KR20180062501A - 배터리 수냉각 시스템 - Google Patents

배터리 수냉각 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180062501A
KR20180062501A KR1020160161326A KR20160161326A KR20180062501A KR 20180062501 A KR20180062501 A KR 20180062501A KR 1020160161326 A KR1020160161326 A KR 1020160161326A KR 20160161326 A KR20160161326 A KR 20160161326A KR 20180062501 A KR20180062501 A KR 20180062501A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cell
housing
battery cell
battery
cell cover
Prior art date
Application number
KR1020160161326A
Other languages
English (en)
Inventor
이건구
김민욱
Original Assignee
현대자동차주식회사
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 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020160161326A priority Critical patent/KR20180062501A/ko
Priority to US15/608,226 priority patent/US20180147953A1/en
Priority to CN201710479504.XA priority patent/CN108123189A/zh
Publication of KR20180062501A publication Critical patent/KR20180062501A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60L11/1874—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • 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
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • 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
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch 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
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • 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
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the 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
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

판상의 배터리 셀의 외곽을 감싸는 하우징; 배터리 셀의 일측면에서 하우징의 외곽 및 배터리 셀의 일측면을 감싸며 배터리 셀의 일측면과 면접하여 결합되는 셀 커버; 및 하우징의 외곽을 감싸는 측의 셀 커버와 면접촉하고, 중공이 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각채널;을 포함하는 배터리 수냉각 시스템이 소개된다.

Description

배터리 수냉각 시스템 {BATTERY WATER COOLING SYSTEM}
본 발명은 냉각수를 활용하여 차량의 배터리를 냉각시키는 시스템에 관한 것이다. 구체적으로 다양한 차종에 공통적으로 적용 가능한 배터리 셀 및 배터리 셀과 냉각채널 간의 열교환이 효과적으로 이루어지도록 하기 위한 구조에 관한 것이다.
전기자동차 또는 하이브리드 자동차와 같은 친환경 자동차는 차량의 구동원으로 모터를 탑재하고 있으며, 모터의 에너지원은 전기인바 배터리가 탑재된다. 일반 차량의 경우 연료탱크의 용량이 클수록 주행 가능한 거리가 증가되듯, 친환경 차량의 경우 배터리의 용량이 차량의 주행거리와 비례하게 되는바, 탑재하는 배터리의 용량을 증가시키는 추세이다.
다만, 배터리의 용량이 증가하면서 배터리의 발열은 많이 지는데 이를 효과적으로 배출시켜주지 못하면 배터리의 성능은 급격히 저하되는바 배터리의 동작온도를 적절히 유지시키는 것은 매우 중요하다.
기존의 공냉방식은 배터리 셀 사이에 공기유로를 형성하여 공기를 유동시킴으로써 배터리 셀을 냉각시켰으나, 차량이라는 한정된 공간에 설치되는 배터리의 특성상 많아지는 배터리 셀을 냉각시키기 위한 공기 유로를 형성하는데 한계가 있을 뿐더라 그 효율에도 한계점이 나타났다.
뿐만 아니라, 일반 자동차가 차량의 크기나 목적에 따라 엔진의 배기량이 다르고 그에 따라 연료탱크의 용량에도 차이가 있듯이 친환경 차량의 경우에도 차종에 따라 탑재되는 배터리의 용량에도 차이가 있다.
그러나 탑재되는 차량마다 그 차량에 맞도록 배터리를 별도로 설계하게 되면, 배터리 셀의 비용이 증가하게 되며 차량의 설계변경에 따라, 배터리의 설계사양의 변경이 필요한 경우에도 문제가 발생한다. 또한, 배터리의 일부분의 배터리 셀에만 문제가 발생한다 하여도 배터리 전체를 교환하여 수리해야 하는 문제점 또한 발생한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2012-0066340 A
본 발명은 하나의 배터리 셀을 기본단위로 하여 적층되는 배터리에 있어서 각각의 배터리를 좁은 공간에 집적시키되 효과적으로 냉각시킬 수 있는 배터리 수냉각 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 수냉각 시스템은 판상의 배터리 셀의 외곽을 감싸는 하우징; 배터리 셀의 일측면에서 하우징의 외곽 및 배터리 셀의 일측면을 감싸며 배터리 셀의 일측면과 면접하여 결합되는 셀 커버; 및 하우징의 외곽을 감싸는 측의 셀 커버와 면접촉하고, 중공이 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각채널;을 포함한다.
베터리 셀은 배터리 셀의 동작과정에서 발생하는 열에 의해 팽창되고 베터리 셀의 팽창에 따라 하우징을 밀어내며 하우징은 셀 커버를 밀어냄으로써 셀 커버와 냉각채널의 밀착성이 증가할 수 있다.
하우징은 배터리 셀의 일측면과 타측면에서 삽입되어 상호 결합함으로써 배터리 셀의 외곽을 감쌀 수 있다.
일면이 배터리 셀의 타측면에 면착하여 결합된 열 매개 물질;을 더 포함할 수 있다.
셀 커버와 냉각채널 사이에는 열 매개 물질이 마련될 수 있다.
하우징, 셀 커버 및 열 매개 물질은 복수개가 마련되고, 열 매개 물질의 타면에 셀 커버가 면착되는 방식으로 적층되며, 냉각채널은 셀 커버가 적층되는 방향으로 연장되어 결합될 수 있다.
셀 커버는 배터리 셀의 일면을 감싸는 중앙부; 및 중앙부의 양 단부에서 연장되고, 하우징의 외곽 중 일측외곽 및 일측외곽과 마주보는 타측외곽을 감싸는 연장부;로 구성될 수 있다.
연장부의 끝단에는 걸림고리가 형성되고, 걸림고리는 하우징을 배터리 셀의 타면 측에서 걸어 고정함으로써 셀 커버와 하우징을 결합시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 배터리 수냉각 시스템에 따르면, 좁은 공간에 배터리 셀이 적층되더라도 열용량이 높은 냉각수를 통해 효과적으로 냉각을 수행할 수 있으며, 배터리의 온도가 높아짐에 따라 부피에 변화가 생기는경우에도 냉각채널과의 접촉성이 오히려 좋아져 냉각효율이 증가하는 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 수냉각 시스템의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 수냉각 시스템의 하우징을 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 수냉각 시스템의 셀 커버를 나타내는 도면
도 4는 도 1의 A-A를 따라 절개한 단면도
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 수냉각 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 수냉각 시스템의 하우징을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 수냉각 시스템의 셀 커버(200)를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 1의 A-A를 따라 절개한 단면도이다.
본 발명에 따른 배터리 수냉각 시스템은 판상의 배터리 셀(500)의 외곽을 감싸는 하우징(100); 배터리 셀(500)의 일측면에서 하우징(100)의 외곽 및 배터리 셀(500)의 일측면을 감싸며 배터리 셀(500)의 일측면과 면접하여 결합되는 셀 커버(200); 및 하우징(100)의 외곽을 감싸는 측의 셀 커버(200)와 면접촉하고, 중공이 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각채널(300);을 포함한다.
베터리 셀(500)은 배터리 셀(500)의 동작과정에서 발생하는 열에 의해 팽창되고 베터리 셀(500)의 팽창에 따라 하우징(100)을 밀어내며 하우징(100)은 셀 커버(200)를 밀어냄으로써 셀 커버(200)와 냉각채널(300)의 밀착성이 증가한다. 일면이 배터리 셀(500)의 타측면에 면착하여 결합된 열 매개 물질(400);을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와같이 하나의 배터리 셀(500)을 감싸는 하우징(100), 하우징(100)을 감싸며 결합되는 셀 커버(200), 배터리 셀(500)의 타측면에 면착하여 결합되는 열 매개 물질(400)을 포함하여 차량의 배터리를 구성하는 하나의 단위 배터리 셀(500)이 구성된다.
또한 하우징(100)의 외곽을 감싸는 측의 셀 커버(200)에는 냉각채널(300)이 면접촉하여 결합되어 있다. 비록 냉각채널(300)이 접촉하는 부분은 셀 커버(200)의 일부분에 불과하나 셀 커버(200)는 열전도성이 우수한 금속물질로 구성되어 있고 배터리 셀(500)의 일측면과 면접하여 결합되어 있는바, 배터리 셀(500)의 열을 냉각채널(300) 측으로 효과적으로 전달해 줄 수 있게 구성되어 있다. 셀 커버(200)의 재질로는 알루미늄 등이 사용될 수 있다.
배터리 셀(500)이 동작하는 과정에서 열에 의해 팽창하여도 하우징(100)을 통해 셀 커버(200)를 냉각채널(300) 측으로 밀어주어 더욱 밀착이 잘되도록 하는바, 방열성이 더욱 우수해지는 효과가 있다.
셀 커버(200)와 냉각채널(300) 사이에는 열 매개 물질(401)이 마련될 수 있다.
냉각채널(300)과 셀 커버(200)의 사이에 열 매개 물질(TIM : Thermal Interface Material, 401)을 마련해 둠으로써 냉각채널(300)과 셀 커버(200) 사이에 형성될 수 있는 공기 단열층을 제거하여 열전도 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
하우징(100), 셀 커버(200) 및 열 매개 물질(400)은 복수개가 마련되고, 열 매개 물질(400)의 타면에 셀 커버(200)가 면착되는 방식으로 적층되며, 냉각채널(300)은 셀 커버(200)가 적층되는 방향으로 연장되어 결합될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이 하우징(100), 셀 커버(200) 및 열 매개 물질(400)이 단위 배터리 셀(500)을 구성하는데, 이 단위 배터리 셀(500)의 개수를 조절하여 결합시킴으로써 차종에 따라 요구되는 배터리의 용량이 다르다 하더라도, 쉽게 변경하여 배터리 용량을 조절할 수 있게 된다.
적층 방식은 다음과 같다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 살펴보면 배터리 셀(500)의 타측면에 열 매개 물질(400)의 일면이 면접촉해 있는 상태에서 열 매개 물질(400)의 타면에 다른 단위 배터리 셀(500)의 셀 커버(200)가 면접촉하여 결합되는 방식으로 적층되는 것이다. 이를 통해 배터리 셀(500) 사이마다 공기 유로를 형성하지 않아도 되므로 배터리 셀(500)의 집적도가 높아져 차지하는 공간이 줄어들게 된다.
비록 공기의 유동공간은 사라졌으나 열용량이 공기보다 훨씬 높은 냉각수를 활용하여 방열을 수행하므로 배터리의 동작과정에서 발생하는 열은 충분히 배출될 수 있다.
하우징(100)은 배터리 셀(500)의 일측면(101)과 타측면(103)에서 삽입되어 상호 결합함으로써 배터리 셀(500)의 외곽을 감쌀 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 단위 배터리 셀(500)을 구성하는 기본 부품인 하우징(100)은 2개의 부품으로 이루어져 배터리 셀(500)의 양측면에서 조립하도록 구성하여 배터리 셀(500)과의 조립성이 우수해진다.
셀 커버(200)는 배터리 셀(500)의 일면을 감싸는 중앙부(201); 및 중앙부(201)의 양 단부에서 연장되고, 하우징(100)의 외곽 중 일측외곽 및 일측외곽과 마주보는 타측외곽을 감싸는 연장부(203);로 구성될 수 있다. 연장부(203)의 끝단에는 걸림고리(205)가 형성되고, 걸림고리(205)는 하우징(100)을 배터리 셀(500)의 타면 측에서 걸어 고정함으로써 셀 커버(200)와 하우징(100)을 결합시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 셀 커버(200)의 걸림고리(205)를 통해 하우징(100)을 배터리 셀(500)의 타면측에서 걸어 고정하여 2개의 부품으로 이루어진 하우징(100)의 분리를 막을 수 있고, 배터리 셀(500)의 동작과정에서 부풀더라도 셀 커버(200)와 베터리 셀이 더욱 잘 밀착되도록 할 수 있다.
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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 하우징 101 : 일측면
103 : 타측면 200 : 셀 커버
201 : 중앙부 203 : 연장부
205 : 걸림고리 300 : 냉각채널
400 : 열 매개 물질 500 : 배터리 셀

Claims (8)

  1. 판상의 배터리 셀의 외곽을 감싸는 하우징;
    배터리 셀의 일측면에서 하우징의 외곽 및 배터리 셀의 일측면을 감싸며 배터리 셀의 일측면과 면접하여 결합되는 셀 커버; 및
    하우징의 외곽을 감싸는 측의 셀 커버와 면접촉하고, 중공이 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각채널;을 포함하는 배터리 수냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    베터리 셀은 배터리 셀의 동작과정에서 발생하는 열에 의해 팽창되고 베터리 셀의 팽창에 따라 하우징을 밀어내며 하우징은 셀 커버를 밀어냄으로써 셀 커버와 냉각채널의 밀착성이 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리 수냉각 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    하우징은 배터리 셀의 일측면과 타측면에서 삽입되어 상호 결합함으로써 배터리 셀의 외곽을 감싸는 것을 특징으로 하는 배터리 수냉각 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    일면이 배터리 셀의 타측면에 면착하여 결합된 열 매개 물질;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 수냉각 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    셀 커버와 냉각채널 사이에는 열 매개 물질이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 수냉각 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    하우징, 셀 커버 및 열 매개 물질은 복수개가 마련되고,
    열 매개 물질의 타면에 셀 커버가 면착되는 방식으로 적층되며,
    냉각채널은 셀 커버가 적층되는 방향으로 연장되어 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 수냉각 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    셀 커버는 배터리 셀의 일면을 감싸는 중앙부; 및
    중앙부의 양 단부에서 연장되고, 하우징의 외곽 중 일측외곽 및 일측외곽과 마주보는 타측외곽을 감싸는 연장부;로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 수냉각 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    연장부의 끝단에는 걸림고리가 형성되고,
    걸림고리는 하우징을 배터리 셀의 타면 측에서 걸어 고정함으로써 셀 커버와 하우징을 결합시키는 것을 특징으로 하는 배터리 수냉각 시스템.
KR1020160161326A 2016-11-30 2016-11-30 배터리 수냉각 시스템 KR20180062501A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161326A KR20180062501A (ko) 2016-11-30 2016-11-30 배터리 수냉각 시스템
US15/608,226 US20180147953A1 (en) 2016-11-30 2017-05-30 Battery water cooling system
CN201710479504.XA CN108123189A (zh) 2016-11-30 2017-06-22 电池水冷却***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161326A KR20180062501A (ko) 2016-11-30 2016-11-30 배터리 수냉각 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180062501A true KR20180062501A (ko) 2018-06-11

Family

ID=62193538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160161326A KR20180062501A (ko) 2016-11-30 2016-11-30 배터리 수냉각 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180147953A1 (ko)
KR (1) KR20180062501A (ko)
CN (1) CN108123189A (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3472537B1 (en) * 2016-06-17 2023-03-29 Carrier Corporation Hot gas bypass for battery pack cold start
JP6990064B2 (ja) * 2017-08-08 2022-02-03 株式会社ブルーエナジー 蓄電装置、移動体、及び蓄電システム
KR20190138919A (ko) * 2018-06-07 2019-12-17 현대자동차주식회사 차량용 배터리 냉각 장치
CN112060913B (zh) * 2020-09-23 2021-09-21 重庆交通职业学院 一种基于小孔节流的新能源汽车电池应急处理装置
KR20220144192A (ko) * 2021-04-19 2022-10-26 현대자동차주식회사 배터리 냉각 시스템 및 배터리 냉각 시스템의 열적 모델 생성 방법
DE102022004502A1 (de) 2022-12-01 2024-06-06 Mercedes-Benz Group AG Batteriezellenanordnung für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, Verfahren zum Herstellen einer Batteriezellenanordnung sowie Verfahren zum Demontieren einer Batteriezellenanordnung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110112716A (ko) * 2010-04-07 2011-10-13 주식회사 이아이지 이차전지 모듈
KR20120004322A (ko) * 2010-07-06 2012-01-12 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈
KR20120066340A (ko) 2010-12-14 2012-06-22 한라공조주식회사 예열기능을 구비한 수냉식 배터리팩 냉각시스템
JP2012252959A (ja) * 2011-06-06 2012-12-20 Mitsubishi Motors Corp 組電池
KR20150123102A (ko) * 2014-04-24 2015-11-03 에스케이배터리시스템즈 주식회사 이차전지용 배터리 셀 조립체
KR20160050692A (ko) * 2014-10-30 2016-05-11 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 그의 제조방법
KR20160115582A (ko) * 2015-03-27 2016-10-06 주식회사 엘지화학 배터리 모듈

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101447057B1 (ko) * 2012-01-26 2014-10-07 주식회사 엘지화학 전지셀의 장착 및 방열을 위한 방열 지지부재를 포함하는 전지모듈

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110112716A (ko) * 2010-04-07 2011-10-13 주식회사 이아이지 이차전지 모듈
KR20120004322A (ko) * 2010-07-06 2012-01-12 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈
KR20120066340A (ko) 2010-12-14 2012-06-22 한라공조주식회사 예열기능을 구비한 수냉식 배터리팩 냉각시스템
JP2012252959A (ja) * 2011-06-06 2012-12-20 Mitsubishi Motors Corp 組電池
KR20150123102A (ko) * 2014-04-24 2015-11-03 에스케이배터리시스템즈 주식회사 이차전지용 배터리 셀 조립체
KR20160050692A (ko) * 2014-10-30 2016-05-11 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 그의 제조방법
KR20160115582A (ko) * 2015-03-27 2016-10-06 주식회사 엘지화학 배터리 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
CN108123189A (zh) 2018-06-05
US20180147953A1 (en) 2018-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180062501A (ko) 배터리 수냉각 시스템
EP2955780B1 (en) Battery pack with enhanced safety against leakage of liquid-phase refrigerant
JP6129979B2 (ja) 電池放熱システム、電池放熱ユニット
JP5540114B2 (ja) 改善された冷却効率の、中型又は大型のバッテリパック
EP1705743B1 (en) Battery module
US7968223B2 (en) Secondary battery module
TWI624102B (zh) 電池組溫度控制、供電系統
JP5307250B2 (ja) 冷却手段を有するバッテリーモジュール、及びそれを含む（中型または大型）バッテリーパック
US10535905B2 (en) Cooling device and battery module having the same
US10933725B2 (en) Electrical axle drive for a vehicle
US20080292948A1 (en) Battery cooling system and methods of cooling
JP5161533B2 (ja) バッテリモジュール及びバッテリパック
JP2005349955A (ja) 蓄電機構の冷却構造
KR102058688B1 (ko) 간접 냉각 방식의 배터리 모듈
JP2006278330A (ja) 二次電池モジュール
JP7091971B2 (ja) 電池ユニット
JP2012523086A (ja) 優れた放熱特定の電池モジュール及びそれを備えた中大型電池パック
KR20090048861A (ko) 전지 모듈
US10651520B2 (en) Battery
CN110867542A (zh) 蓄电池组件
US10305152B2 (en) Water cooling system for a battery
KR101533992B1 (ko) 전지모듈
KR20130078520A (ko) 전기 자동차의 이차전지용 방열판
KR101620165B1 (ko) 방열부재가 구비된 베터리모듈
KR102085339B1 (ko) 열전도 구조를 개선한 배터리 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application