KR101360423B1 - Thermal management system for heat exchanging battery of electromobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 배터리팩을 감싸는 형상으로 마련되며, 내부에 공기가 흡입 및 배출되면서 공기가 배터리팩을 거치며 열교환되도록 하는 덕트; 일단부가 차량의 외부로 노출될 수 있도록 마련되며, 타단부가 상기 덕트와 연결되어 외부의 공기가 덕트에 공급되도록 하는 에어포트; 및 내부에 팬이 마련되고 외부에 에어건이 마련되어 에어건을 통해 공기가 송풍되며, 배터리의 충전시 에어건을 에어포트에 연결하여 덕트에 공기를 공급하는 공기공급장치;를 포함하여 구성되는 전기차량용 배터리 열교환시스템이 소개된다.The present invention is provided in a shape surrounding the battery pack, and the air is sucked and discharged inside the duct to allow the air to pass through the battery pack heat exchange; An air port provided at one end thereof to be exposed to the outside of the vehicle and having the other end connected to the duct so that external air is supplied to the duct; And a fan provided inside and an air gun provided outside to blow air through the air gun, and an air supply device for supplying air to the duct by connecting the air gun to the air port when charging the battery. The system is introduced.

Description

전기차량용 배터리 열교환시스템{THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR HEAT EXCHANGING BATTERY OF ELECTROMOBILE}Battery heat exchange system for electric vehicles {THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR HEAT EXCHANGING BATTERY OF ELECTROMOBILE}

본 발명은 차량에 설치된 배터리 냉각시스템을 제거하면서, 배터리의 열교환이 충전시에 외부에서 실시되도록 하여 배터리 전장품의 중량 및 생산원가를 절감하고, 또한 배터리팩의 온도 조절성능을 확보하도록 한 전기차량용 배터리 열교환시스템에 관한 것이다.
The present invention is to remove the battery cooling system installed in the vehicle, the heat exchange of the battery is carried out from the outside during charging to reduce the weight and production cost of the battery electronics, and also to ensure the temperature control performance of the battery pack battery A heat exchange system.

최근 환경문제와 고유가 등으로 인해 전기차와 같은 환경차량에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이같은 환경차량에 있어서 고전압 배터리는 전기차를 구성하는 핵심 부품 중 하나이다.Recently, interest in environmental vehicles such as electric vehicles is increasing due to environmental problems and high oil prices. In such environmental vehicles, high voltage batteries are one of the core components of electric vehicles.

이러한, 고전압 배터리는 충방전시에 고온의 열이 발생되는데, 이는 배터리의 성능 및 효율에 상당한 영향을 미치는 주요 요인으로써 필수적으로 관리할 필요성이 있다.The high voltage battery generates high temperature heat during charging and discharging, which is necessary to be managed as a major factor that has a significant effect on the performance and efficiency of the battery.

이에, 대부분의 전기차량에서는 도 1과 같이 배터리팩(1)에 냉각시스템(2)이 마련되어 상기 냉각시스템(2)을 통해 강제공냉식으로 배터리의 열을 관리하고 있다. 즉, 차량 내부의 공기를 블로워모터를 통해 덕트(3)로 유입하여 배터리팩(1) 내부에 통과시키므로, 배터리팩(1)의 열을 냉각시키는 구조이다.Accordingly, in most electric vehicles, a cooling system 2 is provided in the battery pack 1 as shown in FIG. 1 to manage the heat of the battery by forced air cooling through the cooling system 2. That is, since the air inside the vehicle flows into the duct 3 through the blower motor and passes through the battery pack 1, the heat of the battery pack 1 is cooled.

그러나, 이처럼 블로워모터를 이용한 냉각시스템은 고전압 배터리 전장품 중에서 배터리 다음으로 큰 부피를 차지하는 것은 물론, 용량 증대에 구조적인 제한이 있어 풍량을 증대하는 데에 한계가 있는 문제가 있다.However, the cooling system using the blower motor occupies the largest volume after the battery among the high voltage battery electronics, and there is a problem in that there is a limit in increasing the air volume due to structural limitations in capacity increase.

또한, 차량 실내 공기를 통해 냉각이 이루어짐으로써, 냉각 공기의 온도를 최적의 온도로 조절하여 공급할 수 없는 한계가 있으며, 또 차량 내부로부터 먼지 또는 물 등이 덕트 내부로 유입되면 배터리팩의 고장 원인으로 작용될 수 있는 치명적인 문제도 있다.In addition, since the cooling is performed through the vehicle indoor air, there is a limit that the cooling air temperature can not be adjusted to an optimal temperature and cannot be supplied. Also, if dust or water flows into the duct from the inside of the vehicle, There are also fatal problems that can work.

한편, 차량의 주행 중에는 배터리의 방전으로 인한 열 발생이 크지 않으며, 차속에 따라 주행풍이 발생되어 이 주행풍만으로 배터리의 열을 냉각시킬 수 있게 된다. 따라서, 주행 중에는 냉각시스템의 필요성이 떨어지게 된다.On the other hand, while the vehicle is running, the heat generated by the discharge of the battery is not large, and the driving wind is generated according to the vehicle speed so that the heat of the battery can be cooled only by the driving wind. Therefore, the need for a cooling system is reduced while driving.

그러나, 차량의 충전(특히 급속충전)시에는 배터리의 발열량이 크며, 차량이 정지상태에 있어 주행풍이 발생되지 않기 때문에 배터리의 열을 냉각시킬 수 있는 시스템이 필수적이다. 따라서, 전기차량에는 상기한 냉각시스템의 문제에도 불구하고 차량의 충전시와 같은 발열에 대비하기 위해 배터리 냉각시스템이 마련되어야 하는 문제가 있다.However, when the vehicle is charged (especially rapid charging), the heat generation amount of the battery is large, and since the driving wind is not generated when the vehicle is in a stopped state, a system capable of cooling the battery heat is essential. Therefore, the electric vehicle has a problem in that a battery cooling system must be provided in order to prepare for heat generation such as when the vehicle is charged, despite the problem of the cooling system described above.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차량에 설치된 배터리 냉각시스템을 제거하면서, 배터리의 냉각이 충전시 외부에서 실시되도록 하여 배터리 전장품의 중량 및 생산원가를 절감하도록 한 전기차량용 배터리 열교환시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, while removing the battery cooling system installed in the vehicle, so that the cooling of the battery is carried out from the outside during charging to reduce the weight and production cost of the battery electrical equipment The present invention provides a battery heat exchange system for an electric vehicle.

본 발명은 전기차량의 충전시에 배터리팩의 온도 조절성능을 확보하도록 한 전기차량용 배터리 열교환시스템을 제공하는 데 있다.
The present invention is to provide a battery heat exchange system for an electric vehicle to ensure the temperature control performance of the battery pack when charging the electric vehicle.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 배터리팩을 감싸는 형상으로 마련되며, 내부에 공기가 흡입 및 배출되면서 공기가 배터리팩을 거치며 열교환되도록 하는 덕트; 일단부가 차량의 외부로 노출될 수 있도록 마련되며, 타단부가 상기 덕트와 연결되어 외부의 공기가 덕트에 공급되도록 하는 에어포트; 및 내부에 팬이 마련되고 외부에 에어건이 마련되어 에어건을 통해 공기가 송풍되며, 배터리의 충전시 에어건을 에어포트에 연결하여 덕트에 공기를 공급하는 공기공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The configuration of the present invention for achieving the above object is provided in a shape surrounding the battery pack, the air is sucked and discharged inside the air through the battery pack through the duct to heat exchange; An air port provided at one end thereof to be exposed to the outside of the vehicle and having the other end connected to the duct so that external air is supplied to the duct; And a fan provided inside and an air gun provided outside to blow air through the air gun, and an air supply device for supplying air to the duct by connecting the air gun to the air port when charging the battery. .

상기 에어포트는, 덕트에 흡기구가 마련되되 상기 흡기구와 연결되어 외부의 공기가 덕트 내부로 흡입되도록 하는 인렛포트; 및 덕트에 배기구가 마련되되 상기 배기구와 연결되어 덕트 내부에 흡입된 공기가 외부로 배출되도록 하는 아웃렛포트;를 포함하여 구성될 수 있다.The air port may include an inlet port provided in the duct but connected to the inlet port to allow outside air to be sucked into the duct; And an outlet port provided in the duct, but connected to the exhaust port so that the air sucked into the duct is discharged to the outside.

상기 에어포트는 차량에 마련된 배터리충전포트와 인접 설치될 수 있다.The air port may be installed adjacent to the battery charging port provided in the vehicle.

상기 에어포트는 배터리충전포트가 설치된 충전주유구 내부에 함께 설치될 수 있다.The air port may be installed together inside the charging filling port in which the battery charging port is installed.

상기 에어포트에는 캡이 개폐 가능하게 설치되어 수밀될 수 있다.The air cap may be installed to be openable and watertight.

상기 공기공급장치는, 공기가 송풍되는 송풍유로와, 공기가 흡입되는 석션유로가 구분 형성되며, 에어포트에 접속시 인렛포트 및 아웃렛포트에 송풍유로 및 석션유로의 일단부가 각각 접속 연통되는 에어건; 상기 송풍유로의 타단부에 위치되어, 송풍유로에 공기를 송풍하는 블로워팬; 및 상기 석션유로의 타단부에 위치되어, 석션유로를 통해 공기를 흡입하는 석션팬;을 포함하여 구성될 수 있다.The air supply device includes an air gun through which a blowing flow path through which air is blown and a suction flow path through which air is sucked, and one end of the blowing flow path and the suction flow path to the inlet port and the outlet port, respectively, when connected to the air port; A blower fan positioned at the other end of the blow passage, for blowing air to the blow passage; And a suction fan positioned at the other end of the suction passage and suctioning air through the suction passage.

상기 블로워팬의 전방에는 발열 또는 냉각이 가능한 온도조절유닛이 설치될 수 있다.A temperature control unit capable of generating heat or cooling may be installed in front of the blower fan.

상기 온도조절유닛은 배터리팩의 온도에 따라 기준온도 미만시 발열되고, 기준온도 이상시 냉각되어 블로워팬에서 송풍되는 온도를 조절할 수 있다.The temperature control unit generates heat when the temperature is lower than the reference temperature according to the temperature of the battery pack, and is cooled when the temperature exceeds the reference temperature to adjust the temperature blown by the blower fan.

상기 공기공급장치는 배터리를 충전하기 위한 충전기의 내부나 충전기와 인접하여 설치될 수 있다.The air supply device may be installed in the charger or adjacent to the charger for charging the battery.

상기 공기공급장치는 배터리를 충전하기 위한 충전기의 내부나 충전기와 인접하여 설치되며, 배터리충전포트 및 에어포트에 접속되는 충전건 및 에어건의 단부는 일체로 연결될 수 있다.
The air supply device is installed in the charger or adjacent to the charger for charging the battery, the charging port connected to the battery charging port and the air port and the end of the air gun can be connected integrally.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 차량에서 냉각시스템을 제거함으로써, 차량의 중량이 감소되어 연비 및 주행성능을 향상시킬 수 있고, 차량에 설치된 냉각시스템을 대신해 차량 외부에 공기공급장치를 별도 설치함으로써, 배터리팩의 크기에 관계없이 충분한 열교환 풍량을 확보할 수 있는 효과가 있다.The present invention through the above-described problem solving means, by removing the cooling system from the vehicle, the weight of the vehicle can be reduced to improve fuel economy and running performance, and instead of the cooling system installed in the vehicle to separate the air supply device outside the vehicle By installing, there is an effect that can ensure a sufficient heat exchange air flow amount regardless of the size of the battery pack.

더욱이, 온도조절유닛을 통해 최적 온도의 공기를 배터리의 냉각 및 승온에 이용할 수 있으므로, 배터리의 열교환성능과 열교환효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과도 있다.Furthermore, since the air of the optimum temperature can be used for cooling and raising the temperature of the battery through the temperature control unit, there is an effect that can greatly improve the heat exchange performance and heat exchange efficiency of the battery.

또한, 차량에 설치된 냉각시스템을 제거하여 냉각시스템 설치비용 및 제조원가를 절감할 수 있고, 냉각시스템 설치에 사용된 후석 시트 하단 혹은 트렁크룸 내부 공간을 확보하여 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
In addition, it is possible to reduce the cooling system installation cost and manufacturing cost by removing the cooling system installed in the vehicle, and to improve the merchandise of the vehicle by securing the space inside the rear seat or the trunk room used for installing the cooling system. .

도 1은 종래 기술에 의한 전기차량용 배터리팩과 냉각시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 전기차량에 마련된 덕트와 덕트에 연결된 에어포트의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 공기공급장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 전기차량의 배터리 충전시 배터리의 열교환작용을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 전기차량의 주행 중 배터리의 열교환작용을 설명하기 위한 도면.1 is a view showing a battery pack and a cooling system for an electric vehicle according to the prior art.
Figure 2 is a view showing the configuration of the air duct and the duct provided in the electric vehicle according to the present invention.
3 is a view for explaining the configuration of the air supply apparatus according to the present invention.
4 is a view for explaining the heat exchange action of the battery when the battery charge of the electric vehicle according to the present invention.
5 is a view for explaining the heat exchange action of the battery while the electric vehicle running according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 내지 도 5를 통해 도시된 본 발명의 전기차량용 배터리 열교환시스템은, 배터리팩(15)을 감싸는 형상으로 마련되며, 내부에 공기가 흡입 및 배출되면서 공기가 배터리팩(15)을 거치며 열교환되도록 하는 덕트(10)와, 일단부가 차량의 외부로 노출될 수 있도록 마련되며, 타단부가 상기 덕트(10)와 연결되어 외부의 공기가 덕트(10)에 공급되도록 하는 에어포트(20)와, 내부에 팬이 마련되고 외부에 에어건(41)이 마련되어 에어건(41)을 통해 공기가 송풍되며, 배터리의 충전시 에어건(41)을 에어포트(20)에 연결하여 덕트(10)에 공기를 공급하는 공기공급장치(40)를 포함하여 구성된다.The battery heat exchange system for an electric vehicle of the present invention shown through FIGS. 2 to 5 is provided in a shape surrounding the battery pack 15, so that air is exchanged through the battery pack 15 while the air is sucked in and discharged from the inside. A duct 10 and one end of which is exposed to the outside of the vehicle, the other end of which is connected to the duct 10 so that the outside air is supplied to the duct 10, and an air port 20; A fan is provided inside and an air gun 41 is provided outside to blow air through the air gun 41, and when the battery is charged, the air gun 41 is connected to the air port 20 to supply air to the duct 10. It is configured to include an air supply device 40.

즉, 배터리 냉각을 위해 차량에 설치되어 있던 냉각시스템을 제거하면서, 차량 외부에 별도 마련된 공기공급장치(40)를 통해 배터리에 공기를 공급하여 배터리와 열교환함되도록 함으로써, 배터리 전장품의 중량을 줄이고, 더 넓은 공간을 확보할 수 있게 된다.That is, while removing the cooling system installed in the vehicle for cooling the battery, by supplying air to the battery through the air supply device 40 provided outside the vehicle to exchange heat with the battery, to reduce the weight of the battery electronics, More space will be available.

본 발명에서, 상기 에어포트(20)는, 덕트(10)에 흡기구(11)가 마련되되 상기 흡기구(11)와 연결되어 외부의 공기가 덕트(10) 내부로 흡입되도록 하는 인렛포트(21)와, 덕트(10)에 배기구(12)가 마련되되 상기 배기구(12)와 연결되어 덕트(10) 내부에 흡입된 공기가 외부로 배출되도록 하는 아웃렛포트(22)를 포함하여 구성될 수 있다.In the present invention, the air port 20 is provided with an inlet port 11 in the duct 10, but is connected to the inlet port 11 to allow the outside air to be sucked into the duct 10. And, the exhaust port 12 is provided in the duct 10 may be configured to include an outlet port 22 is connected to the exhaust port 12 so that the air sucked into the duct 10 is discharged to the outside.

여기서, 상기 흡기구(11)와 배기구(12)는 상기 인렛포트(21)와 아웃렛포트(22)에 각각 연결되는 바, 에어포트(20)와 가까운 덕트(10)의 단부측에 마련될 수 있다.Here, the inlet port 11 and the exhaust port 12 are connected to the inlet port 21 and the outlet port 22, respectively, may be provided on the end side of the duct 10 close to the air port 20. .

즉, 인렛포트(21)와 흡기구(11)를 통해 덕트(10) 내부로 공기가 유입되고, 덕트(10)에 유입된 공기는 배기구(12)와 아웃렛포트(22)를 통해 배출됨으로써, 흡기구(11) 및 배기구(12)가 차실 내부와 연결되지 않아 흡기구(11) 및 배기구(12)를 통해 먼지나 물과 같은 이물이 유입되는 것을 방지하고, 이로 인해 고전압 배터리 전장품의 화재 및 고장 위험을 방지할 수 있게 된다.That is, air is introduced into the duct 10 through the inlet port 21 and the inlet port 11, and the air introduced into the duct 10 is discharged through the exhaust port 12 and the outlet port 22. (11) and the exhaust port 12 is not connected to the interior of the vehicle compartment to prevent foreign substances such as dust or water from entering through the inlet port 11 and the exhaust port 12, thereby reducing the risk of fire and failure of the high-voltage battery electronics It can be prevented.

특히, 배터리에 블로워모터 및 블로워팬(42)과 같은 냉각시스템이 설치되지 않으므로, 흡기구(11) 및 배기구(12)가 에어포트(20)와 직접 연결되어 덕트(10)의 부피를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 배터리 전장품의 부피를 축소시킬 수 있게 된다.In particular, since a cooling system such as a blower motor and a blower fan 42 is not installed in the battery, the intake port 11 and the exhaust port 12 are directly connected to the air port 20 so that the volume of the duct 10 can be reduced. As a result, the volume of the battery electronics can be reduced.

본 발명에서, 상기 에어포트(20)는 차량에 마련된 배터리충전포트(25)와 인접 설치될 수 있다. 즉, 공기공급장치(40)를 통해 배터리팩(15)의 열교환을 해야 하는 경우로써, 배터리의 충전시가 대표적이다. 따라서, 차량에 마련된 배터리충전포트(25)와 에어포트(20)가 인접 설치됨으로써, 배터리 충전시 에어포트(20)를 통해 공기를 간편하게 공급하여 배터리의 열교환이 이루어질 수 있게 된다.In the present invention, the air port 20 may be installed adjacent to the battery charge port 25 provided in the vehicle. That is, when the heat exchange of the battery pack 15 through the air supply device 40, the charging time of the battery is typical. Therefore, since the battery charging port 25 and the air port 20 provided in the vehicle are installed adjacent to each other, the battery can be easily exchanged by supplying air through the air port 20 when charging the battery.

본 발명에서, 상기 에어포트(20)는 배터리충전포트(25)가 설치된 충전주유구(30) 내부에 함께 설치될 수 있다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 배터리의 열교환은 배터리 충전에 따른 발열시 배터리를 냉각시키는 것이 대표적인 경우로, 배터리충전포트(25)가 마련된 충전주유구(30) 내부에 에어포트(20)가 함께 설치됨으로써, 배터리충전포트(25)를 통한 배터리 충전시 에어포트(20)를 통해 배터리 냉각작업을 더욱 간편하게 실시할 수 있게 된다.In the present invention, the air port 20 may be installed together in the charging filling port 30 in which the battery charging port 25 is installed. That is, as described above, the heat exchange of the battery is a case where the battery is cooled when the heat is generated due to the charging of the battery. As the air port 20 is installed together inside the charging filling port 30 where the battery charging port 25 is provided, When the battery is charged through the battery charging port 25, the battery cooling operation may be more easily performed through the air port 20.

여기서, 상기 충전주유구(30)는 차체 측면 후방에 도어 형태로 마련되는 것이 적절하나, 이같은 형상 및 위치에 본 발명의 충전주유구(30)가 한정되지는 않는다.Here, the filling inlet 30 is appropriately provided in the form of a door in the rear side of the vehicle body, the filling inlet 30 of the present invention is not limited to such a shape and position.

본 발명의 상기 에어포트(20)에는 캡(23)이 개폐 가능하게 설치되어 수밀될 수 있다. 즉, 에어포트(20)에 캡(23)이 설치되어 에어포트(20)가 개방 또는 폐쇄되며, 상기 캡(23)은 수밀되도록 설치됨으로써, 배터리팩(15) 또는 배터리 전장품에 물이 스며들지 못하게 된다.The air port 20 of the present invention may be watertight by installing the cap 23 to be opened and closed. That is, the cap 23 is installed in the airport 20 so that the airport 20 is opened or closed, and the cap 23 is installed to be watertight, so that water does not penetrate the battery pack 15 or the battery electronics. I can't.

한편, 본 발명에서 상기 공기공급장치(40)는, 공기가 송풍되는 송풍유로(41a)와, 공기가 흡입되는 석션유로(41b)가 구분 형성되어 에어포트(20)에 마련된 인렛포트(21) 및 아웃렛포트(22)에 송풍유로(41a) 및 석션유로(41b)의 일단부가 각각 연결되는 에어건(41)과, 상기 송풍유로(41a)의 타단부에 위치되어, 송풍유로(41a)에 공기를 송풍하는 블로워팬(42)과, 상기 석션유로(41b)의 타단부에 위치되어, 석션유로(41b)를 통해 공기를 흡입하는 석션팬(43)을 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, in the present invention, the air supply device 40, the air inlet port 21 is provided in the air port 20 is formed in the air flow path 41a and the suction flow path 41b for inhaling the air is formed separately And an air gun 41 having one end of the blow passage 41a and the suction passage 41b connected to the outlet port 22, and the other end of the blow passage 41a, Blower fan 42 for blowing the air and the suction fan 41b is positioned at the other end of the suction passage 41b, and may include a suction fan 43 for sucking air through the suction passage 41b.

여기서, 상기 에어건(41)은 공기공급장치(40)의 외부에 튜브 형태로 마련될 수 있는 것으로, 단부는 에어포트(20)에 삽입 및 접속될 수 있는 형태일 것이다. 또한, 상기 블로워팬(42)은 송풍덕트(42a)에 마련될 수 있으며, 상기 송풍덕트(42a)에 에어건(41)의 송풍유로(41a)가 연결될 수 있다. 그리고, 상기 석션팬(43)은 석션덕트(43a)에 마련될 수 있으며, 상기 석션덕트(43a)에 에어건(41)의 석션유로(41b)가 연결될 수 있다.Here, the air gun 41 may be provided in the form of a tube on the outside of the air supply device 40, the end will be in the form that can be inserted and connected to the air port (20). In addition, the blower fan 42 may be provided in the blowing duct 42a, and the blowing passage 41a of the air gun 41 may be connected to the blowing duct 42a. In addition, the suction fan 43 may be provided in the suction duct 43a, and the suction passage 41b of the air gun 41 may be connected to the suction duct 43a.

즉, 에어건(41)을 에어포트(20)에 접속한 상태에서 공기공급장치(40)가 구동되면, 블로워팬(42)과 석션팬(43)이 함께 동작되면서 블로워팬(42)에서 송풍된 공기가 에어건(41)의 송풍유로(41a)를 통해 인렛포트(21)로 유입되어 덕트(10) 내부에 유입된다. 그리고, 이와 함께 덕트(10) 내부에 유입된 공기는 배터리와 열교환된 후에 석션팬(43)의 흡입력에 의해 아웃렛포트(22)로 배출되면서 에어건(41)의 석션유로(41b)를 통해 석션팬(43) 측으로 배출된다. 따라서, 배터리의 충전시 외부에 마련된 공기공급장치(40)를 통해 배터리를 열교환할 수 있게 된다.That is, when the air supply device 40 is driven while the air gun 41 is connected to the air port 20, the blower fan 42 and the suction fan 43 are operated together and blown by the blower fan 42. Air flows into the inlet port 21 through the air flow passage 41a of the air gun 41 and flows into the duct 10. In addition, the air introduced into the duct 10 is discharged to the outlet port 22 by the suction force of the suction fan 43 after heat exchange with the battery, and then through the suction flow path 41b of the air gun 41. It is discharged to the 43 side. Therefore, when the battery is charged, the battery can be exchanged through the air supply device 40 provided outside.

본 발명에서 상기 블로워팬(42)의 전방에는 발열 또는 냉각이 가능한 온도조절유닛(45)이 설치될 수 있다. 여기서, 상기 온도조절유닛(45)은 발열과 냉각이 함께 수행 가능한 유닛일 수 있으나, 경우에 따라 발열을 위한 히터와 냉각을 위한 증발기 등의 구성이 함께 설치될 수 있을 것이다.In the present invention, the front of the blower fan 42 may be a temperature control unit 45 capable of heating or cooling. Here, the temperature control unit 45 may be a unit capable of performing heat and cooling together, but in some cases, a configuration such as a heater for heat generation and an evaporator for cooling may be installed together.

따라서, 온도조절유닛(45)이 냉각모드인 경우, 블로워팬(42)에서 송풍되는 공기의 온도가 낮아지게 되어 배터리 및 배터리전장품의 온도를 낮추도록 열교환할 수 있고, 또한 온도조절유닛(45)이 발열모드인 경우, 블로워팬(42)에서 송풍되는 공기의 온도가 높아지게 되어 배터리 및 배터리전장품의 온도를 높이도록 열교환할 수 있다.Therefore, when the temperature control unit 45 is in the cooling mode, the temperature of the air blown by the blower fan 42 is lowered so that the heat exchange can be performed to lower the temperature of the battery and the battery electronics, and also the temperature control unit 45. In this heating mode, the temperature of the air blown by the blower fan 42 becomes high, and heat exchange can be performed to increase the temperature of the battery and the battery electronics.

본 발명에서, 상기 온도조절유닛(45)은 배터리팩(15)의 온도에 따라 기준온도 미만시 발열되고, 기준온도 이상시 냉각되어 블로워팬(42)에서 송풍되는 온도를 자동으로 조절할 수 있다.In the present invention, the temperature control unit 45 is heated under the reference temperature according to the temperature of the battery pack 15, it is cooled when the reference temperature or more can automatically adjust the temperature blown by the blower fan (42).

바람직하게는, 배터리 충전시 충전기(50)에서 배터리의 온도를 모니터링할 수 있고, 충전기(50)에서 모니터링된 온도정보가 온도조절유닛(45)에 전달되도록 함으로써, 배터리팩(15)의 온도에 따라 온도조절유닛(45)을 자동으로 발열 및 냉각시켜 블로워팬(42)에서 송풍되는 공기의 온도를 충전에 적합한 최적의 온도로 자동조절할 수 있게 된다.Preferably, during charging of the battery, the temperature of the battery may be monitored by the charger 50, and the temperature information monitored by the charger 50 is transmitted to the temperature control unit 45, thereby maintaining the temperature of the battery pack 15. Accordingly, the temperature control unit 45 is automatically heated and cooled to automatically adjust the temperature of the air blown from the blower fan 42 to an optimal temperature suitable for charging.

즉, 배터리를 충전하는 경우나, 차량이 혹서지역에서 운행되는 경우, 배터리 및 배터리 전장품의 온도가 높게 측정되는데, 이때에는 블로워팬(42)에서 차가운 공기가 공급됨으로써, 배터리 및 전장품을 냉각시키게 된다.That is, when the battery is being charged or when the vehicle is driven in a cold region, the temperature of the battery and the battery electronics is measured to be high, and at this time, cool air is supplied from the blower fan 42 to cool the battery and the electronics. .

또한, 차량이 혹한지역에서 운행되는 경우, 위와는 반대로 배터리 및 배터리 전장품에서 측정되는 온도가 낮게 측정되는데, 이때에는 블로워팬(42)에서 더운 공기가 공급됨으로써, 배터리 및 전장품이 충전에 적합한 온도로 온도를 높이게 된다.In addition, when the vehicle is operated in a cold area, the temperature measured by the battery and the battery electronics is measured to the contrary, the hot air is supplied from the blower fan 42, so that the battery and the electronics to a temperature suitable for charging It will raise the temperature.

본 발명에서 상기 공기공급장치(40)는 배터리를 충전하기 위한 충전기(50)의 내부나 충전기(50)와 인접하여 설치될 수 있다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 배터리의 열교환은 배터리 충전에 따른 발열시 배터리를 냉각시키는 것이 대표적인 경우로, 충전기(50) 주변에 공기공급장치(40)가 설치됨으로써, 배터리 충전에 따른 배터리의 냉각작업을 간편하게 실시할 수 있게 된다.In the present invention, the air supply device 40 may be installed inside the charger 50 for charging the battery or adjacent to the charger 50. That is, as described above, the heat exchange of the battery is a case where the battery is cooled when the heat is generated due to the charging of the battery. The air supply device 40 is installed around the charger 50, thereby cooling the battery according to the charging of the battery. It can be done easily.

본 발명에서, 상기 공기공급장치(40)는 배터리를 충전하기 위한 충전기(50)의 내부에 설치되거나 충전기(50)와 인접하여 설치될 수 있으며, 차량에 접속되는 충전건(51) 및 에어건(41)의 단부는 일체로 연결될 수 있다.In the present invention, the air supply device 40 may be installed inside the charger 50 for charging the battery or adjacent to the charger 50, the charging gun 51 and the air gun connected to the vehicle ( The end of 41 may be integrally connected.

즉, 배터리의 충전시 배터리의 냉각이 함께 진행됨으로써, 배터리의 충전을 위한 충전건(51)과 배터리의 냉각을 위한 에어건(41)을 일체로 연결하여 배터리의 충전시 에어건(41)을 별도로 접속해야 하는 번거로움을 방지할 수 있게 된다. 이를 위해서는, 충전건(51)과 에어건(41)이 함께 접속될 수 있도록 차량의 충전주유구(30) 내에 배터리충전포트(25)와 에어포트(20)가 함께 설치되는 것이 적절하며, 배터리충전포트(25) 및 에어포트(20)의 위치가 일체 형성된 충전건(51) 및 에어건(41)과 대응되도록 설치되어야 할 것이다.That is, since the cooling of the battery is performed together with the charging of the battery, the charging gun 51 for charging the battery and the air gun 41 for cooling the battery are integrally connected to separately connect the air gun 41 when charging the battery. This will prevent you from having to do it. To this end, it is appropriate that the battery charging port 25 and the air port 20 are installed together in the charging filling port 30 of the vehicle so that the charging gun 51 and the air gun 41 can be connected together, and the battery charging port The positions of the 25 and the air port 20 should be installed so as to correspond to the integrally formed filling gun 51 and the air gun 41.

본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.The operation and effect of the present invention will be described in detail.

도 5와 같이 차량의 주행시에는 배터리 방전(전력사용)으로 인해 배터리팩(15)에서 발열이 발생되는데, 이는 자체적인 주행풍을 이용하여 적정수준으로 냉각시킬 수 있게 된다. 즉, 배터리팩(15)을 감싸는 덕트(10) 방향으로 주행풍을 유도하게 되면, 주행풍은 배터리팩(15) 주위를 지나가면서 덕트(10)와 열교환을 하여 차량 후방으로 빠져나가게 되고, 열교환된 덕트(10)는 다시 내부의 배터리팩(15)과 열교환을 하여 배터리팩(15)의 온도가 낮춰지게 된다.When driving the vehicle as shown in FIG. 5, heat is generated in the battery pack 15 due to battery discharge (use of electric power), which can be cooled to an appropriate level using its own driving wind. That is, when the driving wind is guided in the direction of the duct 10 surrounding the battery pack 15, the driving wind passes through the battery pack 15 and heat exchanges with the duct 10 to exit the rear of the vehicle. The duct 10 is heat-exchanged with the battery pack 15 again to lower the temperature of the battery pack 15.

다만, 도 4와 같이 차량의 충전시에는 고전압 및 고전류로 인해 배터리 발열량이 크게 증가하는 되나, 이때에는 배터리팩(15)에 주행풍이 가해지지 않게 됨으로써, 공기공급장치(40)를 통해 배터리팩(15)에 공기를 공급 및 순환시키게 된다.However, when the vehicle is charged as shown in FIG. 4, the amount of heat generated by the battery is greatly increased due to the high voltage and the high current. In this case, the driving wind is not applied to the battery pack 15. 15) to supply and circulate air.

즉, 충전건(51)을 배터리충전포트(25)에 연결하여 배터리를 충전함과 동시에, 에어건(41)을 에어포트(20)에 연결하여 배터리에 공기를 공급하게 된다.That is, the charging gun 51 is connected to the battery charging port 25 to charge the battery and the air gun 41 is connected to the air port 20 to supply air to the battery.

부가하면, 블로워팬(42)에서 송풍되는 공기가 에어건(41)의 송풍유로(41a)를 통해 인렛포트(21)로 유입되고, 인렛포트(21)에 유입된 공기는 흡기구(11)를 통해 덕트(10)에 유입되어 배터리팩(15)과 열교환이 이루어지게 된다. 이 후, 덕트(10)에 유입된 공기는 배기구(12)를 통해 아웃렛포트(22)로 배출되면서 에어건(41)의 석션유로(41b)를 통해 공기공급장치(40) 내부로 흡입되어 외부로 배출된다. 이때, 공기공급장치(40) 내에는 석션팬(43)이 설치되는 바, 석션유로(41b)를 통한 공기의 배출이 원활하게 이루어지고, 이같은 공기의 송풍 및 석션작용이 연속적으로 순환되어 이루어지게 된다.In addition, the air blown from the blower fan 42 flows into the inlet port 21 through the air flow passage 41a of the air gun 41, and the air introduced into the inlet port 21 passes through the inlet port 11. Is introduced into the duct 10 is heat exchanged with the battery pack 15. Thereafter, the air introduced into the duct 10 is discharged to the outlet port 22 through the exhaust port 12 and is sucked into the air supply device 40 through the suction passage 41b of the air gun 41 to the outside. Discharged. At this time, the suction fan 43 is installed in the air supply device 40, and the air is smoothly discharged through the suction flow path 41b, and the air blowing and suction action of the air is continuously circulated. do.

한편, 상기한 공기순환과 함께 배터리팩(15)의 내부 온도가 실시간 측정되며, 측정된 온도에 따라 온도조절유닛(45)에서 발열 및 냉각이 이루어져, 배터리팩(15) 충전에 적합한 온도로 공기의 온도를 조절하여 공급하게 된다.Meanwhile, the internal temperature of the battery pack 15 is measured in real time together with the air circulation described above, and heat and cooling are performed in the temperature control unit 45 according to the measured temperature, thereby allowing air to a temperature suitable for charging the battery pack 15. The temperature of supply is controlled.

즉, 배터리팩(15)에서 측정되는 온도가 기준 온도 이상인 경우, 온도조절유닛(45)의 온도를 낮추어 에어건(41)에서 송풍되는 공기의 온도를 떨어뜨리고, 배터리팩(15)에서 측정되는 온도가 기준 온도 이하인 경우, 온도조절유닛(45)의 온도를 높여 에어건(41)에서 송풍되는 공기의 온도를 높이게 됨으로써, 배터리팩(15)을 충전에 적합한 온도로 열교환할 수 있게 된다.That is, when the temperature measured by the battery pack 15 is equal to or higher than the reference temperature, the temperature of the temperature control unit 45 is lowered to lower the temperature of the air blown by the air gun 41, and the temperature measured by the battery pack 15. When the temperature is less than the reference temperature, by increasing the temperature of the temperature control unit 45 to increase the temperature of the air blown from the air gun 41, it is possible to heat exchange the battery pack 15 to a temperature suitable for charging.

이와 같이, 본 발명은 배터리를 냉각시키기 위해 차량에 설치된 냉각시스템의 구성품들을 제거함으로써, 냉각시스템 설치비용 및 제조원가를 절감할 수 있게 된다.As such, the present invention can reduce the cooling system installation cost and manufacturing cost by removing the components of the cooling system installed in the vehicle to cool the battery.

또한, 냉각시스템의 구성품 제거를 통해 덕트(10)의 크기를 줄이게 됨으로써, 덕트(10)의 재료비 및 제조비용을 절감하는 것은 물론, 배터리팩(15)이 설치되는 후석 시트 하단 혹은 트렁크룸 내부 공간을 확보하여 차량의 상품성을 향상시킬 수 있게 된다. In addition, by reducing the size of the duct 10 by removing the components of the cooling system, as well as reducing the material cost and manufacturing cost of the duct 10, as well as the space in the bottom of the rear seat seat or the luggage compartment in which the battery pack 15 is installed It is possible to improve the merchandise of the vehicle by securing.

특히, 차량에서 냉각시스템을 제거함으로써, 차량의 중량이 감소되어 연비 및 주행성능을 향상시킬 수 있고, 차량에 설치된 냉각시스템을 대신해 차량 외부에 공기공급장치(40)를 별도 설치함으로써, 배터리팩(15)의 크기에 관계없이 공기공급장치(40)에서 대용량의 팬 설치가 가능한 바, 충분한 열교환 풍량을 확보할 수 있게 된다.In particular, by removing the cooling system from the vehicle, the weight of the vehicle can be reduced to improve fuel efficiency and driving performance, and by separately installing the air supply device 40 outside the vehicle in place of the cooling system installed in the vehicle, Irrespective of the size of 15), a large capacity fan can be installed in the air supply device 40, thereby ensuring a sufficient heat exchange air flow rate.

더욱이, 온도조절유닛(45)을 통해 최적 온도의 공기를 배터리의 냉각 및 승온에 이용할 수 있으므로, 배터리의 열교환성능과 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.Furthermore, since the air of optimum temperature can be used for cooling and raising the temperature of the battery through the temperature control unit 45, it is possible to greatly improve the heat exchange performance and efficiency of the battery.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the specific embodiments set forth herein; rather, .

10 : 덕트 11 : 흡기구
12 : 배기구 15 : 배터리팩
20 : 에어포트 21 : 인렛포트
22 : 아웃렛포트 23 : 캡
25 : 배터리충전포트 30 : 충전주유구
40 : 공기공급장치 41 : 에어건
41a : 송풍유로 41b : 석션유로
42 : 블로워팬 43 : 석션팬
45 : 온도조절유닛 50 : 충전기
51 : 충전건10 duct 11: intake vent
12: exhaust port 15: battery pack
20: airport 21: inlet port
22: outlet port 23: cap
25: battery charging port 30: charging port
40: air supply device 41: air gun
41a: Blowing flow path 41b: Suction flow path
42: blower fan 43: suction fan
45: temperature control unit 50: charger
51: charging gun

Claims (10)

배터리팩(15)을 감싸는 형상으로 마련되며, 내부에 공기가 흡입 및 배출되면서 공기가 배터리팩(15)을 거치며 열교환되도록 하는 덕트(10);
일단부가 차량의 외부로 노출될 수 있도록 마련되며, 타단부가 상기 덕트(10)와 연결되어 외부의 공기가 덕트(10)에 공급되도록 하는 에어포트(20); 및
내부에 팬이 마련되고 외부에 에어건(41)이 마련되어 에어건(41)을 통해 공기가 송풍되며, 배터리의 충전시 에어건(41)을 에어포트(20)에 연결하여 덕트(10)에 공기를 공급하는 공기공급장치(40);를 포함하여 구성되고,
상기 공기공급장치(40)는,
공기가 송풍되는 송풍유로(41a)와, 공기가 흡입되는 석션유로(41b)가 구분 형성되며, 에어포트(20)에 접속시 인렛포트(21) 및 아웃렛포트(22)에 송풍유로(41a) 및 석션유로(41b)의 일단부가 각각 접속 연통되는 에어건(41);
상기 송풍유로(41a)의 타단부에 위치되어, 송풍유로(41a)에 공기를 송풍하는 블로워팬(42); 및
상기 석션유로(41b)의 타단부에 위치되어, 석션유로(41b)를 통해 공기를 흡입하는 석션팬(43);을 포함하여 구성되며,
상기 블로워팬(42)의 전방에는 배터리팩(15)의 온도에 따라 기준온도 미만시 발열되고, 기준온도 이상시 냉각되어 블로워팬(42)에서 송풍되는 온도를 조절하는 온도조절유닛(45)이 설치되고,
상기 공기공급장치(40)는 배터리를 충전하기 위한 충전기(50)의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 열교환시스템.It is provided in a shape surrounding the battery pack 15, the air is sucked and discharged inside the duct 10 to allow the air to heat exchange through the battery pack 15;
An air port 20 provided at one end thereof so as to be exposed to the outside of the vehicle and having the other end connected to the duct 10 so that external air is supplied to the duct 10; And
A fan is provided inside and an air gun 41 is provided outside to blow air through the air gun 41, and when the battery is charged, the air gun 41 is connected to the air port 20 to supply air to the duct 10. Is configured to include; air supply device 40;
The air supply device 40,
A blowing flow passage 41a through which air is blown and a suction flow passage 41b through which air is sucked are formed, and the blowing flow passage 41a is connected to the inlet port 21 and the outlet port 22 when connected to the air port 20. And an air gun 41 in which one end of the suction flow passage 41b is connected and connected.
A blower fan 42 positioned at the other end of the blowing passage 41a to blow air into the blowing passage 41a; And
And a suction fan 43 positioned at the other end of the suction channel 41b to suck air through the suction channel 41b.
In front of the blower fan 42, the temperature control unit 45 generates heat when the temperature is lower than the reference temperature according to the temperature of the battery pack 15, and when the temperature is higher than the reference temperature, controls the temperature blown by the blower fan 42. Installed,
The air supply device 40 is a battery heat exchange system for an electric vehicle, characterized in that installed inside the charger (50) for charging the battery. 청구항 1에 있어서,
상기 에어포트(20)는,
덕트(10)에 흡기구(11)가 마련되되 상기 흡기구(11)와 연결되어 외부의 공기가 덕트(10) 내부로 흡입되도록 하는 인렛포트(21); 및
덕트(10)에 배기구(12)가 마련되되 상기 배기구(12)와 연결되어 덕트(10) 내부에 흡입된 공기가 외부로 배출되도록 하는 아웃렛포트(22);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 열교환시스템.The method according to claim 1,
The airport 20,
An inlet port 21 provided in the duct 10, the inlet port 21 being connected to the inlet 11 so that external air is sucked into the duct 10; And
The outlet port 22 is provided in the duct 10, the outlet port 22 is connected to the exhaust port 12 to allow the air sucked into the duct 10 to be discharged to the outside; Automotive battery heat exchange system. 청구항 1에 있어서,
상기 에어포트(20)는 차량에 마련된 배터리충전포트(25)와 인접 설치된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 열교환시스템.The method according to claim 1,
The airport 20 is an electric vehicle battery heat exchange system, characterized in that installed adjacent to the battery charging port 25 provided in the vehicle. 청구항 1에 있어서,
상기 에어포트(20)는 배터리충전포트(25)가 설치된 충전주유구(30) 내부에 함께 설치된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 열교환시스템.The method according to claim 1,
The air port 20 is a battery heat exchange system for an electric vehicle, characterized in that the battery charging port 25 is installed together inside the filling filling port 30 is installed. 청구항 1에 있어서,
상기 에어포트(20)에는 캡(23)이 개폐 가능하게 설치되어 수밀되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 열교환시스템.The method according to claim 1,
The air exchange system for an electric vehicle, characterized in that the air cap 20 is installed to be openable and watertight. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 에어포트(20) 및 배터리충전포트(25)에 접속되는 에어건(41) 및 충전건(51)의 단부는 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 열교환시스템.The method according to claim 1,
End of the air gun 41 and the charge gun 51 connected to the air port 20 and the battery charging port 25, the battery heat exchange system for an electric vehicle, characterized in that integrally connected.
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