KR101807494B1 - 차량용 배터리 냉각시스템 - Google Patents

차량용 배터리 냉각시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복수의 배터리셀(210)을 구비한 배터리를 냉각 및 예열시키는 차량용 배터리 냉각시스템(100)에 관한 것이다.
본 발명은, 배터리셀(210)을 경유할 냉각수와 차량으로 유입되는 공기 간 열교환을 위해 구비된 제1열교환기(130); 상기 배터리셀(210)을 경유할 공기를 상기 배터리셀(210)로 안내하는 덕트(300); 상기 덕트(300)에 설치되어 상기 공기가 상기 배터리셀(210)로 유입되는 것을 허용하거나 차단하는 도어(310); 상기 제1열교환기(130)를 거친 냉각수와 상기 배터리셀(210) 간, 그리고 상기 덕트(300)에 의해 안내된 공기와 상기 배터리셀(210) 간 열교환 장소로 제공됨과 동시에 상기 배터리셀(210)을 지지하는 배터리팩(200); 및 상기 배터리팩(200)을 경유하는 냉각수의 가열을 위해 상기 배터리팩(200)에 장착된 전기히터(260);를 포함한다.

Description

차량용 배터리 냉각시스템 {BATTERY COOLING SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 배터리 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 구비된 배터리를 냉각 및 예열시킬 수 있도록 구비된 차량용 배터리 냉각시스템에 관한 것이다.
전기자동차는 자동차의 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료의 연소로부터가 아닌 전기에너지로부터 얻는 자동차이다. 전기자동차는 배기가스가 전혀 없으며, 소음이 아주 작은 장점이 있으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 공해문제의 심각화, 화석 연료의 고갈 등의 문제가 제기되면서 그 개발이 다시 가속화되고 있다.
상기 배터리는 배터리팩과 배터리셀을 포함한다. 상기 배터리팩은 복수의 배터리셀을 지지한다. 상기 배터리의 충전과 방전이 이루어지면 배터리셀에 열이 발생한다. 그리고 상기 배터리셀에 발생한 열이 그대로 방치될 경우 배터리셀의 성능이 저하되고 배터리셀의 수명이 단축된다. 따라서 전기자동차에는 통상적으로 배터리 냉각시스템이 구비된다.
배터리 냉각시스템은 냉각 유체의 유형에 따라 공냉식, 수냉식 및 냉매 냉각식으로 구분될 수 있다.
공냉식 냉각시스템에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 블로워(20)에 의해 배터리팩(10)으로 공기가 유입된다. 유입된 공기는 배터리팩(10)에 내장된 배터리셀(12)을 경유하면서 배터리셀(12)을 냉각시킨 후 배터리팩(10)의 외부로 배출된다.
수냉식 냉각시스템에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리팩(10)으로 냉각수가 유입된다. 유입된 냉각수는 배터리팩(10)에 내장된 배터리셀(12)을 냉각시킨 후 배터리팩(10)으로부터 배출된다. 배출된 상기 냉각수는 라디에이터(30)를 경유하면서 외기에 의해 냉각되고, 이후 배터리팩(10)으로 다시 유입된다. 상기 냉각수의 순환은 펌프(32)에 의해 이루어진다.
냉매 냉각식 시스템에서는 배터리의 냉각을 위해 냉방시스템(40)의 냉매가 사용된다. 상기 냉방시스템(40)은 여름철 자동차 실내의 냉방을 위해 구비되는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 압축기(42)와, 응축기(44)와, 팽창밸브(46)와, 증발기(48)를 포함한다. 팽창밸브(46)를 통과한 저온의 냉매는 배터리팩(10)으로 유입되어 배터리셀(12)을 냉각시킨 후 압축기(22)로 유입된다. 배터리팩(10)으로 유입되는 양은 컨트롤 밸브(49)에 의해 조절된다.
상술한 바와 같은 배터리 냉각시스템들은 복합 형태가 아닌 개별 형태로 차량에 탑재되고 있다. 그러나 위 배터리 냉각시스템들 각각은 고유의 장점들을 갖고 있는바, 상황에 따라 위 세 가지 방식을 적절하게 활용할 수 있는 차량용 배터리 냉각시스템이 요구된다.
또한 배터리의 수명 및 효율은 온도가 너무 낮은 경우에도 저하되기 때문에 기온이 영하로 떨어지는 겨울철에 배터리를 충전시킬 때(냉충전시) 또는 차량의 시동시, 배터리의 예열이 필요하다. 그러나 상술한 바와 같은 종래의 배터리 냉각시스템은 배터리 예열기능을 구비하고 있지 않은바, 배터리의 냉충전시 또는 차량의 시동시 상기 배터리의 효율 저하를 방지할 수 없을 뿐만 아니라 배터리의 냉충전 또는 차량의 시동으로 인한 배터리 수명 감소 또한 방지할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 필요성 및 문제점을 해결하기 위한 것으로, 첫째 종래의 배터리 냉각시스템들의 장점을 모두 취할 수 있고, 둘째 겨울철 배터리셀의 냉충전시 또는 차량의 시동시 배터리셀의 효율 및 수명이 감소하는 현상을 배터리의 예열을 통해 방지할 수 있는 차량용 배터리 냉각시스템을 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 배터리셀(210)을 구비한 배터리를 냉각 및 예열시키는 차량용 배터리 냉각시스템(100)으로서, 상기 배터리셀(210)을 경유할 냉각수와 차량으로 유입되는 공기 간 열교환을 위해 구비된 제1열교환기(130); 상기 배터리셀(210)을 경유할 공기를 상기 배터리셀(210)로 안내하는 덕트(300); 상기 덕트(300)에 설치되어 상기 공기가 상기 배터리셀(210)로 유입되는 것을 허용하거나 차단하는 도어(310); 상기 제1열교환기(130)를 거친 냉각수와 상기 배터리셀(210) 간, 그리고 상기 덕트(300)에 의해 안내된 공기와 상기 배터리셀(210) 간 열교환 장소로 제공됨과 동시에 상기 배터리셀(210)을 지지하는 배터리팩(200); 및 상기 배터리팩(200)을 경유하는 냉각수의 가열을 위해 상기 배터리팩(200)에 장착된 전기히터(260);를 포함한다.
상기 배터리팩(200)은, 상기 배터리셀(210)을 기준으로 서로 반대되는 곳에 위치하는 제1헤더(240) 및 제2헤더(250); 상기 배터리셀(210)의 대향하는 두 측면과 접촉하면서 상기 배터리셀(210)을 지지하고, 상기 제1열교환기(130)로부터 상기 제1헤더(240)로 유입된 냉각수를 상기 제2헤더(250)로 이동시키며, 상기 냉각수를 상기 제2헤더(250)로부터 상기 제1헤더(240)로 되돌리는 튜브(230); 및 상기 덕트(300)에 의해 안내된 공기를 통과시키기 위한 공기 통로(220);를 포함한다.
상기 전기히터(260)는 상기 제1헤더(240) 및 제2헤더(250) 중 적어도 한 곳에 장착된다. 상기 공기 통로(220)는 서로 이웃하는 튜브(230) 사이에 구비되고, 상기 제1헤더(240)로부터 상기 제2헤더(250)까지 연장하거나, 상기 배터리셀(210)로부터 상기 제1헤더(240) 및 제2헤더(250)까지 연장한다. 한편, 상기 공기 통로(220)에는 주름진 형태의 냉각핀(270)이 구비된다.
차량용 배터리 냉각시스템(100)은 상기 냉각수와 차량의 냉방시스템(120)을 순환하는 냉매 간 열교환을 위해 구비된 제2열교환기(140); 및 상기 냉각수의 상기 제1열교환기(130) 및 제2열교환기(140) 경유를 차단하거나 허용하는 밸브(170);를 더 포함한다.
상기 전기히터(260)의 작동시, 상기 도어(310)는 상기 공기가 상기 배터리셀(210)로 유입되는 것을 차단하도록 제어되고, 상기 밸브(170)는 상기 냉각수의 상기 제1열교환기(130) 및 제2열교환기(140) 경유를 차단하도록 제어된다.
본 발명에 의하면, 배터리를 냉각함에 있어 공냉식, 수냉식 및 냉매 냉각식 모두가 적용될 수 있다. 따라서 주변 상황에 따라 최적의 냉각 방식이 선택될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 겨울철 배터리의 냉충전시 또는 차량의 시동시 배터리가 예열되기 때문에 배터리의 성능 및 수명 저하 현상이 방지된다.
또한 본 발명에 의하면, 전기히터가 냉각수와 직접 접촉하여 냉각수를 가열하고, 이 가열이 이루어지는 동안 상기 냉각수의 냉각 및 배터리로의 공기 유입이 방지된다. 따라서 본 발명은 배터리를 신속히 예열한다.
또한 본 발명에 의하면, 배터리팩에 공기 통로가 구비되고 상기 공기 통로에는 냉각핀이 구비된다. 따라서 본 발명이 공냉식으로 작동할 경우 배터리의 냉각이 신속하게 이루어진다.
도 1은 종래의 공냉식 배터리 냉각시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 종래의 수냉식 배터리 냉각시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 종래의 냉매 냉각식 배터리 냉각시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4의 냉각시스템에 구비된 배터리팩을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 배터리팩을 도시한 평면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 배터리팩의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 8은 도 5의 배터리팩에 구비된 전기히터를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각시스템의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각시스템(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉방시스템(120)과, 제1열교환기(130)와, 제2열교환기(140)와, 복수의 배터리셀(210)을 지지하는 배터리팩(200)과, 덕트(300)를 포함한다.
제1열교환기(130)(라디에이터)는 배터리팩(200)을 경유할 냉각수와 차량의 주행 시 차량으로 유입되는 공기, 즉 램 에어(ram air) 간 열교환을 위해 구비된다. 상기 램 에어와의 열교환시, 배터리팩(200)으로부터 유출된 냉각수는 제2열교환기(140)를 경유한 후 제1열교환기(130)에서 램 에어에 의해 냉각되고, 냉각된 냉각수는 배터리팩(200)으로 다시 유입된다. 이러한 냉각수의 순환은 펌프(160)에 의해 이루어지고, 배터리팩(200)으로 유입된 냉각수는 상기 배터리셀(210)을 냉각시킨다.
상기 배터리 냉각시스템(100)은 이와 같이 수냉식으로 작동할 수도 있지만, 공냉식으로 작동할 수도 있다. 그리고 공냉식 작동을 위해 배터리 냉각시스템(100)은 덕트(300)를 포함한다. 상기 덕트(300)는 차량으로 유입된 공기를 배터리팩(200)으로 안내한다. 그리고 배터리팩(200)으로 유입된 공기는 배터리셀(210)을 냉각시킨 후 배터리팩(200)으로부터 배출된다. 한편 상기 덕트(300)에는 공기가 상기 배터리팩(200)으로 유입되는 것을 허용하거나 차단하는 도어(310)가 구비된다.
한편, 겨울철과 달리 여름철에는 상기 램 에어의 온도가 비교적 높기 때문에 상술한 바와 같은 수냉식 및 공냉식만으로는 충분한 배터리 냉각 효율이 보장되지 않을 수 있다. 이에 여름철에는 냉방시스템(120)을 순환하는 냉매를 추가로 이용하여 냉각수를 냉각한다.
상기 냉방시스템(120)은 여름철 자동차 실내의 냉방을 위해 구비되는 것으로서, 압축기(122)와, 응축기(124)와, 팽창밸브(126)와, 증발기(128)를 포함한다. 팽창밸브(126)를 거친 냉매 중 일부는 증발기(128)에서 주변 공기로부터 열을 흡수하여 기화된 후 압축기(122)로 유입되고, 나머지는 제2열교환기(140)를 경유한 후 압축기(122)로 유입된다. 냉방시스템(120)으로부터 제2열교환기(140)로 유입되는 냉매의 유량은 컨트롤 밸브(150)에 의해 조절된다.
제2열교환기(140)는, 냉방시스템(120)의 작동시, 냉방시스템(120)으로부터 유입된 냉매의 냉기를 상기 냉각수에 전달한다. 냉각수는 제2열교환기(140)를 경유하면서 냉매에 의해 냉각되고, 냉각된 냉각수는 제1열교환기(130)를 거쳐 배터리팩(200)으로 유입된다. 패터리팩(200)에서 냉각수는 배터리셀(210)을 냉각시킨 후 제2열교환기(140)로 다시 유입된다.
한편, 상기 배터리 냉각시스템(100)은 밸브(170)와 바이패스 라인(180)을 포함한다. 밸브(170)는 제2열교환기(140)의 입구부에 구비되고, 바이패스 라인(180)은 상기 밸브(170)의 입구부와 상기 배터리팩(200)의 입구부를 연결한다.
상기 배터리팩(200)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1헤더(240)와, 제2헤더(250)와, 상부튜브(232) 및 하부튜브(234)로 이루어진 튜브(230)와, 공기 통로(220)와, 전기히터(260)를 포함한다.
제1헤더(240)는 배터리셀(210)의 일측에 위치하여 제1열교환기(130)로부터 냉각수를 유입받아 상부튜브(232)로 전달한다. 제1열교환기(130)로부터 냉각수를 유입받기 위해 제1헤더(240)에는 냉각수 유입공(241)이 구비되고, 냉각수를 상부튜브(232)로 전달하기 위해 제1헤더(240)는 상부튜브(232)와 연통한다. 또한 제1헤더(240)는 하부튜브(234)로부터 냉각수를 유입받아 제2열교환기(140)로 전달한다. 하부튜브(234)로부터 냉각수를 유입받기 위해 제1헤더(240)는 하부튜브(234)와 연통하고, 냉각수를 제2열교환기(140)로 전달하기 위해 제1헤더(240)에는 냉각수 배출공(242)이 구비된다. 한편 냉각수 유입공(241)으로 유입된 냉각수와 냉각수 배출공(242)으로 배출되는 냉각수가 서로 혼합되는 것을 방지하기 위해, 제1헤더(240)는 차단막(미도시)이 구비된다.
상기 튜브(230)는 배터리셀(210)의 대향하는 두 측면과 접촉하면서 상기 배터리셀(210)을 지지한다. 그리고 튜브(230)는 제1헤더(240) 및 제2헤더(250)를 연결함과 동시에 배터리셀(210)의 상하방향을 따라 이격된 상부튜브(232)와 하부튜브(234)를 포함한다. 상부튜브(232)는 제1헤더(240)로 유입된 냉각수를 제2헤더(250)로 전달하고, 이 과정에서 냉각수는 배터리셀(210)을 냉각시킨다. 하부튜브(234)는 제2헤더(250)에 도달한 냉각수를 제1헤더(240)로 되돌리고, 이 과정에서도 냉각수는 배터리셀(210)을 냉각시킨다.
제2헤더(250)는 배터리셀(210)을 기준으로 제1헤더(240)와 반대되는 곳에 위치한다. 또한 제2헤더(250)는 상부튜브(232)로부터 유입된 냉각수를 하부튜브(234)로 유입시키기 위해 상부튜브(232) 및 하부튜브(234) 모두와 연통한다.
상기 공기 통로(220)는 서로 이웃하는 튜브(230)들 사이에 위치하여 덕트(300)로 유입된 공기를 통과시킨다. 상기 공기 통로는 도 6에 도시된 것처럼 배터리셀(210)로부터 제1헤더(240) 및 제2헤더(250)까지 연장하도록 구비되거나, 도 7에 도시된 것처럼 제1헤더(240)로부터 제2헤더(250)까지 연장하도록 구비될 수 있다. 덕트(300)로 유입된 공기는 이와 같이 이루어진 공기 통로(220)를 통과하면서 베터리셀(210)을 냉각시킨다. 한편 덕트(300)로 유입된 공기와 배터리셀(210) 간 열교환 효율을 높이기 위해 상기 공기 통로에는 냉각핀(270)이 구비된다. 이때 상기 냉각핀(270)은 표면적 증가를 위해 주름진 형태로 구비된다.
앞서 배경기술에서 설명된 바와 같이, 배터리셀(210)의 수명 및 효율은 배터리셀(210)의 온도가 너무 높은 경우뿐만 아니라 너무 낮은 경우에도 저하된다. 따라서 기온이 영하로 떨어지는 겨울철에 배터리셀(210)을 충전시키거나(냉충전시) 차량의 시동을 걸 때 배터리셀(210)이 예열될 수 있도록, 상기 배터리 냉각시스템(100)은 전기히터(260)를 포함한다.
상기 전기히터(260)는 전극(261)이 외부에 노출되도록 제2헤더(250)에 장착된다. 그리고 전기히터(260)는 냉충전시 또는 겨울철 차량 시동시 작동하여 냉각수가 미리 정해진 온도에 도달하면 정지하도록 제어된다. 전기히터(260)가 작동하면 냉각수가 제2헤더(250)에서 가열된 후 하부튜브(234)를 경유하면서 배터리셀(210)에 열을 전달하기 때문에 배터리셀(210)의 예열이 가능하다. 상기 전기히터(260)는 제1헤더(240)에 구비되어도 무방하다.
한편 배터리셀(210)의 예열을 위해 상기 전기히터(260)가 작동할 경우, 상기 덕트(300)에 구비된 도어(310)는 공기가 상기 배터리팩(200)으로 유입되는 것을 차단하도록 제어된다. 또한 상기 제2열교환기(140)의 입구부에 구비된 밸브(170)는 냉각수의 제2열교환기(140) 경유를 차단하도록 제어된다. 이러한 경우 배터리팩(200)으로부터 배출된 냉각수는 제1열교환기(130) 및 제2열교환기(140) 모두를 거치지 않고 배터리팩(200)으로 다시 회귀한다.
상기 전기히터(260)의 작동시 상기 도어(310) 및 밸브(170)가 위와 같이 제어되면, 배터리의 신속한 예열이 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
100 : 차량용 배터리 냉각시스템
120 : 냉방시스템 130 : 제1열교환기
140 : 제2열교환기 170 : 밸브
180 : 바이패스 라인 200 : 배터리팩
210 : 배터리셀 220 : 공기 통로
230 : 튜브 232 : 상부튜브
234 : 하부튜브 240 : 제1헤더
250 : 제2헤더 260 : 전기히터
270 : 냉각핀 300 : 덕트
310 : 도어

Claims (9)

  1. 복수의 배터리셀(210)을 구비한 배터리를 냉각 및 예열시키는 차량용 배터리 냉각시스템으로서,
    상기 배터리셀(210)을 경유할 냉각수와 차량으로 유입되는 공기 간 열교환을 위해 구비된 제1열교환기(130);
    상기 배터리셀(210)을 경유할 공기를 상기 배터리셀(210)로 안내하는 덕트(300);
    상기 덕트(300)에 설치되어 상기 배터리셀(210) 냉각 시에는 상기 공기가 상기 배터리셀(210)로 유입되는 것을 허용하고, 상기 배터리셀(210) 예열 시에는 상기 공기가 상기 배터리셀(210)로 유입되는 것을 차단하는 도어(310);
    상기 제1열교환기(130)를 거쳐 냉각된 냉각수와 상기 배터리셀(210) 간, 그리고 상기 덕트(300)에 의해 안내된 공기와 상기 배터리셀(210) 간 열교환 장소로 제공됨과 동시에 상기 배터리셀(210)을 지지하는 배터리팩(200); 및
    상기 배터리셀(210) 예열 시, 상기 배터리팩(200)을 경유하는 냉각수의 가열을 위해 상기 배터리팩(200)에 장착된 전기히터(260);를 포함하여,
    상기 배터리셀을 수냉식 또는 공냉식으로 냉각 가능하며, 상기 전기히터에 의해 배터리의 예열이 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리팩(200)은,
    상기 배터리셀(210)을 기준으로 서로 반대되는 곳에 위치하는 제1헤더(240) 및 제2헤더(250);
    상기 배터리셀(210)의 대향하는 두 측면과 접촉하면서 상기 배터리셀(210)을 지지하고, 상기 제1열교환기(130)로부터 상기 제1헤더(240)로 유입된 냉각수를 상기 제2헤더(250)로 이동시키며, 상기 냉각수를 상기 제2헤더(250)로부터 상기 제1헤더(240)로 되돌리는 튜브(230); 및
    상기 덕트(300)에 의해 안내된 공기를 통과시키기 위한 공기 통로(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기히터(260)는 상기 제1헤더(240) 및 제2헤더(250) 중 적어도 한 곳에 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공기 통로(220)는 서로 이웃하는 튜브(230) 사이에 구비되고, 상기 제1헤더(240)로부터 상기 제2헤더(250)까지 연장하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 공기 통로(220)는 서로 이웃하는 튜브(230) 사이에 구비되고, 상기 배터리셀(210)로부터 상기 제1헤더(240) 및 제2헤더(250)까지 연장하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 공기 통로(220)에는 주름진 형태의 냉각핀(270)이 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기히터(260)의 작동시, 상기 도어(310)는 상기 공기가 상기 배터리셀(210)로 유입되는 것을 차단하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수와 차량의 냉방시스템(120)을 순환하는 냉매 간 열교환을 위해 구비된 제2열교환기(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉각수의 상기 제1열교환기(130) 및 제2열교환기(140) 경유를 차단하거나 허용하는 밸브(170);를 포함하되, 상기 전기히터(260)의 작동시, 상기 밸브(170)는 상기 냉각수의 상기 제1열교환기(130) 및 제2열교환기(140) 경유를 차단하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각시스템(100).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022149885A1 (ko) * 2021-01-11 2022-07-14 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이의 제조 방법
US11749851B2 (en) * 2019-03-20 2023-09-05 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal regulation of batteries

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160140478A (ko) 2015-05-27 2016-12-07 티에스 주식회사 배터리팩 및 배터리 냉각 시스템
KR101961796B1 (ko) 2017-04-28 2019-03-25 (주)쿨링크래프트 이차전지의 냉각 및 히팅 시스템
KR102458752B1 (ko) 2017-08-22 2022-10-26 현대자동차주식회사 차량용 배터리 냉각시스템 및 제어방법
KR102507229B1 (ko) 2017-12-05 2023-03-08 현대자동차주식회사 차량용 배터리 냉각시스템 및 제어방법
US11721857B2 (en) 2019-03-20 2023-08-08 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal regulation of batteries
EP3753851A3 (en) * 2019-06-21 2021-03-03 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal regulation of batteries
KR102574693B1 (ko) * 2023-07-10 2023-09-07 (주) 창원에코텍 전기차량의 하이브리드형 배터리 열관리 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002354608A (ja) 2001-05-28 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリ冷却装置
JP2009054297A (ja) 2007-08-23 2009-03-12 Toshiba Corp 電池パック
JP2009073430A (ja) * 2007-09-24 2009-04-09 Denso Corp 車載組電池の温度調節装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002354608A (ja) 2001-05-28 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリ冷却装置
JP2009054297A (ja) 2007-08-23 2009-03-12 Toshiba Corp 電池パック
JP2009073430A (ja) * 2007-09-24 2009-04-09 Denso Corp 車載組電池の温度調節装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11749851B2 (en) * 2019-03-20 2023-09-05 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal regulation of batteries
WO2022149885A1 (ko) * 2021-01-11 2022-07-14 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이의 제조 방법

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