KR101444522B1 - Battery for electric vehicle and cooling system of battery for electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리케이스 내부로 유입되는 냉각용 공기의 열교환 효율이 향상되어 배터리 셀을 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 에너지의 낭비를 방지하여 전기자동차의 주행거리를 증가시킬 수 있는 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리는 전기 자동차용 배터리에 있어서, 복수의 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀이 내장, 설치되는 배터리케이스를 구비하고, 상기 배터리케이스는 외부로부터 냉각용 공기가 유입 및 배출될 수 있도록 외표면에 천공, 형성되는 공기유입구 및 공기배출구; 및 상기 배터리케이스의 내부에 배치되어 상기 공기유입구로부터 유입되는 냉각용 공기가 상기 배터리 셀의 배치경로를 따라 유동될 수 있도록 유도하는 냉기유도부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 배터리케이스의 내부에 설치되는 냉기유도부재에 의해 지그재그 구조로 형성된 냉기유동로를 따라 냉각용 공기가 유동되면서 열교환과정을 효과적으로 수행하게 되므로 종래 방식에 비해 냉각효율이 현저히 향상되는 효과가 있다. 그리고, 배터리케이스의 내부로 유입되어 냉기유도부재로 진입하는 냉각용 공기 중 일부는 냉기안내면에 형성된 냉기이동공을 경유하여 가이드부재에 의해 방향전환된 후 배터리 셀측으로 직접 방출되므로 보다 더 효과적으로 배터리 셀을 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.
전술한 바와 같이 배터리의 냉각효율이 현저히 향상됨에 따라 배터리의 성능이 향상되고 수명이 연장될 뿐만 아니라 에너지의 낭비를 방지하여 전기자동차의 주행거리를 증가시킬 수 있다.
The present invention relates to a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof. More particularly, the present invention relates to an electric vehicle battery, and more particularly, And more particularly, to a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof that can increase the mileage of an automobile.
A battery for an electric vehicle according to the present invention is a battery for an electric vehicle, comprising: a plurality of battery cells; And a battery case in which the battery cell is built in. The battery case includes an air inlet and an air outlet formed on the outer surface of the battery case so that cooling air can be introduced and discharged from the outside, And a cold air induction member disposed inside the battery case and guiding cooling air introduced from the air inlet to flow along an arrangement path of the battery cell.
According to this, since the cooling air flows along the cold air flow path formed in the staggered structure by the cold air induction member installed inside the battery case, the heat exchange process is effectively performed, so that the cooling efficiency is remarkably improved as compared with the conventional system . Some of the cooling air flowing into the battery case and entering the cooler guide member is diverted by the guide member through the cooler moving ball formed on the cooler guide surface and then directly discharged to the battery cell side, There is an advantage in that it can be cooled.
As described above, since the cooling efficiency of the battery is remarkably improved, the performance of the battery is improved and the life span is prolonged, as well as the waste of energy is prevented, thereby increasing the traveling distance of the electric vehicle.

Description

전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템{BATTERY FOR ELECTRIC VEHICLE AND COOLING SYSTEM OF BATTERY FOR ELECTRIC VEHICLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery for an electric vehicle,

본 발명은 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리케이스 내부로 유입되는 냉각용 공기의 열교환 효율이 향상되어 배터리 셀을 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 에너지의 낭비를 방지하여 전기자동차의 주행거리를 증가시킬 수 있는 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof. More particularly, the present invention relates to an electric vehicle battery, and more particularly, And more particularly, to a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof that can increase the mileage of an automobile.

현대 산업사회에서 인간의 생활이나 사회활동에 필수적인 운송수단으로 자리매김한 자동차는 석유와 같은 화석에너지를 에너지원으로 움직이는 이동수단이다. 하지만, 화석에너지는 매장량이 한정된 자원으로 시간이 갈수록 고갈되고 있고 그 가격 또한 지속적으로 상승되고 있다. In modern industrial society, automobiles that have become a necessary means of transportation for human life and social activities are vehicles that move fossil energy such as petroleum as an energy source. However, fossil fuels are depleted with limited resources and their prices are steadily rising.

그리고, 화석에너지는 그 사용과정에서 대기 환경을 오염시키는 다양한 배기가스가 배출될 뿐만 아니라 지구 온난화의 주요원인으로 작용하고 있는 이산화탄소를 다량으로 배출하는 문제점으로 인해 전기를 에너지원으로 이동하는 전기 자동차가 개발되고 있다.In addition, since fossil energy is not only exhausting various exhaust gases that pollute the atmospheric environment during its use, but also discharging a large amount of carbon dioxide, which is a major cause of global warming, an electric vehicle Is being developed.

이러한 전기 자동차는 석유(휘발유, 경유 등)를 이용하거나 천연가스를 이용하는 자동차와 달리 플러그인 방식으로 배터리에 전력을 충전하게 되므로 긴 대기시간으로 인한 소비자의 불편과 충전시설 운영업체의 경제성 결여가 수반되는 문제점이 있었다. 이에 따라 전기 자동차의 배터리에 전원을 직접 충전하지 않고 사전에 배터리를 충전하여 완충된 배터리 자체를 교환하는 방식(이하, '배터리 교체방식'이라 한다)이 개시되어 있다. Such an electric vehicle is charged with electric power by a plug-in method, unlike a car using petroleum (gasoline, diesel, or the like) or a natural gas, and thus inconvenience of consumers due to long waiting time and lack of economical efficiency of the charging facility operator There was a problem. (Hereinafter referred to as a "battery replacement method") in which a charged battery itself is replaced by charging a battery in advance without directly charging the battery of the electric vehicle.

이러한, 배터리 교체방식에 이용되는 전기 자동차용 배터리는 전기가 충전되는 다수의 배터리 셀과, 이 배터리 셀을 수납, 보관할 수 있는 배터리 케이스로 이루어져 있다.The battery for an electric vehicle used in the battery replacement method includes a plurality of battery cells to which electricity is charged, and a battery case that can store and store the battery cells.

한편, 전기 자동차용 배터리는 충전과 방전시에 많은 열이 발생하게 되는데, 이러한 열이 일정 수준은 넘게 되면 배터리는 제 성능을 발휘할 수 없고 수명 또한 단축되게 된다.On the other hand, an electric automobile battery generates a lot of heat during charging and discharging. When the heat exceeds a certain level, the battery can not perform its performance and its life is shortened.

따라서, 배터리를 사용하는 차량에서는 아래의 선행기술문헌에서와 같이 배터리 케이스에 팬을 설치하여, 배터리의 내외부로 공기가 강제로 유동되게 하여 배터리에서 발생하는 열을 외부로 배출하도록 하고 있다.Accordingly, in a vehicle using a battery, a fan is installed in a battery case as in the prior art document, and air is forced to flow into and out of the battery to discharge heat generated from the battery to the outside.

하지만, 선행기술문헌은 흡입측 및 배출측 쿨링 팬의 작동시 흡입된 냉각용 공기가 배터리 팩의 외표면만을 경유하여 직선적으로 유동되면서 신속하게 배출되는 구조로서 냉각용 공기가 완벽하게 열교환 되지않고 방출되므로 냉각효율이 떨어지고, 2대의 쿨링 팬을 구동시켜야 하므로 에너지의 낭비가 심하므로 전기 자동차에서 가장 중요한 전력사용량의 증가로 이어져 운행거리가 단축되는 단점이 있다.However, the prior art document discloses that the cooling air sucked during the operation of the suction side and the discharge side cooling fan is linearly discharged via only the outer surface of the battery pack and is discharged quickly, and the cooling air is not completely heat- The cooling efficiency is lowered and the two cooling fans must be driven. Therefore, energy is wasted, which leads to an increase in the power consumption of the most important electric vehicle and shortens the travel distance.

그리고 선행기술문헌은 각각의 배터리마다 배터리 케이스에 팬을 설치하게 되면, 배터리의 원가가 높아지게 되는 문제점이 있다.
In the prior art document, if the fan is installed in the battery case for each battery, the cost of the battery is increased.

대한민국 등록특허 제10-1051446호Korean Patent No. 10-1051446

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 배터리케이스 내부로 유입되는 냉각용 공기의 열교환 효율이 향상되어 배터리 셀을 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 에너지의 낭비를 방지하여 전기자동차의 주행거리를 증가시킬 수 있도록 한 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above description, and it is an object of the present invention to improve the heat exchange efficiency of the cooling air flowing into the battery case to effectively cool the battery cell, And an object thereof is to provide a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리는 전기 자동차용 배터리에 있어서, 복수의 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀이 내장, 설치되는 배터리케이스를 구비하고, 상기 배터리케이스는 외부로부터 냉각용 공기가 유입 및 배출될 수 있도록 외표면에 천공, 형성되는 공기유입구 및 공기배출구; 및 상기 배터리케이스의 내부에 배치되어 상기 공기유입구로부터 유입되는 냉각용 공기가 상기 배터리 셀의 배치경로를 따라 유동될 수 있도록 유도하는 냉기유도부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery for an electric vehicle, comprising: a plurality of battery cells; And a battery case in which the battery cell is built in. The battery case includes an air inlet and an air outlet formed on the outer surface of the battery case so that cooling air can be introduced and discharged from the outside, And a cold air induction member disposed inside the battery case and guiding cooling air introduced from the air inlet to flow along an arrangement path of the battery cell.

상기 냉기유도부재는 상기 공기유입구와 대향되는 방향으로 냉기안내면이 위치하도록 설치되는 판상부재로 구성될 수 있다.And the cool air guide member may be a plate-like member installed so that the cool air guide surface is located in a direction opposite to the air inlet.

그리고, 상기 냉기유도부재는 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록 적어도 하나 이상의 만곡부가 형성될 수 있다.The cool air guide member may have at least one curved portion to improve the heat exchange efficiency.

아울러, 상기 냉기유도부재는, 상기 냉기안내면에 천공, 형성되는 냉기이동공; 및 상기 냉기이동공의 주연 부분에 연장되고 냉기를 상기 배터리 셀을 향해 유도시키도록 굴곡, 형성된 가이드부재를 포함할 수 있다.In addition, the cold air guiding member may include a cold air moving hole formed in the cool air guide surface; And a guide member formed on the periphery of the cold air moving hole and bent to guide cold air toward the battery cell.

한편, 상기 냉기유도부재는, 상기 배터리케이스의 상부 케이스커버 저면에 일측부 케이스커버로부터 타측부 케이스커버를 향해 배치, 결합되되 상기 타측부 케이스커버와 근접한 위치에 후방과 연통되는 개구부가 마련되도록 형성된 제1 냉기유도부재와, 상기 배터리케이스의 상부 케이스커버 저면에 상기 타측부 케이스커버로부터 상기 일측부 케이스커버를 향해 배치, 결합되되 상기 일측부 케이스커버와 근접한 위치에 후방과 연통되는 개구부가 마련되도록 형성된 제2 냉기유도부재가 반복, 배치되어 지그재그 구조의 냉기유동로가 형성되도록 구성될 수 있다.The cool air guide member may be disposed on the bottom surface of the upper case cover of the battery case toward the other side case cover from the one side case cover to have an opening communicating with the rear side at a position close to the other side case cover. A first cooling air guiding member and an opening for communicating with the rear at a position close to the one side case cover are provided on the bottom surface of the upper case cover of the battery case toward the one side case cover from the other side case cover And the formed second cold air guide member is repeatedly arranged to form a cold air flow path of a zigzag structure.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 냉각시스템은 배터리안착부의 바닥판 상에 착탈가능하게 설치되는 배터리, 이 배터리에서 발생되는 열을 방출하기 위한 블로어장치를 구비한 전기 자동차용 배터리 냉각시스템에 있어서, 상기 블로어장치는, 상기 블로어장치의 이동을 위한 동력을 제공하는 구동원, 상기 구동원의 구동력을 전달받아 상기 바닥판 상에서 직선왕복운동되며 상기 배터리의 내부로 공기를 가압하여 전달하는 블로어팬이 내부에 설치되는 블로어하우징, 및 상기 블로어하우징에서 상기 블로어팬에 의해 가압된 공기를 상기 배터리의 내부로 전달하는 연결덕트를 포함하고, 상기 배터리는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 배터리로 구성되는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cooling system for an electric vehicle, including: a battery detachably mounted on a bottom plate of a battery mount part; an electric device having a blower device for discharging heat generated from the battery; A battery cooling system for an automobile, the blower device comprising: a driving source for supplying power for moving the blower device; a reciprocating linear motion receiving unit for receiving a driving force of the driving source to pressurize air into the battery And a connecting duct for transferring the air pressurized by the blower fan to the inside of the battery in the blower housing, wherein the battery is connected to the blower fan of any one of claims 1 to 5 And is constituted by a battery of any one of the above.

본 발명에 의한 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.In the battery for an electric vehicle and the cooling system therefor according to the present invention, the following effects can be obtained.

본 발명에서는 배터리케이스의 내부에 설치되는 냉기유도부재에 의해 지그재그 구조로 형성된 냉기유동로를 따라 냉각용 공기가 유동되면서 열교환과정을 효과적으로 수행하게 되므로 종래 방식에 비해 냉각효율이 현저히 향상되는 효과가 있다.In the present invention, since the cooling air flows along the cold air flow path formed by the zigzag structure by the cold air induction member installed inside the battery case, the heat exchange process is effectively performed, so that the cooling efficiency is remarkably improved as compared with the conventional method .

그리고, 배터리케이스의 내부로 유입되어 냉기유도부재로 진입하는 냉각용 공기 중 일부는 냉기안내면에 형성된 냉기이동공을 경유하여 가이드부재에 의해 방향전환된 후 배터리 셀측으로 직접 방출되므로 보다 더 효과적으로 배터리 셀을 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.Some of the cooling air flowing into the battery case and entering the cooler guide member is diverted by the guide member through the cooler moving holes formed in the cooler guide surface and then directly discharged to the battery cell side, There is an advantage in that it can be cooled.

전술한 바와 같이 배터리의 냉각효율이 현저히 향상됨에 따라 배터리의 성능이 향상되고 수명이 연장될 뿐만 아니라 에너지의 낭비를 방지하여 전기자동차의 주행거리를 증가시킬 수 있다.
As described above, since the cooling efficiency of the battery is remarkably improved, the performance of the battery is improved and the life span is prolonged, as well as the waste of energy is prevented, thereby increasing the traveling distance of the electric vehicle.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템의 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템의 전체적인 외관 구조를 나타낸 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리를 설명하기 위한 분리 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리의 요부를 나타낸 사시도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리를 나타낸 평면도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 냉각시스템의 요부를 나타낸 사시도이다.
1 is a perspective view of a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2A and FIG. 2B are perspective views illustrating the overall external structure of a battery for an electric vehicle and a cooling system therefor according to an embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view illustrating a battery for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a perspective view illustrating a main part of a battery for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
5 is a plan view of a battery for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention,
6 is a perspective view showing a main part of a battery cooling system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 의한 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 참고로, 본 발명은 전기자동차 중에서 배터리장착부가 상부에 마련된 전기 버스를 예로 해서 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, the present invention will be described taking an electric bus provided in a battery mounting portion of an electric vehicle as an example.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템의 장착된 상태를 나타낸 사시도, 도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템의 전체적인 외관 구조를 나타낸 사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리를 설명하기 위한 분리 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view of a battery for an electric vehicle and a cooling system thereof according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2a and 2b show a battery for an electric vehicle and a cooling system therefor according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a battery for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리(16)는 전기자동차의 천정 상부에 마련된 배터리장착부(12)에 설치되는 것으로, 전기 자동차의 에너지원으로 사용되는 복수의 배터리 셀(16b,도5 참조)과, 이 배터리 셀이 내장, 설치되는 배터리케이스(16a)가 구비되어 있다.1 to 3, the battery 16 for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is installed in a battery mounting part 12 provided on the ceiling of an electric vehicle and is used as an energy source of an electric vehicle A plurality of battery cells 16b (see FIG. 5), and a battery case 16a in which the battery cells are built and installed.

상기 배터리케이스(16a)는 배터리 셀이 수납되는 케이스로서 내부 배터리 셀을 안전하게 보호할 수 있도록 일정한 강성이 유지되면서 자중이 최소화되도록 프로파일 구조체(161), 사이드 블록(162), 클램프 블록(163), 케이스커버(164), 및 전원연결장치(169) 등이 구성되어 있다.The battery case 16a includes a profile structure 161, a side block 162, a clamp block 163, and a bottom plate 163 so as to minimize the self weight while maintaining a predetermined rigidity so as to safely protect the internal battery cell. A case cover 164, a power connector 169, and the like.

프로파일 구조체(161)는 내부에 배터리 셀(미도시)이 수납되는 수납공간이 마련되도록 비교적 경량이고 전기절연 특성이 우수한 알루미늄(Al)을 이용하여 프로파일 형태로 성형한 복수의 골격 프로파일을 서로 연결하여 구성한다. The profile structure 161 is formed by connecting a plurality of skeleton profiles formed in a profile shape using aluminum (Al), which is relatively light in weight and has excellent electrical insulation properties, so as to provide a storage space in which battery cells (not shown) .

그리고, 프로파일 구조체(161)는 전기 자동차의 차종, 전기 자동차의 배터리 장착부 구조, 배터리 셀의 형태 및 수량 등에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 버스용 배터리에 효과적으로 적용될 수 있는 구조로 형성되어 있다.The profile structure 161 may be formed in various forms according to the type of the electric vehicle, the structure of the battery mounting portion of the electric vehicle, the shape and the quantity of the battery cell, and the like. In this embodiment, Respectively.

사이드 블록(162)은 프로파일 구조체의 모서리 부위에 설치되어 적층 또는 탑재시 자중을 지지하는 부재로서 실질적인 하중을 지지하는 블록몸체(162a), 상방향 또는 하방향으로 적층되는 배터리들이 서로 접속되도록 블록몸체(162a)의 상부 및 하부에 결합되는 상부 콘부재(162b), 및 하부 콘수용부재(미도시)로 구성되어 있다.The side block 162 is a member provided at a corner portion of the profile structure and supporting a self weight at the time of stacking or mounting, and includes a block body 162a for supporting a substantial load, a block body 162a for vertically or downwardly stacked batteries, An upper cone member 162b coupled to upper and lower portions of the upper cone member 162a, and a lower cone receiving member (not shown).

클램프 블록(163)은 배터리의 교체시에 배터리 장착부(12)에 구성되는 고정홀더(18,클램프)가 안착되는 부분으로 프로파일 구조체(161)의 일측에 좌우로 이격, 배치되는 제1 및 제2 클램프 블록과, 프로파일 구조체(161)의 타측에 대칭되게 배치되는 제3 및 제4 클램프 블록으로 구성되어 있다.The clamp block 163 is a portion on which the fixed holder 18 (clamp) formed on the battery mounting portion 12 is seated when the battery is replaced. The clamp block 163 includes first and second A clamp block and third and fourth clamp blocks symmetrically arranged on the other side of the profile structure 161. [

케이스커버(164)는 배터리 셀이 수납되는 수납공간을 밀폐하기 위해 프로파일 구조체(161)의 외면에 설치되는 것으로, 프로파일 구조체(161)의 상부에 설치되는 상부 케이스커버(164a), 프로파일 구조체(161)의 양쪽 측부에 설치되는 일측부 및 타측부 케이스커버(164b,164c), 프로파일 구조체의 전후부에 설치된 전,후부 케이스커버(164d,164e), 및 프로파일 구조체의 하부에 설치되는 하부 케이스커버(미도시)로 구성되어 있다. The case cover 164 is provided on the outer surface of the profile structure 161 to seal the accommodation space in which the battery cell is housed and includes an upper case cover 164a provided on the upper portion of the profile structure 161, Rear side case covers 164d and 164e provided on the front and rear sides of the profile structure, and a lower case cover (not shown) provided on the lower side of the profile structure. Not shown).

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리의 요부를 나타낸 사시도, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리를 나타낸 평면도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a main part of a battery for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan view showing an electric vehicle battery according to an embodiment of the present invention.

도4 및 도5를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리케이스(16a)는 외부로부터 냉각용 공기가 유입 및 배출될 수 있도록 외표면에 천공, 형성되는 공기유입구(165) 및 공기배출구(166)와, 공기유입구로부터 유입되는 냉각용 공기를 복수의 배터리 셀(16b)로 향하도록 유도하여 고른 열교환 작용이 수행되도록 하는 냉기유도부재(167)가 구비된 점에 특징이 있다.4 and 5, the battery case 16a according to the present invention includes an air inlet 165 and an air outlet 166, which are formed on the outer surface of the battery case 16a so that cooling air can flow in and out from the outside, And a cold air induction member 167 for guiding the cooling air flowing from the air inlet to the plurality of battery cells 16b to perform a uniform heat exchange function.

공기유입구(165) 및 공기배출구(166)는 냉각용 공기의 유입 및 배출이 용이하게 이루어진다면 그 설치위치나 형상에 제한은 없으나 본 실시예에서는 전,후부 케이스커버(164d,164e)에 형성되어 있다. 이때, 공기유입구(165)는 장공 형태로 형성되고, 공기배출구(166)는 다수의 슬릿으로 형성되어 있다.The air inlet port 165 and the air outlet port 166 are not limited in their installation positions and shapes as long as the cooling air can easily flow in and out. However, in the present embodiment, the front and rear case covers 164d and 164e are formed have. At this time, the air inlet 165 is formed as a long hole, and the air outlet 166 is formed as a plurality of slits.

상기 냉기유도부재(167)는 공기유입구(165)와 대향되는 방향으로 냉기안내면(167a)이 위치하도록 설치되는 대략 직사각 형상의 판상부재로 구성되어 있다. 이때, 판상부재는 배터리케이스(16a)에 내장된 배터리 셀의 상면과 상부 케이스커버(164a) 저면 사이간격 정도의 높이로 형성된다. The cold air guiding member 167 is formed of a substantially rectangular plate-like member installed so that the cold air guiding surface 167a is located in a direction opposite to the air inflow opening 165. At this time, the plate-like member is formed to have a height of about the interval between the upper surface of the battery cell built in the battery case 16a and the bottom surface of the upper case cover 164a.

그리고, 냉기유도부재(167)는 냉기의 확산성을 증가시키고 체류시간을 증가시키도록 적어도 하나 이상의 만곡부(167b)를 갖도록 형성되어 있다.The cold air guide member 167 is formed to have at least one curved portion 167b so as to increase the diffusibility of cold air and increase the residence time.

한편, 냉기유도부재(167)는 냉기안내면(167a)에 천공, 형성되는 냉기이동공(167c)과, 이 냉기이동공(167c)의 주연 부분에 연장되고 냉기를 배터리 셀을 향해 유도시키도록 굴곡, 형성된 가이드부재(167d)가 구비되어 있다. 이때, 가이드부재(167d)는 별도로 제작하여 부착할 수도 있지만 본 실시예에서는 냉기이동공(167c)의 형성을 위한 프레스 가공시에 상측 부분을 제외한 나머지 부분만 절단되도록 하여 제작한 후, 배치각도를 조정하는 방식으로 구성한다.The cold air guiding member 167 has a cold air moving hole 167c formed in the cold air guiding surface 167a and a bent portion 167b extending in the peripheral portion of the cold air moving hole 167c to bend the cold air toward the battery cell And a guide member 167d formed thereon. At this time, the guide member 167d may be separately manufactured and attached. However, in the present embodiment, only the remaining portion except for the upper portion is cut at the time of press forming for forming the cold air moving hole 167c, .

아울러, 냉기유도부재(167)는 배터리케이스(16a) 내부에 다수 개 배치되는 배터리 셀을 골고루 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 배터리 셀의 배치 형태에 맞게 다수 개 배치되어 있다. 이때, 냉기유도부재(167)는 공기유입구(165)로부터 공기배출구(166)를 향해 하나의 냉기유동로가 형성되도록 배치되어 있다.In addition, a plurality of cool air guide members 167 are arranged in accordance with the arrangement of the battery cells so as to efficiently cool a plurality of battery cells arranged in the battery case 16a. At this time, the cold air induction member 167 is arranged to form one cold air flow path from the air inflow port 165 toward the air discharge port 166.

본 실시예에서는 배터리케이스(16a)의 내부에 4개의 배터리 셀 유닛이 2열로 배치되어 있으므로 좌측 냉기유도부재(167)와 우측 냉기유도부재(167)가 서로 엇갈리게 반복 배치되어 지그재그 구조의 냉기유동로가 형성되도록 구성되어 있다.In this embodiment, since the four battery cell units are arranged in two rows in the battery case 16a, the left cold air induction member 167 and the right cold air induction member 167 are repeatedly arranged alternately and staggered, As shown in Fig.

보다 구체적으로 설명하면, 도3 및 도5에 도시된 바와 같이 좌측 냉기유동부재(167)는 배터리케이스(16a)의 상부 케이스커버(164a) 저면에 일측부 케이스커버(164b)로부터 타측부 케이스커버(164c)를 향해 배치, 결합되되 타측부 케이스커버(164c)와 근접한 위치에 후방과 연통되는 개구부(d)가 마련되도록 설치되어 있다.3 and 5, the left cold air flow member 167 is provided on the bottom surface of the upper case cover 164a of the battery case 16a from the one side case cover 164b to the other side case cover 164. [ And an opening (d) communicating with the rear side is provided at a position close to the other side case cover (164c).

우측 냉기유동부재(167)는 좌측 냉기유동부재와 엇갈리는 형태가 되도록 배터리케이스(16a)의 상부 케이스커버(164a) 저면에 타측부 케이스커버(164c)로부터 일측부 케이스커버(164b)를 향해 배치, 결합되되, 일측부 케이스커버(164b)와 근접한 위치에 후방과 연통되는 개구부(d)가 마련되도록 설치되어 있다. The right cold air flow member 167 is disposed toward the one side case cover 164b from the other side case cover 164c on the bottom surface of the upper case cover 164a of the battery case 16a so as to be offset from the left cold air flow member, And is provided so as to be provided with an opening d communicating with the rear at a position close to the one side case cover 164b.

이하, 전기 자동차용 배터리 냉각시스템에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the battery cooling system for an electric vehicle will be described in detail.

첨부도면, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 냉각시스템의 요부를 나타낸 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view showing a main part of a battery cooling system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG.

도2a, 도2b, 및 도6을 참조하면, 전기 자동차용 배터리 냉각시스템은 전술한 바와 같이 구성된 배터리(16)에서 발생되는 열을 방출하기 위한 블로어장치(20)가 더 구성되어 있다.Referring to FIGS. 2A, 2B, and 6, a battery cooling system for an electric vehicle further includes a blower device 20 for discharging heat generated in the battery 16 constructed as described above.

그리고, 블로어장치(20)는 이동을 위한 동력을 제공하는 구동원(40), 이 구동원(40)의 구동력을 전달받아 전후진 되고, 배터리(16)의 내부로 공기를 압송하는 블로어팬(26)이 내부에 설치되는 블로어하우징(22), 및 블로어하우징(22)에서 블로어팬에 의해 가압된 공기를 배터리(16)의 내부로 전달하는 연결덕트(28)를 구비한다.The blower unit 20 includes a driving source 40 for providing power for movement and a blower fan 26 for receiving the driving force of the driving source 40 and forward and rearward to feed air into the interior of the battery 16, And a connecting duct 28 for transmitting the air pressurized by the blower fan to the inside of the battery 16 in the blower housing 22. The blower housing 22 is provided with a blower housing 22,

상기 블로어장치(20)는 배터리(16)가 바닥판(13)에 장착되고 분리될 때는 배터리(16)에서 후퇴된 위치에 있도록 이동된다. 그리고, 블로어팬(26)은 모터에 의해 회전되면서 하우징입구(24)를 통해 공기를 블로어하우징(22)의 내부로 유입시키게 된다. 이때 하우징입구(24)에는 전기자동차(10)의 공기조화시스템(미도시)의 일측과 연통되는 연통관(미도시)이 연결되어 냉각용 공기를 공급받도록 구성되어 있다. The blower device 20 is moved so that the battery 16 is mounted on the bottom plate 13 and is retracted from the battery 16 when the battery 16 is removed. The blower fan 26 is rotated by the motor to introduce air into the blower housing 22 through the housing inlet 24. At this time, a communicating tube (not shown) communicating with one side of an air conditioning system (not shown) of the electric vehicle 10 is connected to the housing inlet 24 to receive cooling air.

연결덕트(28)는 블로어하우징(22)에 연결되어 블로어팬(26)에 의해 가압된 공기가 배출되는 부분으로 확장덕트(30)가 연결되어 있다. 이 확장덕트(30)는 연결덕트(28)의 일부분으로서 출구측으로 점차 유동단면적이 넓어지게 만들어진다.The connecting duct 28 is connected to the blower housing 22 and connected to the extended duct 30 through which the air pressurized by the blower fan 26 is discharged. The enlarged duct 30 is made to have a gradually widening cross-sectional area to the outlet side as a part of the connecting duct 28.

상기 블로어하우징(22)은 이동판(32) 상에 지지브라켓(34)을 매개로 설치된다. 이 이동판(32)은 바닥판(13) 상에서 직선 왕복운동되는 구성으로 사각형의 판상으로 형성되어 있고, 그 하면 양측에 이동슬롯(15)과 대응되는 위치에 안내블록(36)이 구비되어 안내레일(37)을 타고 이동되도록 되어 있다.The blower housing 22 is mounted on a moving plate 32 via a support bracket 34. The moving plate 32 is formed in a rectangular plate shape so as to linearly reciprocate on the bottom plate 13. A guide block 36 is provided on both sides of the bottom plate 13 at a position corresponding to the moving slot 15, And is moved on the rail 37.

구동원(40)은 이동판(32)의 하면에 돌출되는 연결블록(38)에 구동로드(42)가 접속되게 설치된 것으로 공기압에 의해 작동되는 공압실린더나 유압에 의해 작동되는 유압실린더로 구성될 수 있다.The driving source 40 may be constituted by a pneumatic cylinder operated by air pressure or a hydraulic cylinder operated by hydraulic pressure provided to connect the driving rod 42 to the connecting block 38 protruding from the lower surface of the moving plate 32 have.

이하, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리, 및 전기 자동차용 배터리 냉각시스템의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the battery for an electric vehicle and the battery cooling system for an electric vehicle according to the present invention will be described.

먼저, 본 발명의 블로어장치(20)는 블로어팬(26)의 동작으로 전기자동차(10)의 공기조화시스템과 연결되는 연통관을 매개로 전달받은 냉각용 공기를 하우징입구(24)를 거쳐 블로어하우징(22)의 내부로 유입시킨다.First, the blower device 20 of the present invention receives cooling air, which is transmitted through a communication pipe connected to the air conditioning system of the electric vehicle 10, by the operation of the blower fan 26 through the housing inlet 24, (22).

이후, 블로어하우징(22)의 내부로 유입된 공기는 가압되어 연결덕트(28)와 확장덕트(30)를 통해 배터리케이스(16a)의 내부로 유입되고 일정한 경로를 따라 유동되면서 배터리 셀로부터 발생된 열기와 열교환 된 후 공기배출구(166)를 통해 대기중으로 배출된다.Thereafter, air introduced into the blower housing 22 is pressurized and flows into the battery case 16a through the connecting duct 28 and the expansion duct 30, and flows along a predetermined path, Exchanged with the heat, and then discharged through the air outlet 166 to the atmosphere.

이와 같이 배터리케이스(16a)로 유입되는 냉각용 공기의 열교환과정을 보다 구체적으로 설명하면, 확장덕트(30)로부터 공기유입구(165)로 유입되는 냉각용 공기는 먼저 냉기유도부재(167)의 냉기안내면(167a)에 부딪치게 되고 유동방향이 변경된 후 만곡부(167b)를 따라 유동된다. 이와 같이 냉각용 공기가 만곡부(167b)를 통해 유동되면 유연한 곡면을 경유하게 되는 것이므로 난류가 형성되어 전부 케이스커버(164d)의 내면과 냉기유도부재(167) 사이의 공간으로 고르게 확산되고, 이로 인해 배터리 셀로부터 발산된 열기를 고르고 폭넓게 냉각할 수 있다. The cooling air flowing into the air inlet 165 from the expansion duct 30 is first introduced into the battery case 16a through the cooling air of the cooling air induction member 167, And then flows along the curved portion 167b after the flow direction is changed. When the cooling air flows through the curved portion 167b as described above, the curved surface passes through the flexible curved surface, so that turbulence is formed and the entire portion is uniformly diffused into the space between the inner surface of the case cover 164d and the cold air induction member 167, The heat radiated from the battery cell can be uniformly and widely cooled.

이후 냉각용 공기는 타측부 케이스커버(164c)를 향해 이동되고 개구부(d)를 통해 후방의 우측 냉기유도부재(167)로 방향전환된 후 만곡부(167b)를 따라 유동되면서 한번 더 열교환과정을 수행하고, 다시 개구부(d)를 통해 후방으로 유동되는 방식으로 다단의 열교환과정을 수행하면서 배터리 셀의 냉각작용을 수행한다.Thereafter, the cooling air is moved toward the other side case cover 164c and is turned through the opening d to the rear side cold air induction member 167 and then flows along the curved portion 167b, And then flows backward through the opening portion (d), thereby performing a cooling operation of the battery cell while performing a multi-stage heat exchange process.

이러한 냉각작용을 수행하는 과정에서 냉기유도부재(167)로 진입하는 냉각용 공기 중 일부는 냉기안내면(167a)에 형성된 냉기이동공(167c)을 통해 후방으로 유동되고 가이드부재(167d)에 부딪쳐 하방으로 방향전환된 후 배터리 셀측으로 직접 방출되므로 보다 더 효과적으로 배터리 셀을 냉각시킬 수 있다.A part of the cooling air entering the cold air induction member 167 flows rearward through the cold air moving hole 167c formed in the cold air guide surface 167a and collides with the guide member 167d, And then discharged directly to the battery cell side, so that the battery cell can be more effectively cooled.

전술한 바와 같이 배터리케이스(16a)의 내부에 냉기유도부재(167)가 구비되면, 종래와 같이 내부로 유입된 냉각용 공기가 직선적으로 유동되면서 신속하게 배출되는 것이 아니라 지그재그 구조의 냉기유동로를 따라 이동되면서 열교환과정이 효과적으로 이루어지므로 종래 방식에 비해 냉각효율이 현저히 향상된다.As described above, when the cold air induction member 167 is provided inside the battery case 16a, the cooling air introduced into the interior of the battery case 16a flows linearly and is not rapidly discharged, but the cold air flow path of the zig- The cooling efficiency is remarkably improved as compared with the conventional system.

한편, 상기한 바와 같이 냉각과정을 수행하면서 사용되던 배터리(16)가 방전되어 교체가 필요한 경우 배터리케이스(16a)에 접속된 확장덕트(30)는 교체시 간섭현상이 유발되므로 블로어장치(20)를 분리시킬 필요가 있다. 이러한 블로어장치(20)의 분리과정은 구동원(40)을 작동시키는 간단한 방식에 의해 수행된다. 즉, 구동원(40)의 작동으로 구동로드(42)가 돌출되면 연결블록(38)을 매개로 접속된 이동판(32)에 이동력이 전달됨에 따라 이동판에 장착된 블로어장치(20)는 안내레일(37)을 타고 이동되면서 배터리(16)로부터 이탈된다. If the battery 16 used during the cooling process is discharged and needs to be replaced as described above, the expansion duct 30 connected to the battery case 16a may cause an interference phenomenon at the time of replacement, . The disconnection process of the blower device 20 is performed by a simple method of operating the driving source 40. That is, when the driving rod 42 is protruded by the operation of the driving source 40, the moving force is transmitted to the moving plate 32 connected via the connecting block 38 so that the blower device 20 mounted on the moving plate And is removed from the battery 16 while being moved on the guide rail 37. [

이러한 상태에서 배터리(16)의 교체작업을 시행한 후 구동원(40)이 반대로 동작되면 블로어장치(30)는 역방향으로 이동된 후 확장덕트(30)가 배터리(16)의 공기유입구(165)에 밀착되면서 최초의 상태로 복귀된다.When the driving source 40 is reversely operated after the battery 16 is replaced in this state, the blower device 30 is moved in the reverse direction and then the expansion duct 30 is moved to the air inlet 165 of the battery 16 And returns to the initial state while being closely attached.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 및 그 냉각시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention as set forth in the appended claims. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

10: 전기자동차 12: 배터리안착부
16: 배터리 16a:배터리케이스
161:프로파일 구조체 162:사이드 블록
163:클램프 블록 164:케이스커버
165:공기유입구 166:공기배출구
167:냉기유도부재 167a:냉기안내면
167b:만곡부 167c:냉기이동공
167d:가이드부재 20: 블로어장치
22: 블로어하우징 24: 블로어입구
26: 블로어팬 28: 연결덕트
30: 확장덕트 32: 이동판
37: 안내레일 38: 연결블록
40: 구동원 42: 구동로드
10: electric vehicle 12: battery mount part
16: Battery 16a: Battery case
161: Profile structure 162: Side block
163: Clamp block 164: Case cover
165: air inlet 166: air outlet
167: cold air guide member 167a: cold air guide surface
167b: curved portion 167c: cold moving ball
167d: guide member 20: blower device
22: Blower housing 24: Blower inlet
26: blower fan 28: connecting duct
30: Expansion duct 32: Movable plate
37: guide rail 38: connecting block
40: driving source 42: driving rod

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 배터리안착부의 바닥판 상에 착탈가능하게 설치되는 배터리, 이 배터리에서 발생되는 열을 방출하기 위한 블로어장치를 구비한 전기 자동차용 배터리 냉각시스템에 있어서,
상기 배터리는 복수의 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀이 내장, 설치되는 배터리케이스를 구비하고, 상기 배터리케이스는 외부로부터 냉각용 공기가 유입 및 배출될 수 있도록 외표면에 천공, 형성되는 공기유입구 및 공기배출구; 및 상기 배터리케이스의 내부에 배치되어 상기 공기유입구로부터 유입되는 냉각용 공기가 상기 배터리 셀의 배치경로를 따라 유동될 수 있도록 유도하는 냉기유도부재를 포함하고,
상기 블로어장치는, 상기 배터리의 내부로 공기를 가압하여 전달하는 블로어팬이 내부에 설치되는 블로어하우징, 및 상기 블로어하우징에서 상기 블로어팬에 의해 가압된 공기를 상기 배터리의 내부로 전달하는 연결덕트를 포함하되,
상기 블로어하우징이 지지브라켓을 매개로 설치되는 이동판, 상기 이동판의 하면 양측에 설치되는 안내블록, 및 상기 안내블록이 타고 이동되도록 구비된 안내레일, 및 상기 블로어장치의 이동을 위한 동력을 제공하기 위해 상기 이동판의 하면에 돌출되는 연결블록에 접속되는 구동로드를 구비한 구동원이 더 구비되어, 상기 블로어장치가 상기 바닥판 상에서 직선 왕복운동 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 냉각시스템.
A battery cooling system for an electric vehicle, comprising: a battery detachably mounted on a bottom plate of a battery mount part; and a blower device for discharging heat generated from the battery,
The battery includes a plurality of battery cells; And a battery case in which the battery cell is built in. The battery case includes an air inlet and an air outlet formed on the outer surface of the battery case so that cooling air can be introduced and discharged from the outside, And a cold air induction member disposed inside the battery case and guiding cooling air introduced from the air inlet to flow along an arrangement path of the battery cell,
The blower apparatus includes a blower housing having a blower fan installed therein for blowing air into the battery, and a connecting duct for transmitting the air pressurized by the blower fan to the inside of the battery in the blower housing. Including,
Wherein the blower housing is provided with a moving plate provided with a supporting bracket therebetween, a guide block provided on both sides of the lower surface of the moving plate, a guide rail provided so as to ride on the guide block, and a power for moving the blower device Further comprising a driving source having a driving rod connected to a connecting block protruding from a bottom surface of the moving plate so that the blower device reciprocates linearly on the bottom plate.
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