KR101724296B1 - 전기자동차의 배터리 열교환 장치 - Google Patents

전기자동차의 배터리 열교환 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 배터리 열교환 장치에 관한 것으로서, 특히, 냉동 사이클을 구성하면서 냉매가 순환되도록 구성된 냉매 순환부와, 상기 냉매 순환부 중 팽창기를 통하여 팽창된 냉매를 공급받아 배터리 팩 모듈을 냉각시키고 상기 냉매 순환부로 토출시키는 배터리 열교환 유닛을 포함함으로써, 배터리 냉각 성능을 향상시키는 이점을 제공한다.

Description

전기자동차의 배터리 열교환 장치{Cooling and Heating apparatus for Battery module of Eleceric Vehicles}
본 발명은 전기자동차의 배터리 열교환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기존 대비 차체에 설치되는 전체적인 중량 및 부피를 줄여 배터리 팩 모듈을 추가 설치함으로써 주행 거리를 향상시키고, 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 열교환 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하며, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 화석연료 등을 이용하여 가동하여 전기발전을 함으로써 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차체를 움직이게 할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 전기자동차는, 모터로 전류를 공급하는 배터리 팩 모듈이 구비된다.
여기서, 배터리 팩 모듈은, 작동되면서 소정의 열을 발생시키는 한편, 주변의 온도에 따라 그 작동 시간이 달라지는 바, 대부분의 전기자동차에는 배터리 팩 모듈로부터 발생된 열을 냉각시키거나, 배터리 팩 모듈에 임의로 열을 가함으로써 배터리 팩 모듈의 작동 시간을 연장시킨다.
배터리 팩 모듈은, 수냉식 또는 공랭식으로 냉각시킬 수 있고, 수냉식 냉각의 경우 냉매가 수냉매 열교환기를 통과하면서 냉각수를 냉각시키고 수냉매 열교환기가 배터리 팩 모듈과 냉각수 회로로 연결되어, 냉각수가 수냉매 열교환기와 배터리 팩 모듈을 순환하면서 배터리 팩 모듈을 냉각시키도록 구성되며, 공랙식 냉각의 경우 냉매가 배터리 냉각용 증발기를 통과하면서 배터리 냉각용 증발기를 냉각시키고, 배터리 냉각용 증발기에서 냉각된 공기가 배터리 팩 모듈의 연결 덕트를 통해 배터리 팩 모듈로 유동되어 배터리 팩 모듈을 냉각시키도록 구성된다.
한편, 배터리 팩 모듈의 가열 방식은, 상술한 수냉식 및 공랭식 냉각 방법에서 응축된 냉매로부터 발생되는 열을 이용하여 가열시키거나, 별도의 히터를 배터리 팩 모듈에 연결하여 가열시키도록 구성될 수 있다.
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 일예는, 특히, 배터리 팩 모듈의 냉각의 경우, 냉매의 냉기를 직접 이용하지 아니하고, 별도의 냉각수 및 공기를 이용하여 배터리 팩 모듈을 냉각시키는 바, 열교환 성능이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 일예는, 별도의 수냉매 열교환기 및 냉각수 회로를 구성하는 각종 냉각수 유동 배관 등의 필수 구비에 의해, 전기자동차의 전체 중량이 증가되어 동일체적 대비 배터리 팩 모듈에 의한 전기자동차의 주행거리가 짧아지는 한편, 소정의 설치 부피를 차지하는 바, 그 만큼 설치될 수 있는 배터리 팩 모듈의 크기가 상대적으로 축소됨으로써, 전체적인 배터리 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
아울러, 수냉매 열교환기와 각종 냉각수 유동 배관의 배치 설계 및 이를 연결하는 작업 공수가 증대되어 불필요한 노동력 낭비가 매우 심한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존 대비 차체에 설치되는 전체적인 중량 및 부피를 줄여 배터리 팩 모듈을 추가 설치함으로써 주행 거리를 향상시키고, 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 열교환 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 바람직한 일실시예는, 냉동 사이클을 구성하면서 냉매가 순환되도록 구성된 냉매 순환부와, 상기 냉매 순환부 중 팽창기를 통하여 팽창된 냉매를 공급받아 배터리 팩 모듈을 냉각시키고 상기 냉매 순환부로 토출시키는 배터리 열교환 유닛을 포함하고, 상기 배터리 열교환 유닛은, 상기 배터리 팩 모듈을 구성하는 복수개의 셀에 각각 열접촉 가능하게 배치된 복수개의 열전도 플레이트와, 상기 열전도 플레이트의 일면에 밀착되게 복수열 배열된 복수개의 냉각 튜브와, 상기 복수개의 냉각 튜브 각각의 사이에 상기 열전도 플레이트의 일면에 밀착되게 배치된 복수개의 히팅 플레이트를 포함한다.
여기서, 상기 냉각 튜브는, 상기 복수개의 열전도 플레이트의 일면에 브레이징(Brazing) 접착 공법으로 접합될 수 있다.
또한, 상기 냉각 튜브는, 상기 복수개의 열전도 플레이트와 일체로 압출 성형 제작될 수 있다.
또한, 상기 히팅 플레이트는, 상기 복수개의 열전도 플레이트의 일면에 프린팅 방식으로 접합되는 박막 히터일 수 있다.
또한, 상기 복수개의 열전도 플레이트의 일면에는 상기 히팅 플레이트를 클램핑시키는 클램핑부가 구비되고, 상기 히팅 플레이트는, 상기 클램핑부에 클램핑 결합돌 수 있다.
또한, 상기 복수개의 열전도 플레이트는, 접촉되는 상기 복수개의 셀의 접촉면 형상에 대응되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 열교환 유닛은, 상기 팽창기로부터 상기 냉매를 공급받아 상기 복수개의 열전도 플레이트로 분배하여 공급하는 분배 배관 모듈과, 상기 복수개의 열전도 플레이트로부터 상기 냉매를 포집하여 상기 냉매 순환부로 토출시키는 토출 배관 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리 열교환 유닛은, 상기 팽창기로부터 공급받은 냉매를 상기 복수개의 열전도 플레이트로 균일하게 분배하는 냉매 분배기를 더 포함하고, 상기 분배 배관 모듈은, 상기 팽창기와 상기 냉매 분배기를 연결하는 팽창기-분배기 연결 배관과, 상기 냉매 분배기로부터 분지되어 상기 복수개의 열전도 플레이트에 각각 연결되는 복수개의 공급 배관과, 상기 복수개의 공급 배관 및 상기 복수개의 냉각 튜브와 연통되게 배치되어 각각의 상기 복수개의 공급 배관으로부터 공급된 상기 냉매를 상기 복수개의 냉각 튜브로 균일 분배하는 냉각튜브 분배 헤더를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매 분배기는, 상기 팽창기-분배기 연결 배관이 연결되고, 상기 냉매가 유입되는 유입부와, 상기 유입부로부터 확관되고, 상기 복수개의 공급 배관이 테두리를 따라 환상으로 연결되는 분배부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각튜브 분배 헤더는, 상기 복수개의 공급 배관과 연결되는 냉매 공급부와, 상기 냉매 공급부와 연통되게 일직선 방향으로 연장되고, 상기 복수개의 냉각 튜브로 연결되는 연결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결부는, 직육면체의 단면 형상을 갖고, 상기 복수개의 냉각 튜브와 연결되는 결합부와, 반원주의 단면 형상을 갖고, 상기 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성되며, 상기 내부 공간에서 상기 냉매를 적어도 2회 균질 혼합시키는 혼합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합부는, 상기 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성된 헤더 본체와, 상기 복수개의 공급 배관과 연통되되 상기 헤더 본체의 내부 공간에 삽관되고, 상기 냉매가 외부로 토출되면서 1차 팽창되도록 제1팽창홀이 형성된 제1이너 튜브와, 상기 제1이너 튜브를 감싸도록 상기 헤더 본체의 내부 공간에 삽관되어 상기 제1이너 튜브로부터 상기 1차 팽창된 냉매를 공급받고, 상기 헤더 본체의 내부 공간으로 상기 1차 팽창된 냉매가 토출되면서 2차 팽창되도록 제2팽창홀이 형성된 제2이너 튜브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1팽창홀은 상기 결합부 측으로 연통되고, 상기 제2팽창홀은 상기 제1팽창홀의 연통 방향과 반대 방향으로 연통될 수 있다.
또한, 상기 제1이너 튜브의 냉매 수용 부피보다 상기 제2이너 튜브와 상기 제1이너 튜브 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피가 더 크고, 상기 제2이너 튜브와 상기 제1이너 튜브 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피보다 상기 내부 공간과 상기 제2이너 튜브 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피가 더 크게 설정될 수 있다.
또한, 상기 연결부는, 직육면체의 단면 형상을 갖고, 상기 복수개의 냉각 튜브와 연결되는 결합부와, 반원주의 단면 형상을 갖고, 상기 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성되며, 각각의 상기 복수개의 냉각 튜브마다에 상기 냉매를 공급하도록 멀티 유로가 형성된 멀티 유로부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멀티 유로부는, 상기 내부 공간을 상기 복수개의 냉각튜브가 결합되는 결합부측 공간과 상기 결합부측 공간에 대향되는 연결부측 공간으로 구획하도록 상기 내부 공간에 상기 연결부의 길이방향으로 길게 배치되는 유로 분리 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유로 분리 플레이트의 선단은, 상기 연결부의 선단에 해당하는 상기 내부 공간의 내벽면으로부터 소정거리 이격되게 배치되고, 상기 유로 분리 플레이트의 선단부에는 상기 내부 공간 중 상기 결합부측 공간과 상기 연결부측 공간을 상호 연통시키는 다수의 통공이 상기 연결부의 길이방향으로 소정거리 이격되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 유로 분리 플레이트는, 상기 냉매 공급부로부터 상기 다수의 통공이 형성된 부분까지 상기 결합부측 공간으로 유입된 냉매가 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 어느 하나로 혼합 유동되는 제1유로와, 상기 연결부측 공간으로 유입된 냉매가 상기 다수의 통공을 통과하여 상기 결합부측 공간을 경유한 후 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 다른 하나로 혼합 유동되는 제2유로와, 상기 연결부측 공간으로 유입된 냉매가 상기 유로 분리 플레이트 선단 외측과 상기 연결부의 선단에 해당하는 상기 내부 공간의 내벽면 사이를 통과하여 상기 결합부측 공간을 경유한 후 상기 복수개의 냉매튜브의 나머지로 혼합 유동되는 제3유로를 형성할 수 있다.
또한, 상기 멀티 유로부는, 상기 내부 공간을 상기 복수개의 냉각튜브가 결합되는 결합부측 공간과 상기 결합부측 공간에 대향되는 연결부측 공간으로 복수개로 구획하도록 상기 내부 공간에 상기 연결부의 길이방향으로 길게 배치되는 복수개의 유로 분리 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 유로 분리 플레이트는, 일단이 각각 상기 냉매 공급부에 연결되되, 상기 일단과 타단 사이의 길이가 각각 상이할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 유로 분리 플레이트가 상기 일단과 타단 사이의 길이가 제1플레이트로부터 순차적으로 제3플레이트까지 점차 길게 구비됨과 아울러 상기 복수개의 냉매 튜브가 결합되는 결합부측 공간으로부터 이격되게 구비될 경우, 상기 냉매 공급부로부터 상기 제1플레이트의 선단 사이로 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 어느 하나를 향하여 혼합 유동되는 제1유로와, 상기 제1플레이트의 선단으로부터 상기 제2플레이트의 선단 사이로 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 다른 하나를 향하여 혼합 유동되는 제2유로와, 상기 제2플레이트의 선단으로부터 상기 제3플레이트의 선단 사이로 상기 복수개의 냉매튜브의 또 다른 하나를 향하여 혼합 유동되는 제3유로와, 상기 제3플레이트의 선단으로부터 상기 연결부의 선단에 해당하는 상기 내부 공간의 내벽면 사이로 상기 복수개의 냉매튜브의 나머지를 향하여 혼합 유동되는 제4유로를 형성할 수 있다.
또한, 상기 토출 배관 모듈은, 상기 복수개의 열전도 플레이트로부터 냉매를 포집하여 상기 냉매 순환부로 전달하는 냉매 포집기와, 상기 복수개의 열전도 플레이트에 각각 배치되되, 상기 복수개의 냉각 튜브와 연통되게 배치되어 상기 열전도 플레이트로부터 열교환된 냉매를 포집하는 복수개의 냉각튜브 포집 헤더와, 상기 복수개의 냉각튜브 포집 헤더와 상기 냉매 포집기를 연결하는 복수개의 냉매 토출 배관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매 포집기는, 매니폴드로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 바람직한 일실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.
첫째, 냉매와 열교환되는 냉각수 및 냉각수를 유동시키기 위한 냉각수 회로의 구비 및 설치가 불요되는 바, 전기자동차의 전체적인 중량을 축소시킴과 아울러 소정의 배터리 팩 모듈의 추가 설치 공간을 확보함으로써 동일 체적 대비 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
둘째, 복잡한 수냉매 열교환기와 각종 냉각수 유동 배관의 배치 설계를 단순화함으로써 불필요한 조립공수를 절감하여 노동비를 향상시킬 수 있다.
셋째, 각 셀에 열촉 되는 복수의 열전도 플레이트로 냉매를 균일하게 분배하여 균등한 냉각 성능을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 실시예를 나타낸 냉매 순환 회로도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 2의 구성 중 배터리 열교환 유닛을 나타낸 사시도이며,
도 4는 도 3의 구성 중 열전도 플레이트를 나타낸 사시도이고,
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 취한 단면도이며,
도 6은 도 3의 구성 중 냉매 분배기의 일예를 나타낸 사시도이고,
도 7은 도 4의 구성 중 냉각튜브 분배 헤더의 일실시예를 나타낸 사시도이며,
도 8은 도 7의 B-B선을 따라 취한 단면도이고,
도 9는 도 4의 구성 중 냉각튜브 분배 헤더의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며,
도 10은 도 9의 C-C선을 따라 취한 단면도이고,
도 11은 도 4의 구성 중 냉매 포집부를 나타낸 사시도이며,
도 12는 도 11의 구성 중 냉매 포집기를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 실시예를 나타낸 냉매 순환 회로도이다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 실시예는, 도 1에 참조된 바와 같이, 냉동 사이클을 구성하면서 냉매가 순환되도록 구성된 냉매 순환부(10~40)와, 냉매 순환부(10~40) 중 팽창기를 통하여 팽창된 냉매를 공급받아 배터리 팩 모듈(200)을 냉각시키고 냉매 순환부(10~40)로 토출시키는 배터리 열교환 유닛(400)을 포함한다.
여기서, 냉매 순환부(10~40)는, 냉매를 압축시키는 압축기(10)와, 압축기(10)에 의하여 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 응축기(20)에 의하여 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기(40) 및 팽창기(40)에 의하여 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(40)를 포함하고, 냉매를 압축기(10)-응축기(20)-팽창기-증발기(40)를 순환하도록 복수개의 냉매 순환 배관을 통해 회로 연결된다.
복수개의 냉매 순환 배관은, 압축기(10)와 응축기(20)를 연결시키는 압축기-응축기 연결배관(이하, ‘제1배관’이라 함)(15)과, 응축기(20)와 팽창기를 연결시키는 응축기-팽창기 연결배관(이하, ‘제2배관’이라 함)(25,27,28)과, 팽창기와 증발기(40)를 연결시키는 팽창기-증발기 연결배관(이하, ‘제3배관’이라 함)(도면부호 미표기)과, 증발기(40)와 압축기(10)를 연결시키는 증발기-압축기 연결배관(이하, ‘제4배관’이라 함)(35A,35)을 포함할 수 있다.
제2배관(25,27,28)은 중간에서 제1분지배관(27) 및 제2분지배관(28)으로 분지되어 응축된 냉매를, 차량용 공조부(미도시) 측에 구비된 제1팽창기(30A)로 공급하거나 배터리 팩 모듈(200) 측에 구비된 제2팽창기(30B)로 공급할 수 있다.
제1팽창기(30A)는 온도식 자동 팽창밸브(Thermal Expansion Valve : TVX)로 구성됨이 바람직하고, 제2팽창기(30B)는 전자식 팽창 밸브(Electric Expansion Valve : EEV)로 구성됨이 바람직하다.
제2배관(25,27,28)에는 제1분지배관(27) 및 제2분지배관(28) 중 어느 하나로 냉매를 공급 제어하기 위한 삼방밸브(도면부호 미표기)가 구비되고, 삼방밸브는, 차량 내부의 실내 공조를 요하는 경우에는 제1분지배관(27)을 통하여 냉매가 제1팽창기(30A)로 공급되도록 하여 증발기(40)를 통한 실내 냉각 공조 모드를 수행하도록 냉매 흐름을 제어하며, 배터리 팩 모듈(200)의 냉각을 요하는 경우에는 제2분지배관(28)을 통하여 냉매가 제2팽창기(30B)로 공급되도록 하여 배터리 열교환 유닛(400)을 통한 배터리 팩 모듈(200)의 냉각 모드를 수행하도록 냉매 흐름을 제어한다.
종래에는, 냉각수를 이용하여 배터리 팩 모듈(200)을 냉각시키기 위하여 별도의 냉각수 순환 회로(미도시)를 구성하고, 제2팽창기(30B)를 통하여 팽창된 냉매와 냉각수 순환 회로의 냉각수와의 열교환을 위한 수냉매 열교환기(미도시)가 구비되었으나, 본 발명에 따른 실시예에서는, 별도의 수냉매 열교환기의 구비 없이 곧바로 제2팽창기(30B)에 의하여 팽창된 냉매를 배터리 열교환 유닛(400)으로 직접 공급함으로써 보다 효율적인 배터리 냉각 성능을 확보하도록 구성된다.
한편, 냉매 순환부(10~40)는, 응축기(20)로부터 흡열하는 라디에이터(710)와 라디에이터(710)를 냉각시키도록 가동되는 냉각팬(720) 및 ePT Unit(730)을 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 구성 중 배터리 열교환 유닛을 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3의 구성 중 열전도 플레이트(410)를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
배터리 열교환 유닛(400)은, 도 2 및 도 3에 참조된 바와 같이, 배터리 팩 모듈(200)을 구성하는 복수개의 셀(미도시)에 각각 열접촉 가능하게 배치된 복수개의 열전도 플레이트(410)와, 열전도 플레이트(410)에 밀착되게 복수열 배열된 복수개의 냉각 튜브(420)와, 복수개의 냉각 튜브(420) 각각의 사이에 열전도 플레이트(410)의 일면에 밀착되게 배치된 복수개의 히팅 플레이트(430)를 포함할 수 있다.
배터리 팩 모듈(200)은, 복수개의 전지 셀(이하, ‘셀’이라 한다)이 집약 설치되어 고전류를 생성할 수 있도록 모듈화 된 것으로서, 도 2 및 도 3에 참조된 바와 같은, 복수개의 열전도 플레이트(410)의 상부면에 각각 안착되도록 구비될 수 있다.
복수개의 열전도 플레이트(410)는, 열전달 효율이 높은 재질로 이루어지고, 배터리 팩 모듈(200)의 복수개의 셀의 무게를 지지할 수 있는 정도의 견고한 재질로 이루어짐이 바람직하다.
복수개의 열전도 플레이트(410)가 장방형으로 형성된 경우, 도 4에 참조된 바와 같이, 복수개의 냉각 튜브(420)는, 열전도 플레이트(410)의 일면(본 발명의 실시예에서는 하면에 냉각 튜브(420)가 구비된 것으로 전제하여 설명한다)에 밀착되도록 결합되되, 장방향으로 길게 배치되며, 상호간에 서로 단방향으로 평행되게 이격 배치될 수 있다.
복수개의 히팅 플레이트(430)는, 복수개의 냉각 튜브(420) 각각의 사이에 냉각 튜브(420)와 동일한 방향으로 평행 배치될 수 있다.
복수개의 냉각 튜브(420)는, 도 5에 참조된 바와 같이, 열전도 플레이트(410)의 하면에 일체로 압출 성형될 수 있다. 냉각 튜브(420)와 열전도 플레이트(410)의 재질이 상이한 경우 이중 사출 성형 방식으로 제작될 수 있고, 냉각 튜브(420)와 열전도 플레이트(410)의 재질이 동일한 경우에는 일반의 압출 성형 방식으로 일체로 제작되는 것도 가능하다.
그러나, 복수개의 냉각 튜브(420)가 반드시 압출 성형 방식에 의하여 제작되어야 하는 것은 아니고, 열전도 플레이트(410)의 하면에 별도의 체결 장치를 이용하여 냉각 튜브(420)가 면 밀착되도록 결합되는 것도 가능함은 당연하다.
한편, 히팅 플레이트(430)는, 복수개의 열전도 플레이트(410)의 하면에 프린팅 방식으로 접합되는 박막 히터일 수 있다.
그러나, 히팅 플레이트(430) 또한 반드시 프린팅 방식으로 접합되어야 하는 것은 아니고, 도면에 도시되지 않았으나, 열전도 플레이트(410)의 하면에 히팅 플레이트(430)를 클램핑시키는 클램핑부(미도시)가 구비되고, 이 클램핑부에 히팅 플레이트(430)가 클램핑 결합되는 것도 가능함은 당연하다.
히팅 플레이트(430)는, 전기적으로 구동되는 열선 히터로서 구비될 수 있고, 열전도 플레이트(410)는 히팅 플레이(430)로부터 제공되는 열을 전체로 분산시켜 배터리 팩 모듈(200)을 가열시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 실시예는, 배터리 팩 모듈(200)의 지속적인 가동으로 인한 배터리 팩 모듈(200) 온도를 냉각시키기 위하여 배터리 열교환 유닛(400)의 냉각 튜브(420)를 이용하고, 혹한기의 날씨에서 배터리 팩 모듈(200)을 가열시키기 위하여 배터리 열교환 유닛(400)의 히팅 플레이(430)를 이용한다.
이와 같은 구성의 열전도 플레이트(410)는, 접촉되는 대상인 복수개의 셀의 접촉면 형상에 대응되게 형성됨이 바람직하다.
한편, 배터리 열교환 유닛(400)은, 도 2에 참조된 바와 같이, 제2팽창기(30B)로부터 냉매를 공급받아 복수개의 열전도 플레이트(410)로 분배하여 공급하는 분배 배관 모듈(450,455)과, 복수개의 열전도 플레이트(410)로부터 냉매를 포집하여 냉매 순환부(10~40)로 토출시키는 토출 배관 모듈(460)을 더 포함할 수 있다.
또한, 배터리 열교환 유닛(400)은, 제2팽창기(30B)로부터 공급받은 냉매를 복수개의 열전도 플레이트(410)로 균일하게 분배하는 냉매 분배기(405)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 도 3의 구성 중 냉매 분배기(405)의 일예를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 4의 구성 중 냉각튜브 분배 헤더의 일실시예를 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 7의 B-B선을 따라 취한 단면도이고, 도 9는 도 4의 구성 중 냉각튜브 분배 헤더의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 9의 C-C선을 따라 취한 단면도이고, 도 11은 도 4의 구성 중 토출 배관 모듈을 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 11의 구성 중 냉매 포집기(470)를 나타낸 사시도이다.
여기서, 분배 배관 모듈(450,455)은, 도 2 및 도 3에 참조된 바와 같이, 제2팽창기(30B)와 냉매 분배기(405)를 연결하는 팽창기-분배기 연결 배관(451)과, 냉매 분배기(405)로부터 분지되어 복수개의 열전도 플레이트(410)에 각각 연결되는 복수개의 공급 배관(453)과, 복수개의 공급 배관(453) 및 복수개의 냉각 튜브(420)와 연통되게 배치되어 각각의 복수개의 공급 배관(453)으로부터 공급된 냉매를 복수개의 냉각 튜브(420)로 균일 분배하는 냉각튜브 분배 헤더(455)를 포함할 수 있다.
제2팽창기(30B)를 통하여 팽창된 냉매는 팽창기-분배기 연결 배관(451)을 통하여 냉매 분배기(405)로 유동되고, 냉매 분배기(405)는 복수개의 공급 배관(453,453A~453E) 각각에 균일하게 냉매를 분배하며, 복수개의 공급 배관(453)으로 각각 균일 분배되어 유동되는 냉매는 복수개의 열전도 플레이트(410,410A~410E)에 각각 구비된 냉각튜브 분배 헤더(455,455A~455E)로 유동되어 다시 복수개의 냉각튜브 분배 헤더(455)에 의해 복수개의 냉각 튜브(420)로 균일하게 분배된다.
냉매 분배기(405)는, 도 6에 참조된 바와 같이, 팽창기-분배기 연결 배관(451)이 연결되고, 냉매가 유입되는 유입부(406)와, 유입부(406)로부터 냉매가 분기되도록 연장되고, 복수개의 공급 배관(453)이 테두리를 따라 환상으로 연결되는 분배부(407)를 포함할 수 있다.
분배부(407)에는, 복수개의 공급 배관(453)의 일단이 각각 연결되는 복수개의 배관 연결공(408)이 테두리를 따라 환상으로 형성된다.
한편, 냉각튜브 분배 헤더(455)는, 도 4에 참조된 바와 같이, 복수개의 공급 배관의 타단이 연결되는 냉매 공급부(456)와, 냉매 공급부(456)와 연통되게 일직선 방향으로 연장되고, 복수개의 냉각 튜브(420)로 연결되는 연결부(457A,457B)를 포함할 수 있다.
여기서, 연결부(457A,457B)는, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 이중관 형상으로 구비될 수 있음은 물론, 도 9 및 도 10에 참조된 바와 같이, 멀티 유로 형상으로 구비될 수 있다.
이하에서는, 이중관 형상으로 구비된 실시예를 제1실시예에 따른 연결부(457A,457B)라 칭하고, 멀티 유로 형상으로 구비된 실시예를 제2실시예에 따른 연결부(457A,457B)라 칭하기로 한다.
제1실시예에 따른 연결부(457A,457B)는, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 직육면체의 단면 형상을 갖고, 복수개의 냉각 튜브(420)와 연결되는 결합부(457B)와, 반원주의 단면 형상을 갖되, 결합부(457B)와 일체로 연장되고, 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성되며, 내부 공간에서 냉매를 적어도 2회 균질 혼합시키는 혼합부(457A)를 포함할 수 있다.
혼합부(457A)는, 도 7에 참조된 바와 같이, 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성된 헤더 본체(도면부호 미표기)와, 복수개의 공급 배관(453)과 연통되되 헤더 본체의 내부 공간에 삽관되고, 냉매가 외부로 토출되면서 1차 팽창되도록 제1팽창홀(459B)이 형성된 제1이너 튜브(459A)와, 제1이너 튜브(459A)를 감싸도록 헤더 본체의 내부 공간에 삽관되어 제1이너 튜브(459A)로부터 1차 팽창된 냉매를 공급받고, 헤더 본체의 내부 공간으로 1차 팽창된 냉매가 토출되면서 2차 팽창되도록 제2팽창홀(458B)이 형성된 제2이너 튜브(458A)를 포함할 수 있다.
제1이너 튜브(459A)는, 제2이너 튜브(458A)의 내부로 삽관될 수 있는 크기로 형성됨이 바람직하고, 제2이너 튜브(458A)는, 헤더 본체의 내부 공간으로 삽관될 수 있는 크기로 형성됨이 바람직하다.
제1팽창홀(459B)은, 연결부(457A,457B)의 반대편, 즉 냉매 공급부(456) 측으로 연통되게 형성되고, 제2팽창홀(458B)은, 냉매 공급부(456)의 반대편, 즉 연결부(457A,457B) 측으로 연통되게 형성된다.
여기서, 혼합부(457A)는, 제2팽창기(30B)에 의하여 팽창된 냉매가 공급되는 과정에서, 액냉매 및 기냉매의 2상 냉매로 이루어진 공급 냉매를 균일하게 혼합하여 복수개의 냉각 튜브(420)로 균질의 냉매가 공급되도록 함으로써 열전도 플레이트(410)가 전체적으로 균등한 냉각 성능을 가지도록 하는 역할을 한다.
보다 상세하게는, 제1이너 튜브(459A)를 통하여 유입된 2상의 냉매는, 제1팽창홀(459B)을 통하여 제2이너 튜브(458A)의 내주와 제1이너 튜브(459A)의 외주가 형성하는 공간으로 토출되는 동작으로 1차적으로 팽창되어 균질하게 혼합되고, 제2팽창홀(458B)을 통하여 헤더 본체의 내측면과 제2이너 튜브(458A)의 외주가 형성하는 공간으로 토출되는 동작으로 2차적으로 팽창되어 균질하게 혼합된다.
여기서, 도 8에 참조된 바와 같이, 제1이너 튜브(459A)는, 제2이너 튜브(458A)의 내부 공간에서 냉매 공급부(456) 측으로 편심되게 배치됨이 바람직하고, 제2이너 튜브(458A)는, 헤더 본체의 내부 공간에서 냉매 공급부(456)의 반대편, 즉 연결부(457A,457B) 측으로 편심되게 배치됨이 바람직하다.
또한, 제1이너 튜브(459A)의 냉매 수용 부피보다 제2이너 튜브(458A)와 제1이너 튜브(459A) 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피가 더 크도록 설정됨이 바람직하고, 제2이너 튜브(458A)와 제1이너 튜브(459A) 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피보다 헤더 본체의 내부 공간과 제2이너 튜브(458A) 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피가 더 크게 설정됨이 바람직하다.
이는, 냉매의 팽창의 원리가 능동적으로 반영되도록 한 것으로서, 좁은 공간에서 넓은 공간으로 액냉매가 팽창되면서 기냉매로 상변화되도록 하여 2상의 냉매 혼합이 보다 빠르게 이루어지도록 하는 원리가 반영된 것이다.
제2실시예에 따른 연결부(457A,457B)는, 도 9 및 도 10에 참조된 바와 같이, 직육면체의 단면 형상을 갖고, 복수개의 냉각 튜브(420)와 연결되는 결합부(457B)와, 반원주의 단면 형상을 갖되, 결합부(457B)로부터 연장 형성되고, 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성되며, 각각의 복수개의 냉각 튜브(420)마다에 냉매를 공급하도록 멀티 유로가 형성된 멀티 유로부(555,655)를 포함한다.
제1실시예에 따른 연결부(457A,457B)의 혼합부(457A)와 제2실시예에 따른 연결부(457A,457B)의 멀티 유로부(555,655)의 외관은 동일하게 형성될 수 있으나, 냉매가 수용되는 내부 공간에 구비된 각 구성은 상이하다.
멀티 유로부(555,655)는, 도 9 및 도 10의 각 (a)에 참조된 바와 같이, 내부 공간에 길이 방향으로 삽입되되, 연결부(457A,457B)에서 헤더 본체 측으로 연통된 다수의 통공(559)이 형성된 유로 분리 플레이트(558)를 포함할 수 있고, 도 9 및 도 10의 (b)에 참조된 바와 같이, 각각 상이한 길이를 가지며, 내부 공간에 길이 방향으로 삽입된 복수개의 유로 분리 플레이트(657,658,659)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 다수의 통공(559)이 형성된 유로 분리 플레이트(558)를 ‘제1유로 분리 플레이트(558)’로 칭하고, 각각 상이한 길이로 형성된 유로 분리 플레이트(657,658,659)를 ‘제2유로 분리 플레이트(657,658,659)’로 칭하며, 특히 제2유로 분리 플레이트(657,658,659)는, 각각의 플레이트마다 길이가 짧은 것에서 긴 순으로 제1플레이트(657), 제2플레이트(658), 제3플레이트(659) 순으로 명명하기로 한다.
보다 상세하게는, 멀티 유로부는, 도 9 및 도 10의 각 (a)에 참조된 바와 같이, 내부 공간을 복수개의 냉각튜브가 결합되는 결합부측 공간과 결합부측에 대향되는 연결부(457A,457B)측 공간으로 구획하도록 내부 공간에 연결부(457A,457B)의 길이방향으로 길게 배치되는 상술한 제1유로 분리 플레이트(558)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1유로 분리 플레이트(558)의 선단은, 연결부(457A,457B)의 선단에 해당하는 내부 공간의 내벽면으로부터 소정거리 이격되게 배치되고, 제1유로 분리 플레이트(558)의 선단부에는 내부 공간 중 결합부측 공간과 연결부(457A,457B)측 공간을 상호 연통시키는 다수개의 통공(559)이 연결부(457A,457B)의 길이방향으로 소정거리 이격되게 형성될 수 있다.
또한, 멀티 유로부는, 도 9 및 도 10의 (b)에 참조된 바와 같이, 내부 공간을 복수개의 냉각튜브가 결합되는 결합부측 공간과 결합부측 공간에 대향되는 연결부(457A,457B)측 공간으로 복수개로 구획하도록 내부 공간에 연결부(457A,457B)의 길이방향으로 길게 배치되되 복수개가 구비된 제2유로 분리 플레이트(657,658,659)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2유로 분리 플레이트(657,658,659)는, 일단이 각각 냉매 공급부(456)에 연결되되, 일단과 타단 사이의 길이가 각각 상이하게 구비될 수 있다.
도 9 및 도 10의 (a)에 참조된 바와 같은 멀티 유로부의 냉매 공급 과정을 설명하면 다음과 같다.
설명의 편의를 위하여, 연결부(457A,457B)의 내부 공간에 삽입된 유로 분리 플레이트(558)에 의하여 나뉘어지는 공간 중 결합부 측을 포함하는 공간은 ‘결합부측 공간’이라 칭하고, 그 반대편 공간을 ‘연결부(457A,457B)측 공간’이라 정의하여 설명한다.
냉매가 냉매 공급부(456)에서 연결부(457A,457B)로 유입되면, 연결부(457A,457B)의 시작 부분에서 다수의 통공(559)이 형성된 부분 중 결합부측 공간으로 유입된 냉매는 곧바로 결합부(457B)에 연결된 복수개의 냉각 튜브(420) 중 일부로 분배되고(제1유로), 연결부(457A,457B)의 시작 부분에서 다수의 통공(559)이 형성된 부분 중 연결부(457A,457B)측 공간으로 유입된 냉매의 일부는 다수의 통공(559)을 관통하여 결합부측 공간을 경유하여 복수개의 냉각 튜브(420) 중 다수의 통공(559)의 주위에 결합된 냉각 튜브(420)로 일부가 분배되며(제2유로), 그 나머지 냉매는 유로 분리 플레이트(558)의 단부에서 결합부측 공간으로 유동되어 나머지 냉각 튜브(420)로 균일하게 분배된다(제3유로).
도 9 및 도 10의 (b)에 참조된 바와 같은 멀티 유로부의 냉매 공급 과정을 설명하면 다음과 같다.
제1플레이트(657)는 연결부(457A,457B)의 내부 공간에서 결합부 측에 가깝도록 삽입 설치되고, 제2플레이트(658)는 연결부(457A,457B)의 내부 공간 중간에 삽입 설치되며, 제3플레이트(659)는 연결부(457A,457B)의 내부 공간에서 연결부(457A,457B) 결합부 측에 멀게 설치된다.
냉매가 냉매 공급부(456)에서 연결부(457A,457B)로 유입되면, 결합부(457B)와 제1플레이트(657) 사이로 유입된 냉매는 그 근처의 냉각 튜브(420)로 일부가 분배 공급되고(제1유로), 제1플레이트(657)와 제2플레이트(658) 사이로 유입된 냉매는 제1플레이트(657)의 단부(선단)에서 제2플레이트(658)의 단부(선단) 사이에 구비된 냉각 튜브(420)로 일부가 분배 공급되며(제2유로), 제2플레이트(658)와 제3플레이트(659) 사이로 유입된 냉매는 제2플레이트(658)의 단부(선단)에서 제3플레이트(659)의 단부(선단) 사이에 구비된 냉각 튜브(420)로 일부가 분배 공급되고(제3유로), 제3플레이트(659)와 연결부(457A,457B)의 나머지 공간 사이로 유입된 냉매는 제3플레이트(659)의 단부(선단)와 연결부(457A,457B)의 내부 공간 중 내측면 사이에 구비된 냉각 튜브(420)로 나머지가 분배 공급된다(제4유로).
이처럼, 도 9 및 도 10에 참조된 바와 같은 멀티 유로부(555,655)에 의하여, 연결부(457A,457B)로 유입된 냉매는 멀티 유로를 형성하면서 균일하게 냉각 튜브(420)로 분배 공급될 수 있다.
복수개의 냉각 튜브(420)로 균일하게 분배된 냉매는, 열전도 플레이트(410) 전체에서 균일한 냉각 성능을 가지도록 배터리 팩 모듈(200)과 열교환된 후, 배터리 열교환 유닛(400) 중 토출 배관 모듈(460)을 통하여 다시 냉매 순환부(10~40)로 토출된다.
보다 상세하게는, 토출 배관 모듈(460)은, 도 11에 참조된 바와 같이, 복수개의 열전도 플레이트(410)로부터 냉매를 포집하여 냉매 순환부(10~40)로 전달하는 냉매 포집기(470)와, 복수개의 열전도 플레이트(410)에 각각 배치되되, 복수개의 냉각 튜브(420)와 연통되게 배치되어 열교환된 냉매를 수집하는 복수개의 냉각튜브 포집 헤더(460)와, 복수개의 냉각튜브 포집 헤더(460)와 냉매 포집기(470)를 연결하는 복수개의 냉매 토출 배관(466,463A~463E) 및 냉매 포집기(470)와 냉매 순환부(10~40)를 연결하는 포집기-냉매 순환부 연결 배관(35B)을 포함할 수 있다.
냉각튜브 포집 헤더(460)는, 상술한 냉각튜브 분배 헤더(455)가 장방형의 열전도 플레이트(410)의 단부 중 일단에 배치된 것과 대칭되게 열전도 플레이트(410)의 단부 중 타단에 배치된다.
냉각튜브 분배 헤더(455)가 냉매 공급부(456) 및 연결부(457A,457B)로 나누어 냉매를 균질하게 분배하는 구성인 반면에 냉각튜브 포집 헤더(460)는 별도의 구성은 요하지 않고, 복수개의 냉각 튜브(420)와의 연결이 견고하면 족하다.
냉매 포집기(470)는, 도 12에 참조된 바와 같이, 복수개의 냉매 토출 배관(466,463A~463E)이 연결되는 복수개의 연결구(471A~471E)가 형성된 매니폴드로 구비될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치에 따른 배터리 팩 모듈(200)의 냉각 및 가열 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
배터리 팩 모듈(200)의 냉각이 필요한 경우에는, 냉매 순환부(10~40)를 유동되는 냉매 중 응축기(20)에 의하여 응축된 냉매를 삼방밸브를 제어하여 제2팽창기(30B)가 구비된 제2분지배관(28) 측으로 유동시킨다.
제2팽창기(30B)에 의하여 팽창된 냉매는 분배 배관 모듈(450,455)을 통하여 열전도 플레이트(410)로 균일하게 공급되어 배터리 팩 모듈(200)을 냉각시킨 후 토출 배관 모듈(460)을 통하여 다시 냉매 순환부(10~40)로 회수된다.
배터리 팩 모듈(200)의 가열이 필요한 경우에는, 열전도 플레이트(410)의 하면에 결합된 히팅 플레이(430)를 전기적으로 작동시켜 배터리 팩 모듈(200)을 가열시킨다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 실시예는, 차량의 공조를 위해 구비된 냉매 순환부(10~40)로부터 냉매를 배터리 팩 모듈(200) 측으로 직접 공급한 후, 그 냉매를 이용하여 직접적으로 배터리 팩 모듈(200)을 냉각시키거나, 열전도 플레이트(410)의 하면에 구비된 히팅 플레이(430)의 직접적인 열을 이용하여 가열시키도록 구성됨으로써, 제품의 경량화를 추구하는 한편, 설치의 간소화와, 추가적인 배터리 팩 모듈(200)의 설치가 가능함으로써 배터리 성능을 향상시키는 이점을 가진다.
이상, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 열교환 장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
10: 압축기 20: 응축기
30A: 제1팽창기 30B: 제2팽창기
40: 증발기 200: 배터리 팩 모듈
400: 배터리 열교환 유닛 410: 열전도 플레이트
420: 냉각 튜브 430: 히팅 플레이트
450: 분배 배관 모듈 460: 토출 배관 모듈

Claims (22)

  1. 냉동 사이클을 구성하는 냉매 순환부로부터 팽창기를 통하여 팽창된 냉매를 공급받아 배터리 팩 모듈을 냉각시키고 상기 냉매 순환부로부터 토출시키는 배터리 열교환 유닛을 포함하되,
    상기 배터리 열교환 유닛은,
    상기 배터리 팩 모듈을 구성하는 복수개의 셀에 각각 열접촉 가능하게 배치된 복수개의 열전도 플레이트와;
    상기 열전도 플레이트의 일면에 밀착되게 복수열 배열된 복수개의 냉각 튜브와;
    상기 복수개의 냉각 튜브 각각의 사이에 상기 열전도 플레이트의 일면에 밀착되게 배치된 복수개의 히팅 플레이트와;
    상기 냉매 순환부로부터 공급받은 상기 냉매를 균일하게 분배하는 냉매 분배기와;
    상기 냉매 분배기로부터 상기 냉매를 공급받아 상기 복수개의 열전도 플레이트로 분배하여 공급하는 분배 배관 모듈을 포함하고,
    상기 분배 배관 모듈은,
    상기 냉매 분배기로부터 분지되어 상기 복수개의 열전도 플레이트에 각각 연결되는 복수개의 공급 배관과;
    상기 복수개의 공급 배관과 상기 복수개의 열전도 플레이트와 각각 연통되게 배치되어 각각의 상기 복수개의 공급 배관으로부터 공급된 상기 냉매를 상기 복수개의 열전도 플레이트에 복수개로 구비된 복수개의 냉각 튜브로 균일 분배하는 냉각튜브 분배 헤더를 포함하며,
    상기 냉각튜브 분배 헤더는, 상기 복수개의 공급 배관과 연결되는 냉매 공급부와, 직육면체의 단면 형상을 갖고 상기 복수개의 냉각 튜브와 연결되는 결합부 및 반원주의 단면 형상을 갖고, 상기 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성되며 각각의 상기 복수개의 냉각 튜브마다에 상기 냉매를 공급하도록 멀티 유로를 형성하되, 상기 내부 공간을 상기 복수개의 냉각 튜브가 결합되는 결합부측 공간과 상기 결합부측 공간에 대향되는 연결부측 공간으로 구획하도록 상기 내부 공간에 상기 연결부의 길이방향으로 길게 배치되는 복수개의 유로 분리 플레이트를 포함하는 멀티 유로부로 이루어진 연결부를 포함하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 튜브는, 상기 복수개의 열전도 플레이트의 일면에 브레이징(Brazing) 접착 공법으로 접합되거나 상기 복수개의 열전도 플레이트와 일체로 압출 성형 제작되는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 히팅 플레이트는, 상기 복수개의 열전도 플레이트의 일면에 프린팅 방식으로 접합되는 박막 히터인 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 열전도 플레이트의 일면에는 상기 히팅 플레이트를 클램핑시키는 클램핑부가 구비되고,
    상기 히팅 플레이트는, 상기 클램핑부에 클램핑 결합되는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 열전도 플레이트는,
    접촉되는 상기 복수개의 셀의 접촉면 형상에 대응되게 형성된 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 열전도 플레이트로부터 상기 냉매를 포집하여 상기 냉매 순환부로 토출시키는 토출 배관 모듈을 더 포함하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 분배 배관 모듈은,
    상기 팽창기와 상기 냉매 분배기를 연결하는 팽창기-분배기 연결 배관을 더 포함하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉매 분배기는,
    상기 팽창기-분배기 연결 배관이 연결되고, 상기 냉매가 유입되는 유입부와;
    상기 유입부로부터 확관되고, 상기 복수개의 공급 배관이 테두리를 따라 환상으로 연결되는 분배부를 포함하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부는,
    직육면체의 단면 형상을 갖고, 상기 복수개의 냉각 튜브와 연결되는 결합부와;
    반원주의 단면 형상을 갖고, 상기 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성되며, 상기 내부 공간에서 상기 냉매를 적어도 2회 균질 혼합시키는 혼합부를 포함하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 혼합부는,
    상기 냉매가 수용되는 내부 공간이 형성된 헤더 본체와;
    상기 복수개의 공급 배관과 연통되되 상기 헤더 본체의 내부 공간에 삽관되고, 상기 냉매가 외부로 토출되면서 1차 팽창되도록 제1팽창홀이 형성된 제1이너 튜브와;
    상기 제1이너 튜브를 감싸도록 상기 헤더 본체의 내부 공간에 삽관되어 상기 제1이너 튜브로부터 상기 1차 팽창된 냉매를 공급받고, 상기 헤더 본체의 내부 공간으로 상기 1차 팽창된 냉매가 토출되면서 2차 팽창되도록 제2팽창홀이 형성된 제2이너 튜브를 포함하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1팽창홀은 상기 결합부 측으로 연통되고, 상기 제2팽창홀은 상기 제1팽창홀의 연통 방향과 반대 방향으로 연통되는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1이너 튜브의 냉매 수용 부피보다 상기 제2이너 튜브와 상기 제1이너 튜브 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피가 더 크고,
    상기 제2이너 튜브와 상기 제1이너 튜브 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피보다 상기 내부 공간과 상기 제2이너 튜브 사이의 공간이 차지하는 냉매 수용 부피가 더 크게 설정된 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로 분리 플레이트의 선단은, 상기 연결부의 선단에 해당하는 상기 내부 공간의 내벽면으로부터 소정거리 이격되게 배치되고,
    상기 유로 분리 플레이트의 선단부에는 상기 내부 공간 중 상기 결합부측 공간과 상기 연결부측 공간을 상호 연통시키는 다수의 통공이 상기 연결부의 길이방향으로 소정거리 이격되게 형성된 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 유로 분리 플레이트는,
    상기 냉매 공급부로부터 상기 다수의 통공이 형성된 부분까지 상기 결합부측 공간으로 유입된 냉매가 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 어느 하나로 혼합 유동되는 제1유로와;
    상기 연결부측 공간으로 유입된 냉매가 상기 다수의 통공을 통과하여 상기 결합부측 공간을 경유한 후 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 다른 하나로 혼합 유동되는 제2유로와;
    상기 연결부측 공간으로 유입된 냉매가 상기 유로 분리 플레이트 선단 외측과 상기 연결부의 선단에 해당하는 상기 내부 공간의 내벽면 사이를 통과하여 상기 결합부측 공간을 경유한 후 상기 복수개의 냉매튜브의 나머지로 혼합 유동되는 제3유로를,
    형성하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  18. 삭제
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 유로 분리 플레이트는, 일단이 각각 상기 냉매 공급부에 연결되되, 상기 일단과 타단 사이의 길이가 각각 상이한 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 복수개의 유로 분리 플레이트가 상기 일단과 타단 사이의 길이가 제1플레이트 및 제2플레이트, 그리고 제3플레이트까지 순차적으로 점차 길게 구비됨과 아울러 상기 복수개의 냉매 튜브가 결합되는 결합부측 공간으로부터 이격되게 구비될 경우,
    상기 냉매 공급부로부터 상기 제1플레이트의 선단 사이로 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 어느 하나를 향하여 혼합 유동되는 제1유로와;
    상기 제1플레이트의 선단으로부터 상기 제2플레이트의 선단 사이로 상기 복수개의 냉매튜브 중 적어도 다른 하나를 향하여 혼합 유동되는 제2유로와;
    상기 제2플레이트의 선단으로부터 상기 제3플레이트의 선단 사이로 상기 복수개의 냉매튜브의 또 다른 하나를 향하여 혼합 유동되는 제3유로와;
    상기 제3플레이트의 선단으로부터 상기 연결부의 선단에 해당하는 상기 내부 공간의 내벽면 사이로 상기 복수개의 냉매튜브의 나머지를 향하여 혼합 유동되는 제4유로,
    를 형성하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  21. 청구항 6에 있어서,
    상기 토출 배관 모듈은, 상기 복수개의 열전도 플레이트로부터 냉매를 포집하여 상기 냉매 순환부로 전달하는 냉매 포집기와;
    상기 복수개의 열전도 플레이트에 각각 배치되되, 상기 복수개의 냉각 튜브와 연통되게 배치되어 상기 열전도 플레이트로부터 열교환된 냉매를 포집하는 복수개의 냉각튜브 포집 헤더와;
    상기 복수개의 냉각튜브 포집 헤더와 상기 냉매 포집기를 연결하는 복수개의 냉매 토출 배관을 포함하는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 냉매 포집기는, 매니폴드로 구비되는 전기자동차의 배터리 열교환 장치.
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