KR102172433B1 - Water cooling device for Battery module and Battery Pack having the device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수냉식 배터리모듈용 수냉장치 및 이를 구비한 배터리팩에 관한 것이다. 이는, 배터리셀을 내장하며 그 일측에 냉각수 유입파이프와 유출파이프가 구비되어 있는 수냉식 단위서브모듈에 결합한 상태로 상기 단위서브모듈의 내부로 냉각수를 순환시키는 것으로서, 플레이트의 형태를 취하며, 상기 유입파이프가 끼워지는 다수의 유입파이프삽입구멍과, 상기 유출파이프가 끼워지는 다수의 유출파이프삽입구멍과, 외부로부터 공급된 냉각수를 상기 유입파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유입파이프측으로 유도하는 유입수유로와, 상기 유출파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유출파이프를 통해 빠져나온 냉각수를 받아 외부로 유도하는 배출수유로가 형성되어 있는 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 구비되며 단위서브모듈을 베이스플레이트에 고정시키는 고정부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 수냉식 배터리모듈용 수냉장치는, 단위서브모듈에 대한 장착이 용이하며 장착을 위해 사용되는 부품수가 작아 조립성이 좋고, 특히 단위서브모듈마다의 유입파이프와 유출파이프의 위치가 약간씩 다르더라도 정상적인 조립이 가능하며, 냉각수통로가 외부로 돌출되지 않아 체적효율이 좋다.The present invention relates to a water cooling device for a water-cooled battery module and a battery pack having the same. This is to circulate the cooling water into the unit sub-module in a state coupled to a water-cooled unit sub-module that has a built-in battery cell and has a cooling water inlet pipe and an outlet pipe on one side thereof, taking the form of a plate, and A plurality of inlet pipe insertion holes into which pipes are inserted, a plurality of outlet pipe insertion holes into which the outflow pipe is inserted, and an inlet water passage for guiding cooling water supplied from the outside to the inlet pipe side inserted in the inlet pipe insertion hole, the A base plate having a discharge water passage for receiving the cooling water discharged through the outlet pipe inserted in the outlet pipe insertion hole and guiding it to the outside; It is provided on the base plate and includes a fixing portion for fixing the unit sub-module to the base plate.
The water cooling device for a water-cooled battery module of the present invention made as described above is easy to mount to a unit sub-module and has good assembly properties due to a small number of parts used for mounting. In particular, the location of the inlet pipe and outlet pipe for each unit sub-module Even if is slightly different, normal assembly is possible and the volumetric efficiency is good because the cooling water passage does not protrude to the outside.

Description

수냉식 배터리모듈용 수냉장치 및 이를 구비한 배터리팩{Water cooling device for Battery module and Battery Pack having the device}Water cooling device for battery module and battery pack having the same

본 발명은 수냉식 배터리모듈용 수냉장치 및 이를 구비한 배터리팩에 관한 것이다.The present invention relates to a water cooling device for a water-cooled battery module and a battery pack having the same.

이차전지는 일차전지와 달리 충방전이 가능하다는 편리성이 있어, 각종 모바일 기기의 전원에서부터 전기자동차나 하이브리드차량 등의 동력원으로 많은 주목을 받고 있다. Unlike primary batteries, secondary batteries have the convenience of being able to charge and discharge, and are attracting much attention as a power source for electric vehicles and hybrid vehicles, as well as power sources for various mobile devices.

이러한 이차전지를 사용하는 애플리케이션은 이차전지의 장점으로 인해 더욱더 다양화되고 있으며, 전지의 종류 또한 그에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 보다 콤팩트하고 강력한 파워를 출력할 수 있게 개발되고 있다. 예컨대 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 타입의 이차전지는 출력이 좋아, 복수개를 직렬로 연결하여 전기자동차나 하이브리드차량의 모터 구동에 사용된다.Applications using such secondary batteries are becoming more and more diversified due to the advantages of secondary batteries, and the types of batteries are being developed to output more compact and powerful power so as to provide appropriate output and capacity. For example, a type of secondary battery using a high energy density non-aqueous electrolyte has good output and is used to drive a motor of an electric vehicle or a hybrid vehicle by connecting a plurality of them in series.

전기자동차나 하이브리드차량에 적용되는 전지모듈은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결하여 모듈화 시킨 이른바 중대형 이차 전지팩으로서 적용되고 있다. 상기 이차 전지팩의 크기와 중량은 매우 중요한 요소로서 기술의 발전에 따라 점차 소형 경량화 되고 있다.Battery modules applied to electric vehicles or hybrid vehicles are being applied as so-called mid- to large-sized secondary battery packs in which a number of battery cells are electrically connected and modularized due to the need for high output and large capacity. The size and weight of the secondary battery pack are very important factors and are gradually becoming smaller and lighter with the development of technology.

상기한 이차 전지팩은, 케이스 내에 다수의 전지셀들을 적층시켜 수납하고 이를 전기적으로 연결한 구성을 가진다. 특히 사용 중 전지셀들의 과충전, 과방전, 과전류, 발열, 연쇄적인 부반응에 의한 발화 또는 폭발을 방지하기 위하여, 상기 케이스의 외부에는 단위전지들의 전압, 전류, 온도 등을 검출하고 전지의 작동을 제어하는 제어장치와 냉각장치 등이 구비된다.The secondary battery pack described above has a configuration in which a plurality of battery cells are stacked and accommodated in a case and electrically connected thereto. In particular, in order to prevent fire or explosion due to overcharging, overdischarging, overcurrent, heat generation, and chain side reactions of the battery cells during use, the external of the case detects the voltage, current, temperature, etc. of the unit cells and controls the operation of the battery. A control device and a cooling device are provided.

상기 냉각장치로서 공랭식이 주로 적용되어 왔으나, 장치의 구조와 크기 대비 냉각효율이 좋지 못하기 때문에 근래에는, 수냉식 냉각장치가 많이 적용되고 있다.Air-cooling has been mainly applied as the cooling device, but in recent years, water-cooled cooling devices have been widely applied because the cooling efficiency is poor compared to the structure and size of the device.

도 1 및 도 2는 종래 수냉식 배터리팩(11) 및 상기 배터리팩에 적용되는 수냉장치의 구조 및 문제점을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining the structure and problems of the conventional water-cooled battery pack 11 and a water cooling device applied to the battery pack.

도시한 바와같이, 다수의 단위서브모듈(13)로 적층 구성된 배터리팩에 수냉장치로서의 매니폴드(19)가 장착된다. As shown, a manifold 19 as a water cooling device is mounted on a battery pack stacked by a plurality of unit sub-modules 13.

상기 단위서브모듈(13)은 두 개의 배터리셀과 쿨링플레이트와 파티션으로 구성된 것으로서, 다수개가 적층되어 하나의 배터리팩(11)을 이룬다. 또한 각 단위서브모듈(13)의 내부에는 냉각수를 통과시키기 위한 냉각수 유로가 마련되어 있고, 일측단면(가령, 하단면부)에는 상기 냉각수유로와 연결되는 유입파이프(15a) 및 유출파이프(15b)와 다수의 고정너트부(17)를 구비한다.The unit sub-module 13 is composed of two battery cells, a cooling plate, and a partition, and a plurality of them are stacked to form one battery pack 11. In addition, a cooling water flow path for passing the cooling water is provided inside each unit submodule 13, and a plurality of inlet pipes 15a and 15b that are connected to the cooling water flow path at one end surface (for example, the bottom surface) are provided. It is provided with a fixing nut portion (17).

상기 유입파이프(15a)는 외부로부터 공급된 냉각수를 단위서브모듈의 내부로 유입하는 입구이고, 유출파이프(15b)는 단위서브모듈을 통과한 냉각수를 배출하는 통로이다.The inlet pipe (15a) is an inlet through which cooling water supplied from the outside flows into the unit sub-module, and the outlet pipe (15b) is a passage through which the cooling water passed through the unit sub-module is discharged.

또한 상기 고정너트부(17)는, 상기 유입파이프(15a)와 유출파이프(15b)를 사이에 두고 대칭 배치되어 있는 매립형 너트로서 볼트(21)와 결합한다.In addition, the fixing nut part 17 is a buried nut symmetrically arranged with the inlet pipe 15a and the outlet pipe 15b interposed therebetween, and is coupled to the bolt 21.

한편, 상기 배터리셀(11)에 냉각수를 분배 공급하기 위한 수냉장치로서 적용되는 매니폴드(19)는, 상기 단위서브모듈(13)의 두께방향으로 연장되며 내부에 유로가 형성되어 있고 양측부에 다수의 볼트브라켓(19b)으 갖는 본체(19e)와, 상기 본체(19e)의 내부통로에 연통하는 유출입포트(19a)로 이루어진다.On the other hand, the manifold 19, which is applied as a water cooling device for distributing and supplying cooling water to the battery cells 11, extends in the thickness direction of the unit sub-module 13, has flow paths formed therein, and It consists of a main body 19e having a plurality of bolt brackets 19b, and an outlet port 19a communicating with the inner passage of the main body 19e.

하나의 배터리팩(11)은 유입측과 유출측에 대응 배치되며, 일측 매니폴드로 들어간 냉각수는 타측 매니폴드를 통해 배출된다.One battery pack 11 is disposed to correspond to the inlet side and the outlet side, and the coolant entering one manifold is discharged through the other manifold.

여하튼 상기 본체(19e)에는 다수의 파이프시일(19c)이 구비되어 있다. 상기 파이프시일(19c)은 합성수지로 제작된 연질부재로서 상기 유입파이프(15a)와 유출파이프(15b)를 그 내부로 받아들여 밀폐된다. 상기 유입파이프(15a)와 유출파이프(15b)는 본체(19e)의 내부로 삽입되되 그 외주면이 파이프시일(19c)과 밀착하며 밀폐를 이룬다.In any case, the main body 19e is provided with a plurality of pipe seals 19c. The pipe seal 19c is a soft member made of synthetic resin and is sealed by receiving the inlet pipe 15a and the outlet pipe 15b therein. The inflow pipe 15a and the outflow pipe 15b are inserted into the body 19e, but their outer circumferential surfaces are in close contact with the pipe seal 19c and are sealed.

그런데 상기한 구성을 갖는 종래의 수냉장치는, 단위서브모듈(13)을 적층하여 배터리팩(11)으로 먼저 제작한 상태로, 배터리팩으로부터 돌출된 유입파이프(15a) 및 유출파이프(15b)에 매니폴드(19)를 고정하는 방식으로서 조립에 많은 어려움이 있었다.However, in the conventional water cooling apparatus having the above configuration, the unit sub-modules 13 are stacked to form the battery pack 11 first, and the inlet pipe 15a and the outlet pipe 15b protruding from the battery pack As a method of fixing the manifold 19, there were many difficulties in assembly.

배터리팩(11)에 매니폴드(19)를 조립하기 위해서는, 각각의 유입파이프(15a) 및 유출파이프(15b)에 파이프시일(19c)을 일대일로 맞춘 상태로, 매니폴드(19)를 배터리팩(11)측으로 강하게 압입하여 가장착한 후 볼트(21)로 고정하여야 하는데, 이러한 일련의 작업을 수행함에 있어서 생산성이 매우 좋지 않은 것이다.In order to assemble the manifold 19 to the battery pack 11, the manifold 19 is attached to the battery pack with the pipe seal 19c aligned one-to-one with the inlet pipe 15a and the outlet pipe 15b. After strongly press-fitting to the (11) side and fixing it with bolts 21, productivity is not very good in performing such a series of operations.

가령, 단위서브모듈의 적층수가 늘어날수록, 파이프시일(19c) 내부로 유입파이프(15a)와 유출파이프(15b)를 압입하는데 많은 물리적 힘이 필요하다. For example, as the number of stacked unit sub-modules increases, more physical force is required to press-fit the inlet pipe 15a and the outlet pipe 15b into the pipe seal 19c.

또한, 배터리팩(11)에 있어서, 상기 유입파이프(15a)와 유출파이프(15b)들이 정확히 일렬로 정렬되지 않은 경우에는 조립 자체가 불가능하다. 이럴때는 배터리팩(11)을 해체 후 단위서브모듈(13)을 재조립해야 하는데 재조립 후에도 정렬상태가 좋지 않은 경우가 대부분이다.In addition, in the battery pack 11, if the inflow pipes 15a and the outflow pipes 15b are not correctly aligned, assembly itself is impossible. In this case, after disassembling the battery pack 11, the unit sub-module 13 must be reassembled, but even after reassembly, the alignment is not good in most cases.

정렬상태가 불량한 상태에서 매니폴드(19)를 강제로 압입할 경우에는, 상기 파이프시일(19c)이 찢어지거나 손상되어 해당 매니폴드(19)를 폐기해야 한다. When the manifold 19 is forcibly pressed in in a state of poor alignment, the pipe seal 19c is torn or damaged, and the manifold 19 must be discarded.

아울러 각각의 고정너트부(17)에 볼트브라켓(19)을 대응시킨 후 볼트(21)로 일일이 체결해야 하는데 이 또한 매우 번거로운 일이다. 하나의 단위서브모듈 당 네 개소의 고정너트부(17)가 있으므로, 예컨대 6개의 단위서므보듈(13)로 구성된 배터리팩(11)이라면 매니폴드(19)를 조립하기 위해서는 24개의 볼트(21)가 필요하고 24번의 볼팅 작업이 수행되어야 하는 것이다.In addition, after matching the bolt brackets 19 to each of the fixing nut portions 17, the bolts 21 must be fastened one by one, which is also very cumbersome. Since there are four fixing nut parts 17 per unit submodule, for example, if the battery pack 11 is composed of 6 unit sumbo modules 13, 24 bolts 21 are required to assemble the manifold 19. Is required and 24 bolting operations have to be performed.

이에 더하여 상기 매니폴드(19)가 배터리팩(11)의 외부로 돌출되어 있으므로, 실질적인 배터리팩의 체적효율이 좋지 않다는 단점도 있다.In addition, since the manifold 19 protrudes to the outside of the battery pack 11, there is also a disadvantage in that the volume efficiency of the battery pack is not good.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 창출한 것으로서, 단위서브모듈에 대한 장착이 용이하며 장착을 위해 사용되는 부품수가 작아 조립성이 좋고, 특히 단위서브모듈마다의 유입파이프와 유출파이프의 위치가 약간씩 다르더라도 정상적인 조립이 가능하며, 냉각수통로가 외부로 돌출되지 않아 체적효율이 좋은 수냉식 배터리모듈용 수냉장치 및 이를 구비한 배터리팩을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been created to solve the above problems, and it is easy to mount to a unit sub-module, and the number of parts used for mounting is small, and assembly is good. In particular, the position of the inlet pipe and outlet pipe for each unit sub-module is slightly It is an object to provide a water cooling device for a water-cooled battery module and a battery pack having the same, which can be assembled normally even if they are different, and the cooling water passage does not protrude to the outside.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수냉식 배터리모듈용 수냉장치는, 배터리셀을 내장하며 그 일측에 냉각수 유입파이프와 유출파이프가 구비되어 있는 수냉식 단위서브모듈에 결합한 상태로 상기 단위서브모듈의 내부로 냉각수를 순환시키는 것으로서, 플레이트의 형태를 취하며, 상기 유입파이프가 끼워지는 다수의 유입파이프삽입구멍과, 상기 유출파이프가 끼워지는 다수의 유출파이프삽입구멍과, 외부로부터 공급된 냉각수를 상기 유입파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유입파이프측으로 유도하는 유입수유로와, 상기 유출파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유출파이프를 통해 빠져나온 냉각수를 받아 외부로 유도하는 배출수유로가 형성되어 있는 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 구비되며 단위서브모듈을 베이스플레이트에 고정시키는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The water cooling device for a water-cooled battery module according to the present invention for achieving the above object includes a battery cell and is coupled to a water-cooled unit sub-module provided with a cooling water inlet pipe and an outlet pipe on one side of the unit sub-module. As for circulating cooling water, the inlet pipe takes the form of a plate, and includes a plurality of inlet pipe insertion holes into which the inlet pipe is inserted, a plurality of outlet pipe insertion holes into which the outlet pipe is inserted, and cooling water supplied from the outside into the inlet pipe. A base plate having an inlet water passage leading to the inlet pipe inserted in the insertion hole, and a discharge water passage leading to the outside by receiving the coolant flowing out through the outlet pipe inserted in the outlet pipe insertion hole; It is provided on the base plate and characterized in that it comprises a fixing portion for fixing the unit sub-module to the base plate.

또한, 상기 베이스플레이트는 사각판의 형태를 취하며, 상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍은, 베이스플레이트의 상면에 위치하되 베이스플레이트의 중앙부를 가운데 두고 반대편에 일직선으로 배열 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the base plate takes the form of a square plate, and the inlet pipe insertion hole and the outlet pipe insertion hole are located on the upper surface of the base plate, but are arranged in a straight line on the opposite side with the center of the base plate in the center. do.

또한, 상기 고정부는; 베이스플레이트의 상면에 구비되되, 단위서브모듈의 폭만큼 이격되어 베이스플레이트에 장착된 단위서브모듈의 양측면을 지지하는 지지벽부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixing part; It is provided on the upper surface of the base plate, characterized in that it comprises a support wall portion for supporting both side surfaces of the unit sub-module mounted on the base plate is spaced apart by the width of the unit sub-module.

아울러, 상기 단위서브모듈의 양측면에는 선형돌기부가 형성되어 있고, 상기 지지벽부에는, 상기 베이스플레이트에 대한 단위서브모듈의 안착시 상기 선형돌기부를 수용하며 안착을 유도하는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, linear protrusions are formed on both sides of the unit sub-module, and guide grooves are formed on the support wall to accommodate the linear protrusions and induce seating when the unit sub-module is seated on the base plate. .

또한, 상기 단위서브모듈의 양측면에는 암나사구멍이 형성되어 있고, 상기 지지벽부에는, 베이스플레이트에 안착된 단위서브모듈의 암나사구멍에 대응하며, 볼트를 통과시켜, 볼트가 상기 암나사구멍에 결합하게 하는 다수의 관통구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, female screw holes are formed on both sides of the unit sub-module, and the support wall portion corresponds to the female screw hole of the unit sub-module seated on the base plate, and passes the bolt to allow the bolt to be coupled to the female screw hole. It is characterized in that a plurality of through holes are formed.

또한, 상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍의 내부에는, 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍에 끼워진 상태의 유입파이프 및 유출파이프의 외주면에 밀착하며 수밀을 유지하는 파이프시일이 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, in the interior of the inflow pipe insertion hole and the outflow pipe insertion hole, the inflow pipe in a state inserted into the inflow pipe insertion hole and the outflow pipe insertion hole, and a pipe seal that adheres to the outer peripheral surface of the outflow pipe and maintains watertightness is further provided. It is characterized.

또한, 상기 유입수유로와 유출수유로는 베이스플레이트의 저면에 형성되며, 상기 유입수유로와 유출수유로의 외부에는, 외부로부터 공급된 냉각수를 유입수유로 내부로 유도하는 유입포트와, 상기 유출수유로에 유입되어 있는 냉각수를 유출수유로 외부로 배출하는 유출포트가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet water passage and the outlet water passage are formed on the bottom of the base plate, and outside the inlet water passage and the outlet water passage, an inlet port for guiding the cooling water supplied from the outside into the inlet water passage, and an inlet port flowing into the outlet water passage. It characterized in that it is further provided with an outlet port for discharging the cooling water to the outside through the outflow water flow.

또한, 상기 베이스플레이트의 저면에는, 상기 유입포트와 유출포트가 베이스플레이트의 외부로 돌출되는 것을 차단하기 위하여, 유입포트와 유출포트를 그 내부에 수용하는 포트설치홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, at the bottom of the base plate, in order to block the inlet port and the outlet port from protruding to the outside of the base plate, a port installation groove for receiving the inlet port and the outlet port therein is formed. .

아울러, 상기 배출수유로 및 유입수유로는 베이스플레이트에 대해 착탈 가능한 밀폐커버에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge channel and the inflow channel are sealed by a sealing cover detachable from the base plate.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리팩은, 배터리셀을 내장하며 그 일측에 냉각수 유입파이프와 유출파이프가 구비되어 있는 다수의 단위서브모듈로 구성되어 있는 적층체와; 상기 적층체와 결합한 상태로 각 단위서브모듈의 내부로 냉각수를 순환시키는 것으로서, 플레이트의 형태를 취하며, 상기 유입파이프가 끼워지는 다수의 유입파이프삽입구멍과, 상기 유출파이프가 끼워지는 다수의 유출파이프삽입구멍과, 외부로부터 공급된 냉각수를 상기 유입파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유입파이프측으로 유도하는 유입수유로와, 상기 유출파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유출파이프를 통해 빠져나온 냉각수를 받아 외부로 유도하는 배출수유로가 형성되어 있는 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 구비되며 상기 적층체를 베이스플레이트에 고정시키는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery pack of the present invention for achieving the above object includes a stack comprising a plurality of unit sub-modules having built-in battery cells and having a cooling water inlet pipe and an outlet pipe on one side thereof; A plurality of inlet pipe insertion holes in which the inlet pipe is inserted, and a plurality of outlets into which the outlet pipe is inserted, which circulates cooling water into the interior of each unit sub-module in a combined state with the stacked body. A pipe insertion hole and an inlet water passage that guides the cooling water supplied from the outside to the inlet pipe side inserted into the inlet pipe insertion hole, and the discharged water that receives the cooling water exiting through the outlet pipe inserted in the outlet pipe insertion hole and guides it to the outside. A base plate in which a flow path is formed; It is provided on the base plate and characterized in that it comprises a fixing portion for fixing the laminate to the base plate.

또한, 상기 베이스플레이트는 사각판의 형태를 취하며, 상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍은, 베이스플레이트의 상면에 위치하되 베이스플레이트의 중앙부를 가운데 두고 반대편에 일직선으로 배열 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the base plate takes the form of a square plate, and the inlet pipe insertion hole and the outlet pipe insertion hole are located on the upper surface of the base plate, but are arranged in a straight line on the opposite side with the center of the base plate in the center. do.

또한, 상기 고정부는; 베이스플레이트의 상면에 구비되되, 단위서브모듈의 폭만큼 이격되어 베이스플레이트에 장착된 단위서브모듈의 양측면을 지지하는 지지벽부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixing part; It is provided on the upper surface of the base plate, characterized in that it comprises a support wall portion for supporting both side surfaces of the unit sub-module mounted on the base plate is spaced apart by the width of the unit sub-module.

또한, 상기 단위서브모듈의 양측면에는 선형돌기부가 형성되어 있고, 상기 지지벽부에는, 상기 베이스플레이트에 대한 단위서브모듈의 안착시 상기 선형돌기부를 수용하며 안착을 유도하는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, linear protrusions are formed on both sides of the unit sub-module, and guide grooves are formed in the support wall to accommodate the linear protrusions and induce seating when the unit sub-module is mounted on the base plate. .

아울러, 상기 단위서브모듈의 양측면에는 암나사구멍이 형성되어 있고, 상기 지지벽부에는, 베이스플레이트에 안착된 단위서브모듈의 암나사구멍에 대응하며, 볼트를 통과시켜, 볼트가 상기 암나사구멍에 결합하게 하는 다수의 관통구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, female screw holes are formed on both sides of the unit sub-module, and the support wall portion corresponds to the female screw hole of the unit sub-module seated on the base plate, and passes the bolt to allow the bolt to be coupled to the female screw hole. It is characterized in that a plurality of through holes are formed.

또한, 상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍의 내부에는, 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍에 끼워진 상태의 유입파이프 및 유출파이프의 외주면에 밀착하며 수밀을 유지하는 파이프시일이 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, in the interior of the inflow pipe insertion hole and the outflow pipe insertion hole, the inflow pipe in a state inserted into the inflow pipe insertion hole and the outflow pipe insertion hole, and a pipe seal that adheres to the outer peripheral surface of the outflow pipe and maintains watertightness is further provided. It is characterized.

또한, 상기 유입수유로와 유출수유로는 베이스플레이트의 저면에 형성되며, 상기 유입수유로와 유출수유로의 외부에는, 외부로부터 공급된 냉각수를 유입수유로 내부로 유도하는 유입포트와, 상기 유출수유로에 유입되어 있는 냉각수를 유출수유로 외부로 배출하는 유출포트가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet water passage and the outlet water passage are formed on the bottom of the base plate, and outside the inlet water passage and the outlet water passage, an inlet port for guiding the cooling water supplied from the outside into the inlet water passage, and an inlet port flowing into the outlet water passage. It characterized in that it is further provided with an outlet port for discharging the cooling water to the outside through the outflow water flow.

또한, 상기 베이스플레이트의 저면에는, 상기 유입포트와 유출포트가 베이스플레이트의 외부로 돌출되는 것을 차단하기 위하여, 유입포트와 유출포트를 그 내부에 수용하는 포트설치홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, at the bottom of the base plate, in order to block the inlet port and the outlet port from protruding to the outside of the base plate, a port installation groove for receiving the inlet port and the outlet port therein is formed. .

또한, 상기 배출수유로 및 유입수유로는 베이스플레이트에 대해 착탈 가능한 밀폐커버에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge water passage and the inflow water passage are sealed by a sealing cover detachable from the base plate.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary meaning, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 수냉식 배터리모듈용 수냉장치는, 단위서브모듈에 대한 장착이 용이하며 장착을 위해 사용되는 부품수가 작아 조립성이 좋고, 특히 단위서브모듈마다의 유입파이프와 유출파이프의 위치가 약간씩 다르더라도 정상적인 조립이 가능하며, 냉각수통로가 외부로 돌출되지 않아 체적효율이 좋다.The water cooling device for a water-cooled battery module of the present invention made as described above is easy to mount to a unit sub-module and has good assembly properties due to a small number of parts used for mounting. In particular, the location of the inlet pipe and outlet pipe for each unit sub-module Even if is slightly different, normal assembly is possible and the volumetric efficiency is good because the cooling water passage does not protrude to the outside.

도 1 및 도 2는 배터리팩에 적용되는 종래 수냉장치의 구조 및 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 배터리모듈용 수냉장치가 구비된 배터리팩을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 상기 도 3에 도시한 수냉장치를 뒤집어 도시한 도립 사시도이다.
도 5는 상기 도 3에 도시한 단위서브모듈과 수냉장치의 결합구조를 나타내 보인 일부 확대 단면도이다.1 and 2 are views for explaining the structure and problems of a conventional water cooling apparatus applied to a battery pack.
3 is an exploded perspective view showing a battery pack equipped with a water cooling device for a water-cooled battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an inverted perspective view showing the water cooling device shown in FIG. 3 upside down.
5 is a partially enlarged cross-sectional view showing a coupling structure between the unit sub-module and the water cooling device shown in FIG. 3.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.In the present specification, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are to have the same number as possible, even if they are indicated on different drawings.

또한, "제 1", "제 2", "일 측", "타 측" 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. In addition, terms such as “first”, “second”, “one side”, and “other side” are used to distinguish one component from another component, and the component is It is not limited.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 배터리모듈용 수냉장치(35)가 구비된 배터리팩(31)을 도시한 분해 사시도이다. 또한 도 4는 도 3에 도시한 수냉장치를 뒤집어 도시한 도립 사시도이다.3 is an exploded perspective view showing the battery pack 31 provided with a water cooling device 35 for a water-cooled battery module according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 4 is an inverted perspective view showing the water cooling device shown in Figure 3 upside down.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 배터리팩(31)은, 다수의 수냉식 단위서브모듈(33)로 구성된 적층체(32)와, 상기 적층체(32)에 결합하며 각 단위서브모듈(33) 내부로 냉각수를 순환시키는 수냉장치(35)를 포함한다.As shown, the battery pack 31 according to the present embodiment includes a stack 32 composed of a plurality of water-cooled unit sub-modules 33, and is coupled to the stack 32 and each unit sub-module 33 ) It includes a water cooling device 35 for circulating coolant inside.

상기 단위서브모듈(33)은 다수의 배터리셀(미도시)과 쿨링플레이트(미도시)와 파티션(미도시)을 포함하여 구성된 것으로서, 그 하부에 유입파이프(33c)와 유출파이프(33d)를 갖는다. 상기 단위서브모듈(33)의 내부에, 상기 유입파이프(33c) 및 유출파이프(33d)에 연통하며 냉각수가 통과하는 유로가 형성되어 있음은 물론이다. 상기 단위서브모듈(33) 자체의 구성은 도 1에 도시한 단위서브모듈(13)과 같다.The unit submodule 33 includes a plurality of battery cells (not shown), a cooling plate (not shown), and a partition (not shown), and includes an inlet pipe 33c and an outlet pipe 33d under the unit. Have. It goes without saying that inside the unit sub-module 33, a flow path that communicates with the inlet pipe 33c and the outlet pipe 33d and passes the cooling water is formed. The configuration of the unit sub module 33 itself is the same as the unit sub module 13 shown in FIG. 1.

또한 상기 각 단위서브모듈(33)의 양측면에는 선형돌기부(33a)와 암나사구(33b)가 위치한다. 상기 선형돌기부(33a)는 도면상 수직방향으로 연장된 돌출부로서, 단위서브모듈(33)을 수냉장치(35)에 안착할 때, 가이드홈(39b)에 삽입되어 지지되는 부분이다.In addition, a linear protrusion 33a and a female screw hole 33b are positioned on both side surfaces of each of the sub-modules 33. The linear protrusion 33a is a protrusion extending in the vertical direction in the drawing, and is a part that is inserted and supported in the guide groove 39b when the unit sub-module 33 is mounted on the water cooling device 35.

이와같이 선형돌기부(33a)가 가이드홈(39b)에 끼워진 상태로 하강하므로, 베이스플레이트(37)에 단위서브모듈(33)의 정위치가 매우 간편하고 신속하다. 하나의 단위서브모듈(33)만 설치하더라도 단위서브모듈(33)이 앞뒤로 기울어질 염려가 없다. 상기 가이드홈(39b)은 단위서브모듈(33)의 하강을 가이드하여, 단위서브모듈(33)을 정해진 위치로 유도하는 지그(jig)의 역할을 하는 것이다.In this way, since the linear protrusion 33a descends while being fitted in the guide groove 39b, the positioning of the unit submodule 33 on the base plate 37 is very simple and quick. Even if only one unit sub-module 33 is installed, there is no fear that the unit sub-module 33 is tilted back and forth. The guide groove 39b serves as a jig for guiding the unit sub-module 33 to a predetermined position by guiding the unit sub-module 33 to descend.

또한, 암나사구(33b)는 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 구멍으로서, 수냉장치(35)에 단위서브모듈(33)을 안착한 상태에서 관통구멍(39a)에 대향하며, 관통구멍(39a)을 통과한 볼트(21)와 결합한다. 상기 관통구멍(39a)은 지지벽부(39)에 형성되어 있는 구멍이다. In addition, the female screw hole 33b is a hole in which a female thread is formed on its inner circumferential surface, and faces the through hole 39a while the unit submodule 33 is seated in the water cooling device 35, and the through hole 39a is formed. It is combined with the passed bolt (21). The through hole 39a is a hole formed in the support wall portion 39.

이와같이, 몇 개의 볼트(21)를 이용하여, 지지벽부(39)에 단위서브모듈(33)을 볼팅 결합함으로써, 적층체(32)에 대한 수냉장치(35)의 결합이 강력하게 유지될 수 있다. 차량에 적용된 배터리팩의 경우 운행 중 진동을 그대로 받는데, 어떤 패턴의 진동이나 충격이 들어오더라도 단위서브모듈(33)의 안정적인 위치가 유지될 수 있는 것이다.In this way, by bolting the unit sub-module 33 to the support wall part 39 using several bolts 21, the coupling of the water cooling device 35 to the stacked body 32 can be strongly maintained. . In the case of a battery pack applied to a vehicle, vibration is received as it is during operation, and a stable position of the unit sub-module 33 can be maintained even if a vibration or shock of any pattern comes in.

경우에 따라, 상기 볼트(21)를 적용하지 않고, 별도의 고정용 커버나 브라켓 또는 프레임 등을 적용할 수 도 있음은 당연하다.In some cases, it is natural that the bolt 21 may not be applied, and a separate fixing cover, bracket, or frame may be applied.

한편, 상기 각 단위서브모듈(33)의 도면상 하단 양측에 구비되어 있는 유입파이프(33c)와 유출파이프(33d)는, 단위서브모듈(33)의 수직 하부로 연장 돌출되어 있다. 이와같이 유입파이프(33c)와 유출파이프(33d)가 단위서브모듈(33)의 하부로 연장되어 있으므로, 단위서브모듈(33)을 수냉장치(35)의 베이스플레이트(37)에 안착하면, 유입파이프(33c)는 유입파이프삽입구멍(37a)에, 유출파이프(33d)는 유출파이프삽입구멍(37b)에 자동으로 끼워진다.On the other hand, the inlet pipe (33c) and outlet pipe (33d) provided on both sides of the lower in the drawing of each of the sub-modules 33 extend to the vertical lower portion of the unit sub-module 33 protrudes. In this way, since the inlet pipe (33c) and the outlet pipe (33d) extend to the lower portion of the unit sub-module 33, when the unit sub-module 33 is seated on the base plate 37 of the water cooling device 35, the inlet pipe Reference numeral 33c is automatically fitted in the inlet pipe insertion hole 37a, and the outlet pipe 33d is automatically fitted in the outlet pipe insertion hole 37b.

상기 수냉장치(35)는, 각 단위서브모듈(33)과 결합한 상태로 단위서브모듈(33)의 내부로 냉각수를 순환시키는 것으로서, 베이스플레이트(37)와 지지벽부(39)를 구비한다.The water cooling device 35 is configured to circulate cooling water into the unit sub-module 33 in a state coupled to each unit sub-module 33, and includes a base plate 37 and a support wall portion 39.

상기 베이스플레이트(37)는 일정두께를 갖는 사각판의 형태를 취하며, 상면(37f) 양측에 유입파이프삽입구멍(37a)과 유출파이프삽입구멍(37b)을 갖는다. 상기 유입파이프삽입구멍(37a)은 유입파이프(33c)가 끼워지는 구멍으로서 다수개가 한 줄로 배열되어 있다. 또한 유출파이프삽입구멍(37b)은 유입파이프삽입구멍(37a)의 반대편에 형성된 관통구로서 다수 개가 한 줄로 배열되어 있다. 상기 유입파이프삽입구멍(37a)을 연결하는 가상의 라인과 유출파이프삽입구멍(37b)을 연결하는 가상의 라인은 상호 평행하다.The base plate 37 takes the shape of a square plate having a predetermined thickness, and has inlet pipe insertion holes 37a and outlet pipe insertion holes 37b on both sides of the upper surface 37f. The inlet pipe insertion hole 37a is a hole into which the inlet pipe 33c is inserted, and a plurality of the inlet pipe insertion holes 37a are arranged in a row. In addition, the outlet pipe insertion hole 37b is a through hole formed on the opposite side of the inflow pipe insertion hole 37a, and a plurality of the outlet pipe insertion holes 37a are arranged in a row. The virtual line connecting the inlet pipe insertion hole 37a and the virtual line connecting the outlet pipe insertion hole 37b are parallel to each other.

또한 도 4에 도시한 바와같이, 상기 베이스플레이트(37)의 저면에는 유입수유로(37d)와 배출수유로(37k)가 형성되어 있다. 당연히, 상기 유입수유로(37d)와 배출수유로(37k)는 서로에 대해 격리되어 있다.In addition, as shown in Fig. 4, an inlet water passage 37d and a discharge water passage 37k are formed on the bottom of the base plate 37. Naturally, the inlet water passage 37d and the discharge water passage 37k are isolated from each other.

아울러, 상기 유입수유로(37d)의 내부 영역에는 유입파이프삽입구멍(37a)이 포함된다. 따라서 상기 유입파이프삽입구멍(37a)에 끼워진 유입파이프(33c)의 단부는, 유입수유로(37d)의 내부로 진입한 상태로 유입수유로(37d)에 공급되어 있는 냉각수를 받아들인다.In addition, an inflow pipe insertion hole 37a is included in the inner region of the inflow water passage 37d. Accordingly, the end of the inlet pipe 33c inserted into the inlet pipe insertion hole 37a receives the cooling water supplied to the inlet water passage 37d while entering the inlet water passage 37d.

마찬가지로 상기 배출수유로(37k)의 내부영역에는 상기 유출파이프(33d)가 삽입되는 유출파이프삽입구멍(37b)이 포함된다. 상기 유출파이프(33d)는 도 5에 도시한 바와같이, 유출파이프삽입구멍(37b)에 끼워진 상태로, 순환을 마친 냉각수를 배출수유로(37k)로 내려보낸다.Similarly, an outlet pipe insertion hole 37b into which the outlet pipe 33d is inserted is included in the inner region of the discharge water passage 37k. As shown in Fig. 5, the outlet pipe 33d is inserted into the outlet pipe insertion hole 37b, and the cooling water after circulation is lowered to the discharge water passage 37k.

특히 상기 유입파이프삽입구멍(37a)과 유출파이프삽입구멍(37b)의 내부에는 파이프시일(도 5의 45)이 구비되어 있다. 상기 파이프시일(45)은 유입파이프(33c) 및 유출파이프(33d)의 외주면에 밀착하며 수밀을 유지하는 역할을 한다. 상기 파이프시일(45)로서 내열성을 가진 연질고무나 실리콘을 적용할 수 있으며 보다 구체적으로는 에틸렌프로필렌고무(EPDM) 등을 적용할 수 있다.In particular, a pipe seal (45 in FIG. 5) is provided inside the inlet pipe insertion hole 37a and the outlet pipe insertion hole 37b. The pipe seal 45 is in close contact with the outer circumferential surfaces of the inlet pipe 33c and the outlet pipe 33d and serves to maintain watertightness. As the pipe seal 45, a soft rubber or silicone having heat resistance may be applied, and more specifically, ethylene propylene rubber (EPDM) or the like may be applied.

도 5는 상기 도 3에 도시한 단위서브모듈(33)과 수냉장치(35)의 결합구조를 나타내보인 일부 확대 단면도이다. 도 5에서는 유출파이프(33d)측만 도시하였지만, 반대편 유입파이프(33c)측 구성도 동일하다.5 is a partially enlarged cross-sectional view showing a coupling structure between the unit sub-module 33 and the water cooling device 35 shown in FIG. 3. In FIG. 5, only the outlet pipe 33d side is shown, but the configuration on the opposite side inlet pipe 33c is also the same.

도시한 바와같이, 상기 유출파이프삽입구멍(37b)의 내주면에 지지턱(37g)이 형성되어 있고, 상기 지지턱(37g)에 시일부(51)가 설치되어 있다. 상기 시일부(51)는 상부가 벌어진 원통형 금속부쉬(47)와, 상기 금속부위(47)를 감싸는 파이프시일(45)로 구성된 것으로서, 그 내부로 유출파이프(33d)를 통과시킨다. As shown, a support jaw (37g) is formed on an inner circumferential surface of the outlet pipe insertion hole (37b), and a seal portion (51) is provided in the support jaw (37g). The seal part 51 is composed of a cylindrical metal bush 47 with an open top and a pipe seal 45 surrounding the metal part 47, and passes an outlet pipe 33d therein.

상기 금속부쉬(47)는 상부로 벌어져 상기 유출파이프(33d)의 삽입을 자연스럽게 가이드한다. 아울러 금속부쉬(47)의 상단 테두리부는 지지턱(37g)에 안착된 상태로 고정된다. 상기 금속부위(47)의 고정방식은 일반적인 고정방식을 따른다.The metal bush 47 opens upward and naturally guides the insertion of the outlet pipe 33d. In addition, the upper edge portion of the metal bush 47 is fixed in a state seated on the support jaw 37g. The fixing method of the metal part 47 follows a general fixing method.

또한 상기 파이프시일(45)은 금속부쉬(47)를 감싼 상태로 하부로 연장되며, 그 내주면으로 유출파이프(33d)의 외주면을 탄력 가압한다. 즉, 상기 파이프시일(45)은, 삽입구멍(37b)내에 유출파이프(33d)의 삽입시 반지름방향으로 늘어난 상태로 유출파이프(33d)의 외주면에 밀착한다. 이와같이 유출파이프(33d)의 외주면이 파이프시일(45)에 밀착하고, 또한 파이프시일(45) 자체의 탄성력에 의해, 유출파이프(33d)의 외주면과 파이프시일(45)의 사이로 냉각수가 빠질 염려가 없다.In addition, the pipe seal 45 extends downward while enclosing the metal bush 47, and elastically presses the outer circumferential surface of the outlet pipe 33d with the inner circumferential surface thereof. That is, when the outlet pipe 33d is inserted into the insertion hole 37b, the pipe seal 45 is in close contact with the outer peripheral surface of the outlet pipe 33d in an elongated radial direction. In this way, the outer circumferential surface of the outflow pipe (33d) is in close contact with the pipe seal (45), and due to the elastic force of the pipe seal (45) itself, there is a fear that the cooling water may escape between the outer circumferential surface of the outflow pipe (33d) and the pipe seal (45). none.

위에 언급하였지만, 유입파이프삽입구멍(37a)에도 동일한 파이프시일(45)이 동일한 고정방식으로 고정되어 있다.As mentioned above, the same pipe seal 45 is fixed to the inlet pipe insertion hole 37a by the same fixing method.

다시 도 4로 돌아와 설명을 계속하기로 한다.Returning to FIG. 4 again, the description will be continued.

상기 유입수유로(37d)와 배출수유로(37k)는 베이스플레이트(37)의 하부로 개방되어 있고 밀폐커버(43)에 의해 밀폐된다. 상기 밀폐커버(43)는 투광성 커버로서, 유입수유로(37d) 및 유출수유로(37k)의 테두리부 상단에 형성되어 있는 걸림턱(37e)에 결합함으로써 유입수유로(37d)와 배출수유로(37k)를 밀폐한다. The inlet water passage 37d and the discharge water passage 37k are open to the lower portion of the base plate 37 and are closed by a sealing cover 43. The sealing cover 43 is a translucent cover, and is coupled to the engaging protrusion 37e formed on the upper edge of the inlet water passage 37d and the outlet water passage 37k, so that the inlet water passage 37d and the discharge water passage 37k ) Is sealed.

상기 밀폐커버(43)로서 강화유리나 아크릴이나 투광성 합성수지를 적용할 수 도 있지만, 필요에 따라 금속판을 적용할 수 도 있다.Tempered glass, acrylic, or translucent synthetic resin may be applied as the sealing cover 43, but a metal plate may be applied if necessary.

아울러, 상기 베이스플레이트(37)의 저면에는 포트설치홈(37c)이 마련되어 있다. 상기 포트설치홈(37c)은 두 개가 이격 배치되며 각각의 내부에 유입포트(41a)와 유출포트(41b)를 갖는다. In addition, a port installation groove 37c is provided on the bottom of the base plate 37. Two of the port installation grooves 37c are spaced apart and each has an inlet port 41a and an outlet port 41b.

상기 포트설치홈(37c)은, 유입포트(41a)와 유출포트(41b)가 베이스플레이트(37)의 외부로 돌출되지 않도록 마련한 것이다. 이와같이 유입포트(41a)와 유출포트(41b)가 베이스플레이트(37)의 내측 영역에 포함되므로 그만큼 체적효율이 좋다.The port installation groove (37c) is provided so that the inlet port (41a) and the outlet port (41b) do not protrude to the outside of the base plate (37). In this way, since the inlet port 41a and the outlet port 41b are included in the inner region of the base plate 37, the volumetric efficiency is good.

상기 유입포트(41a)는 외부로부터 공급된 냉각수를 유입수유로(37d)로 도입하는 튜브이다. 냉각수는 유입포트(41a)를 통해 유입수유로(37d)의 내부공간을 채운 후, 유입파이프삽입구멍(37a)의 내부로 삽입되어 있는 유입파이프(33c)로 들어간다.The inlet port 41a is a tube for introducing cooling water supplied from the outside into the inlet water passage 37d. The cooling water fills the inner space of the inflow water passage 37d through the inflow port 41a, and then enters the inflow pipe 33c inserted into the inflow pipe insertion hole 37a.

또한 유출포트(41b)는 배출수유로(37k) 내부로 내려와있는, 냉각을 마친 냉각수를 외부로 유도하는 통로이다. In addition, the outlet port 41b is a passage for guiding the cooled cooling water to the outside, which is lowered into the discharge water passage 37k.

결국 상기한 바와같이 이루어지는 본 실시예에 따른 배터리팩(31)은, 단위서브모듈(33)을 단위서브모듈(33) 단위로 수냉장치(35)에 장착할 수 있으므로, 설치가 매우 간편함은 물론 사용되는 부품수가 적어 조립이 용이하다.As a result, the battery pack 31 according to the present embodiment made as described above can be mounted on the water cooling device 35 in units of the unit sub-module 33, so that installation is very simple, as well as It is easy to assemble as the number of parts used is small.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As described above, the present invention has been described in detail through specific embodiments, but this is for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and those of ordinary skill in the art within the technical scope of the present invention It is clear that the transformation or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications to changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

11:배터리백 13:단위서브모듈 15a:유입파이프
15b:유출파이프 17:고정너트부 19:매니폴드
19a:유출입포트 19b:볼트브라켓 19c:파이프시일
19e:본체 21:볼트 31:배터리팩
32:적층체 33:단위서브모듈 33a:선형돌기부
33b:암나사구 33c:유입파이프 33d:유출파이프
35:수냉장치 37:베이스플레이트 37a:유입파이프삽입구멍
37b:유출파이프삽입구멍 37c:포트설치홈 37d:유입수유로
37e:걸림턱 37f:상면 37g:지지턱
37k:배출수유로 39:지지벽부 39a:관통구멍
39b:가이드홈 41a:유입포트 41b:유출포트
43:밀폐커버 45:파이프시일 47:금속부쉬
51:시일부11: Battery bag 13: Unit sub module 15a: Inlet pipe
15b: outflow pipe 17: fixing nut 19: manifold
19a: Outflow port 19b: Bolt bracket 19c: Pipe seal
19e: main body 21: bolt 31: battery pack
32: laminate 33: unit submodule 33a: linear projection
33b: female threaded port 33c: inlet pipe 33d: outflow pipe
35: water cooling device 37: base plate 37a: inlet pipe insertion hole
37b: Outflow pipe insertion hole 37c: Port installation groove 37d: Inflow water channel
37e: Jamming jaw 37f: Top surface 37g: Support jaw
37k: discharge channel 39: support wall portion 39a: through hole
39b: guide groove 41a: inlet port 41b: outlet port
43: sealing cover 45: pipe seal 47: metal bush
51: Part of the seal

Claims (18)

배터리셀을 내장하며 그 일측에 냉각수 유입파이프와 유출파이프를 구비한 수냉식 단위서브모듈 내부로 냉각수를 순환시키는 것으로서,
소정의 두께를 갖는 플레이트의 형태를 취하며, 상기 수냉식 단위서브모듈을 지지하고 상기 단위서브모듈의 내부로 냉각수의 순환을 돕는 베이스플레이트와;
상기 베이스플레이트에 구비되며 단위서브모듈을 베이스플레이트에 고정시키는 고정부;를 포함하는데,
상기 베이스플레이트는,
상기 유입파이프가 끼워지도록 하나 이상의 상기 단위서브모듈을 지지하는 상면에 일렬로 배열된 다수의 유입파이프삽입구멍과;
상기 유출파이프가 끼워지도록 하나 이상의 상기 단위서브모듈을 지지하는 상면에 일렬로 배열된 다수의 유출파이프삽입구멍;
상기 다수의 유입파이프삽입구멍과 유체연통가능하도록 저면에 형성되되, 외부로부터 공급된 냉각수를 상기 유입파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유입파이프측으로 유도하는 유입수유로; 및
상기 다수의 유출파이프삽입구멍과 유체연통가능하도록 저면에 형성되되, 상기 유출파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유출파이프를 통해 빠져나온 냉각수를 받아 외부로 유도하는 배출수유로;를 형성하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.A built-in battery cell and circulating cooling water into a water-cooled unit sub-module with a cooling water inlet pipe and an outlet pipe on one side thereof,
A base plate taking the shape of a plate having a predetermined thickness, supporting the water-cooled unit sub-module and helping to circulate the coolant into the unit sub-module;
Includes; a fixing part provided on the base plate and fixing the unit sub-module to the base plate,
The base plate,
A plurality of inlet pipe insertion holes arranged in a line on an upper surface supporting one or more unit sub-modules to fit the inlet pipe;
A plurality of outlet pipe insertion holes arranged in a row on an upper surface supporting one or more unit sub-modules to fit the outlet pipe;
An inlet water passage formed on a bottom surface to allow fluid communication with the plurality of inlet pipe insertion holes, and for guiding cooling water supplied from the outside to the inlet pipe side inserted in the inlet pipe insertion hole; And
A water-cooled type characterized in that it forms a discharge water passage that is formed on a bottom surface to allow fluid communication with the plurality of outlet pipe insertion holes and guides the cooling water to the outside through the outlet pipe inserted in the outlet pipe insertion hole. Water cooling device for battery module. 제 1항에 있어서,
상기 베이스플레이트는 사각판의 형태를 취하며,
상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍은, 베이스플레이트의 상면에 위치하되 베이스플레이트의 중앙부를 가운데 두고 반대편에 일직선으로 배열 위치하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 1,
The base plate takes the shape of a square plate,
The water cooling device for a water-cooled battery module, wherein the inlet pipe insertion hole and the outlet pipe insertion hole are located on an upper surface of the base plate, and are arranged in a straight line on opposite sides with a center portion of the base plate in the center. 제 2항에 있어서,
상기 고정부는;
베이스플레이트의 상면에 구비되되, 단위서브모듈의 폭만큼 이격되어 베이스플레이트에 장착된 단위서브모듈의 양측면을 지지하는 지지벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 2,
The fixing part;
A water cooling device for a water-cooled battery module, which is provided on an upper surface of the base plate and includes support wall portions that are spaced apart by a width of the unit sub-module and support both sides of the unit sub-module mounted on the base plate. 제 3항에 있어서,
상기 단위서브모듈의 양측면에는 선형돌기부가 형성되어 있고,
상기 지지벽부에는,
상기 베이스플레이트에 대한 단위서브모듈의 안착시 상기 선형돌기부를 수용하며 안착을 유도하는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 3,
Linear protrusions are formed on both sides of the unit sub-module,
In the support wall portion,
A water cooling device for a water-cooled battery module, characterized in that a guide groove for receiving the linear protrusion and inducing the seating is formed when the unit sub-module is seated on the base plate. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 단위서브모듈의 양측면에는 암나사구가 형성되어 있고,
상기 지지벽부에는,
베이스플레이트에 안착된 단위서브모듈의 암나사구에 대응하며, 볼트를 통과시켜, 볼트가 상기 암나사구에 결합하게 하는 다수의 관통구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 3 or 4,
Female screw holes are formed on both sides of the unit sub-module,
In the support wall portion,
A water cooling device for a water-cooled battery module, characterized in that a plurality of through-holes are formed corresponding to the female screw holes of the unit sub-module seated on the base plate, and allow the bolt to pass through the bolt to be coupled to the female screw hole. 제 1항에 있어서,
상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍의 내부에는,
유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍에 끼워진 상태의 유입파이프 및 유출파이프의 외주면에 밀착하며 수밀을 유지하는 파이프시일이 더 구비된 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 1,
Inside the inflow pipe insertion hole and the outflow pipe insertion hole,
A water cooling device for a water-cooled battery module, characterized in that further comprising a pipe seal that closely adheres to the outer circumference of the inlet pipe and the outlet pipe in a state inserted into the inlet pipe insertion hole and the outlet pipe insertion hole and maintains watertightness. 제 2항에 있어서,
상기 유입수유로와 유출수유로는 베이스플레이트의 저면에 형성되며,
상기 유입수유로와 유출수유로의 외부에는,
외부로부터 공급된 냉각수를 유입수유로 내부로 유도하는 유입포트와,
상기 유출수유로에 유입되어 있는 냉각수를 유출수유로 외부로 배출하는 유출포트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 2,
The inflow channel and the outflow channel are formed on the bottom of the base plate,
Outside of the inflow channel and the outflow channel,
An inlet port that guides the cooling water supplied from the outside into the inlet water passage,
A water cooling device for a water-cooled battery module, further comprising an outlet port for discharging the coolant flowing into the outlet water passage to the outside. 제 7항에 있어서,
상기 베이스플레이트의 저면에는,
상기 유입포트와 유출포트가 베이스플레이트의 외부로 돌출되는 것을 차단하기 위하여, 유입포트와 유출포트를 그 내부에 수용하는 포트설치홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 7,
On the bottom of the base plate,
A water cooling device for a water-cooled battery module, characterized in that a port installation groove for accommodating the inlet port and the outlet port is formed therein to block the inlet port and the outlet port from protruding to the outside of the base plate. 제 7항에 있어서,
상기 배출수유로 및 유입수유로는 베이스플레이트에 대해 착탈 가능한 밀폐커버에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리모듈용 수냉장치.The method of claim 7,
The water cooling device for a water-cooled battery module, characterized in that the discharge water passage and the inlet water passage are sealed by a sealing cover detachable from the base plate. 배터리셀을 내장하며 그 일측에 냉각수 유입파이프와 유출파이프를 구비한 하나 이상의 단위서브모듈로 구성되어 있는 적층체와;
소정의 두께를 갖는 플레이트의 형태를 취하며, 상기 적층체를 지지한 상태로 각 단위서브모듈의 내부로 냉각수의 순환을 돕는 베이스플레이트와;
상기 베이스플레이트에 구비되며 상기 적층체를 베이스플레이트에 고정시키는 고정부를; 포함하는데,
상기 베이스플레이트는,
상기 유입파이프가 끼워지도록 하나 이상의 상기 단위서브모듈을 지지하는 상면에 일렬로 배열된 다수의 유입파이프삽입구멍과;
상기 유출파이프가 끼워지도록 하나 이상의 상기 단위서브모듈을 지지하는 상면에 일렬로 배열된 다수의 유출파이프삽입구멍;
상기 다수의 유입파이프삽입구멍과 유체연통가능하도록 저면에 형성되되, 외부로부터 공급된 냉각수를 상기 유입파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유입파이프측으로 유도하는 유입수유로; 및
상기 다수의 유출파이프삽입구멍과 유체연통가능하도록 저면에 형성되되, 상기 유출파이프삽입구멍에 끼워져 있는 유출파이프를 통해 빠져나온 냉각수를 받아 외부로 유도하는 배출수유로;를 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.A laminate comprising one or more unit sub-modules having a built-in battery cell and having a cooling water inlet pipe and an outlet pipe on one side thereof;
A base plate that takes the form of a plate having a predetermined thickness and helps circulate coolant into each unit sub-module while supporting the stacked body;
A fixing portion provided on the base plate and fixing the stacked body to the base plate; Including,
The base plate,
A plurality of inlet pipe insertion holes arranged in a line on an upper surface supporting one or more unit sub-modules to fit the inlet pipe;
A plurality of outlet pipe insertion holes arranged in a row on an upper surface supporting one or more unit sub-modules to fit the outlet pipe;
An inlet water passage formed on a bottom surface to allow fluid communication with the plurality of inlet pipe insertion holes, and for guiding cooling water supplied from the outside to the inlet pipe side inserted in the inlet pipe insertion hole; And
A battery characterized in that it forms a discharge water passage which is formed on a bottom surface so as to be in fluid communication with the plurality of outlet pipe insertion holes, and guides the cooling water to the outside through the outlet pipe inserted in the outlet pipe insertion hole. pack. 제 10항에 있어서,
상기 베이스플레이트는 사각판의 형태를 취하며,
상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍은, 베이스플레이트의 상면에 위치하되 베이스플레이트의 중앙부를 가운데 두고 반대편에 일직선으로 배열 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 10,
The base plate takes the shape of a square plate,
The inflow pipe insertion hole and the outflow pipe insertion hole are located on the upper surface of the base plate, and the battery pack is arranged in a straight line on opposite sides with a center portion of the base plate in the center. 제 11항에 있어서,
상기 고정부는;
베이스플레이트의 상면에 구비되되, 단위서브모듈의 폭만큼 이격되어 베이스플레이트에 장착된 단위서브모듈의 양측면을 지지하는 지지벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 11,
The fixing part;
A battery pack comprising: a support wall portion provided on an upper surface of the base plate and spaced apart by a width of the unit sub-module to support both side surfaces of the unit sub-module mounted on the base plate. 제 12항에 있어서,
상기 단위서브모듈의 양측면에는 선형돌기부가 형성되어 있고,
상기 지지벽부에는,
상기 베이스플레이트에 대한 단위서브모듈의 안착시 상기 선형돌기부를 수용하며 안착을 유도하는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 12,
Linear protrusions are formed on both sides of the unit sub-module,
In the support wall portion,
A battery pack, characterized in that, when the unit sub-module is seated on the base plate, a guide groove is formed to receive the linear protrusion and induce the seating. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 단위서브모듈의 양측면에는 암나사구가 형성되어 있고,
상기 지지벽부에는,
베이스플레이트에 안착된 단위서브모듈의 암나사구에 대응하며, 볼트를 통과시켜, 볼트가 상기 암나사구에 결합하게 하는 다수의 관통구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 12 or 13,
Female screw holes are formed on both sides of the unit sub-module,
In the support wall portion,
A battery pack, characterized in that a plurality of through-holes are formed corresponding to the female screw holes of the unit sub-module seated on the base plate, and through which the bolts are passed and the bolts are coupled to the female screw holes. 제 10항에 있어서,
상기 유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍의 내부에는,
유입파이프삽입구멍과 유출파이프삽입구멍에 끼워진 상태의 유입파이프 및 유출파이프의 외주면에 밀착하며 수밀을 유지하는 파이프시일이 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 10,
Inside the inflow pipe insertion hole and the outflow pipe insertion hole,
A battery pack, characterized in that it further comprises a pipe seal that closely adheres to the outer circumference of the inlet pipe and the outlet pipe in a state inserted into the inlet pipe insertion hole and the outlet pipe insertion hole and maintains watertightness. 제 11항에 있어서,
상기 유입수유로와 유출수유로는 베이스플레이트의 저면에 형성되며,
상기 유입수유로와 유출수유로의 외부에는,
외부로부터 공급된 냉각수를 유입수유로 내부로 유도하는 유입포트와,
상기 유출수유로에 유입되어 있는 냉각수를 유출수유로 외부로 배출하는 유출포트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 11,
The inflow channel and the outflow channel are formed on the bottom of the base plate,
Outside of the inflow channel and the outflow channel,
An inlet port that guides the cooling water supplied from the outside into the inlet water passage,
A battery pack, characterized in that further comprising an outlet port for discharging the coolant flowing into the outlet water passage to the outside of the outlet water passage. 제 16항에 있어서,
상기 베이스플레이트의 저면에는,
상기 유입포트와 유출포트가 베이스플레이트의 외부로 돌출되는 것을 차단하기 위하여, 유입포트와 유출포트를 그 내부에 수용하는 포트설치홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 16,
On the bottom of the base plate,
In order to block the inflow port and the outflow port from protruding to the outside of the base plate, a port installation groove for accommodating the inflow port and the outflow port is formed therein. 제 16항에 있어서,
상기 배출수유로 및 유입수유로는 베이스플레이트에 대해 착탈 가능한 밀폐커버에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.The method of claim 16,
The battery pack, characterized in that the discharge water passage and the inflow water passage are sealed by a sealing cover detachable from the base plate.
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