에스코리아 A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins
KR20200104617A (en) * 2019-02-27 2020-09-04 에이치엘그린파워 주식회사 Expandable water-cooled battery module

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6138688B2 (en) * 2011-08-26 2017-05-31 三洋電機株式会社 Power supply device, vehicle including the same, and power storage device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220140151A (en) 2022-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5175203B2 (en) Battery pack heat exchanger using thermoelectric elements
JP5431486B2 (en) Battery module assembly with improved cooling efficiency
JP4727668B2 (en) Cooling device for battery pack
JP5518384B2 (en) Battery pack and vehicle equipped with the same
KR101166023B1 (en) Battery pack with improved heat dissipation efficiency
KR101156958B1 (en) Battery pack and battery pack assembly for electric vehicle and temperature control system using thereof
WO2016171345A1 (en) Battery cell cooling device and battery module including same
CN108886189B (en) Battery pack temperature control and power supply system
KR100658626B1 (en) Secondary battery module
KR102568502B1 (en) A Cooling Structure for cylindrical battery Cells contained cooling Fins
KR20060027578A (en) System for controlling temperature of secondary battery module
KR102258818B1 (en) Battery Pack having indirect cooling system
KR20140143854A (en) Battery Pack Having Improved Safety against Leakage of Liquid Refrigerant
JP2011023179A (en) Battery pack, vehicle equipped therewith, and bus bar for battery pack
KR102258816B1 (en) Battery Module
JP5036194B2 (en) Power supply for vehicle
JP2003331932A (en) Assembled battery and battery system
JP6931626B2 (en) Vehicle battery cooling structure
KR101748841B1 (en) Secondary cell module and cooling system of that
KR102371850B1 (en) Battery Module Having Water-Cooled Type Cooling Structure composed of aluminium profile
KR102371514B1 (en) A Cooling/Heating Structure composed of cylindrical battery Cells
KR20230039025A (en) Battery assembly with thermal spread and preheating functions and a battery thermal management system including the same
KR20180045373A (en) Battery Pack with means for cooling heat element
KR20210081828A (en) Thermal management system of electric vehicle battery module assembly
KR20140034362A (en) Secondary battery module having heat exchanging device and heat exchanging method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant