KR20090055055A - Battery cooling system of hybrid electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량에 탑재되어 차량을 구동시키기 위한 전기모터의 구동전력을 제공하는 고전압 배터리의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cooling apparatus of a hybrid vehicle, and more particularly, to a cooling apparatus of a high voltage battery provided in a hybrid vehicle to provide driving power of an electric motor for driving a vehicle.
일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분 경우는 가솔린이나 디젤 등의 연료를 사용하는 엔진과 전기모터(구동모터)에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)라 부르고 있다.In general, a hybrid vehicle in a broad sense means driving the vehicle efficiently by combining two or more different power sources, but in most cases, a driving force by an engine and an electric motor (drive motor) using fuel such as gasoline or diesel. Means a vehicle to obtain, it is called a hybrid electric vehicle (HEV).
상기한 하이브리드 전기 차량에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 고전압 배터리가 필수적으로 장착되는데, 상기 배터리는 차량 운행 중에 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다. The hybrid electric vehicle is essentially equipped with a high-voltage battery that provides the driving power of the electric motor, the battery will supply the necessary power while repeatedly charging / discharging while driving the vehicle.
자동차의 경우 지역, 온도, 습도, 공기압 등 운행 환경의 변화가 매우 심하며, 실제 환경에서의 배터리 충/방전은 실험실 조건에서의 배터리 충/방전 효율과는 상이하다.In the case of automobiles, changes in the driving environment such as area, temperature, humidity, and air pressure are very severe, and battery charging / discharging in a real environment is different from battery charging / discharging efficiency under laboratory conditions.
일반적으로 저온/고온에서 배터리의 충/방전 효율은 저하되고, 습도가 높은 환경에서는 충/방전 효율이 저하되는 것으로 알려져 있다.In general, it is known that the charge / discharge efficiency of a battery is lowered at a low temperature / high temperature, and that the charge / discharge efficiency is lowered at a high humidity environment.
따라서, 배터리 온도를 최적 성능을 발휘할 수 있는 일정 온도 범위로 유지하는 것이 필요한데, 하이브리드 차량에서 사용되는 고전압 배터리는 사용 중에 온도가 상승하고, 최적의 작동온도는 상온이다. Therefore, it is necessary to maintain the battery temperature in a constant temperature range capable of exhibiting optimal performance. The high voltage battery used in the hybrid vehicle has a high temperature during use, and the optimum operating temperature is room temperature.
이를 위해 배터리 시스템에는 배터리 온도 조절장치를 구비하고 있으며, 이는 차량 실내공기를 유입시켜 온도가 상승한 배터리를 냉각시키는 것에 주된 목적이 있는 것이다. To this end, the battery system is equipped with a battery temperature control device, which has a main purpose to cool the battery temperature rises by introducing the indoor air of the vehicle.
첨부한 도 1은 트렁크룸 내에 장착되는 통상적인 배터리 시스템의 일 예를 도시한 사시도로서, 도면상에 도시하지는 않았으나 배터리 어셈블리(2)의 메인 덕트(3) 내부에는 배터리 팩 모듈(배터리 유닛)이 내장된다.1 is a perspective view showing an example of a conventional battery system mounted in the luggage compartment, although not shown in the drawing, a battery pack module (battery unit) is provided inside the
또한 메인 덕트(3)의 입구쪽에는 차량 실내공기를 유입시키기 위해 차량 실내 공조덕트와 연결되는 인렛 덕트(4)가, 출구쪽에는 메인 덕트(3) 내부를 통과한 공기를 외부 배출하기 위한 아울렛 덕트(5)가 설치된다.Also, an inlet duct 4 connected to the vehicle air conditioning duct is provided at the inlet side of the
상기 아울렛 덕트(5)에는 공기를 흡입하여 메인 덕트(3) 내에 공기유동을 발생시키는 전동팬(6)이 설치되는데, 전동팬(6)이 구동되면서 차량 실내 공조덕트로부터 인렛 덕트(4)를 통해 유입된 공기가 화살표 방향으로 시스템 내부(메인 덕트 내부)를 통과하면서 배터리 팩 모듈을 냉각시키고, 이후 아울렛 덕트(5)를 거쳐 차량 외부로 배출되게 된다. The outlet duct 5 is provided with an
그러나, 메인 덕트(3), 인렛 덕트(4) 및 아울렛 덕트(5), 전동팬(6)을 포함하여 구성되는 종래의 배터리 냉각장치는 배터리 시스템을 일정 온도 범위로 유지시키기 위해 차량 실내공기를 유입하여 배터리의 온도를 낮추고 배터리와 열교환한 실내공기를 아울렛 덕트를 통해 밖으로 배출하는 시스템으로서, 전동팬을 사용하여 차량 실내공기를 흡입하는 동시에 열교환된 공기를 배출하는 구조로 되어 있다.. However, conventional battery coolers comprising a main duct (3), an inlet duct (4) and an outlet duct (5), and an electric fan (6) allow the vehicle air to be maintained in order to maintain the battery system in a certain temperature range. It is a system that lowers the temperature of the battery by flowing in and exhausts the indoor air heat exchanged with the battery through the outlet duct, and is configured to inhale the indoor air of the vehicle using an electric fan and to discharge the heat exchanged air.
하지만, 효율이 중요시되는 하이브리드 차량에서 배터리를 냉각하기 위한 전동팬의 모터를 구동시키는 것은 차량의 연비를 낮게 만든다. However, in a hybrid vehicle where efficiency is important, driving a motor of an electric fan for cooling the battery lowers the fuel economy of the vehicle.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 배터리에 접촉된 열전달 매체인 흡열플레이트, 상기 흡열플레이트에 접촉된 열전달 매체인 히트파이프 모듈, 상기 히터파이프에 설치된 열방출 매체인 방열플레이트를 구비하여 배터리의 열을 상기 방열플레이트를 통해 차량 주행시 발생하는 차량 하부 공기 흐름으로 외부 방출하도록 구성됨으로써, 높은 소비전력을 가지는 기존의 전동팬 모터를 구동하지 않고도 효율적인 배터리 냉각을 구현할 수 있는 하이브리드 차량의 배터리 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the heat absorbing plate which is a heat transfer medium in contact with the battery, the heat pipe module is a heat transfer medium in contact with the heat absorbing plate, the heat dissipation medium which is installed in the heater pipe The plate is configured to externally discharge the heat of the battery to the air flow below the vehicle generated when the vehicle is driven through the heat radiating plate, thereby enabling efficient battery cooling without driving a conventional electric fan motor having high power consumption. The object is to provide a battery cooling device for a vehicle.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하이브리드 차량에 탑재된 고전압 배터리의 냉각장치에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling device for a high voltage battery mounted on a hybrid vehicle,
배터리 유닛의 하부면에 접촉되게 배터리 유닛을 따라 길게 설치되어 상기 배터리 유닛에서 발생하는 열을 전달받도록 된 흡열플레이트와;An endothermic plate installed along the battery unit to be in contact with the bottom surface of the battery unit to receive heat generated from the battery unit;
상기 흡열플레이트의 하부면에 접촉되게 흡열플레이트를 따라 길게 설치되어 상기 흡열파이프로부터 열을 전달받도록 된 히트파이프 모듈과;A heat pipe module installed along the endothermic plate to be in contact with the bottom surface of the endothermic plate to receive heat from the endothermic pipe;
상기 히트파이프 모듈의 하방 절곡된 양단부에 각각 설치되어 차량 하부 언더 플로어 하측으로 노출되도록 설치되고, 상기 히트파이프를 통해 전달되는 열을 차량 주행시 차량 하측에서 차체 전후방향으로 통과하는 공기의 흐름에 방출하는 방열플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Installed at both ends of the lower bent portion of the heat pipe module are installed to be exposed to the lower under floor of the vehicle, the heat transmitted through the heat pipe to discharge the flow of air passing through the vehicle body in the front and rear direction from the lower side of the vehicle during driving It characterized in that it comprises a heat radiation plate.
상기한 바와 같은 본 발명의 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치에 의하면, 높은 소비전력을 가지는 기존의 전동팬 모터를 구동하지 않고도 배터리에 접촉된 열전달 매체인 흡열플레이트, 상기 흡열플레이트에 접촉된 열전달 매체인 히트파이프 모듈, 상기 히터파이프에 설치된 열방출 매체인 방열플레이트를 사용하여 배터리의 열을 차량 주행시에 발생하는 차량 하부 공기 흐름(주행풍)을 통해 외부 방출함으로써 효율적인 배터리 냉각이 가능해진다. According to the hybrid vehicle battery cooling apparatus of the present invention as described above, an endothermic plate which is a heat transfer medium in contact with a battery, and a heat pipe that is a heat transfer medium in contact with the endothermic plate without driving a conventional electric fan motor having high power consumption. By using the heat dissipation plate that is a heat dissipation medium installed in the module and the heater pipe, heat of the battery is discharged to the outside through the vehicle air flow (running wind) generated when the vehicle is driven, thereby enabling efficient battery cooling.
또한 본 발명의 배터리 냉각장치를 전동팬을 사용하는 기존의 배터리 냉각장치와 조합하여 구성 및 사용토록 한다면, 하이브리드 차량에 장착된 전동팬의 사용을 줄일 수 있고, 차량의 연비를 효과적으로 높일 수 있게 된다. In addition, if the battery cooler of the present invention is configured and used in combination with an existing battery cooler using an electric fan, it is possible to reduce the use of the electric fan mounted on the hybrid vehicle and effectively increase the fuel efficiency of the vehicle. .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
하이브리드 차량에 사용되는 고전압 배터리는 사용 중에 온도가 상승하는데, 이러한 고전압 배터리의 최적 작동온도는 상온이며, 최적 작동온도를 유지하기 위해서는 배터리 냉각이 필요하다.The high voltage batteries used in hybrid vehicles have a high temperature during use. The optimum operating temperature of these high voltage batteries is room temperature, and battery cooling is required to maintain the optimum operating temperature.
기존의 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치에서 전동팬(블로어)을 사용해 실 내공기를 흡입하고 열교환된 공기를 외부로 배출하는 구성은 효율이 중요시되는 하이브리드 차량에서 배터리를 냉각하기 위한 전동팬 모터를 구동해야 하므로 차량의 연비를 낮게 만든다. In the existing hybrid vehicle battery cooling device, the electric fan (blower) uses the electric fan (blower) to suck up the indoor air and exhausts the heat exchanged air to the outside. Therefore, in a hybrid vehicle where efficiency is important, the electric fan motor for cooling the battery must be driven. Lowers fuel economy.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 배터리를 냉각시키기 위한 수단으로서 배터리의 열을 전달받는 히트파이프와, 차량 주행시 차량 하부를 따라 흐르는 공기(주행풍)에 열을 방출하는 방열플레이트를 이용한다.In order to solve this problem, the present invention uses a heat pipe that receives heat from the battery as a means for cooling the battery, and a heat radiating plate for dissipating heat to air (driving wind) flowing along the lower part of the vehicle when the vehicle is driven.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치가 열을 방출하게 되는 차량 하부의 공기 흐름 상태를 나타낸 저면 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치의 방열플레이트에서 차량 하부를 따라 통과하는 공기 흐름으로 열이 배출되는 상태를 도시한 측면 상세도이다.2 is a perspective view illustrating a battery cooling device for a hybrid vehicle according to the present invention, and FIG. 3 is a bottom perspective view showing an air flow state of the lower part of the vehicle to which the hybrid vehicle battery cooling device according to the present invention releases heat. Figure 4 is a detailed side view showing a state in which heat is discharged to the air flow passing along the lower portion of the heat radiating plate of the hybrid vehicle battery cooling apparatus according to the present invention.
또한 첨부한 도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치에서 히트파이프에 설치되는 열차단용 밸브 및 그 작동상태를 예시한 도면이다. In addition, Figure 5 is a diagram illustrating a heat shutoff valve and its operating state installed in the heat pipe in the hybrid vehicle battery cooling apparatus according to the present invention.
본 발명에서는 최적의 작동온도를 유지하기 위한 냉각수단으로서 배터리 유닛(10)과 접촉된 흡열플레이트(21)와, 상기 흡열플레이트(21)와 접촉되게 설치된 히트파이프 모듈(22)과, 상기 히트파이프 모듈(22)로부터 전달받은 열을 차량 주행시 발생하는 차량 하부 공기 흐름에 방출하는 방열플레이트(29)를 포함하여 구성된다.In the present invention, the heat absorbing plate 21 in contact with the
도 2에서 도면부호 10은 하이브리드 차량용 고전압 배터리 유닛으로, 이는 하이브리드 차량의 전기모터(구동모터)를 구동시키기 위한 전력을 공급하며, 사용 (충전/방전)시에 자체 온도가 상승하게 된다. In FIG. 2,
도면부호 21은 배터리 유닛(10)의 길이방향을 따라 길게 설치된 흡열플레이트로서, 배터리 유닛(10)의 하부면에 고정 설치되며, 충/방전시에 열을 방출하는 배터리 유닛(10)과 직접 접촉되게 설치되어 배터리 유닛(10)에서 발생하는 열을 전달받아 히트파이프 모듈(22)에 전달하는 역할을 한다.Reference numeral 21 is an endothermic plate installed long along the longitudinal direction of the
상기 흡열플레이트(21)로는 배터리 유닛(10)의 열을 전달하는 열전달 매체이므로 열전도율이 높은 소재로 제작된 플레이트가 사용되며, 배터리 유닛(10)의 하부면에 접촉되게 한 뒤 용접 또는 볼팅, 리벳팅 등 공지의 다양한 방법을 이용해 고정하여 설치한다.As the endothermic plate 21, a plate made of a material having high thermal conductivity is used because it is a heat transfer medium that transfers heat from the
다음으로, 상기 히트파이프 모듈(22)은 나란하게 배치되어 일체로 조립된 다수개의 히트파이프(23)로 구성되며, 이때 각 히트파이프(23)는 흡열플레이트(21)의 하부면에 열전달이 가능하게 접촉되어 설치된다.Next, the
특히, 상기 각 히트파이프(23)는 흡열플레이트(21)의 길이방향을 따라 길게 설치되는데, 이때 길이방향의 양단부는 하방으로 절곡 형성된 구조로 되어 있고, 각 단부에 차체 언더 플로어(9) 하측으로 노츨되는 방열플레이트(29)가 일체로 연결 설치된다.In particular, each of the
상기 히트파이프 모듈(22)은 흡열플레이트(21)의 열을 방열플레이트(29)로 전달하는 열전달 매체로서, 고정을 위해 흡열플레이트(21)에 접촉되게 한 뒤 용접하거나 브라켓에 의해 지지하는 브라켓 지지방식이 사용될 수 있다.The
상기 각 히트파이프(23)의 내부에는 열전달용 작동유체가 채워지는데, 히트 파이프 모듈(22)에서 흡열플레이트(21)로부터 전달된 열을 방열플레이트(29)로 전달하는 실질적인 열전달 매체 역할을 하는 것은 히트파이프 내부에 채워진 작동유체가 된다.Each of the
또한 상기 히트파이프 모듈(22)에는 방열플레이트(29) 인근의 양단부쪽 위치에 열차단용 밸브(24)가 설치되는데, 상기 열차단용 밸브(24)는 각 히트파이프(23) 및 그 내부의 작동유체를 통해 상기 히트파이프 모듈 양단부의 방열플레이트(29)로 열이 전달되는 것을 선택적으로 차단하는 역할을 하는 열차단용 수단으로서, 도 4에 예시한 밸브가 사용될 수 있다.In addition, the
도 4를 참조하면, 히트파이프 모듈(22)에서 방열플레이트(29) 인근의 양단부쪽 각 위치에 설치되는 상기 각 열차단용 밸브(24)는, 히트파이프(23)의 작동유체가 통과하도록 형성된 내부유로(25a)를 가지면서 상기 내부유로(25a)의 양단부에 히트파이프(23)가 끼워져 연결되는 밸브 하우징(25)과, 상기 밸브 하우징(25)의 내부에 후방의 리턴 스프링(26)에 의해 탄성 지지되어 설치되고 전후 이동함에 따라 상기 밸브 하우징(25)의 내부유로(25a)를 선택적으로 개폐하는 영구자석 밸브체(27)와, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 자화되면 상기 영구자석 밸브체(27)를 척력에 의해 밀어주어 상기 내부유로(25a)를 열어주는 위치로 후방 이동시키는 전자석(28)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 4, each of the
여기서, 상기 리턴 스프링(26)은 전자석(28)의 자화 해제시에 척력에 의해 후방으로 이동되었던 영구자석 밸브체(27)를 탄성에 의해 전방으로 리턴 이동시키기 위한 복원력을 제공하는 스프링 부재이다. Here, the
상기 열차단용 밸브(24)는 노말 클로즈 타입의 밸브가 될 수 있는데, 전자석(28)의 전류 해제시에 리턴 스프링(26)의 힘에 의해 영구자석 밸브체(27)가 전자석(28) 쪽으로 위치되어 밸브 하우징(25)의 내부유로(25a)를 닫고 있으나, 전자석(28)에 전류가 인가되면 전자석(28)과 영구자석 밸브체(27)의 같은 극끼리 밀어내는 척력에 의해 영구자석 밸브체(27)는 리턴 스프링(26)을 압축하면서 후방 이동하게 된다. The
상기 열차단용 밸브(24)가 설치된 위치에서 흡열플레이트(21) 하부면에 설치된 다수개의 나란한 히트파이프(23)들이 밸브 하우징(25)의 내부유로(25a) 일단에 연결되고, 내부유로(25a)의 타단에는 방열플레이트(29)로 연결된 히트파이프(23)들이 연결되는 바, 열차단용 밸브(24)의 개방시에 히트파이프(23)의 내부유로는 밸브 하우징(25)의 내부유로(25a)를 통해 연통되어 흡열플레이트(21)와 방열플레이트(29) 사이를 연결하는 구조가 된다. A plurality of side by
상기 영구자석 밸브체(27)와 전자석(28)은 밸브 하우징(25)의 내부에서 서로 반대측에 위치되며, 전자석(28)이 외부 전류를 인가받아 자화되면 영구자석 밸브체(27)와의 사이에 발생하는 척력에 의해 영구자석 밸브체(27)가 후방의 리턴 스프링(26)을 압축시키면서 이동하여 밸브 하우징(25)의 내부유로(25a)를 개방하고(도 5의 (a)상태가 됨), 외부 전류 인가 및 전자석 자화 상태가 해제되면 영구자석 밸브체(27)가 리턴 스프링(26)의 탄성복원력에 의해 전방으로 밀리면서 밸브 하우징(25)의 내부유로(25a)를 폐쇄하도록 되어 있다(도 5의 (b)상태가 됨). The permanent
상기 열차단용 밸브(24)가 개방된 상태에서는 배터리의 열이 흡열플레이 트(21)를 통해 히트파이프 모듈(22)의 작동유체로 전달되면, 열을 받은 작동유체가 기화되어 방열플레이트(29) 쪽으로 이동하게 되고, 이로써 히트파이프(23)의 열이 작동유체가 응축됨과 동시에 방열플레이트(29)를 통해 밖으로 발산하게 된다. In the state in which the
상기와 같이 열차단용 밸브(24)를 히트파이프 모듈(22)에 설치한 이유는 히트파이프를 배터리와 단순히 연결만 한 구조로는 차량 외부 조건(고온 또는 저온시)에 의해 배터리의 온도를 유지시키는데 어려움이 있기 때문이다.The reason why the
즉, 흡열플레이트(21)와 방열플레이트(29) 사이의 히트파이프 모듈(22)에 작동유 조절장치의 역할을 하는 열차단용 밸브(24)를 설치하고, 이 열차단용 밸브(24)를 통해 겨울철 외부 온도가 극히 낮을 경우에는 배터리가 과냉각되기 이전에 히트파이프의 작동유 흐름을 차단해주어 더 이상의 냉각이 이루어지지 않도록 하는 것이다.That is, a
상기 열차단용 밸브(24)의 전자석(28)은 제어기(20)로부터 전류를 인가받도록 구비되며, 이때 제어기(20)는 실외온도센서(18)의 신호 또는 수조작 스위치(19)의 신호를 토대로 열차단용 밸브(24)의 전자석(28)으로 선택적으로 전류를 인가/해제하도록 구비될 수 있다.The
예컨대, 상기 제어기(20)를 차량 실외온도를 검출하는 실외온도센서(18)의 신호를 입력받도록 연결하고, 상기 제어기(20)가 실외온도센서(18)의 신호로부터 설정온도 이하의 저온조건을 판단한 경우에 상기 전자석(28)에 인가되던 전류를 해제하여 열차단용 밸브(24)를 폐작동시키도록 구성하는 것이다.For example, the
여기서, 상기 실외온도센서(18)는 차량에 기 장착된 실외온도센서(18)가 이 용되거나, 차량 하부, 즉 차체 언더 플로어 하측에 별도 설치된 실외온도센서(18)가 이용될 수 있다. Here, the
또는 운전석의 운전자에 의해 수조작이 가능한 위치에 수조작 스위치(19)를 설치하고, 운전자가 수조작 스위치(19)를 온(ON) 조작할 경우에 제어기(20)가 수조작 스위치(19)의 온 조작신호를 인가받도록 연결하여, 수조작 스위치(19)의 온 조작에 의해 제어기(20)가 열차단용 밸브(24)의 전자석(28)으로 인가되는 전류를 해제하도록 구성할 수 있다.Alternatively, the
이와 같이 차량 실외온도 조건이 과도하게 낮은 온도일 경우 배터리가 과냉각되기 이전에 히트파이프(23)의 작동유 흐름을 차단해주어 더 이상의 냉각이 이루어지지 않도록 한다. As such, when the vehicle outdoor temperature condition is excessively low temperature, the cooling fluid flow of the
다음으로, 상기 방열플레이트(29)는 도 4에 나타낸 바와 같이 히트파이프(23)의 양단부에 복수개의 열방출용 플레이트(29a)가 상하 소정간격으로 횡설치된 구조로 구성되는 것으로, 히트파이프 모듈(22)로부터 받은 열을 차량 주행시에 발생하는 차량 하부의 공기 흐름에 방출하는 역할을 한다.Next, the
이를 위해, 히트파이프 모듈(22)의 양단부에 설치된 방열플레이트(29)가 모두 차량 하부 언더 플로어(9)의 하측으로 노출되게 설치되며, 방열플레이트(29)의 소재로는 열전도율이 높은 재질이 사용된다.To this end, all of the
이와 같이 차량 주행시 발생하는 차량 하부의 공기 흐름에 대해 방열플레이트(29)의 열교환이 이루어지도록 함으로써, 차량 주행시에 더욱 효율적으로 배터리 냉각이 이루어질 수 있게 된다.As such, the heat exchange of the
결국, 차량이 주행할 때 도 3에 나타낸 바와 같이 차량 하부로는 차체 전후방향으로 통과하는 공기의 흐름이 발생하는데, 이러한 공기의 흐름에 최종 열방출이 이루어지는 상기 방열플레이트(29)를 노출시켜 위치시키게 되면, 이에 차량이 주행할 때 발생하는 공기의 흐름(주행풍)에 의해 방열플레이트(29)로부터 열이 계속적으로 방출되면서 배터리의 냉각이 이루어지게 된다.As a result, as shown in FIG. 3, when the vehicle runs, a flow of air passing in the front and rear directions of the vehicle body occurs in the lower portion of the vehicle, and the
이러한 배터리의 냉각시에 열이 이동 및 방출되는 경로는 배터리 유닛(10)→흡열플레이트(21)→히트파이프 모듈(작동유체)(22)→방열플레이트(29)→차량 하부의 주행풍이 된다.The path through which heat is transferred and released during cooling of the battery is the
이와 같이 하여, 차량 주행시에 배터리 온도는 상승하지만 차량 하부에서의 열교환으로 배터리의 온도를 적정 온도로 유지시킬 수 있다.In this manner, the battery temperature rises while the vehicle is running, but the temperature of the battery can be maintained at an appropriate temperature by heat exchange in the lower part of the vehicle.
특히, 본 발명에서는 높은 소비전력을 가지는 기존의 전동팬 모터를 구동하지 않고도 배터리에 접촉된 열전달 매체인 흡열플레이트(21), 상기 흡열플레이트(21)에 접촉된 열전달 매체인 히트파이프 모듈(22), 상기 히터파이프에 설치된 열방출 매체인 방열플레이트(29)를 사용하여 배터리의 열을 차량 주행시에 발생하는 차량 하부 공기 흐름(주행풍)을 통해 외부 방출함으로써 효율적인 배터리 냉각이 가능해진다. In particular, in the present invention, the heat absorbing plate 21, which is a heat transfer medium in contact with the battery, and the
또한 본 발명의 배터리 냉각장치를 전동팬을 사용하는 기존의 배터리 냉각장치와 조합하여 구성 및 사용토록 한다면, 하이브리드 차량에 장착된 전동팬의 사용을 줄일 수 있고, 차량의 연비를 효과적으로 높일 수 있게 된다. In addition, if the battery cooler of the present invention is configured and used in combination with an existing battery cooler using an electric fan, it is possible to reduce the use of the electric fan mounted on the hybrid vehicle and effectively increase the fuel efficiency of the vehicle. .
도 1은 트렁크룸 내에 장착되는 통상적인 배터리 시스템의 일 예를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing an example of a conventional battery system mounted in the luggage compartment;
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치를 도시한 사시도, 2 is a perspective view showing a battery cooling device for a hybrid vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치가 열을 방출하게 되는 차량 하부의 공기 흐름 상태를 나타낸 저면 사시도, 3 is a bottom perspective view illustrating an air flow state of a lower part of a vehicle in which a battery cooling device for a hybrid vehicle according to the present invention emits heat;
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치의 방열플레이트에서 차량 하부를 따라 통과하는 공기 흐름으로 열이 배출되는 상태를 도시한 측면 상세도,Figure 4 is a side detailed view showing a state in which heat is discharged to the air flow passing along the lower portion of the vehicle heat dissipation plate of the hybrid vehicle battery cooling apparatus according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 냉각장치에서 히트파이프에 설치되는 열차단용 밸브 및 그 작동상태를 예시한 도면.5 is a diagram illustrating a heat shutoff valve installed in a heat pipe and an operating state in a battery cooling device for a hybrid vehicle according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 배터리 유닛 21 : 흡열플레이트10: battery unit 21: endothermic plate
22 : 히트파이프 모듈 29 : 방열플레이트22: heat pipe module 29: heat dissipation plate
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