KR20120032299A - 차량용 배터리 냉각장치 - Google Patents

차량용 배터리 냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 배터리 냉각장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배터리를 내장한 배터리하우징내의 더운 공기를 원활하게 배출하도록 복수개의 송풍장치와, 상기 복수개의 송풍장치에서 토출된 공기를 합류시켜 토출하는 합류부를 구비함으로써, 상기 배터리하우징내의 공기를 효율적으로 배출하여 배터리 냉각성능을 향상함과 아울러 배터리하우징내 배터리의 온도에 따라 복수개 송풍장치를 독립제어하여 하나의 송풍장치로도 배터리 냉각이 가능하도록 할 수 있으므로 냉각효율을 높일 수 있고, 또한, 상기 합류부에 복수개의 송풍장치에서 토출되는 공기를 구획하는 구획벽을 형성하여 각 송풍장치에서 토출되는 공기의 충돌을 방지함은 물론 유로저항을 최소화하여 복수개의 송풍장치 가동시 냉각성능을 더욱 향상함은 물론 향상된 냉각성능으로 인해 하나의 송풍장치만으로도 일정 수준 이상의 냉각이 가능하게 되어 냉각효율을 극대화 할 수 있는 차량용 배터리 냉각장치에 관한 것이다.

Description

차량용 배터리 냉각장치{Battery cooling device for vehicle}
본 발명은 차량용 배터리 냉각장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배터리를 내장한 배터리하우징내의 더운 공기를 원활하게 배출하여 배터리를 냉각하는 차량용 배터리 냉각장치에 관한 것이다.
최근 자동차는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 전기자동차의 개발이 전 세계적으로 활발히 개발되고 있는 실정이다.
하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 전기에너지로 구동되는 모터를 연계하여 두가지의 동력원으로 차량을 구동하고, 전기자동차는 전기에너지로 구동되는 모터만으로 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 저감과 함께 연비향상의 효과로 인하여 미국과 일본을 중심으로 최근 각광을 받고있는 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다.
이러한 하이브리드 자동차나 전기자동차에는 고용량 배터리가 장착되어 필요시 모터로 전력을 공급하고 차량의 감속, 정지시 재생동력원으로 부터 생성되는 전기에너지를 배터리로 충전하는 역할을 하고 있다.
그러나, 이와 같은 고용량 배터리는 충전과 방전을 반복하는 동안 발열하게 되고 온도가 급격히 상승할 경우 배터리의 수명을 단축시키게 됨은 물론 배터리를 최적의 상태로 사용할 수 없기 때문에, 배터리의 최적성능을 유지하기 위해서는 배터리를 적절히 냉각하는 시스템이 필요하게 된다.
이러한 배터리 냉각시스템의 형태는 다양한 형태로 존재할 수 있으나, 대부분은 공기냉각식 방법을 채택하고 있으며, 독립적으로 제어되는 배터리를 덕트를 통하여 공기를 배터리로 공급하고 냉각후 더워진 공기는 차외로 배출하는 방식이다.
상기 공냉식 냉각방식은 도 1과 같이, 차량의 트렁크 룸(1)에 설치된 배터리하우징(10)에 각각 차실내의 공기를 흡입하는 흡입덕트(30)와 이 흡입된 공기를 배출하는 배출덕트(40)를 설치하여 구성되며, 상기 배출덕트(40)상에는 원활한 공기흐름을 위하여 별도의 블로어(50)가 추가적으로 설치된다.
따라서, 상기 블로어(50)의 작동시 상기 흡입덕트(30)를 통해 차실내의 공기가 배터리하우징(10) 내부로 흡입되며, 흡입된 공기는 배터리(20)를 냉각시킨 후 상기 배출덕트(40)를 통해 배출되는 것이다.
그러나, 상기 종래 기술은, 상기 배터리하우징(10)내의 더운 공기를 배출하기 위해 단순히 단일 블로어(50)를 설치한 냉각시스템으로서, 배터리(20)의 용량이 작을 경우에는 어느정도 사용가능하나, 점차 배터리의 용량이 커지고 발열도 증가하고 있는 상황에서 종래 기술의 단일 블로어(50) 냉각시스템으로는 냉각성능을 향상시키는데 한계가 있었다.
또한, 상기 배터리하우징(10)내의 배터리 온도와는 관계없이 배터리하우징(10)의 일측에서 공기를 흡입하고 배출하기 때문에 냉각효율이 저하되는 문제도 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리를 내장한 배터리하우징내의 더운 공기를 원활하게 배출하도록 복수개의 송풍장치와, 상기 복수개의 송풍장치에서 토출된 공기를 합류시켜 토출하는 합류부를 구비함으로써, 상기 배터리하우징내의 공기를 효율적으로 배출하여 배터리 냉각성능을 향상함과 아울러 배터리하우징내 배터리의 온도에 따라 복수개 송풍장치를 독립제어하여 하나의 송풍장치로도 배터리 냉각이 가능하도록 할 수 있으므로 냉각효율을 높일 수 있고, 또한, 상기 합류부에 복수개의 송풍장치에서 토출되는 공기를 구획하는 구획벽을 형성하여 각 송풍장치에서 토출되는 공기의 충돌을 방지함은 물론 유로저항을 최소화하여 복수개의 송풍장치 가동시 냉각성능을 더욱 향상함은 물론 향상된 냉각성능으로 인해 하나의 송풍장치만으로도 일정 수준 이상의 냉각이 가능하게 되어 냉각효율을 극대화 할 수 있는 차량용 배터리 냉각장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배터리를 내장한 배터리하우징 내부의 더운 공기를 외부로 배출시켜 상기 배터리를 냉각하는 차량용 배터리 냉각장치에 있어서, 상기 배터리하우징에 상호 일정간격 이격되어 연통되게 연결됨과 아울러 배터리하우징내의 공기를 흡입하여 토출하도록 내부에 송풍팬을 각각 구비한 복수개의 송풍장치와, 상기 복수개 송풍장치를 연통되게 연결함과 아울러 각 송풍장치에서 토출된 공기를 합류시켜 토출하는 합류부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 배터리를 내장한 배터리하우징내의 더운 공기를 원활하게 배출하도록 복수개의 송풍장치와, 상기 복수개의 송풍장치에서 토출된 공기를 합류시켜 토출하는 합류부를 구비함으로써, 상기 배터리하우징내의 더운 공기를 효율적으로 배출하여 배터리의 냉각성능을 향상함과 아울러 복수개의 송풍장치를 사용하면서도 하나의 합류부를 통해 하나의 배출덕트를 사용함으로 인해 배터리 냉각장치의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 상기 합류부에 연결되는 각 송풍장치의 스크롤부의 스크롤방향을 동일방향으로 구성함으로써, 상기 스크롤부의 상측에 모터하우징을 동일방향으로 장착할 수 있게 되어 모터의 조립 및 AS가 용이하다.
그리고, 상기 합류부에 복수개의 송풍장치에서 토출되는 공기를 구획하는 구획벽을 형성함으로써, 각 송풍장치에서 토출되는 공기의 충돌을 방지하여 소음을 줄이고 유로저항도 감소할 수 있다.
또한, 상기 제1,2송풍장치에서 합류부로 각각 토출되는 공기의 방향을 고려하여 풍량이 상대적으로 많은 구획벽 부위에 각각 곡면부를 형성하여 상기 구획벽을 "S"자 형태로 구성함으로써, 상기 제1,2송풍장치에서 토출된 공기가 합류부를 통해 합류되어 토출될 때, 유로저항이 최소화 되어 복수개의 송풍장치 가동시 냉각성능이 더욱 향상되고, 아울러 유로저항이 최소화됨에 따른 냉각성능 향상으로 인해 하나의 송풍장치만으로도 일정 수준 이상의 냉각이 가능하게 되어 냉각효율이 극대화 된다.
그리고, 온도센서를 통해 감지된 상기 배터리하우징내 배터리의 온도에 따라 상기 제1,2송풍장치의 각 송풍팬을 독립제어함으로써, 상기 배터리하우징내에서 냉각이 필요한 부분을 선택하여 해당 위치에 있는 하나의 송풍팬만 가동하므로 전력소비 감소와 함께 냉각효율을 극대화 할 수 있다.
또한, 상기 송풍팬을 구동하는 모터로 BLDC모터를 사용함으로써, 송풍장치의 높이를 최소화 할 수 있고, 이로인해 배터리 냉각장치를 소형화 할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 결합 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 분해 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 부분 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치에서 송풍장치 및 합류부를 나타내는 사시도,
도 7은 도 6의 분해 사시도,
도 8은 도 6의 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치에서 구획벽의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 10은 도 9의 분해 사시도,
도 11은 도 9의 평면도,
도 12는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치에서 구획벽에 작용하는 풍량을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치(100)는, 배터리(102)를 내장한 배터리하우징(101) 내부의 더운 공기를 외부로 배출시켜 상기 배터리(102)를 냉각하는 장치이다.
상기 배터리하우징(101)은 통상적으로 차량의 뒷좌석 하부측이나 트렁크룸내에 설치되는데, 물론 차종에 따라 상기 배터리하우징(101)은 차량의 다양한 장소에 설치가능하다.
상기 배터리하우징(101)의 내부에는 복수개의 배터리(102)가 수납되며, 이때 배터리하우징(101)과 배터리(102) 사이에는 일정 간극이 형성되어 공기가 유동가능하도록 되어 있다.
한편, 상기 배터리하우징(101)내의 일측에는 상기 배터리(102)를 제어하기 위한 전장품(103)이 설치될 수도 있다.
그리고, 상기 배터리 냉각장치(100)는, 크게 복수개의 송풍장치(110a,110b)와 합류부(120)로 구성된다.
상기 복수개의 송풍장치(110a,110b)는, 상기 배터리하우징(101)에 상호 일정간격 이격되어 연통되게 연결됨과 아울러 배터리하우징(101)내의 공기를 흡입하여 토출하도록 내부에 송풍팬(130)을 각각 구비하여 구성된다.
여기서, 상기 복수개의 송풍장치(110a,110b)는, 후술하는 합류부(120)의 구획벽(125)을 기준으로 일측에 설치되는 제1송풍장치(110a)와, 타측에 설치되는 제2송풍장치(110b)로 구성되며, 상기 배터리하우징(101)의 상측에 설치된다.
이러한 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)는, 각각 스크롤부(111)와 토출부(115)로 구성된다.
상기 스크롤부(111)는, 내부에 상기 송풍팬(130)이 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 송풍팬(130)의 둘레에는 상기 송풍팬(130)으로부터 반경방향으로 송풍되는 공기가 소용돌이치며 토출부(115)로 유동하도록 스크롤(Scroll) 형태의 공기유로(111a)가 형성된다.
또한, 상기 배터리하우징(101)과 마주하는 스크롤부(111)의 일측면에는 배터리하우징(101)으로부터 흡입되는 공기를 송풍팬(130)의 내측으로 안내하는 인렛링(112)이 형성되고, 스크롤부(111)의 타측면에는 상기 송풍팬(130)을 구동하도록 모터(133)를 내장한 모터하우징(131)이 결합된다.
한편, 상기 송풍팬(130)은 원심팬으로서, 회전중심으로부터 반경방향으로 일정간격 이격된 위치에 수직날개(132)가 원주방향으로 복수개 구비되어 있다.
아울러, 상기 송풍팬(130)을 구동하는 모터(133)는 BLDC(Brush Less DC)모터인 것이 바람직하다. 즉, BLDC모터를 사용함으로써, 송풍장치(110a,110b)의 높이를 최소화 할 수 있고, 결국 배터리 냉각장치(100)를 소형화 할 수 있다.
그리고, 상기 토출부(115)는, 상기 스크롤부(111)의 스크롤 형상이 끝나는 부분에서부터 접선방향으로 연장 형성되며, 이때 상기 토출부(115)는 점차 확관되면서 그 끝단이 상기 합류부(120)의 외주면에 연결되어 상기 스크롤부(111)를 따라 유동하는 공기를 합류부(120)내로 토출하게 된다.
한편, 상기 스크롤부(111)와 토출부(115) 및 합류부(120)는 일체로 형성되되, 도 7과 같이 상부케이스(a)와 하부케이스(b)로 분할되어 조립된다.
상기 합류부(120)는, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)를 연통되게 연결함과 아울러 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 토출된 공기를 합류시켜 토출하게 된다.
또한, 상기 합류부(120)는 원통형으로 형성됨과 아울러 외주면에 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 각 토출부(115)가 연통되게 연결된다. 이때, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 각 토출부(115)는 상기 합류부(120)의 외주면에 원주방향으로 일정간격을 두고 연결된다.
아울러, 상기 배터리하우징(101)과 마주하는 합류부(120)의 하측은 폐쇄되어 있으며, 합류부(120)의 상측에는 공기가 토출하도록 출구(121)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 합류부(120)에 연결되는 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)는 각각 스크롤부(111)의 스크롤방향이 동일방향이 되도록 연결된다.
즉, 도면에서와 같이, 제1,2송풍장치(110a,110b)가 상기 합류부(120)를 기준으로 대칭되는 것이 아니라, 상기 스크롤부(111)의 스크롤방향이 동일방향이 되도록 합류부(120)에 연결된다.
이처럼, 상기 합류부(120)에 연결되는 제1,2송풍장치(110a,110b)의 스크롤부(111)의 스크롤방향을 동일방향으로 구성함으로써, 상기 스크롤부(111)에 상기 송풍팬(130) 구동을 위한 모터하우징(131)을 동일방향으로 장착할 수 있다.
즉, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 스크롤부(111)의 상측에 상기 모터하우징(131)을 장착할 수 있으므로 모터(133)의 조립 및 AS가 용이하다.
그리고, 상기 배터리하우징(101)과 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 사이에는, 상기 배터리하우징(101) 내부의 공기가 제1,2송풍장치(110a,110b)로 각각 흡입되도록 상기 배터리하우징(101)과 제1,2송풍장치(110a,110b)를 연통되게 연결하는 복수개의 연결덕트(150)가 설치된다.
여기서, 상기 복수개의 연결덕트(150)는 제1,2송풍장치(110a,110b)에 대응하여 두 개가 설치된다.
상기 두 개의 연결덕트(150)는, 상기 배터리하우징(101)의 일단부 양측(좌,우측)과 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 스크롤부(111)의 인렛링(112)을 각각 연통시키게 된다.
여기서, 상기 배터리하우징(101)의 내부는 전체공간이 연통되어 있으며, 이때 상기 합류부(120)의 구획벽(125)을 기준으로 상기 배터리하우징(101)내의 일측 공간은 상기 제1송풍장치(110a)와 연결되는 하나의 연결덕트(150)와 연통되고, 배터리하우징(101)내의 타측 공간은 상기 제2송풍장치(110b)와 연결되는 다른 하나의 연결덕트(150)와 연통된다.
따라서, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)이 가동하게 되면, 상기 배터리하우징(101)내의 더운 공기는 두 개의 연결덕트(150)를 통해 각각 제1,2송풍장치(110a,110b)로 흡입된 후, 합류부(120)측으로 토출된다.
한편, 상기 배터리하우징(101)의 타단부(연결덕트(150)의 반대편)에는 상기 배터리하우징(101)의 내부로 공기가 유입되도록 유입구(미도시)가 형성되어 있다.
또한, 상기 합류부(120)의 출구(121)에는, 합류부(120)를 통해 합류되어 토출되는 공기를 차량의 트렁크측으로 배출하도록 배출덕트(140)가 결합된다.
그리고, 상기 합류부(120)의 내부에는 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 토출되는 공기의 충돌을 방지하도록 각 송풍장치(110a,110b)의 토출 공기를 구획하는 구획벽(125)이 형성된다.
상기 구획벽(125)은 상기 합류부(120)의 내부 공간을 양분하도록 합류부(120)의 중심을 가로질러 형성된다.
이때, 상기 구획벽(125)에 의해 구획된 합류부(120)내의 일측 공간은 상기 제1송풍장치(110a)의 토출부(115)와 연통되고, 합류부(120)내의 타측 공간은 상기 제2송풍장치(110b)의 토출부(115)와 연통된다.
또한, 상기 구획벽(125)의 하부에는 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 토출된 공기를 상기 합류부(120)의 출구측으로 원활하게 가이드하도록 일정각도 경사진 공기가이드부(122)가 형성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 스크롤부(111)와 토출부(115) 및 합류부(120)는 일체로 형성되되, 상부케이스(a)와 하부케이스(b)로 분할되어 조립되는데, 이때 상기 구획벽(125)은 상부케이스(a)측 합류부(120)에 형성되고, 상기 공기가이드부(122)는 하부케이스(b)측 합류부(120)에 형성된다.
도 9 내지 도 12는 상기 구획벽(125)의 다른 실시예로서, 상기 구획벽(125)은 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 합류부(120)내로 토출된 공기가 구획벽(125)에 충돌하면서 유동할 때, 공기의 유로저항을 최소화하도록 곡면부(126a,126b)를 구비한 것이다.
도 12는 구획벽(125)의 양측에 작용하는 제1,2송풍장치(110a,110b)의 풍량을 나타낸 도면으로서, 보는 바와 같이, 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 합류부(120)내로 토출되는 공기의 방향과 마주치는 구획벽(125) 부위가 풍량이 상대적으로 많게 된다.
따라서, 상기 곡면부(126a,126b)는, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 토출되는 공기의 풍량이 상대적으로 많이 작용하는 구획벽(125) 부위에 형성해야 공기의 유로저항을 최소화 할 수 있게 된다.
이때, 상기 곡면부(126a,126b)는 공기 충돌방향으로 오목하게 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 토출된 공기는 상기 구획벽(125)의 양측면에 각각 부딪치므로, 상기 구획벽(125)에는 제1송풍장치(110a)에서 토출된 공기의 유로저항을 최소화하는 곡면부(126a)와 제2송풍장치(110b)에서 토출된 공기의 유로저항을 최소화하는 곡면부(126b)는 상호 반대방향으로 형성된다.
도면에서와 같이, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 토출공기에 대응하는 각각의 곡면부(126a,126b)를 갖는 구획벽(125)은 "S"자 형태로 형성된다.
이처럼, 본 발명은 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 합류부(120)로 각각 토출되는 공기의 방향을 고려하여 상기 구획벽(125)을 "S"자 형태로 형성함으로써, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 각각 토출된 공기가 합류부(120)를 통해 합류되어 토출될 때, 유로저항이 최소화 되어 복수개의 송풍장치(110a,110b) 가동시 냉각성능이 더욱 향상되고, 아울러 유로저항이 최소화됨에 따른 냉각성능 향상으로 인해 하나의 송풍장치만으로도 일정 수준 이상의 냉각이 가능하게 되어 냉각효율을 극대화 할 수 있다.
또한, 복수개의 송풍장치(110a,110b)를 사용하면서도 하나의 합류부(120)를 통해 하나의 배출덕트(140)를 사용함으로써, 배터리 냉각장치(100)의 크기를 줄일 수 있다.
그리고, 상기 배터리 냉각장치(100)에는, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)을 제어하도록 제어부(105)가 구비된다.
아울러, 상기 배터리(102)의 온도를 감지하여 상기 제어부(105)에 전송하도록 온도센서(미도시)가 설치된다.
상기 제어부(105)는, 상기 온도센서를 통해 감지된 상기 배터리하우징(101)내 배터리(102)의 온도에 따라 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 각 송풍팬(130)을 독립제어하게 된다.
여기서, 상기 제어부(105)를 통한 제1,2송풍장치(110a,110b)의 독립제어는,
첫번째, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130) 중, 상기 배터리하우징(101)내 배터리(102)의 온도가 상대적으로 높은 쪽과 대응하는 위치에 있는 송풍팬(130)은 가동하고 나머지 송풍팬(130)은 가동정지하도록 제어할 수 있다.
즉, 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)을 항상 동시에 구동할 경우 전력소비 증가 등으로 전체적인 효율이 감소될 수 있으므로, 상기 배터리하우징(101)내의 배터리(102) 온도를 감지한 후 배터리하우징(101)내에서 냉각이 필요한 부분을 선택하여 해당 위치에 있는 하나의 송풍팬(130)만 가동하므로 전력소비 감소와 함께 냉각효율을 극대화 할 수 있다.
물론, 하나의 송풍팬(130) 가동시, 해당 송풍팬(130)이 위치한 쪽의 배터리하우징(101)내 공기가 상대적으로 많이 배출되지만, 상기 배터리하우징(101)의 내부가 모두 연통되어 있으므로 다른 송풍팬(130)이 위치한 쪽의 배터리하우징(101)내 공기도 함께 배출된다.
두번째, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130) 중, 상기 배터리하우징(101)내 배터리(102)의 온도가 상대적으로 높은 쪽과 대응하는 위치에 있는 송풍팬(130)은 상대적으로 회전수를 높게 가동하고 나머지 송풍팬(130)은 상대적으로 회전수를 낮게 가동하도록 제어할 수도 있다.
한편, 상기에서는 상기 제어부(105)를 통해 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)을 각각 독립제어하는 경우에 대해서만 설명하였지만, 상기 배터리하우징(101)내의 배터리(102) 온도에 따라 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)을 동일하게 동시 제어할 수도 있다. 즉, 제1,2송풍장치(110a,110b)의 각 송풍팬(130)의 회전수를 동일하게 높이거나 낮출 수도 있고, 냉각이 필요한 경우 각 송풍팬(130)을 동시에 가동하거나 냉각이 필요없을 경우 동시에 가동정지할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치(100)의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제어부(105)를 통해 상기 배터리하우징(101)내의 배터리(102) 온도를 측정하여 냉각이 필요한 경우에는 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)을 각각 독립제어하거나 또는 동일하게 동시 제어하게 된다. 여기에서는 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)이 동시에 가동된 경우를 일예로 설명한다.
상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)이 가동하게 되면, 상기 배터리하우징(101)내의 더운 공기가 두 개의 연결덕트(150)내로 흡입되고, 이때 상기 배터리하우징(101)내의 유입구로는 차실내 공기 또는 외부 공기가 유입된다.
상기 두 개의 연결덕트(150)내로 흡입된 공기는 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 스크롤부(111)의 인렛링(112)을 통해 각 송풍팬(130)의 내측으로 흡입된 후, 송풍팬(130)의 반경방향으로 토출된다.
상기 각 송풍팬(130)의 반경방향으로 토출된 공기는 스크롤부(111)내 공기유로(111a)를 따라 유동한 후 토출부(115)를 통해 상기 하나의 합류부(120)로 토출된다.
이때, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 상기 합류부(120)내로 토출된 공기는 상기 합류부(120)내에 형성된 구획벽(125)에 의해 서로 충돌하지 않고 유동하게 되며, 아울러 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 토출된 공기의 방향을 고려한 "S"자 형태의 구획벽(125)에 의해 공기의 유로저항이 최소화된다.
계속해서, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)에서 상기 합류부(120)내의 구획벽(125) 양측 공간으로 각각 토출된 공기는 합류부(120)의 출구에 결합된 배출덕트(140)를 통해 트렁크측으로 배출된다.
상기의 과정에서 상기 배터리하우징(101)내의 배터리(102) 발열로 인한 더운 공기가 외부로 배출됨으로써, 배터리(102)의 냉각이 원활하게 이루어지게 된다.
100: 배터리 냉각장치 101: 배터리하우징
102: 배터리 105: 제어부
110a: 제1송풍장치 110b: 제2송풍장치
111: 스크롤부 112: 인렛링
115: 토출부 120: 합류부
122: 공기가이드부 125: 구획벽
126: 곡면부 130: 송풍팬
131: 모터하우징 132: 수직날개
133: 모터 140: 배출덕트
150: 연결덕트

Claims (14)

  1. 배터리(102)를 내장한 배터리하우징(101) 내부의 더운 공기를 외부로 배출시켜 상기 배터리(102)를 냉각하는 차량용 배터리 냉각장치에 있어서,
    상기 배터리하우징(101)에 상호 일정간격 이격되어 연통되게 연결됨과 아울러 배터리하우징(101)내의 공기를 흡입하여 토출하도록 내부에 송풍팬(130)을 각각 구비한 복수개의 송풍장치(110a,110b)와,
    상기 복수개 송풍장치(110a,110b)를 연통되게 연결함과 아울러 각 송풍장치에서 토출된 공기를 합류시켜 토출하는 합류부(120)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍장치(110a,110b)는,
    상기 송풍팬(130)으로부터 송풍되는 공기가 유동하도록 송풍팬(130)의 둘레에 스크롤(Scroll) 형태의 공기유로(111a)를 형성함과 아울러 상기 배터리하우징(101)과 마주하는 일측면에는 배터리하우징(101)으로부터 흡입되는 공기를 송풍팬(130)의 내측으로 안내하는 인렛링(112)이 형성되고 타측면에는 상기 송풍팬(130)을 구동하도록 모터(133)를 내장한 모터하우징(131)이 결합된 스크롤부(111)와,
    상기 스크롤부(111)로부터 연장 형성되어 상기 합류부(120)의 외주면에 연결됨과 아울러 상기 스크롤부(111)를 따라 유동하는 공기를 합류부(120)내로 토출하는 토출부(115)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 합류부(120)에 연결되는 상기 복수개의 송풍장치(110a,110b)는 각각 스크롤부(111)의 스크롤방향이 동일방향이 되도록 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 송풍팬(130)을 구동하는 모터(133)는 BLDC모터인 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 합류부(120)의 내부에는 상기 복수개 송풍장치(110a,110b)에서 토출되는 공기의 충돌을 방지하도록 각 송풍장치(110a,110b)의 토출 공기를 구획하는 구획벽(125)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구획벽(125)은 상기 합류부(120)의 내부 공간을 양분하도록 형성되고,
    상기 복수개의 송풍장치(110a,110b)는, 상기 구획벽(125)에 의해 구획된 합류부(120)내의 일측 공간과 연통하는 제1송풍장치(110a)와, 합류부(120)내의 타측 공간과 연통하는 제2송풍장치(110b)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 구획벽(125)의 하부에는 상기 각 송풍장치(110a,110b)에서 토출된 공기를 상기 합류부(120)의 출구(121)측으로 원활하게 가이드하도록 일정각도 경사진 공기가이드부(122)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 구획벽(125)은, 상기 합류부(120)내에서 구획벽(125)에 충돌하면서 유동하는 공기의 유로저항을 최소화하도록 곡면부(126a,126b)를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 곡면부(126a,126b)는, 상기 각 송풍장치(110a,110b)에서 토출되는 공기의 풍량이 상대적으로 많이 작용하는 구획벽(125) 부위에 공기 충돌방향으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리하우징(101)과 상기 복수개 송풍장치(110a,110b)의 사이에는, 상기 배터리하우징(101) 내부의 공기가 복수개 송풍장치(110a,110b)로 각각 흡입되도록 상기 배터리하우징(101)과 복수개 송풍장치(110a,110b)를 연통되게 연결하는 복수개의 연결덕트(150)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 합류부(120)의 출구(121)에는, 합류부(120)를 통해 합류되어 토출되는 공기를 차량의 트렁크측으로 배출하도록 배출덕트(140)가 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 냉각장치(100)에는, 상기 복수개 송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130)을 제어하도록 제어부(105)가 구비되되,
    상기 제어부(105)는, 온도센서를 통해 감지된 상기 배터리하우징(101)내 배터리(102)의 온도에 따라 상기 복수개 송풍장치(110a,110b)의 각 송풍팬(130)을 독립제어하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부(105)는, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130) 중, 상기 배터리하우징(101)내 배터리(102)의 온도가 상대적으로 높은 쪽과 대응하는 위치에 있는 송풍팬(130)은 가동하고 나머지 송풍팬(130)은 가동정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부(105)는, 상기 제1,2송풍장치(110a,110b)의 송풍팬(130) 중, 상기 배터리하우징(101)내 배터리(102)의 온도가 상대적으로 높은 쪽과 대응하는 위치에 있는 송풍팬(130)은 상대적으로 회전수를 높게 가동하고 나머지 송풍팬(130)은 상대적으로 회전수를 낮게 가동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.
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