KR102013702B1 - 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치 - Google Patents

능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 능동형 실내외 냉가공기 복합 유동제어 방식의 자동차 배터리공조장치에 관한 것으로, 구성된다. 본 발명에 따른 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치를 사용함으로써, 송풍 팬과 같이 동력을 사용하는 장치가 따로 필요하지 않아 추가적인 에너지 소모가 발생하지 않고, 냉각핀에 의해 냉각된 공기가 배터리팩 외부 및 배터리팩 내부로 공급되어 배터리의 온도를 하강시키며, 또한, 외부의 고온다습한 공기는 냉각핀을 거치면서 저온제습되어 배터리팩으로 공급되므로 배터리팩의 냉각 효율을 극대화할 수 있고, 자동차의 실외공기와 실내공기의 온도 및 습도, 상황에 따라 배터리팩 외부 및 내부로 유입되는 각 공기의 유입량을 조절하여 효율적으로 자동차 배터리팩의 온도를 냉각시키는 효과가 있다.

Description

능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치 {Battery HVAC system with active inside and outside cooling air flowing control}
본 발명은 배터리공조장치에 관한 것으로서, 자동차 배터리에서 발생하는 열을 배출하고 배터리를 냉각시키기 위해서 자동차 외부의 공기와 자동차 실내의 공기를 이용하여 배터리팩을 냉각시키는 기능을 가지고 있는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치에 관한 것이다.
최근 자동차업계는 석유에너지를 사용하지 않는 전기자동차 또는 석유에너지와 전기에너지를 적절히 겸용하여 사용하여 주행하는 하이브리드 자동차를 개발하고 제조하는 데에 심혈을 기울이고 있다. 여기서, 전기자동차에는 대용량의 배터리가 장착되는데, 이러한 배터리는 온도에 따라 성능이 크게 차이가 나게 된다. 배터리는 통상적으로 상온에서 작동해야 최대의 효율을 가질 수 있으나, 그 밖의 온도, 특히 고온에서는 전해질 분해가 일어나게 되어 배터리의 수명이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래에는 송풍 팬을 통해 차량 외부의 공기를 끌어들여 배터리를 냉각시키거나, 차량 실내공기를 전동팬을 이용하여 배터리팩으로 유입시켜 배터리의 온도를 하강시키는 구성을 가지고 있다. 이는 차량의 실외공기 또는 차량의 실내공기 둘 중의 하나만을 이용하기 때문에 실내외공기의 상태에 따라 배터리 냉각 효율의 편차가 크게 늘어날 수 있다는 문제점이 있다.
게다가, 특히 여름에는 외부로부터 유입되는 공기에 다량의 습기가 포함되어 있는데, 습도가 높으면 비열 또한 높아져서 같은 온도의 건조한 공기에 비하여 냉각효과가 떨어지는 단점이 있어 효율적으로 배터리를 냉각시키는 것에 한계가 있다.
또한, 송풍 팬 또는 전동팬을 구동함으로써 발생하는 에너지 소모가 추가로 발생된다는 점에서 연비효율을 최우선으로 하는 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
한국특허공개 제10-2013-0057530호
본 발명은 이와 같은 한계를 극복하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 송풍 팬과 같은 동력을 사용하지 않아 추가적인 에너지 소모 없이 자동차 외부 또는 내부의 공기를 배터리팩 룸으로 유입시키되, 유입되는 공기에 대해 유동가이드 역할을 하여 유입되는 공기가 접촉된채 흐르게 되는 냉각핀을 설치하여 유입되는 공기의 온도를 더 낮추고, 이러한 공기를 배터리팩 룸 내부로 공급하여 배터리의 온도를 하강시키고,
또한, 냉각핀을 통해서 외부로부터 유입되는 공기에 포함되어 있는 습기를 제거하고, 실외공기를 좀 더 냉각하여 배터리팩의 냉각 효율을 극대화하며,
자동차 실외공기 및 자동차 실내공기의 온도에 따라서 배터리팩 룸으로 유입되는 자동차 내실외공기의 유입비율이 유기적으로 조절되는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치를 제공하는 것이다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치는,
배터리 공조장치에 있어서,
자동차 내부로 유입되는 실외공기(31) 및 자동차 내부의 실내공기(32)의 유동을 제어하고 냉각시켜 자동차에 구비된 배터리팩의 내부는 직접냉각시키고 상기 배터리팩의 외부는 간접냉각시키는 배터리 냉각수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장에서, 상기 배터리 냉각수단은,
주 냉각핀(10);
상기 주 냉각핀(10)에 구비되어 상기 실외공기(31)의 흐름을 가이드하는 유동가이드(15); 및
상기 실내공기(32)의 흐름 통로에 구비되어 실내공기의 유동을 제어하는 가변플랩(20);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장에서,
상기 주 냉각핀(10)은 다수개의 핀이 수직한 방향으로 소정의 이격거리를 가지고 병렬 배치되며, 상기 다수개의 핀 사이 및 양측 최외각 핀 외측면에는 상기 유동가이드(15)가 결합되어 있고,
상기 주 냉각핀(10)은 상기 유동가이드(15)를 기준으로 상부 냉각핀(12)과 하부 냉각핀(14)으로 구분되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장에서,
상기 하부 냉각핀(14)은 실내공기 유입로(R)와 상기 가변플랩(20) 사이에 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장에서,
상기 유동가이드(15)는 유입된 공기를 상방향으로 이동시키도록 오목하게 만곡되어진 장방형의 곡면 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장에서,
상기 유동가이드(15)는 소정치수를 가진 다수개의 경사면이 상하 이격배열 및 전후 이격배열되어 형성된 보조 냉각핀(16)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장에서,
상기 가변플랩(20)은 상기 실내공기(32)가 유입되는 실내공기 유입로(R)와 배터리팩(50)을 연결하는 통로에 설치되어, 상기 주 냉각핀(10)의 하부 냉각핀을 거쳐 냉각된 실내공기가 배터리팩(50) 방향으로 전진이동은 가능하되 후진이동은 방지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장에서,
상기 자동차 내부로 유입되는 실외공기(31)는 상기 배터리 냉각수단의 주 냉각핀(10)의 상부 냉각핀(12)을 거치면서 냉각되고, 냉각된 실외공기(31c)는 이동하면서 배터리팩의 외부를 간접냉각시킨 후 데워진 실외공기(31w)는 배출구쪽으로 이동하며,
상기 자동차 내부의 실내공기(32)는 상기 배터리 냉각수단의 주 냉각핀(10)의 하부 냉각핀(14)을 거치면서 냉각되고, 냉각된 실내공기(32c)의 일부는 냉각핀을 따라 상방향으로 이동하면서 온도가 더 하강하고 온도가 하강한 실내공기(32c)는 냉각된 실외공기(31c)와 합류하여 이동하며, 냉각된 실내공기(32c)의 다른 일부는 가변플랩(20)을 거쳐 전진이동하며 배터리팩의 내부를 관통하면서 배터리팩의 내부를 직접냉각시킨 후 데워진 실내공기(32w)는 배출구쪽으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치를 사용함으로써, 송풍 팬과 같이 동력을 사용하는 장치가 따로 필요하지 않아 추가적인 에너지 소모가 발생하지 않고, 냉각핀을 설치함으로써 유입된 공기가 냉각된 후, 이를 배터리팩 외부 및 배터리팩 내부로 공급하여 배터리의 온도를 하강시키며, 또한, 외부의 고온다습한 공기는 냉각핀을 거치면서 저온제습되어 배터리팩으로 공급되므로, 배터리팩의 냉각 효율을 극대화할 수 있고, 자동차의 실외공기와 실내공기의 온도 및 습도, 상황에 따라 배터리팩 외부 및 배터리팩 내부로 유입되는 각 공기의 유입량을 조절하여 효율적으로 자동차 배터리팩의 온도를 냉각시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리공조장치의 개략적인 구성개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리공조장치의 냉각핀 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리공조장치의 냉각핀 정면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리공조장치의 보조 냉각핀을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리공조장치의 개략적인 구성개념도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리공조장치의 냉각핀 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리공조장치의 냉각핀 정면도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리공조장치의 보조 냉각핀을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 자동차 실외공기와 자동차 실내공기의 냉각된 공기를 이용하여 자동차 배터리팩을 냉각시키고, 자동차 배터리 룸 내부의 열을 배출하는 배터리공조장치에 관한 것으로, 자동차 내부로 유입되는 실외공기(31) 및 자동차 내부의 실내공기(32)의 유동을 제어하고 냉각시켜 자동차에 구비된 배터리팩(50)의 내부는 직접냉각시키고 배터리팩(50)의 외부는 간접냉각시키는 배터리 냉각수단을 포함하여 구성될 수 있다. 공기(30)는 실외공기(31)와 실내공기(32)로 구부하였다.
배터리 냉각수단은, 주 냉각핀(10); 주 냉각핀(10)에 구비되어 실외공기(31)의 흐름을 가이드하는 유동가이드(15); 및 실내공기(32)의 흐름 통로에 구비되어 실내공기의 유동을 제어하는 가변플랩(20);를 포함하여 구성된다.
여기서, 주 냉각핀(10)은 다수개의 핀이 수직한 방향으로 소정의 이격거리를 가지고 병렬 배치되어 있으며, 다수개의 핀 사이 및 양측 최외각 핀 외측면에는 유동가이드(15)가 결합되어 있다. 또한, 주 냉각핀(10)은 유동가이드(15)를 기준으로 상부 냉각핀(12)과 하부 냉각핀(14)으로 구분되도록 구성된다.
유입구를 통해 자동차 내부로 유입되는 실외공기(31)는 주 냉각핀(10)의 상부 냉각핀(12)을 거쳐 유동하면서 냉각핀과 접촉과정에서 내포된 열을 빼앗기고 냉각되게 되며 냉각된 실외공기(31c)는 이동하면서 배터리팩(50)의 외부를 간접적으로 냉각시키게 된다. 이때, 주 냉각핀(10)에 일체로 형성되거나 또는 별개로 구비되어 결합된 유동가이드(15)에 의해, 유입된 실외공기(31)는 유동가이드를 따라 상방향으로 이동된 후 실내를 유동하면서 배출구쪽을 향해 이동하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동가이드(15)는 오목하게 만곡되어진 소정폭을 가진 장방형 띠의 곡면 형태로서, 주 냉각핀(10)을 구성하는 수직한 방향으로 이격 병렬 배치되어 있는 다수개의 핀 사이 및 양측 최외각 핀 외측면에 구비된다. 유동가이드가 공기를 받는 방향으로 오목하게 만곡되어진 장방형 띠의 곡면 형태를 지니고 있어서 실외공기(31)가 상부 냉각핀(12)에 접촉하면서 유동가이드를 따라 자연스럽게 상방향으로 유동하게 되고 이때 상승하는 공기는 냉각 및 제습되는 효과를 갖게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 유동가이드(15)는 소정치수를 가진 다수개의 경사면이 상하 이격배열 및 전후 이격배열되어 형성된 보조 냉각핀(16)으로 형성되거나, 유동가이드(15)에 별도로 보조 냉각핀(16)을 더 구비할 수 있다. 이때, 보조 냉각핀(16)을 구성하는 다수개의 경사면은 유입된 공기가 상방향으로 흐르도록 경사져 있으며, 공기는 보조 냉각핀을 거쳐 이동하면서 접촉하는 상부 냉각핀 및 보조 냉각핀에 의해 공기 온도가 더욱 하강된 냉각 공기가 된다.
도 4에는, 보조 냉각핀(16)이 상부 냉각핀에 형성된 것만을 도시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며, 하부 냉각핀에도 형성될 수 있다. 물론, 하부 냉각핀에는 경사면 각도가 없거나 매우 작게 구성할 수도 있다.
이와 같이 주 냉각핀(10)의 이격되어 구성된 다수개의 핀과 그 사이 사이에 형성된 유동가이드(15), 또는 유동가이드(15)와 보조 냉각핀(16)에 의해, 유입된 실외공기 및 실내공기는 냉각핀 사이사이를 통과하는 것이 용이할 뿐만 아니라, 공기와 냉각핀과의 접촉면적이 넓어지게 되어 공기의 냉각이 훨씬 효율적으로 이루어지게 된다.
또한, 주 냉각핀(10)의 하부 냉각핀(14)은 실내공기 유입로(R)와 가변플랩(20) 사이에 위치되도록 구비되어, 자동차 내부로부터 유입된 실내공기(32)가 하부 냉각핀(14)을 거쳐 이동하면서 냉각된 실내공기(32c)가 되도록 한다.
이때, 냉각된 실내공기(32c)는 일부는 주 냉각핀(10)을 따라 상방향으로 이동하면서 온도가 더 하강하게 되고, 온도가 하강한 실내공기(32c)는 냉각된 실외공기(31c)와 합류하여 이동하게 된다. 또한, 냉각된 실내공기(32c)의 다른 일부는 가변플랩(20)을 거쳐 전진이동하며 배터리팩의 내부를 관통하도록 구성되어, 냉각된 실내공기에 의해 배터리팩의 내부는 직접냉각되게 된다.
여기서, 가변플랩(20)은 실내공기(32)가 유입되는 실내공기 유입로(R)와 배터리팩(50)을 연결하는 통로에 설치되어, 주 냉각핀(10)의 하부 냉각핀(14)을 거치면서 냉각된 실내공기(32c)가 배터리팩(50) 방향으로 전진이동은 가능하되 후진이동은 방지하도록 제어한다. 또한, 가변플랩은, 실내공기의 유입량을 증가시키면 유동제어 가변플랩이 빠르게 회전하고, 실내공기의 유입량을 감소시키면 유동제어 가변플랩이 느리게 회전함으로써, 배터리팩으로의 실내공기 유입량을 제어하는 역할을 수행한다.
이와 같이, 자동차 내부로 유입되는 실외공기(31)는 배터리 냉각수단의 주 냉각핀(10)의 상부 냉각핀(12)을 거치면서 냉각되고, 냉각된 실외공기(31c)는 이동하면서 배터리팩의 외부를 간접냉각시킨 후 데워진 실외공기(31w)는 배출구쪽으로 이동하여 배출된다. 또한, 자동차 내부의 실내공기(32)는 배터리 냉각수단의 주 냉각핀(10)의 하부 냉각핀(14)을 거치면서 냉각되고, 냉각된 실내공기(32c)의 일부는 냉각핀을 따라 상방향으로 이동하면서 온도가 더 하강하고 온도가 하강한 실내공기(32c)는 냉각된 실외공기(31c)와 합류하여 이동한다. 또한, 냉각된 실내공기(32c)의 다른 일부는 가변플랩(20)을 거쳐 전진이동하며 배터리팩의 내부를 관통하면서 배터리팩의 내부를 직접냉각시킨 후 데워진 실내공기(32w)는 배출구쪽으로 이동하여 배출되는 것이다.
본 발명의 실시예에서, 상부 냉각핀(12)을 직각삼각형 형태로 구성하여, 공기가 받는 저항을 최소화하면서 실외공기가 상부 냉각핀의 상단으로 자연스럽게 상승할 수 있도록 하고, 또한 공기가 이동하면서 냉각핀과의 열교환이 활발하도록 접촉면적을 높여 충분히 냉각 및 제습이 될 수 있도록 하였으나, 이와 같은 형태에 국한되는 것은 아니며 여타 주변 부품의 형태에 따라서 또는 효율을 극대화할 수 있는 형태로 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
하부 냉각핀(14) 또한 공기흐름에 방해가 되지 않고, 충분히 냉각 및 제습을 할 수 있는 형태로써 도시된 형태에 국한되지 않고 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 보조 냉각핀(16)의 다수개의 경사면은, 자연스러운 공기흐름을 위해 그 각도가 10~70°가 바람직하나 이에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 경사면의 각도를 열마다 다양하게 변화시키거나 변형배치하여 공기가 자연스럽게 흐르면서도 냉각핀과의 접촉면적이 크고 접촉시간이 길도록 구성배치할 수 있다.
여기서, 상부, 하부 및 보조 냉각핀은 열전달 효율이 높은 금속재가 바람직하고, 유동가이드는 냉각핀과 같은 열전달 금속재를 사용하거나 또는, 플라스틱과 같은 고분자재료를 사용하여도 무방하다. 물론, 이와 같은 재료에 국한되는 것은 아니며, 열전달 효율이 높은 다양한 재질이 이용될 수 있다.
또한, 실내공기 유입로(R)는 하부 냉각핀을 지나 배터리팩까지 연통되도록 구비되어 있으며, 유입로를 통해 실내공기가 유입되어 냉각된 후 냉각된 실내공기가 배터리팩까지 이동하게 된다.
또한, 자동차 실외공기의 온도가 충분히 낮아서 배터리팩을 냉각하는 것이 용이하다면, 실외공기를 이용하여 냉각하는 비율을 실내공기를 이용하여 냉각하는 비율에 비하여 상대적으로 크게 하고, 실외공기의 온도가 높거나 또는 비로 인하여 습도가 높다면, 실내공기의 냉각 비율을 증대시켜 운용함으로써, 상황과 환경에 맞게 유기적으로 제어할 수 있다.
또한, 실외공기가 고온이거나 우천시에는 자동차 사용자들이 통상적으로 에어컨을 사용하게 되므로, 실내공기의 비중이 커지게 되고, 또한 하부 냉각핀과 상부 냉각핀 간의 열전달로 인하여 실외공기의 제습 및 냉각효과가 증대되는 효과가 있게된다. 이를 통하여 우천시 또는 고온 등의 여러 외기 환경에서도 효율적으로 배터리를 냉각시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치는 도 1에 도시된 바와 같이 자동차 실외공기를 받아들이는 상부 냉각핀 전방에 곤충 및 기타 큰 이물질의 유입을 방지할 수 있는 가림막이 설치될 수 있으며, 이 가림막에 온도 및 습도 등을 측정할 수 있는 센서가 부착될 수 있다. 온도 및 습도 등을 체크할 수 있는 센서는 냉각되기 전의 실외공기를 측정하는 것이므로 가림막에 한정하여 부착되는 것이 아님은 자명하다.
또한, 자동차 실내공기의 온도 및 습도 등을 측정하는 센서는 실내공기 유입로에 부착되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 냉각되기 전의 실내공기의 온도 및 습도 등을 측정할 수 있는 곳에 배치하는 것이 바람직하다.
이와 같은 센서들을 통하여 자동차 외부의 실외공기와 실내공기의 유입비율을 결정하고 구동할 수 있는 자동 제어 시스템이 구비되어 있음은 물론이다.
본 발명의 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치는 실외공기의 원활한 공급 및 공기의 흐름을 위해서 배터리팩의 앞부분, 즉 자동차의 전진방향에 설치되는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
10 : 주 냉각핀 12 : 상부 냉각핀
14 : 하부 냉각핀 15 : 유동가이드
16 : 보조 냉각핀 20 : 가변 플랩
30 : 공기 31 : 실외공기
31c : 냉각된 실외공기 31w :데워진 실외공기
32 : 실내공기 32c : 냉각된 실내공기
32w : 데워진 실내공기 50: 배터리팩

Claims (8)

  1. 배터리 공조장치에 있어서,
    자동차 내부로 유입되는 실외공기(31) 및 자동차 내부의 실내공기(32)의 유동을 제어하고 냉각시켜 자동차에 구비된 배터리팩의 내부는 직접냉각시키고 상기 배터리팩의 외부는 간접냉각시키는 배터리 냉각수단;을 포함하여 구성되고,
    상기 배터리 냉각수단은,
    주 냉각핀(10);
    상기 주 냉각핀(10)이 상부 냉각핀과 하부 냉각핀으로 구분되도록 상기 주 냉각핀(10)에 구비되어 상기 실외공기(31)의 흐름을 가이드하는 유동가이드(15); 및
    상기 실내공기(32)의 흐름 통로에 구비되어 실내공기의 유동을 제어하는 가변플랩(20);를 포함하여 구성되며,
    상기 가변플랩(20)은 상기 실내공기(32)가 유입되는 실내공기 유입로(R)와 배터리팩(50)을 연결하는 통로에 설치되어, 상기 주 냉각핀(10)의 하부 냉각핀을 거치면서 냉각된 실내공기가 배터리팩(50) 방향으로 전진이동은 가능하되 후진이동은 방지하도록 제어하고, 상기 실내공기(32)의 유입량을 증가시키면 상기 가변플랩(20)이 빠르게 회전하고, 상기 실내공기(32)의 유입량을 감소시키면 상기 가변플랩(20)이 느리게 회전하는 것을 특징으로 하는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 주 냉각핀(10)은 다수개의 핀이 수직한 방향으로 소정의 이격거리를 가지고 병렬 배치되며, 상기 다수개의 핀 사이 및 양측 최외각 핀 외측면에는 상기 유동가이드(15)가 결합되어 있고,
    상기 주 냉각핀(10)은 상기 유동가이드(15)를 기준으로 상부 냉각핀(12)과 하부 냉각핀(14)으로 구분되는 것을 특징으로 하는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 하부 냉각핀(14)은 실내공기 유입로(R)와 상기 가변플랩(20) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 유동가이드(15)는 유입된 공기를 상방향으로 이동시키도록 오목하게 만곡되어진 장방형의 곡면 형태인 것을 특징으로 하는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 유동가이드(15)는 소정치수를 가진 다수개의 경사면이 상하 이격배열 및 전후 이격배열되어 형성된 보조 냉각핀(16)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치.
  7. 삭제
  8. 제1 항, 제3 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동차 내부로 유입되는 실외공기(31)는 상기 배터리 냉각수단의 주 냉각핀(10)의 상부 냉각핀(12)을 거치면서 냉각되고, 냉각된 실외공기(31c)는 이동하면서 배터리팩의 외부를 간접냉각시킨 후 데워진 실외공기(31w)는 배출구쪽으로 이동하며,
    상기 자동차 내부의 실내공기(32)는 상기 배터리 냉각수단의 주 냉각핀(10)의 하부 냉각핀(14)을 거치면서 냉각되고, 냉각된 실내공기(32c)의 일부는 냉각핀을 따라 상방향으로 이동하면서 온도가 더 하강하고 온도가 하강한 실내공기(32c)는 냉각된 실외공기(31c)와 합류하여 이동하며, 냉각된 실내공기(32c)의 다른 일부는 가변플랩(20)을 거쳐 전진이동하며 배터리팩의 내부를 관통하면서 배터리팩의 내부를 직접냉각시킨 후 데워진 실내공기(32w)는 배출구쪽으로 이동하는 것을 특징으로 하는 능동형 실내외 냉각공기 복합 유동제어 방식의 배터리공조장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112133984B (zh) * 2020-10-16 2022-11-25 山东国金汽车制造有限公司 一种新能源汽车电池仓温控系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100293A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Mitsubishi Electric Corp 冷却フィン及び冷却構造
JP2009147107A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Toyota Motor Corp 冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法
JP2009238697A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Mitsubishi Motors Corp 車両用バッテリ冷却装置
KR101518931B1 (ko) 2013-11-26 2015-05-11 현대자동차 주식회사 차량용 가변 흡기 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3050051B2 (ja) * 1994-08-03 2000-06-05 日産自動車株式会社 電気自動車における空調装置及び同装置を備えた電気自動車
JP3653848B2 (ja) * 1996-03-05 2005-06-02 株式会社デンソー 車両用空調装置
JP2006143183A (ja) * 2004-10-18 2006-06-08 Denso Corp 車両用バッテリ冷却装置
KR101779048B1 (ko) 2011-11-24 2017-09-18 한온시스템 주식회사 차량용 배터리 냉각장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100293A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Mitsubishi Electric Corp 冷却フィン及び冷却構造
JP2009147107A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Toyota Motor Corp 冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法
JP2009238697A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Mitsubishi Motors Corp 車両用バッテリ冷却装置
KR101518931B1 (ko) 2013-11-26 2015-05-11 현대자동차 주식회사 차량용 가변 흡기 시스템

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