KR101173055B1 - Uniform Cooling Apparatus for Battery - Google Patents

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KR101173055B1
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현대자동차일본기술연구소
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Abstract

본 발명은 전기 자동차에 탑재된 모터 구동용 2차 배터리의 열화 방지 및 내구성 향상을 위해 복수의 배터리를 균일한 온도로 유지할 수 있는 배터리 균일 냉각 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 히트 싱크와; 상기 히트 싱크의 일 측 방향으로 연장되는 본체를 가지는 방열 플레이트와; 상기 방열 플레이트 본체 상에 상기 연장된 일 측 방향으로 소정의 간격을 가지고 배치되는 다수의 평판형 수열부; 를 포함하며, 상기 다수의 수열부는 상기 히트 싱크에 가깝게 배치된 수열부의 단면적이 상기 히트 싱크에서 멀리 배치된 수열부의 단면적 보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 균일 냉각 장치를 제공한다.The present invention relates to a battery homogeneous cooling apparatus capable of maintaining a plurality of batteries at a uniform temperature in order to prevent deterioration and durability of a secondary battery for driving a motor mounted in an electric vehicle.
To this end, the present invention, the heat sink; A heat dissipation plate having a body extending in one direction of the heat sink; A plurality of flat heat receiving parts disposed on the heat dissipation plate body at predetermined intervals in the one extended direction; It includes, wherein the plurality of heat receiving portion provides a battery uniform cooling device, characterized in that the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed close to the heat sink is made smaller than the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed away from the heat sink.

Description

배터리 균일 냉각 장치{Uniform Cooling Apparatus for Battery}Uniform Cooling Apparatus for Battery

본 발명은 배터리 균일 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 자동차에 탑재된 모터 구동용 2차 배터리의 열화 방지 및 내구성 향상을 위해 복수의 배터리를 균일한 온도로 유지할 수 있는 배터리 균일 냉각 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery uniform cooling device, and more particularly, to a battery uniform cooling device capable of maintaining a plurality of batteries at a uniform temperature in order to prevent deterioration and durability of a secondary battery for driving a motor mounted in an electric vehicle. It is about.

최근 환경오염 문제 및 대체 에너지 개발에 대한 노력으로 전기자동차의 개발이 꾸준히 이루어지고 있다. 전기자동차는 전기 모터를 구동원으로 사용하는데, 상기 모터의 동작을 위한 에너지원인 배터리가 인버터를 통해 모터에 전력을 공급 가능하게 연결되어 있다.Recently, the development of electric vehicles has been steadily made due to environmental pollution and efforts to develop alternative energy. An electric vehicle uses an electric motor as a driving source, and a battery, which is an energy source for the operation of the motor, is connected to supply power to the motor through an inverter.

전기 자동차에 탑재된 모터 구동용 배터리는 충전 및 방전 가능한 이차 전지로서, 하나의 셀 또는 복수의 셀을 모듈화시킨 배터리를 사용하게 되는데, 상기 모듈화된 배터리를 다수 개 연결하여 대용량의 배터리 패키지를 구성하고 있다.The motor driving battery mounted in the electric vehicle is a rechargeable battery that can be charged and discharged, and uses a battery in which one cell or a plurality of cells is modularized. A large capacity battery package is formed by connecting a plurality of the modular batteries. have.

이렇게 연결된 배터리 모듈 패키지는 충?방전시 배터리 셀에서 발열 현상이 발생하여 온도가 올라가게 되며, 이러한 온도 상승은 배터리의 전기적인 성능을 저하시키게 된다. 따라서 배터리의 적정한 온도 유지는 배터리의 관리에 있어서 가장 중요한 사항 가운데 하나이다.The connected battery module package generates a heat phenomenon in the battery cell during charging and discharging, thereby increasing the temperature. Such an increase in temperature degrades the electrical performance of the battery. Therefore, maintaining the proper temperature of the battery is one of the most important matters in battery management.

특히, 배터리의 열화 방지 및 내구성 향상을 도모하기 위해서는 복수의 배터리를 균일한 온도로 유지할 필요가 있는데, 복수의 배터리의 온도에 차이가 생기게 되면 최대로 열화한 배터리가 전체 성능에 영향을 미치게 된다. 그러나 종래의 배터리 냉각 장치로는 상기 복수의 배터리의 온도를 균일하게 유지하기가 힘들었다.In particular, in order to prevent degradation of the battery and to improve durability, it is necessary to maintain a plurality of batteries at a uniform temperature. When a difference occurs in the temperatures of the plurality of batteries, the battery that is most degraded affects the overall performance. However, in the conventional battery cooling apparatus, it is difficult to maintain the temperature of the plurality of batteries uniformly.

또한, 외기온이 낮은 자동차의 주행 환경에 있어서 배터리의 온도가 하강하게 되면 배터리의 내부저항이 증가하게 되어 출력이 저하될 수 있다. 따라서 배터리의 온도가 하강하는 경우에는 반대로 배터리를 가열해 줄 필요가 있는데, 이러한 배터리 가열을 위한 별도의 장치가 필요하여 구성이 복잡해지고 중량, 용적 및 비용이 증가하게 되는 단점이 있었다.In addition, when the temperature of the battery decreases in a driving environment of a vehicle having low outside temperature, the internal resistance of the battery may increase, and thus the output may be reduced. Therefore, when the temperature of the battery decreases, it is necessary to heat the battery on the contrary, which requires a separate device for heating the battery, which has a disadvantage in that the configuration becomes complicated and the weight, volume, and cost increase.

한편, 일본 출원 제2008-155266호에서는 각 전지 셀의 냉각 특성을 균일하게 함과 동시에 먼지의 퇴적 및 결로에 의한 누전 등을 방지하기 위하여, 열전도성 부재를 단전지 셀과 서로 밀착시켜, 상기 열전도성 부재를 통해 단전지 셀의 열을 방출시키는 장치를 개시한 바 있다.On the other hand, in Japanese Patent Application No. 2008-155266, in order to make the cooling characteristics of each battery cell uniform, and to prevent dust leakage and short circuit due to condensation, the thermally conductive members are brought into close contact with the single cell cells, and the thermoelectric An apparatus for dissipating heat in a unit cell through a conductive member has been disclosed.

그러나 상기 장치의 경우에도 복수의 배터리의 냉각 온도를 균일하게 유지하는데에는 한계가 있었고, 배터리의 저온 환경에 있어서 단일의 장치를 통해 배터리를 가열해 줄 수 없는 단점이 있었다.
However, even in the above device, there is a limit in maintaining the cooling temperature of a plurality of batteries uniformly, and there is a disadvantage in that the battery cannot be heated by a single device in a low temperature environment of the battery.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는데 그 목적이 있는 발명으로서, 복수의 배터리의 온도를 균일하게 유지하고 열화를 억제함으로 배터리의 전체적인 성능을 향상시키고 내구성을 증대시킬 수 있는 균일 냉각 장치를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.Therefore, the present invention is an invention having the object to solve the above technical problem, the uniform cooling device that can improve the overall performance and increase the durability of the battery by maintaining the temperature of the plurality of batteries uniformly and suppressing deterioration It has a purpose to provide.

또한, 배터리의 저온 환경에 있어서 배터리를 가열하여 적절한 온도 범위를 유지할 수 있게 하고, 이러한 가열시에도 복수의 배터리가 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하는 균일 냉각/가열 장치를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.
In addition, the object of the present invention is to provide a uniform cooling / heating device for maintaining a proper temperature range by heating the battery in a low temperature environment of the battery, and maintaining a uniform temperature even when the battery is heated. .

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 배터리 균일 냉각 장치는, 히트 싱크와; 상기 히트 싱크의 일 측 방향으로 연장되는 본체를 가지는 방열 플레이트와; 상기 방열 플레이트 본체 상에 상기 연장된 일 측 방향으로 소정의 간격을 가지고 배치되는 다수의 평판형 수열부; 를 포함하며, 상기 다수의 수열부는 상기 히트 싱크에 가깝게 배치된 수열부의 단면적이 상기 히트 싱크에서 멀리 배치된 수열부의 단면적 보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 한다.Battery uniform cooling device of the present invention to achieve the above object, the heat sink; A heat dissipation plate having a body extending in one direction of the heat sink; A plurality of flat heat receiving parts disposed on the heat dissipation plate body at predetermined intervals in the one extended direction; It includes, wherein the plurality of heat receiving portion is characterized in that the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed close to the heat sink is made smaller than the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed away from the heat sink.

또한, 상기 방열 플레이트는 상기 본체의 측면으로 연장되는 적어도 하나의 가지부를 형성하고, 상기 가지부 상에 배치되는 평판형 수열부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat dissipation plate may include at least one branch portion extending toward the side of the main body and disposed on the branch portion; And further comprising:

이때, 상기 본체 밑 상기 가지부 상에 나란하게 배치되는 한 세트의 수열부에 있어서, 상기 가지부 상에 배치되는 수열부의 단면적은 상기 본체 상에 배치되는 수열부의 단면적 보다 크게 이루어지는 것을 특징으로 한다.In this case, the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed on the branch portion is larger than the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed on the main body in the set of heat receiving portions arranged side by side on the branch portion under the main body.

또한, 상기 가지부는 상기 히트 싱크에 가깝게 배치된 가지부의 폭이 상기 히트 싱크에서 멀리 배치된 가지부의 폭보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the branch portion is characterized in that the width of the branch portion disposed close to the heat sink is smaller than the width of the branch portion disposed away from the heat sink.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 히트 싱크의 외측에 형성되는 에어컨 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, it further comprises an air conditioning duct formed on the outside of the heat sink.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 히트 싱크는 제 1 히트 싱크와 제 2 히트 싱크로 이루어지고, 상기 에어컨 덕트는 상기 제 1 히트 싱크의 외측에 형성되며, 상기 제 2 히트 싱크의 외측에 형성되는 히터 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In another embodiment of the present invention, the heat sink is formed of a first heat sink and a second heat sink, and the air conditioner duct is formed outside the first heat sink and is formed outside the second heat sink. It further comprises a heater duct.

본 발명에 따른 배터리 균일 냉각 장치에 의하면, 복수의 배터리가 균일한 온도를 유지할 수 있게 하여 복수의 배터리로 이루어진 배터리 패키지의 전체적인 성능을 향상시키고 내구성을 유지할 수 있게 된다.According to the battery uniform cooling apparatus according to the present invention, it is possible to maintain a uniform temperature of the plurality of batteries to improve the overall performance of the battery package consisting of a plurality of batteries and to maintain durability.

또한, 냉각을 실시하는 전용 냉각 팬 및 제어 유닛이 불필요하게 되어 배터리 냉각 장치의 중량, 용적 및 비용이 줄어들게 되고, 팬 소음의 저감을 도모할 수 있게 된다.In addition, it becomes unnecessary to use a dedicated cooling fan and a control unit for cooling, thereby reducing the weight, volume and cost of the battery cooling device, and it is possible to reduce the fan noise.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라 히터의 열을 이용하여 배터리를 균일한 온도로 가열할 수도 있게 되어, 저온 환경에서의 배터리 성능 향상이 가능하게 된다.
In addition, according to another embodiment of the present invention it is also possible to heat the battery to a uniform temperature using the heat of the heater, it is possible to improve the battery performance in a low temperature environment.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서 복수의 배터리의 배열을 나타내는 단면도.
도 2는 상기 복수의 배터리의 배열을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 균일 냉각 장치를 나타내는 사시도.
도 4는 상기 배터리 균일 냉각 장치를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 배터리가 냉각 플레이트의 수열부에 장착된 모습을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리의 냉각 및 가열을 함께 수행할 수 있는 균일 냉각/가열 장치를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing an arrangement of a plurality of batteries in an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating an arrangement of the plurality of batteries.
3 is a perspective view showing a battery uniform cooling device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the battery uniform cooling device.
5 is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of batteries are mounted to the heat receiving portion of the cooling plate according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a uniform cooling / heating device capable of performing cooling and heating of a battery together according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명은 열전도 부재를 사용하여 배터리를 냉각시키는 장치로서, 전용 냉각 팬 및 제어 유닛으로 인한 중량, 용적의 과다함을 해소하고 팬 소음을 저감할 수 있으며, 복수의 배터리의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 장치이다.The present invention is a device for cooling the battery using a heat conducting member, can eliminate the excess weight and volume due to the dedicated cooling fan and the control unit, reduce the fan noise, and can maintain the temperature of the plurality of batteries uniformly Device.

열전도체는 고온의 물체에서 저온의 물체로 열을 전달하는데, 이때 열 전달률은 상기 열전도체의 단면적 및 상기 열전도체의 온도 기울기(dT/dx)에 비례한다. 여기에서 온도 기울기란 상기 고온의 물체와 저온의 물체 간의 온도차이(dT) 및 상기 두 물체가 상기 열전도체를 통해 떨어진 거리(dx)간의 비율을 말한다.The heat conductor transfers heat from a hot object to a low temperature object, where the heat transfer rate is proportional to the cross sectional area of the heat conductor and the temperature gradient (dT / dx) of the heat conductor. Here, the temperature gradient refers to a ratio between the temperature difference dT between the hot object and the cold object and the distance dx between the two objects that are separated through the thermal conductor.

또한, 상기 고온의 물체와 저온의 물체가 상기 열전도체와 직접 접촉하는 단면적 역시 열 전달률에 영향을 주는데, 상기 접촉 단면적이 넓을수록 열 전달률이 좋아지게 된다.In addition, the cross-sectional area in which the hot objects and the low-temperature objects are in direct contact with the heat conductor also affects the heat transfer rate, and the wider the contact cross-section area, the better the heat transfer rate.

따라서, 복수의 배터리를 열전도 부재를 사용하여 냉각시킬 경우, 상기 복수의 배터리의 온도를 균일하게 유지하기 위해서는 상기 열전도 부재를 통한 복수의 배터리의 열 전달 거리 및 열 전달률을 종합적으로 고려하여 냉각장치를 설계해야 한다. 본 발명에서 정의되는 열 전달 거리란 고온의 물체(배터리)와 저온의 물체(히트 싱크)간에 열전도 부재(방열 플레이트)를 통해 연결된 최단 거리를 의미한다.Therefore, when the plurality of batteries are cooled by using the heat conductive member, in order to maintain the temperature of the plurality of batteries uniformly, the cooling apparatus is generally considered in consideration of the heat transfer distance and the heat transfer rate of the plurality of batteries through the heat conductive member. You must design it. The heat transfer distance defined in the present invention means the shortest distance connected between a high temperature object (battery) and a low temperature object (heat sink) through a heat conductive member (heat radiating plate).

첨부된 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 있어서 복수의 배터리(10)의 배열을 나타내고 있다. 본 발명에서 배터리(10)는 각 배터리(10)가 하나의 셀로 이루어지거나, 복수의 셀로 구성된 모듈로 이루어질 수 있다. 상기 배터리의 외부의 재질은 배터리가 발열할 경우 그 열을 잘 전달할 수 있도록 금속 또는 수지 등의 열 전달재로 구성될 수 있다.1 and 2 show an arrangement of a plurality of batteries 10 in an embodiment of the invention. In the present invention, the battery 10 may be formed of a module consisting of a plurality of cells, each battery 10 is a cell. The external material of the battery may be formed of a heat transfer material such as metal or resin so as to transfer heat well when the battery generates heat.

첨부된 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 균일 냉각 장치(100)를 나타내고 있다.3 and 4 show a battery uniform cooling apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조로 하면, 본 발명에 따른 냉각 장치(100)는 히트 싱크(130), 냉각 플레이트(110) 및 다수의 수열부(122~128)로 구성될 수 있다. 상기 냉각 플레이트(110)에는 복수의 배터리와 직접 접촉하는 다수의 수열부(122~128)가 소정의 간격을 가지고 배치되어 있으며, 일 끝단에는 열을 방열시키는 히트 싱크(130)가 연결되어 있다.3 and 4, the cooling device 100 according to the present invention may be configured of a heat sink 130, a cooling plate 110, and a plurality of heat receiving parts 122 to 128. The cooling plates 110 are arranged with a plurality of heat receiving parts 122 to 128 in direct contact with a plurality of batteries, and a heat sink 130 for dissipating heat is connected to one end thereof.

상기 방열 플레이트(110)의 재질은 열 전도성이 좋은 금속류가 적합하고, 더욱 바람직하게는 알루미늄을 사용할 수 있다. 상기 방열 플레이트(110)는 상기 수열부(122~128)가 배터리로부터 수집한 열을 상기 히트 싱크(130)로 전달한다.The heat dissipation plate 110 may be made of metal having good thermal conductivity, and more preferably aluminum. The heat dissipation plate 110 transfers the heat collected from the battery by the heat receiving parts 122 to 128 to the heat sink 130.

본 발명의 실시예에 있어서 배터리로부터 열을 수집하는 상기 수열부(122~128)의 크기는 상기 방열 플레이트(110) 상의 위치에 따라 다르게 형성될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the size of the heat receiving parts 122 to 128 for collecting heat from the battery may be formed differently according to the position on the heat dissipation plate 110.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수열부는 평판 형태로서 다수의 수열부(122~128)가 방열 플레이트(110) 상에 소정의 간격을 가지고 배치될 수 있는데, 이때 히트 싱크(130)에 가깝게 배치된 수열부의 단면적이 히트 싱크(130)에서 멀리 배치된 수열부의 단면적 보다 작게 이루어질 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the heat receiving portion has a flat plate shape, and a plurality of heat receiving portions 122 to 128 may be disposed at predetermined intervals on the heat dissipation plate 110. The cross-sectional area of the heat receiving portion disposed close to the heat sink 130 may be smaller than the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed far from the heat sink 130.

즉, 히트 싱크(130)에 가장 가깝게 배치되는 수열부(122)가 가장 작은 단면적을 가지고, 히트 싱크(130)로 부터 가장 거리가 먼 수열부(128)가 가장 큰 단면적을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 나란하게 배치되는 다수의 수열부(122a~128c, 122b~128b, 122c~128c)에 대하여 각 수열부의 단면적이 122a<124a<126a<128a, 122b<124b<126b<128b, 122c<124c<126c<128c의 순서로 이루어질 수 있다.That is, the heat receiving portion 122 disposed closest to the heat sink 130 may have the smallest cross-sectional area, and the heat receiving portion 128 farthest from the heat sink 130 may have the largest cross-sectional area. have. Therefore, the cross-sectional area of each of the heat receiving portions 122a <124a <126a <128a, 122b <124b <126b <128b, 122c <124c < 126c < 128c.

이로써, 다수의 수열부를 갖는 냉각 장치(100)에 있어서, 각 수열부가 히트 싱크(130)와 떨어진 거리가 다르더라도, 각 수열부의 열 전달률을 다르게 함으로 각 수열부에 접합하는 배터리의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.Thus, in the cooling device 100 having a plurality of heat receiving portions, even if the distance from each heat receiving portion is different from the heat sink 130, by varying the heat transfer rate of each heat receiving portion, the temperature of the battery bonded to each heat receiving portion is uniform. I can keep it.

한편, 도 4를 참조로 하면 상기 방열 플레이트(110)는 상기 히트 싱크(130)의 일 측 방향으로 연장되는 본체(110a)와 상기 본체의 측면으로 연장되는 하나 이상의 가지부(110b~110e)로 이루어질 수 있다. 상기 가지부(110b~110e)는 상기 본체(110a)의 측면으로 뻗어나오며, 그 위에 수열부가 배치될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4, the heat dissipation plate 110 may include a main body 110a extending in one direction of the heat sink 130 and one or more branch parts 110b ˜ 110e extending toward the side of the main body. Can be done. The branch portions 110b to 110e extend toward the side of the main body 110a and a heat receiving portion may be disposed thereon.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 방열 플레이트(110)는 다수의 가지부(110b~110e)를 형성할 수 있다. 이때 상기 다수의 가지부(110b~110e)는 소정의 간격을 가지고 배치될 수 있는데, 상기 각 가지부(110b~110e)의 폭은 히트 싱크(130)에 가깝게 배치된 가지부의 폭이 히트 싱크(130)에서 멀리 배치된 가지부의 폭보다 작게 이루어질 수 있다.In the embodiment of the present invention, the heat dissipation plate 110 may form a plurality of branch parts 110b to 110e. In this case, the plurality of branch parts 110b to 110e may be disposed at a predetermined interval, and the width of each branch part 110b to 110e is a width of the branch part disposed close to the heat sink 130. It may be made smaller than the width of the branch portion disposed away from 130.

즉, 히트 싱크(130)에 가장 가깝게 배치되는 가지부(110b)가 가장 작은 폭을 가지고, 히트 싱크(130)로 부터 가장 거리가 먼 가지부(110e)가 가장 큰 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 나란하게 배치되는 다수의 가지부(110b~110e)에 대하여 각 가지부의 폭이 110b<110c<110d<110e의 순서로 이루어질 수 있다.That is, the branch portion 110b disposed closest to the heat sink 130 may have the smallest width, and the branch portion 110e farthest from the heat sink 130 may have the largest width. have. Accordingly, the width of each branch portion may be formed in the order of 110b <110c <110d <110e with respect to the plurality of branch portions 110b to 110e arranged side by side.

한편, 상기 가지부(110b~110e)는 상기 본체(110a)의 양쪽 측면으로 뻗어나오며, 그 위에 각각 수열부가 배치될 수 있는데, 상기 가지부(110b~110e) 상에 배치된 수열부의 단면적은 상기 본체(110a) 상에 배치된 수열부의 단면적 보다 크게 이루어질 수 있다.Meanwhile, the branch parts 110b to 110e extend to both sides of the main body 110a, and the heat receiving parts may be disposed thereon, respectively, and the cross-sectional area of the heat receiving parts disposed on the branch parts 110b to 110e may be determined. It may be made larger than the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed on the body (110a).

즉, 나란하게 배치된 한 세트의 수열부(122a~122c)를 살펴보면, 본체(110a) 상에 배치된 수열부(122a)가 가지부(110b) 상에 배치된 수열부(122b, 122c)에 비하여 히트 싱크(130)와의 열 전달 거리가 가까우므로, 본체 상에 배치된 수열부(122a)가 가지부 상에 배치된 수열부(122b, 122c)에 비하여 작은 단면적을 갖도록 한다.That is, when looking at a set of the heat receiving parts 122a to 122c arranged side by side, the heat receiving parts 122a disposed on the main body 110a are arranged on the heat receiving parts 122b and 122c arranged on the branch parts 110b. Since the heat transfer distance from the heat sink 130 is closer than that of the heat sink 130, the heat receiving portion 122a disposed on the main body has a smaller cross-sectional area than the heat receiving portions 122b and 122c disposed on the branch portion.

이로써, 나란하게 배치된 한 세트의 수열부(122a~122c)에 있어서, 가지부(110b) 상에 배치된 수열부(122b, 122c)는 본체(110a) 상에 배치된 수열부(122a)에 비하여 히트 싱크(130)와의 열 전달 거리가 멀게 되지만, 가지부(110b) 상에 배치된 수열부(122b, 122c)와 본체(110a) 상에 배치된 수열부(122a)의 열 전달률을 다르게 함으로 다수의 배터리가 어떠한 수열부와 접합하는지에 관계없이 균일한 온도를 이룰 수 있게 한다.Thus, in the set of heat receiving portions 122a to 122c arranged side by side, the heat receiving portions 122b and 122c disposed on the branch portion 110b are connected to the heat receiving portion 122a disposed on the main body 110a. Compared with the heat sink 130, the heat transfer distance from the heat sink 130 is greater, but the heat transfer rates of the heat receiving portions 122b and 122c disposed on the branch portion 110b and the heat receiving portion 122a disposed on the main body 110a are different. It is possible to achieve a uniform temperature regardless of which heat receiving portion a plurality of batteries are joined to.

상기 설명한 바는 나란하게 배치된 다른 수열부 세트(124a~124c, 126a~126c, 128a~128c)에도 동일하게 적용될 수 있다.The above description may be equally applied to other sets of heat receiving units 124a to 124c, 126a to 126c, and 128a to 128c arranged side by side.

첨부된 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 배터리(10)가 냉각 플레이트(110) 상에 배치된 다수의 수열부(122~128)에 장착된 모습을 나타내고 있다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 배터리(10)는 측면을 수열부에 밀착시켜 조립할 수 있으며, 2개의 배터리가 각각 하나의 수열부에 접합하도록 할 수 있다.5 is a view illustrating a plurality of batteries 10 mounted on a plurality of heat receiving parts 122 to 128 disposed on the cooling plate 110 according to an exemplary embodiment of the present invention. According to the exemplary embodiment of the present invention, the battery 10 may be assembled by bringing the side into close contact with the heat receiving portion, and the two batteries may be bonded to each one heat receiving portion.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 히트 싱크(130)의 외측에는 에어컨 덕트(200)가 형성될 수 있는데 상기 에어컨 덕트(200) 내부로 냉기가 흐름으로 히트 싱크(130)를 냉각시킬 수 있게 된다. 즉, 복수의 배터리(10)에서 발생한 열은 수열부(122~128), 방열 플레이트(110) 및 히트 싱크(130)를 통하여 빠져나가게 되고, 상기 에어컨 덕트(200)를 흐르는 냉기를 통해 상기 열이 방출될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the air conditioner duct 200 may be formed on the outside of the heat sink 130, and the cool air flows into the air conditioner duct 200 to cool the heat sink 130. . That is, the heat generated from the plurality of batteries 10 is discharged through the heat receiving parts 122 to 128, the heat dissipation plate 110, and the heat sink 130, and the heat is transmitted through the cold air flowing through the air conditioner duct 200. Can be released.

도 5에 도시된 바와 같이, 방열 플레이트(110) 상에 배치된 다수의 수열부(122~128)는 히트 싱크(130)와의 거리가 멀어질수록, 그리고 본체보다는 가지부 상에 배치될수록 배터리(10)와의 접촉 면적이 넓어질 수 있게 되며, 이로써 복수의 배터리(10)가 히트 싱크(130) 및 에어컨 덕트(200)와의 열 전달 거리가 서로 다르게 되더라도 균일한 온도로 냉각될 수 있게 한다.As shown in FIG. 5, the plurality of heat receiving parts 122 to 128 disposed on the heat dissipation plate 110 are disposed as the distance from the heat sink 130 increases, and as the plurality of heat receiving parts 122 to 128 are disposed on the branch rather than the main body. The contact area with 10 may be widened, thereby allowing the plurality of batteries 10 to be cooled to a uniform temperature even if the heat transfer distances between the heat sink 130 and the air conditioner duct 200 are different from each other.

또한, 상기 가지부 역시 히트 싱크(130)와의 거리가 먼 곳에 배치될수록 폭이 커질 수 있는데, 이로써 복수의 배터리(10)가 균일한 온도를 유지할 수 있게 한다.In addition, the branch portion may also increase in width as the distance from the heat sink 130 is farther away, thereby allowing the plurality of batteries 10 to maintain a uniform temperature.

한편, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 방열 플레이트(110)의 가지부(110b~110e)의 배치 구조 및 개수, 수열부(122~128)의 배치 구조 및 개수는 본 발명의 목적을 만족하는 범위 내에서 당업자가 용이하게 변경 가능함은 자명한 사실이다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the arrangement structure and the number of the branch portions 110b to 110e of the heat dissipation plate 110 and the arrangement structure and the number of the heat receiving portions 122 to 128 satisfy the object of the present invention. It is obvious that those skilled in the art can easily change within the scope.

첨부된 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 히트 싱크(130)가 에어컨 덕트(200) 및 히터 덕트(300)에 함께 연결된 배터리 균일 냉각 및 가열 장치를 나타내고 있다.6 is an illustration of a battery homogeneous cooling and heating device in which a heat sink 130 is coupled together to an air conditioning duct 200 and a heater duct 300, according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 히트 싱크(130)는 제 1 히트 싱크(130a)와 제 2 히트 싱크(130b)로 구성될 수 있는데, 상기 제 1 히트 싱크(130a)의 외측에는 에어컨 덕트(200)가 설치되고, 상기 제 2 히트 싱크(130b)의 외측에는 히터 덕트(300)가 설치될 수 있다.As illustrated in FIG. 6, the heat sink 130 may be configured of a first heat sink 130a and a second heat sink 130b. An air conditioner duct (outside the first heat sink 130a) may be formed. 200 may be installed, and a heater duct 300 may be installed outside the second heat sink 130b.

상기 에어컨 덕트(200)는 내부에 냉기가 흐르게 되어 상기 제 1 히트 싱크(130a)를 통해 배터리(10)의 열을 빼앗아 온도를 낮출 수 있고, 상기 히터 덕트(300)는 내부에 온기가 흐르게 되어 상기 제 2 히트 싱크(130b)를 통해 배터리(10)에 열을 전달하여 온도를 높일 수 있다.The air conditioner duct 200 has a cold air flows therein to take the heat of the battery 10 through the first heat sink 130a to lower the temperature, and the heater duct 300 has warmed heat therein. The temperature may be increased by transferring heat to the battery 10 through the second heat sink 130b.

즉, 외기온이 낮은 자동차 주행 환경에서 배터리(10)의 온도가 하강하면 냉기를 끊고 히터 덕트(300)에 난기만 흐르게 함으로 배터리(10)를 가열할 수 있게 되어 배터리(10)가 항상 적절한 온도를 유지할 수 있도록 하는 배터리 균일 냉각 및 가열 장치를 제공할 수 있다.That is, when the temperature of the battery 10 decreases in a vehicle driving environment with low outside air temperature, the cold air is interrupted and only the warm air flows in the heater duct 300 so that the battery 10 can be heated, so that the battery 10 always maintains an appropriate temperature. It is possible to provide a battery homogeneous cooling and heating device for maintaining.

표 1은 본 발명에 따른 배터리 균일 냉각 장치와 종래의 배터리 냉각 장치를 비교하고 있다.Table 1 compares a battery homogeneous cooling device according to the present invention and a conventional battery cooling device.

항목Item 본 발명의 장치Device of the Invention 종래 장치Conventional device 배터리 온도차 (최대/최소)Battery temperature difference (max / min) 3℃3 ℃ 6℃6 ℃ 히트 싱크 크기(mm)Heat sink size (mm) 200×150×100200 × 150 × 100 350×500×100350 × 500 × 100 히트 싱크 중량Heat sink weight 8kg8 kg 40kg40 kg 히트 싱크 용적Heat sink volume 3ℓ3ℓ 17.5ℓ17.5ℓ 배터리 수명
(전류치 20% 열화)Battery life
(20% current deterioration) 10년10 years 8년8 years 에어컨 성능 저하Air conditioner degradation 10%10% 30%30% 배터리 가열 기능Battery heating function OO XX

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 히트 싱크의 크기 및 중량을 줄일 수 있게 되고, 복수의 배터리 간의 온도차가 줄어들게 된다. 이로 인해 배터리의 수명이 연장되어 경제적인 효과를 기대할 수 있다.As shown in Table 1, according to the embodiment of the present invention, the size and weight of the heat sink can be reduced, and the temperature difference between the plurality of batteries is reduced. This extends the life of the battery and can be expected to be economical.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
In the above described the present invention through specific embodiments, those skilled in the art can make modifications, changes without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, what can be easily inferred by the person of the technical field to which this invention belongs from the detailed description and the Example of this invention is interpreted as belonging to the scope of the present invention.

10 : 배터리 100 : 배터리 균일 냉각 장치
110 : 방열 플레이트 122 ~ 128 : 수열부
130 : 히트 싱크 200 : 에어컨 덕트
300 : 히터 덕트10 battery 100 battery uniform cooling device
110: heat dissipation plate 122 to 128: heat receiving portion
130: heat sink 200: air conditioning duct
300: heater duct

Claims (6)

히트 싱크와;
상기 히트 싱크의 일 측 방향으로 연장되는 본체를 가지는 방열 플레이트와;
상기 방열 플레이트 본체 상에 상기 연장된 일 측 방향으로 소정의 간격을 가지고 배치되는 다수의 평판형 수열부; 를 포함하며,
상기 다수의 수열부는 상기 히트 싱크에 가깝게 배치된 수열부의 단면적이 상기 히트 싱크에서 멀리 배치된 수열부의 단면적 보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 균일 냉각 장치.
A heat sink;
A heat dissipation plate having a body extending in one direction of the heat sink;
A plurality of flat heat receiving parts disposed on the heat dissipation plate body at predetermined intervals in the one extended direction; Including;
And the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed close to the heat sink is smaller than the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed away from the heat sink.
청구항 1에 있어서,
상기 방열 플레이트는 상기 본체의 측면으로 연장되는 적어도 하나의 가지부를 형성하고,
상기 가지부 상에 배치되는 평판형 수열부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 균일 냉각 장치.
The method according to claim 1,
The heat dissipation plate forms at least one branch extending to the side of the body,
A flat heat receiving portion disposed on the branch portion; Battery uniform cooling device further comprising.
청구항 2에 있어서,
상기 본체 밑 상기 가지부 상에 나란하게 배치되는 한 세트의 수열부에 있어서, 상기 가지부 상에 배치되는 수열부의 단면적은 상기 본체 상에 배치되는 수열부의 단면적 보다 크게 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 균일 냉각 장치.
The method according to claim 2,
In a set of heat receiving portions arranged side by side on the branch portion under the main body, the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed on the branch portion is larger than the cross-sectional area of the heat receiving portion disposed on the main body. Device.
청구항 2에 있어서,
상기 가지부는 상기 히트 싱크에 가깝게 배치된 가지부의 폭이 상기 히트 싱크에서 멀리 배치된 가지부의 폭보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 균일 냉각 장치
The method according to claim 2,
The branch portion is a battery uniform cooling device, characterized in that the width of the branch portion disposed close to the heat sink is smaller than the width of the branch portion disposed far from the heat sink.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 히트 싱크의 외측에 형성되는 에어컨 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 균일 냉각 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Battery uniform cooling device further comprises an air conditioning duct formed on the outside of the heat sink.
청구항 5에 있어서,
상기 히트 싱크는 제 1 히트 싱크와 제 2 히트 싱크로 이루어지고,
상기 에어컨 덕트는 상기 제 1 히트 싱크의 외측에 형성되며,
상기 제 2 히트 싱크의 외측에 형성되는 히터 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 균일 냉각 및 가열 장치.


The method according to claim 5,
The heat sink is composed of a first heat sink and a second heat sink,
The air conditioner duct is formed outside the first heat sink,
Battery uniform cooling and heating apparatus further comprises a heater duct formed on the outside of the second heat sink.


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