KR20130025244A - 전기자동차 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 전기자동차는 차량 구동에 필요한 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리와; 냉매를 압축하는 압축기와; 압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와; 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구와; 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실을 냉각하는 제 1 증발기와; 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구와; 제 2 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 배터리 셀 어셈블리를 냉각시키는 제 2 증발기를 포함하고, 배터리 셀 어셈블리는 베이스와 상기 베이스에 적층되어 수평하게 배치되고 전류가 방전되는 복수개의 셀 모듈을 포함하며, 제 2 증발기는 상기 냉매가 통과하는 냉매 튜브와, 상기 냉매 튜브와 결합되어 복수개의 셀 모듈로부터 전달되는 열을 흡수하는 전열 플레이트를 포함하여, 냉매가 냉매 튜브와 전열 플레이트를 통해 복수개 셀 모듈의 열을 흡수하므로 안전성이 높은 이점이 있다.
Description
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 특히 배터리 셀 모듈을 갖는 배터리 셀 어셈블리를 냉각시키는 전기자동차에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차(Electric vehicle, EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.
또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이러한 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다.
이러한 전기자동차는 모터로 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리를 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
전기자동차는 배터리 셀 어셈블리의 냉각을 위해, 배터리 셀 어셈블리를 수냉식 또는 공랭식으로 냉각시킬 수 있고, 수냉식 냉각의 경우 냉매가 수냉매 열교환기를 통과하면서 냉각수를 냉각시키고 수냉매 열교환기가 배터리 셀 어셈블리와 냉각수 회로로 연결되어, 냉각수가 수냉매 열교환기와 배터리 셀 어셈블리를 순환하면서 배터리 셀 어셈블리를 냉각시킬 수 있으며, 공랭식 냉각의 경우 냉매가 배터리 냉각용 증발기를 통과하면서 배터리 냉각용 증발기를 냉각시키고, 배터리 냉각용 증발기에서 냉각된 공기가 배터리 셀 어셈블리 연결 덕트를 통해 배터리 셀 어셈블리로 유동되어 배터리 셀 어셈블리를 냉각시킬 수 있다.
종래 기술에 따른 전기자동차는 배터리 셀 어셈블리가 공냉식으로 냉각될 경우 배터리 팩 연결 덕트로 인해 구조가 복잡하고, 배터리 셀 어셈블리가 수냉식으로 냉각될 경우 냉각수의 누수가 발생될 수 있어 안전성이 확보하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매가 배터리 셀 어셈블리로 유동되어 배터리 셀 어셈블리와 열교환되는 전기자동차를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 차량 구동에 필요한 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리와; 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와; 상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구와; 상기 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실을 냉각하는 제 1 증발기와; 상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구와; 상기 제 2 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 배터리 셀 어셈블리를 냉각시키는 제 2 증발기를 포함하고, 상기 배터리 셀 어셈블리는 베이스와 상기 베이스에 적층되어 수평하게 배치되고 전류가 방전되는 복수개의 셀 모듈을 포함하며, 상기 제 2 증발기는 상기 냉매가 통과하는 냉매 튜브와, 상기 냉매 튜브와 결합되어 상기 복수개의 셀 모듈로부터 전달되는 열을 흡수하는 전열 플레이트를 포함한다.
상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트의 양면 중 상기 복수개의 셀 모듈을 향하는 면의 반대면에 설치될 수 있다.
상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트에 지그재그 형상으로 배치될 수 있다.
상기 전열 플레이트는 상기 배터리 셀 어셈블리에 수직하게 배치될 수 있다.
상기 전열 플레이트는 체결부재가 체결되는 체결공이 형성될 수 있다.
상기 배터리 셀 어셈블리는 상기 전열 플레이트와 냉매 튜브를 덮고 상기 배터리 셀 어셈블리의 외관 일부를 형성하는 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 커버는 합성수지 재질일 수 있다.
본 발명은 냉매가 냉매 튜브와 전열 플레이트를 통해 복수개 셀 모듈의 열을 흡수하므로 수냉식에 비해 안전성이 높고 공랭식에 비해 구조가 간단한 이점이 있다.
또한, 냉매 튜브와 전열 플레이트의 간단한 구조로 셀 모듈을 냉각시킬 수 있으므로 구조가 간단하고 비용이 저렴한 이점이 있다.
또한, 하나의 전열 플레이트가 적층된 복수개의 셀 모듈을 함께 냉각시킬 수 있어 효율적인 냉각이 가능한 이점이 있다.
또한, 냉동 사이클 회로의 냉매를 이용하므로 냉각수를 이용한 수냉식이나 공기를 이용한 공랭식 보다 효율적인 냉각이 가능하고 셀 모듈의 온도를 조절하기 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩 및 냉각시스템이 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 셀 모듈의 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩 및 냉각시스템이 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 셀 모듈의 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩 및 냉각시스템이 도시된 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기자동차는 차체(2)와, 차륜과, 차륜을 회전시키는 구동력을 발생하는 모터와, 모터 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리 팩(400)을 포함한다.
차체(2)는 모터 및 동력 전달 계통의 부품을 탑재하는 전방차체(100)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙차체(200), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방차체(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
차체(2)는 닫힌 공간을 만들어 그 내부에 각종 장치를 배치하고 탑승자나 화물을 수용하고, 일부를 개폐시켜 탑승자나 화물의 출입, 각종 장치의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.
차체(2)는 형상 그대로 자동차의 외관 형상이 될 수 있다.
전방차체(100)는 모터와 변속기 등의 동력전달계통의 부품이 구비될 수 있다.
전방차체(100)는 전기자동차의 진행 방향을 바꾸기 위하여 전륜의 회전축 방향을 조절하는 조향장치와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜현가장치가 구비될 수 있다.
전방차체(100)는 사고 등에 의해 충격을 받을 경우 파손되어 충격을 흡수함에 따라 차실에 큰 충격이 전달되지 않게 한다.
중앙차체(200)는 대부분 차실, 즉 탑승자 등이 탑승하는 장소로 되어 있기 때문에 내부 공간은 될수록 크게 한다.
중앙차체(200)는, 전기자동차의 바닥면을 이루는 플로어(210)와, 플로어(210)의 중앙에 형성된 중앙 터널(230)을 포함한다.
플로어(210)는 차실내의 바닥면으로서 면적이 넓은 패널이다.
중앙 터널(230)은 상방으로 인입되어 형성되고, 전후방향으로 길게 형성된다. 중앙 터널(230)은 플로어(210)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다.
후방차체(300)는 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관되는 트렁크와, 트렁크를 덮는 트렁크 도어가 연결될 수 있다.
후방차체(300)에는 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 후륜현가장치가 구비될 수 있다.
배터리 팩(400)은 차량 구동에 필요한 전원을 공급하는 것으로서, 차체(2)의 하측에 설치될 수 있고, 차체(2)의 중앙차체(200)에 설치될 경우 중앙차체(200)의 하측에 설치되는 것이 바람직하며, 차체(2)의 후방차체(300)에 설치될 경우, 후방차체(300)의 하측 또는 트렁크에 설치되는 것이 바람직하다.
배터리 팩(400)은 차량 구동에 필요한 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리(402)와, 배터리 셀 어셈블리(402)가 수용되는 배터리 케이스(404)를 포함할 수 있다.
배터리 케이스(404)는 차체(2)에 체결부재로 체결되는 배터리 캐리어(406)와, 배터리 캐리어(406)와 결합되고 배터리 셀 어셈블리(402)를 보호하는 배터리 커버(408)를 포함할 수 있다.
전기자동차는 냉매를 압축하는 압축기(502)와, 압축기(502)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(504)와, 응축기(504)에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구(506)와, 제 1 팽창기구(506)에서 팽창된 냉매가 증발되는 제 1 증발기(508)와; 응축기(504)에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구(510)와, 제 2 팽창기구(510)에서 팽창된 냉매가 증발되면서 배터리 셀 어셈블리(402)를 냉각시키는 제 2 증발기(512)를 포함하고, 냉매가 압축기(502)와, 응축기(504)와, 제 1 팽창기구(506)와, 제 1 증발기(508)를 순환하는 냉동 사이클 회로와, 냉매가 압축기(502)와, 응축기(504)와, 제 2 팽창기구(510)와 제 2 증발기(512)를 순환하는 냉동 사이클 회로를 갖는다.
압축기(502)에는 냉매가 압축기(502)로 흡입되는 압축기 흡입배관(514)과 압축기(502)에서 압축된 냉매가 토출되는 압축기 토출배관(516)이 연결된다.
응축기(504)는 압축기(502)와 압축기 토출배관(516)으로 연결되고, 응축된 냉매가 유출되는 응축기 출구배관(518)이 연결되고, 응축기 출구배관(518)에는 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있는 냉매 조절밸브(520)가 연결된다.
냉매 조절밸브(520)에는 응축기(504)에서 응축된 냉매를 제 1 팽창기구(506)로 안내하는 제 1 팽창기구 연결배관(522)과, 응축기(504)에서 응축된 냉매를 제 2 팽창기구(510)로 안내하는 제 2 팽창기구 연결배관(524)과 연결된다.
제 1 팽창기구(506)는 TXV(Thermal expansion valve), EEV(Electric eapansion valve), LEV(Linear expansion valve) 중의 하나로 구성될 수 있다.
제 1 팽창기구(506)는 제 1 증발기(508)와 제 1 증발기 연결배관(526)으로 연결된다.
제 1 증발기(508)는 차실(4)을 냉각시키는 차실용 열교환기이다.
제 1 증발기(508)에는 제 1 증발기(508)에서 증발된 냉매가 통과하는 제 1 증발기 출구배관(528)이 연결되고, 제 1 증발기 출구배관(528)은 압축기 흡입배관(514)과 연결된다.
제 2 팽창기구(510)는 제 1 팽창기구(506)와 같이 TXV(Thermal expansion valve), EEV(Electric eapansion valve), LEV(Linear expansion valve) 중의 하나로 구성될 수 있다.
제 2 팽창기구(510)는 제 2 증발기(512)와 제 2 증발기 연결배관(530)으로 연결된다. 제 2 증발기 연결배관(530)은 배터리 팩(400)을 관통하여 일부가 배터리 팩(400) 내부에 위치된다.
제 2 증발기(512)는 배터리 팩(400) 내부에 배치되고 배터리 셀 어셈블리(402)에 설치되어 냉매가 배터리 셀 어셈블리(402)의 열을 빼앗으면서 증발된다. 이하, 제 2 증발기(512)에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.
제 2 증발기(512)는 제 2 증발기(512)에서 증발된 냉매가 통과하는 제 2 증발기 출구배관(532)이 연결되고, 제 2 증발기 출구배관(532)은 제 1 증발기 출구배관(528)과 합지되어 압축기 흡입배관(514)과 연결된다.
한편, 전기자동차는 증발기(508)로 외부 공기 또는 차실(4)의 공기를 송풍하는 송풍팬(540)과, 배터리 팩(400)으로부터 전력을 공급받아 차실을 난방시키기 위한 보조 히터(542, PTC Heater, Possitive temperature coefficient Heater)를 더 포함할 수 있다. 보조 히터(542)는 난방 성능을 보조하기 위한 히터이다.
전기자동차는 제 1 팽창기구(506)와 제 1 증발기(508)와 보조 히터(542)가 하나의 유닛으로 모듈화되어 에이치브이에이씨 모듈(544, HVAC Module)을 구성할 수 있다.
에이치브이에이씨 모듈(544)은 차실(4)과 차실 공조덕트(546)로 연결되어, 제 1 증발기(508)에 의해 냉각된 공기가 차실 공조덕트(546)를 통해 차실(4)로 유입되어 차실(4)을 냉방시키거나, 보조 히터(542)에 의해 가열된 공기가 차실 공조덕트(546)를 통해 차실(4)로 유입되어 차실(4)을 난방시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 셀 모듈의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 분해 사시도이다.
배터리 셀 어셈블리(402)는 베이스(409)와, 베이스(409)에 적층되어 수평하게 배치되고 전류가 방전되는 복수개의 셀 모듈(410)을 포함한다.
셀 모듈(410)은 전류를 방전하는 복수개의 셀(411) 및, 셀(411)로부터 발생하는 열을 전달받는 방열판(413)을 포함할 수 있다.
셀(411)은 전류를 공급하는 최소 단위로서, 전류를 발생하는 모든 2차전지 또는 연료전지를 포함할 수 있다. 셀(411)은 복수개가 적층되어 하나의 셀 모듈(410)을 형성할 수 있고, 복수개의 셀(411)은 일측에 형성된 전극으로 전류를 내보낸다.
방열판(413)은 셀(411)로부터 발생하는 열을 전달받는 것으로서, 열을 전도하는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다. 방열판(413)은 알루미늄 또는 구리로 형성될 수 있으나, 이에 본 발명의 실시예가 한정되는 것은 아니다.
방열판(413)은 셀(411)을 감싸도록 형성되며, 일측에 열을 전달하도록 열전달부(415)가 형성될 수 있다. 열전달부(415)는 방열판(413)의 일측에는 절곡되어 형성될 수 있다.
셀 모듈(410)은 열전달부(415)가 후술하는 전열 플레이트(562)와 면접촉되어, 열을 전열 플레이트(562)로 직접 전달하는 것이 가능하고, 별도의 서멀패드(430;Thermal Pad)를 통해 열을 전열 플레이트(562)로 전달하는 것이 가능하다.
서멀 패드(430)는 전열 플레이트(562)의 양면 중 복수개의 셀 모듈(410)을 향하는 면에 배치될 수 있고, 방열판(413)의 열을 전열 플레이트(562)로 열을 전달할 수 있다. 서멀패드(430)는 열의 전도도가 우수한 재질로 형성될 수 있다.
방열판(413)은 셀(411)의 상측 및 하측에 구비될 수 있다. 방열판(413)이 셀(411)의 상측 및 하측에 동시에 구비되어 셀(411)을 감싸게 배치될 수 있다.
방열판(413)은 두 개의 셀(411)이 적층된 경우, 상측에 구비된 방열판(413)이 상측의 셀(411)로부터 열을 전달받을 수 있고, 하측에 구비된 방열판(413)은 하측의 셀(411)로부터 열을 전달받을 수 있다.
제 2 증발기(508)는 냉매가 통과하는 냉매 튜브(560)와, 냉매 튜브(560)와 결합되어 복수개의 셀 모듈(410)로부터 전달되는 열을 흡수하는 전열 플레이트(562)를 포함한다.
냉매 튜브(560)는 전열 플레이트(562)의 양면 중 복수개의 셀 모듈(410)을 향하는 면의 반대면(O)에 설치된다.
냉매 튜브(560)는 전열 플레이트(562)에 지그재그 형상으로 배치된다.
전열 플레이트(562)는 베이스(409)에 수직하게 배치된다.
전열 플레이트(562)는 체결부재(564)가 체결되는 체결공(566)이 형성된다.
복수개의 셀 모듈(410) 중 적어도 일부에는 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 대응되는 체결공(416)이 형성될 수 있고, 체결부재(564)는 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 복수개의 셀 모듈(410)의 체결공(416)에 체결되어, 전열 플레이트(562)를 복수개의 셀 모듈(410) 중 적어도 일부에 체결시킬 수 있다.
전기자동차는 전열 플레이트(562)와 냉매 튜브(560)가 배터리 셀 어셈블리(402)의 외관 일부을 형성하는 것이 가능하고, 커버(440)가 전열 플레이트(562)와 냉매 튜브(560)를 덮고 배터리 셀 어셈블리(402)의 외관 일부를 형성하는 것이 가능하다.
커버(440)는 합성수지 재질로 이루어질 수 있다.
커버(440)는 전열 플레이트(562)와 함께 복수개의 셀 모듈(410) 중 적어도 일부에 체결될 수 있다. 커버(440)는 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 대응되는 체결공(442)이 형성될 수 있다. 체결부재(564)는 커버(440)의 체결공(442)과 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 복수개의 셀 모듈(410)의 일부에 형성된 체결공(416)에 체결되어 복수개의 셀 모듈(410)의 적어도 일부와 전열 플레이트(562)와 커버(440)를 체결시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 서멀 패드(430)가 접착성 재질로 이루어져, 전열 플레이트(562)가 서멀 패드(430)에 의해 복수개의 셀 모듈(410)에 결합되고, 전열 플레이트(562)가 체결부재(564)에 의해 커버(440)에 체결되는 것이 가능함은 물론이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 압축기(502)가 구동되고, 냉매 조절밸브(520)가 배터리 셀 어셈블리 냉각 모드로 조절되면, 압축기(502)는 냉매를 압축하고, 압축기(502)에서 압축된 냉매는 응축기(504)에서 응축되며, 응축기(504)에서 응축된 냉매는 제 2 팽창기구(510)에서 팽창된다. 팽창된 냉매는 제 2 증발기 연결배관(530)을 통해 배터리 셀 어셈블리(402)로 유동된다. 제 2 증발기 연결배관(530)을 통과한 냉매는 냉매 튜브(560)를 통과한다. 냉매가 냉매 튜브(560)를 통과할 때, 배터리 셀 모듈(410)은 전열 플레이트(562)로 열을 전달하면서 전열 플레이트(562)로 열을 빼앗기고, 냉매 튜브(560)을 통과하는 냉매는 전열 플레이트(562)의 열을 흡수하면서 증발된다. 냉매 튜브(560)을 통과하면서 증발된 냉매는 제 2 증발기 출구배관(532)을 통과하고, 압축기(502)로 흡입된다.
2: 차체 400: 배터리 팩
402: 배터리 셀 어셈블리 404: 배터리 케이스
406: 배터리 캐리어 408: 배터리 커버
410: 배터리 셀 모듈 411: 셀
413: 방열판 415: 열전달부
430: 서멀 패드 440: 커버
502; 압축기 504: 응축기
506: 제 1 팽창기구 508: 제 1 증발기
510: 제 2 팽창기구 512: 제 2 증발기
560: 냉매 튜브 562: 전열 플레이트
402: 배터리 셀 어셈블리 404: 배터리 케이스
406: 배터리 캐리어 408: 배터리 커버
410: 배터리 셀 모듈 411: 셀
413: 방열판 415: 열전달부
430: 서멀 패드 440: 커버
502; 압축기 504: 응축기
506: 제 1 팽창기구 508: 제 1 증발기
510: 제 2 팽창기구 512: 제 2 증발기
560: 냉매 튜브 562: 전열 플레이트
Claims (7)
- 차량 구동에 필요한 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리와;
냉매를 압축하는 압축기와;
상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와;
상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구와;
상기 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실을 냉각하는 제 1 증발기와;
상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구와;
상기 제 2 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 배터리 셀 어셈블리를 냉각시키는 제 2 증발기를 포함하고,
상기 배터리 셀 어셈블리는 베이스와 상기 베이스에 적층되어 수평하게 배치되고 전류가 방전되는 복수개의 셀 모듈을 포함하며,
상기 제 2 증발기는 상기 냉매가 통과하는 냉매 튜브와, 상기 냉매 튜브와 결합되어 상기 복수개의 셀 모듈로부터 전달되는 열을 흡수하는 전열 플레이트를 포함하는 전기자동차. - 제 1 항에 있어서,
상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트의 양면 중 상기 복수개의 셀 모듈을 향하는 면의 반대면에 설치된 전기자동차. - 제 1 항에 있어서,
상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트에 지그재그 형상으로 배치된 전기자동차. - 제 1 항에 있어서,
상기 전열 플레이트는 상기 베이스에 수직하게 배치된 전기자동차. - 제 1 항에 있어서,
상기 전열 플레이트는 체결부재가 체결되는 체결공이 형성된 전기자동차. - 제 1 항에 있어서,
상기 배터리 셀 어셈블리는 상기 전열 플레이트와 냉매 튜브를 덮고 상기 배터리 셀 어셈블리의 외관 일부를 형성하는 커버를 더 포함하는 전기자동차. - 제 6 항에 있어서,
상기 커버는 합성수지 재질인 전기자동차.
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Cited By (6)
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---|---|---|---|---|
KR101443829B1 (ko) * | 2012-03-29 | 2014-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 전지 시스템 및 그것의 냉각 방법 |
KR20170095971A (ko) * | 2014-12-17 | 2017-08-23 | 엑스 디벨롭먼트 엘엘씨 | 가변 컨덕턴스 열 파이프(vchp) 냉각을 이용한 배터리 팩 |
US9969296B2 (en) | 2016-01-05 | 2018-05-15 | Lg Electronics Inc. | Battery module, method for manufacturing the same, and electric vehicle using the same |
CN111162340A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 吉林大学 | 一种新能源汽车用动力电池的散热装置及其方法 |
CN111584972A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 电池包 |
US11355798B2 (en) | 2017-03-21 | 2022-06-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Device for cooling battery pack |
-
2011
- 2011-09-01 KR KR1020110088650A patent/KR20130025244A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101443829B1 (ko) * | 2012-03-29 | 2014-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 전지 시스템 및 그것의 냉각 방법 |
KR20170095971A (ko) * | 2014-12-17 | 2017-08-23 | 엑스 디벨롭먼트 엘엘씨 | 가변 컨덕턴스 열 파이프(vchp) 냉각을 이용한 배터리 팩 |
US9969296B2 (en) | 2016-01-05 | 2018-05-15 | Lg Electronics Inc. | Battery module, method for manufacturing the same, and electric vehicle using the same |
US11355798B2 (en) | 2017-03-21 | 2022-06-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Device for cooling battery pack |
CN111162340A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 吉林大学 | 一种新能源汽车用动力电池的散热装置及其方法 |
CN111584972A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 电池包 |
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