KR101858692B1

KR101858692B1 - Electric vehicle

Info

Publication number: KR101858692B1
Application number: KR1020110105404A
Authority: KR
Inventors: 황정욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2018-05-17
Also published as: KR20130040554A

Abstract

본 발명의 전기자동차는 차량 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리 팩과; 냉매를 압축하는 압축기와; 압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와; 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구와; 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실을 냉각하는 제 1 증발기와; 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구와; 제 2 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 배터리 팩을 냉각시키는 제 2 증발기를 포함하고, 배터리 팩은 배터리 셀 유닛과; 배터리 셀 유닛이 수용되는 배터리 케이스를 포함하며, 제 2 증발기는 배터리 케이스의 내부에 설치되고 배터리 셀 유닛이 올려져 접촉되는 판형 열교환기를 가지므로, 간단한 구조로 배터리 셀 유닛을 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.An electric vehicle of the present invention includes: a battery pack for supplying power necessary for driving a vehicle; A compressor for compressing the refrigerant; A condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor; A first expansion mechanism for expanding the refrigerant expanded in the condenser; A first evaporator for cooling the passenger compartment while the refrigerant expanded in the first expansion mechanism is evaporated; A second expansion mechanism in which the refrigerant expanded in the condenser is expanded; And a second evaporator for cooling the battery pack while the refrigerant expanded in the second expansion mechanism is evaporated, the battery pack comprising: a battery cell unit; Since the second evaporator has a plate heat exchanger installed inside the battery case and the battery cell unit is lifted and brought into contact with the battery case, it is possible to cool the battery cell unit with a simple structure have.

Description

Electric vehicle

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 특히 냉매가 통과하면서 배터리 팩을 냉각시키는 증발기를 갖는 전기자동차에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to an electric vehicle having an evaporator that cools a battery pack while passing through a refrigerant.

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 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다. Generally, an electric vehicle (EV) is an automobile which obtains power by driving an AC or DC motor by using power from a battery, and is mainly classified into a battery-dedicated electric vehicle and a hybrid electric vehicle, And the hybrid electric vehicle operates the engine to charge the battery by generating electric power, and the electric motor can be driven to drive the car by using the electric power .

또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이러한 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다. In addition, the hybrid electric vehicle can be classified into a serial system and a parallel system. In the serial system, the mechanical energy output from the engine is converted into electrical energy through the generator, and the electrical energy is supplied to the battery or the motor. This is a concept that adds an engine and a generator to increase the mileage of an existing electric vehicle. The parallel method can move a car by battery power. It is also possible to use two motors (gasoline or diesel) Depending on the driving conditions, the parallel system can drive the vehicle at the same time as the engine and the motor.

이러한 전기자동차는 전원을 공급하는 배터리 셀 유닛을 적어도 하나 이상 갖는 배터리 팩이 구비된다. 배터리 팩은 전기자동차의 다양한 위치에 설치될 수 있고, 차종에 따라 차체의 하부에 설치되거나 트렁크에 설치될 수 있다. Such an electric vehicle is provided with a battery pack having at least one battery cell unit for supplying power. The battery pack can be installed in various positions of the electric vehicle, and can be installed in the lower part of the vehicle body or in the trunk depending on the type of the vehicle.

전기자동차는 배터리 셀 유닛의 냉각을 위해, 배터리 셀을 수냉식 또는 공랭식으로 냉각시킬 수 있고, 수냉식 냉각의 경우 냉매가 수냉매 열교환기를 통과하면서 냉각수를 냉각시키고 수냉매 열교환기가 배터리 팩과 냉각수 회로로 연결되어, 냉각수가 수냉매 열교환기와 배터리 팩를 순환하면서 배터리 팩을 냉각시킬 수 있으며, 공랭식 냉각의 경우 냉매가 배터리 냉각용 증발기를 통과하면서 배터리 냉각용 증발기를 냉각시키고, 배터리 냉각용 증발기에서 냉각된 공기가 배터리 팩 연결 덕트를 통해 배터리 팩으로 유동되어 배터리 팩을 냉각시킬 수 있다. The electric vehicle can cool the battery cell by water-cooling or air-cooling in order to cool the battery cell unit. In the case of water-cooling, the refrigerant cools the cooling water while passing through the water-refrigerant heat exchanger, and the water-refrigerant heat exchanger is connected to the battery pack and the cooling water circuit In the case of the air-cooled cooling, the refrigerant passes through the evaporator for battery cooling to cool the evaporator for battery cooling, and the air cooled in the evaporator for battery cooling flows through the evaporator for battery cooling Battery pack connection The duct can flow to the battery pack to cool the battery pack.

국제공개공보 WO2011/111949International Publication No. WO2011 / 111949 일본 공개특허공보 특개2009-009889호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-009889

종래 기술에 따른 전기자동차는 수냉매 열교환기나 배터리 팩 연결 덕트로 인해 구조가 복잡하고 공간 활용도가 낮으며 배터리 팩 냉각 효율이 낮을 수 있는 문제점이 있다. The electric vehicle according to the related art has a complicated structure due to a water refrigerant heat exchanger or a battery pack connecting duct and has a problem of low space utilization and low cooling efficiency of the battery pack.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매가 배터리 팩 내부에서 배터리 셋 유닛과 열교환되고 간단한 구조로 효율적인 배터리 팩 냉각이 가능한 전기자동차를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric vehicle in which coolant is heat-exchanged with a battery set unit inside a battery pack, and an efficient battery pack cooling is possible with a simple structure.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차는 차량 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리 팩과; 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와; 상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구와; 상기 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실을 냉각하는 제 1 증발기와; 상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구와; 상기 제 2 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 배터리 팩을 냉각시키는 제 2 증발기를 포함하고, 상기 배터리 팩은 배터리 셀 유닛과; 상기 배터리 셀 유닛이 수용되는 공간이 형성된 배터리 케이스를 포함하며, 상기 제 2 증발기는 상기 배터리 케이스 내부에 설치되고 상기 배터리 셀 유닛이 올려져 접촉되는 판형 열교환기를 갖는다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle including: a battery pack for supplying power necessary for driving a vehicle; A compressor for compressing the refrigerant; A condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor; A first expansion mechanism in which the refrigerant expanded in the condenser is expanded; A first evaporator for cooling the passenger compartment while the refrigerant expanded in the first expansion mechanism is evaporated; A second expansion mechanism in which the refrigerant expanded in the condenser is expanded; And a second evaporator for cooling the battery pack while evaporating the refrigerant expanded in the second expansion mechanism, wherein the battery pack includes a battery cell unit; And a battery case having a space for accommodating the battery cell unit. The second evaporator is installed inside the battery case, and the battery cell unit is raised and brought into contact with the plate heat exchanger.

상기 배터리 셀 유닛은 상기 판형 열교환기 상면에 세로로 길게 배치되고 하단이 상기 판형 열교환기 상면과 접촉될 수 있다. The battery cell unit may be longitudinally disposed on the upper surface of the plate-type heat exchanger and the lower end thereof may be in contact with the upper surface of the plate-type heat exchanger.

상기 배터리 셀 유닛은 복수개가 상기 판형 열교환기에 올려져 접촉될 수 있다. A plurality of the battery cell units may be brought into contact with the plate heat exchanger.

상기 판형 열교환기는 복수개가 상기 배터리 케이스 내부에 이격되게 배치될 수 있다. A plurality of the plate heat exchangers may be disposed so as to be spaced apart from each other in the battery case.

상기 복수개의 판형 열교환기는 냉매 배관이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. In the plurality of plate heat exchangers, refrigerant pipes may be connected in series or in parallel.

상기 배터리 케이스는 차체에 체결되는 배터리 캐리어와; 상기 배터리 캐리어와 결합되고 상기 배터리 케리어와 상기 배터리 셀 유닛과 판형 열교환기가 수용되는 공간을 형성하는 배터리 커버를 포함할 수 있고, 상기 판형 열교환기는 상기 배터리 캐리어 상면에 배치될 수 있다.The battery case includes a battery carrier coupled to a vehicle body; And a battery cover coupled to the battery carrier and forming a space in which the battery carrier, the battery cell unit, and the plate heat exchanger are accommodated, and the plate heat exchanger may be disposed on the battery carrier.

본 발명은 배터리 셀 유닛이 판형 열교환기에 올려져 접촉된 상태에서 판형 열교환기에 의해 냉각되므로 간단한 구조로 배터리 셀 유닛을 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention is advantageous in that the battery cell unit can be cooled with a simple structure because the battery cell unit is cooled by the plate heat exchanger in a state where the battery cell unit is in contact with the plate heat exchanger.

또한, 셀 단위로 구성된 복수개의 배터리 셀 유닛에 맞게 판형 열교환기도 셀 단위로 구성될 수 있어 복수개의 배터리 셀 유닛을 효율적으로 냉각할 수 있는 이점이 있다. Also, since the plate-type heat exchange units can be configured in units of cells in accordance with a plurality of battery cell units configured in units of cells, there is an advantage that a plurality of battery cell units can be efficiently cooled.

또한, 하나의 판형 열교환기가 복수개의 배터리 셀 유닛을 냉각시킬 수 있어 판형 열교환기의 개수를 최소화하면서 복수개의 배터리 셀 유닛을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 이점이 있다. In addition, since one plate heat exchanger can cool a plurality of battery cell units, there is an advantage that a plurality of battery cell units can be efficiently cooled while minimizing the number of plate heat exchangers.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩 및 냉각시스템이 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 개략적으로 도시된 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 개략적으로 도시된 평면도이다.1 is an exploded perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention,
2 is a configuration diagram illustrating a battery pack and a cooling system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention,
3 is a side view schematically showing a battery pack of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention,
4 is a plan view schematically showing a battery pack of an embodiment of the electric vehicle according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩 및 냉각시스템이 도시된 구성도이다. FIG. 1 is an exploded perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention before the battery pack is installed in a vehicle body, and FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a battery pack and a cooling system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기자동차는 차체(2)와, 차륜과, 차륜을 회전시키는 구동력을 발생하는 모터와, 모터 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리 팩(400)을 포함한다.Referring to Fig. 1, an electric vehicle according to the present embodiment includes a vehicle body 2, wheels, a motor for generating driving force for rotating the wheels, and a battery pack 400 for supplying power necessary for driving the motor .

차체(2)는 모터 및 동력 전달 계통의 부품을 탑재하는 전방차체(100)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙차체(200), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방차체(300)를 포함하여 구성될 수 있다.The vehicle body 2 includes a front body 100 on which components of a motor and a power transmission system are mounted, a central body 200 on which a rider can sit and sit, a rear body 300 ). &Lt; / RTI >

차체(2)는 닫힌 공간을 만들어 그 내부에 각종 장치를 배치하고 탑승자나 화물을 수용하고, 일부를 개폐시켜 탑승자나 화물의 출입, 각종 장치의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.The vehicle body 2 can make a closed space, and various devices can be arranged in the interior of the vehicle body 2 to accommodate a passenger or a cargo, and a part thereof can be opened and closed to easily carry out the maintenance of the passenger and the cargo.

차체(2)는 형상 그대로 자동차의 외관 형상이 될 수 있다.The vehicle body 2 can be in the shape of an external shape of the automobile in shape.

전방차체(100)는 모터와 변속기 등의 동력전달계통의 부품이 구비될 수 있다. The front vehicle body 100 may be provided with components of a power transmission system such as a motor and a transmission.

전방차체(100)는 전기자동차의 진행 방향을 바꾸기 위하여 전륜의 회전축 방향을 조절하는 조향장치와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜현가장치가 구비될 수 있다.The front body 100 may be provided with a steering device for adjusting the direction of the rotation axis of the front wheel to change the traveling direction of the electric vehicle and a front suspension device for preventing the vibration of the road surface from directly touching the vehicle body.

전방차체(100)는 사고 등에 의해 충격을 받을 경우 파손되어 충격을 흡수함에 따라 차실에 큰 충격이 전달되지 않게 한다.The front vehicle body 100 is damaged when it is impacted by an accident or the like so that a large impact is not transmitted to the vehicle body as it absorbs the impact.

중앙차체(200)는 대부분 차실, 즉 탑승자 등이 탑승하는 장소로 되어 있기 때문에 내부 공간은 될수록 크게 한다.Since the central body 200 is a place where most of the passengers, such as passengers, are boarded, the central space becomes larger as the internal space becomes larger.

중앙차체(200)는, 전기자동차의 바닥면을 이루는 플로어(210)와, 플로어(210)의 중앙에 형성된 중앙 터널(230)을 포함한다.The central body 200 includes a floor 210 constituting the bottom surface of the electric vehicle and a central tunnel 230 formed at the center of the floor 210. [

플로어(210)는 차실내의 바닥면으로서 면적이 넓은 패널이다. The floor 210 is a bottom surface of the car interior.

중앙 터널(230)은 상방으로 인입되어 형성되고, 전후방향으로 길게 형성된다. 중앙 터널(230)은 플로어(210)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다. The center tunnel 230 is formed by being drawn upward, and is formed long in the longitudinal direction. The central tunnel 230 may be integrally formed with the floor 210, or may be separately formed and joined by welding or the like.

후방차체(300)는 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관되는 트렁크와, 트렁크를 덮는 트렁크 도어가 연결될 수 있다. The rear body 300 may be connected to a trunk for storing spare tires and other objects, and a trunk door for covering the trunk.

후방차체(300)에는 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 후륜현가장치가 구비될 수 있다. The rear vehicle body 300 may be provided with a rear wheel suspension device so that the vibration of the road surface does not directly come into contact with the vehicle body.

배터리 팩(400)은 차량 구동에 필요한 전원을 공급하는 것으로서, 차체(2)의 하측에 설치될 수 있고, 차체(2)의 중앙차체(200)에 설치될 경우 중앙차체(200)의 하측에 설치되는 것이 바람직하며, 차체(2)의 후방차체(300)에 설치될 경우, 후방차체(300)의 하측 또는 트렁크에 설치되는 것이 바람직하다.The battery pack 400 supplies power necessary for driving the vehicle and can be installed on the lower side of the vehicle body 2. When the battery pack 400 is installed on the centerbody 200 of the vehicle body 2, And it is preferably installed on the lower side of the rear body 300 or on the trunk of the rear body 300 when it is installed on the rear body 300 of the body 2. [

배터리 팩(400)은 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)과, 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)이 수용되는 배터리 케이스(410)을 포함할 수 있다. The battery pack 400 may include a battery case 410 in which the battery cell units 402, 403, 404 and 405 and the battery cell units 402, 403, 404 and 405 are accommodated have.

배터리 케이스(410)는 차체(2)에 체결되는 배터리 캐리어(412)와; 배터리 캐리어(412)와 결합되고 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)을 보호하는 배터리 커버(414)를 포함할 수 있다. The battery case 410 includes a battery carrier 412 fastened to the vehicle body 2; And a battery cover 414 coupled to the battery carrier 412 and protecting the battery cell units 402, 403, 404, 405.

전기자동차는 냉매를 압축하는 압축기(502)와, 압축기(502)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(504)와, 응축기(504)에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구(506)와, 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실(4)을 냉각하는 제 1 증발기(508)와; 응축기(504)에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구(510)와, 제 2 팽창기구(510)에서 팽창된 냉매가 증발되면서 배터리 팩(400)을 냉각시키는 제 2 증발기(512)를 포함하고, 냉매가 압축기(502)와, 응축기(504)와, 제 1 팽창기구(506)와, 제 1 증발기(508)를 순환하는 냉동 사이클 회로와, 냉매가 압축기(502)와, 응축기(504)와, 제 2 팽창기구(510)와 제 2 증발기(512)를 순환하는 냉동 사이클 회로를 갖는다.The electric vehicle includes a compressor (502) for compressing refrigerant, a condenser (504) for condensing the refrigerant compressed by the compressor (502), a first expansion mechanism (506) for expanding the refrigerant expanded in the condenser (504) A first evaporator (508) for cooling the vehicle room (4) while evaporating the refrigerant expanded in the first expansion mechanism; A second expansion mechanism 510 for expanding the refrigerant expanded in the condenser 504 and a second evaporator 512 for cooling the battery pack 400 while the refrigerant expanded in the second expansion mechanism 510 is evaporated A refrigerating cycle circuit in which the refrigerant circulates through the compressor 502, the condenser 504, the first expansion mechanism 506 and the first evaporator 508; and the refrigerant is circulated through the compressor 502 and the condenser 504 And a refrigeration cycle circuit for circulating the second expansion mechanism 510 and the second evaporator 512.

압축기(502)에는 냉매가 압축기(502)로 흡입되는 압축기 흡입배관(514)과 압축기(502)에서 압축된 냉매가 토출되는 압축기 토출배관(516)이 연결된다.The compressor 502 is connected to a compressor suction pipe 514 through which the refrigerant is sucked into the compressor 502 and a compressor discharge pipe 516 through which the refrigerant compressed by the compressor 502 is discharged.

응축기(504)는 압축기(502)와 압축기 토출배관(516)으로 연결되고, 응축된 냉매가 유출되는 응축기 출구배관(518)이 연결되고, 응축기 출구배관(518)에는 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있는 냉매 조절밸브(520)가 연결된다.The condenser 504 is connected to the compressor 502 and the compressor discharge pipe 516. The condenser outlet pipe 518 through which the condensed refrigerant flows out is connected to the condenser outlet pipe 518, The refrigerant control valve 520 is connected.

냉매 조절밸브(520)에는 응축기(504)에서 응축된 냉매를 제 1 팽창기구(506)로 안내하는 제 1 팽창기구 연결배관(522)과, 응축기(504)에서 응축된 냉매를 제 2 팽창기구(510)로 안내하는 제 2 팽창기구 연결배관(524)과 연결된다.The refrigerant control valve 520 is provided with a first expansion mechanism connecting pipe 522 for guiding the refrigerant condensed in the condenser 504 to the first expansion mechanism 506 and a second expansion mechanism connection pipe 522 for connecting the refrigerant condensed in the condenser 504 to the second expansion mechanism 506. [ To the second expansion mechanism connecting pipe (524) for guiding to the second expansion mechanism (510).

제 1 팽창기구(506)는 TXV(Thermal expansion valve), EEV(Electric eapansion valve), LEV(Linear expansion valve) 중의 하나로 구성될 수 있다.The first expansion mechanism 506 may be one of a thermal expansion valve (TXV), an electric expansion valve (EEV), and a linear expansion valve (LEV).

제 1 팽창기구(506)는 제 1 증발기(508)와 제 1 증발기 연결배관(526)으로 연결된다.The first expansion mechanism (506) is connected to the first evaporator (508) and the first evaporator connection pipe (526).

제 1 증발기(508)는 차실(4)을 냉각시키는 차실용 열교환기이다.The first evaporator 508 is a heat exchanger for a car room that cools the vehicle room 4. [

제 1 증발기(508)에는 제 1 증발기(508)에서 증발된 냉매가 통과하는 제 1 증발기 출구배관(528)이 연결되고, 제 1 증발기 출구배관(528)은 압축기 흡입배관(514)과 연결된다.A first evaporator outlet pipe 528 through which the refrigerant evaporated in the first evaporator 508 passes is connected to the first evaporator 508 and a first evaporator outlet pipe 528 is connected to the compressor suction pipe 514 .

제 2 팽창기구(510)는 제 1 팽창기구(506)와 같이 TXV(Thermal expansion valve), EEV(Electric eapansion valve), LEV(Linear expansion valve) 중의 하나로 구성될 수 있다.The second expansion mechanism 510 may be configured as one of a thermal expansion valve (TXV), an electric expansion valve (EEV), and a linear expansion valve (LEV) as the first expansion mechanism 506.

제 2 팽창기구(510)는 제 2 증발기(512)와 제 2 증발기 연결배관(530)으로 연결된다. 제 2 증발기 연결배관(530)은 배터리 팩(400)을 관통하여 일부가 배터리 팩(400) 내부에 위치된다.The second expansion mechanism 510 is connected to the second evaporator 512 and the second evaporator connection pipe 530. The second evaporator connecting pipe 530 passes through the battery pack 400, and a part of the second evaporator connecting pipe 530 is located inside the battery pack 400.

제 2 증발기(512)는 배터리 팩(400) 내부에 배치되고 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)과 접촉되어 냉매가 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)의 열을 빼앗으면서 증발된다. 이하, 제 2 증발기(512)에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.The second evaporator 512 is disposed inside the battery pack 400 and contacts the battery cell units 402, 403, 404 and 405 to allow the refrigerant to flow into the battery cell units 402, 403, 404, ), And evaporates. Hereinafter, the second evaporator 512 will be described in detail later.

제 2 증발기(512)는 제 2 증발기(512)에서 증발된 냉매가 통과하는 제 2 증발기 출구배관(532)이 연결되고, 제 2 증발기 출구배관(532)은 제 1 증발기 출구배관(528)과 합지되어 압축기 흡입배관(514)과 연결된다.The second evaporator 512 is connected to the second evaporator outlet pipe 532 through which the refrigerant evaporated in the second evaporator 512 passes and the second evaporator outlet pipe 532 is connected to the first evaporator outlet pipe 528 And is connected to the compressor suction pipe 514.

한편, 전기자동차는 증발기(508)로 외부 공기 또는 차실(4)의 공기를 송풍하는 송풍팬(540)와, 배터리 팩(400)으로부터 전력을 공급받아 차실을 난방시키기 위한 보조 히터(542, PTC Heater, Possitive temperature coefficient Heater)를 더 포함할 수 있다. 보조 히터(542)는 난방 성능을 보조하기 위한 히터이다. The electric vehicle includes an air blowing fan 540 for blowing outside air or air in the vehicle room 4 to the evaporator 508 and an auxiliary heater 542 for heating the vehicle room by receiving power from the battery pack 400, A heater, and a possible temperature coefficient heater). The auxiliary heater 542 is a heater for assisting the heating performance.

전기자동차는 제 1 팽창기구(506)와 제 1 증발기(508)와 보조 히터(542)가 하나의 유닛으로 모듈화되어 에이치브이에이씨 모듈(544, HVAC Module)을 구성할 수 있다.The electric vehicle can be configured as a HVAC module (544) by modulating the first expansion device (506), the first evaporator (508), and the auxiliary heater (542) into a single unit.

에이치브이에이씨 모듈(544)은 차실(4)과 차실 공조덕트(546)로 연결되어, 제 1 증발기(508)에 의해 냉각된 공기가 차실 공조덕트(546)를 통해 차실(4)로 유입되어 차실(4)을 냉방시키거나, 보조 히터(542)에 의해 가열된 공기가 차실 공조덕트(546)를 통해 차실(4)로 유입되어 차실(4)을 난방시킬 수 있다.
The HVAC module 544 is connected to the passenger compartment 4 and the passenger compartment air duct 546 so that the air cooled by the first ventilator 508 flows into the passenger compartment 4 through the passenger compartment duct 546 Air heated by the auxiliary heater 542 can be introduced into the passenger compartment 4 through the passenger compartment duct 546 and the passenger compartment 4 can be heated.

도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 개략적으로 도시된 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 개략적으로 도시된 평면도이다.FIG. 3 is a side view schematically showing a battery pack of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view schematically showing a battery pack of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

제 2 증발기(512)는 배터리 케이스(410)의 내부에 설치되고 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)이 올려져 접촉되는 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)를 갖는다.The second evaporator 512 includes a plate heat exchanger 602, 604, and 606 installed inside the battery case 410 and contacting the battery cell units 402, 403, 404, and 405 608).

판형 열교환기(602)(604)(606)(608)은 하판(610)과 상판(612)의 이중구조로 이루어질 수 있고, 하판(610)과 상판(612)의 사이에 냉매가 통과하는 냉매 유로(614)가 형성되는 것이 가능하다.The plate heat exchangers 602, 604, 606 and 608 may have a dual structure of a lower plate 610 and an upper plate 612, and a refrigerant passing between the lower plate 610 and the upper plate 612 The flow path 614 can be formed.

판형 열교환기(602)(604)(606)(608)는 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)이 올려져 접촉되는 전열판과, 전열판의 하측에 접촉되게 배치되고 냉매 유로가 형성된 냉매관으로 이루어지는 플랫-튜브형 열교환기로 이루어지는 것도 가능하다.The plate-type heat exchangers 602, 604, 606 and 608 are provided with a heat transfer plate on which the battery cell units 402, 403, 404 and 405 are raised and in contact with each other, And a flat-tube heat exchanger formed of a formed refrigerant tube.

냉매 유로(614)는 지그재그 형상으로 형성될 수 있다.The refrigerant flow path 614 may be formed in a zigzag shape.

판형 열교환기(602)(604)(606)(608)는 배터리 캐리어(512) 상면에 배치될 수 있다. The plate heat exchangers 602, 604, 606 and 608 may be disposed on the upper surface of the battery carrier 512.

배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)은 판형 열교환기(602)(604)(606)(608) 상면에 세로로 길게 배치되어, 그 하단이 판형 열교환기(602)(604)(606)(608) 상면과 접촉된다. The battery cell units 402, 403, 404 and 405 are longitudinally arranged on the upper surface of the plate heat exchangers 602, 604, 606 and 608 and the lower ends thereof are connected to the plate heat exchangers 602 and 604 ) 606 (608).

배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)은 복수개가 하나의 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)에 올려져 접촉될 수 있다.A plurality of battery cell units 402, 403, 404 and 405 can be brought into contact with one plate heat exchanger 602, 604, 606 and 608, respectively.

판형 열교환기(602)(604)(606)(608)는 복수개가 배터리 케이스(510)의 내부에 이격되게 배치될 수 있다. The plate heat exchangers 602, 604, 606, and 608 may be spaced apart from each other within the battery case 510.

즉, 하나의 배터리 팩(400)에는 복수개의 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)가 전,후,좌,우 방향으로 이격되게 배치될 수 있고, 복수개의 판형 열교환기(602)(604)(606)(608) 각각에는 복수개의 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)이 배치될 수 있으며, 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)은 접촉하는 판형 열교환기(602)(604)(606)(608) 별로 복수개의 군을 형성할 수 있다.That is, a plurality of plate heat exchangers 602, 604, 606, and 608 may be spaced apart from each other in the front, rear, left, and right directions, and a plurality of plate heat exchangers A plurality of battery cell units 402, 403, 404, and 405 may be disposed in each of the battery cell units 402, 403, 404, 406, Can form a plurality of groups for each of the plate heat exchangers 602, 604, 606, and 608 in contact with each other.

예를 들어, 12개의 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)이 구비되고, 4개의 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)이 배터리 팩(400)에 구비될 경우, 4개의 판형 열교환기 각각에 3개의 배터리 셀 유닛이 올려져서 접촉될 수 있다.For example, it is assumed that 12 battery cell units 402, 403, 404 and 405 are provided, and four plate heat exchangers 602, 604, 606 and 608 are provided in the battery pack 400 Three battery cell units can be raised and brought into contact with each of the four plate heat exchangers.

복수개의 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)는 냉매배관(620)을 통해 서로 연결될 수 있고, 복수개 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)의 냉매 유로(614)가 병렬로만 연결되는 것이 가능하고, 직렬로만 연결되는 것이 가능하고, 직렬과 병렬로 연결되는 것이 가능하다.The plurality of plate heat exchangers 602, 604, 606 and 608 may be connected to each other through the refrigerant pipe 620 and may be connected to the refrigerant channel (not shown) of the plate heat exchangers 602, 604, 606, 614 may be connected only in parallel, and may be connected only in series, and may be connected in parallel with the series.

이하, 복수개의 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)의 냉매 유로(614))가 직렬과 병렬로 연결된 경우를 설명하면, 냉매배관(620)은 병렬유로를 형성하는 병렬 배관(621)(622)(623)(624)(625)(626)과, 직렬유로를 형성하는 직렬 배관(627)(628)을 포함할 수 있다. The refrigerant pipe 620 is connected to the parallel piping 610 which forms the parallel flow path. The refrigerant piping 620 is connected to the refrigerant piping 640, 622, 623, 624, 625, and 626, and a serial line 627 and 628 that form a serial flow path.

예를 들어, 배터리 케이스(410)의 내부에 전방 우측 판형 열교환기(602)와, 후방 우측 판형 열교환기(604)와, 전방 좌측 판형 열교환기(606)와, 후방 좌측 판형 열교환기(608)가 상호 이격되게 배치될 경우, 병렬배관(621)(622)(623)(624)(625)(626)은 제 2 증발기 연결배관(530)과 연결된 분지배관(621)과, 분지배관(621)과 전방 우측 판형 열교환기(602)의 냉매 유로(614)를 연결하는 전방 우측 판형 열교환기 연결배관(622)과, 분지배관(621)과 전방 좌측 판형 열교환기(606)의 냉매 유로(614)를 연결하는 전방 좌측 판형 열교환기 연결배관(623)을 포함할 수 있다. 병렬배관(621)(622)(623)(624)(625)(626)은 제 2 증발기 출구배관(532)과 연결되는 합지배관(624)과, 합지배관(624)과 후방 우측 판형 열교환기(604)의 냉매 유로(614)를 연결하는 후방 우측 판형 열교환기 연결배관(625)과, 합지배관(624)과 후방 좌측 판형 열교환기(608)의 냉매 유로(614)를 연결하는 후방 좌측 판형 열교환기 연결배관(626)을 포함할 수 있다. 직렬배관(627)(628)은 전방 우측 판형 열교환기(602)와 후방 우측 판형 열교환기(604)를 연결하는 우측 판형 열교환기 연결배관(627)와, 전방 좌측 판형 열교환기(606)와 후방 좌측 판형 열교환기(608)를 연결하는 좌측 판형 열교환기 연결배관(628)을 포함할 수 있다.
For example, a front right side plate heat exchanger 602, a rear right side plate heat exchanger 604, a front left side plate heat exchanger 606, a rear left side plate heat exchanger 608, 622, 623, 624, 625 and 626 are connected to a branch pipe 621 connected to the second evaporator connecting pipe 530 and a branch pipe 621 connected to the second evaporator connecting pipe 530, A front right side plate heat exchanger connecting pipe 622 connecting the front right side plate heat exchanger 602 and the front right side plate heat exchanger 602 to the refrigerant passage 614 of the front right side plate heat exchanger 602, And a front left side plate heat exchanger connecting pipe 623 connecting the left side plate heat exchanger connecting pipe 623 and the front left side plate heat exchanger connecting pipe 623. The parallel pipelines 621, 622, 623, 624, 625 and 626 are connected to the second evaporator outlet pipe 532 through a joint pipe 624 and a joint pipe 624 and a rear right plate heat exchanger A rear right side plate heat exchanger connecting pipe 625 connecting the refrigerant passage 614 of the rear left side plate heat exchanger 604 and a rear right side plate heat exchanger connecting pipe 625 connecting the refrigerant passage 614 of the rear branch plate 624 and the rear left plate heat exchanger 608, And a heat exchanger connecting line 626. The series pipes 627 and 628 include a right side plate heat exchanger connection pipe 627 connecting the front right side plate heat exchanger 602 and the rear right side plate heat exchanger 604, And a left side plate heat exchanger connecting pipe 628 connecting the left side plate heat exchanger 608.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

먼저, 압축기(502)가 구동되고, 냉매 조절밸브(520)가 배터리 팩 냉각 모드로 조절되면, 압축기(502)는 냉매를 압축하고, 압축기(502)에서 압축된 냉매는 응축기(504)에서 응축되며, 응축기(504)에서 응축된 냉매는 제 2 팽창기구(510)에서 팽창된다. 팽창된 냉매는 제 2 증발기 연결배관(530)을 통해 배터리 팩(400)의 내부로 유입된다. 제 2 증발기 연결배관(530)를 통과한 냉매는 배터리 팩(400) 내부의 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)의 냉매 유로(614)를 통과한다. 냉매가 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)의 냉매 유로(614)를 통과할 때, 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)은 그 하단이 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)에 접촉된 상태에서 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)로 열을 빼앗기고, 냉매 유로(614)를 통과하는 냉매는 배터리 셀 유닛(402)(403)(404)(405)의 열을 흡수하면서 증발된다. 판형 열교환기(602)(604)(606)(608)를 통과하면서 증발된 냉매는 제 2 증발기 출구배관(532)을 통과하고, 압축기(502)로 흡입된다. First, when the compressor 502 is driven and the refrigerant regulating valve 520 is adjusted to the battery pack cooling mode, the compressor 502 compresses the refrigerant and the refrigerant compressed in the compressor 502 is condensed in the condenser 504 And the refrigerant condensed in the condenser 504 is expanded in the second expansion mechanism 510. The expanded refrigerant flows into the interior of the battery pack 400 through the second evaporator connecting pipe 530. The refrigerant that has passed through the second evaporator connecting pipe 530 passes through the refrigerant passage 614 of the plate heat exchangers 602, 604, 606, and 608 in the battery pack 400. When the refrigerant passes through the refrigerant passage 614 of the plate heat exchangers 602, 604, 606 and 608, the lower ends of the battery cell units 402, 403, 404, 405 are connected to the plate heat exchanger 606, 608, 606, 606, 608, and the refrigerant passing through the refrigerant passage 614 is discharged to the battery cell unit 604, (402), (403), (404) and (405). The refrigerant evaporated while passing through the plate heat exchangers 602, 604, 606 and 608 passes through the second evaporator outlet pipe 532 and is sucked into the compressor 502.

2: 차체 400: 배터리 팩
402,403,404,405: 배터리 셀 유닛 410: 배터리 케이스
412: 배터리 캐리어 414: 배터리 커버
502; 압축기 504: 응축기
506: 제 1 팽창기구 508: 제 1 증발기
510: 제 2 팽창기구 512: 제 2 증발기
602,604,606,608: 판형 열교환기2: Body 400: Battery pack
402, 403, 404, 405: battery cell unit 410: battery case
412: Battery carrier 414: Battery cover
502; Compressor 504: condenser
506: first expansion mechanism 508: first evaporator
510: second expansion mechanism 512: second evaporator
602, 604, 606, 608: plate heat exchanger

Claims

A battery pack for supplying power necessary for driving the vehicle;
A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor;
A first expansion mechanism in which the refrigerant expanded in the condenser is expanded;
A first evaporator for cooling the passenger compartment while the refrigerant expanded in the first expansion mechanism is evaporated;
A second expansion mechanism in which the refrigerant expanded in the condenser is expanded;
A second evaporator for cooling the battery pack while evaporating the refrigerant expanded in the second expansion mechanism,
A second evaporator connection pipe connecting the second expansion mechanism and the second evaporator,
And a second evaporator outlet pipe connecting the second evaporator to the compressor,
The battery pack (100)
A plurality of battery cell units;
And a battery case in which the plurality of battery cell units are accommodated,
Wherein the second evaporator comprises:
A plurality of plate heat exchangers spaced apart from each other in the battery case and contacting the plurality of battery cell units by a plurality of groups,
A plurality of branch pipes for branching a part of the plurality of plate heat exchangers in parallel with the second evaporator connecting pipe,
A plurality of series piping connecting the plurality of plate heat exchangers connected to the branch pipe in series with each of the other ones of the plurality of plate heat exchangers,
And a joint pipe connected to the plurality of plate heat exchangers connected to each of the plurality of series pipes and joined to the second evaporator outlet pipe.

The method according to claim 1,
Wherein the battery cell unit is vertically disposed on the upper surface of the plate heat exchanger.

The method according to claim 1,
Wherein a plurality of said battery cell units are brought into contact with said plate heat exchanger.

delete

The method according to claim 1,
The battery case includes a battery carrier coupled to a vehicle body;
And a battery cover coupled to the battery carrier and protecting the battery cell unit,
Wherein the plate heat exchanger is disposed on an upper surface of the battery carrier.