KR20120136923A

KR20120136923A - 전기자동차의 배터리 냉각구조

Info

Publication number: KR20120136923A
Application number: KR20110056135A
Authority: KR
Inventors: 김달; 김민욱; 윤신혁; 방준호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-12-20
Also published as: JP2013001382A; US20120312610A1; CN102815203A

Abstract

본 발명은 복수로 구비된 전기자동차의 배터리의 주변으로 냉각유로를 형성하여 송풍에 의해 배터리를 냉각시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 냉각구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조는, 전기자동차에 탑재되는 복수의 배터리팩을 송풍에 의해 냉각시키는 전기자동차의 배터리 냉각구조에 있어서, 차량의 1열시트의 사이를 따라 차량의 길이방향을 따라 제1 배터리팩(BP)이 제공되고, 내부에 상기 제1 배터리팩(BP1)을 수용하도록 차량의 길이방향을 따라 형성되고, 차량의 실내로부터 유입된 공기가 내부에서 유동되도록 하는 제1 배터리하우징(11)이 구비되며, 상기 제1 배터리하우징(11)의 내부로 차량실내의 공기를 유입시켜 상기 제1 배터리팩(BP1)을 냉각시킨 후 트렁크로 배출되도록 하는 제1 송풍팬(31)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차의 배터리 냉각구조{COOLING STRUCTURE FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명의 전기자동차의 배터리 냉각구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수로 구비된 전기자동차의 배터리의 주변으로 냉각유로를 형성하여 송풍에 의해 배터리를 냉각시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 냉각구조에 관한 것이다.

고유가, 화석에너지의 고갈, 배기가스의 규제 등으로 인하 종래의 엔진을 탑재한 자동차를 탈피하여 하이브리드카, 전기자동차와 관련된 기술개발이 활발히 전개되고 있다.

하이브리드카도 궁극적으로는 엔진없이 전기자동차로 가는 중간단계로 볼 수 있는 바, 전기자동차는 국가적으로뿐만 아니라 자동차 메이커에게도 이슈일 수 밖에 없다.

이러한 전기자동차 배터리, 인버터, 모터 등을 주요 구성요소로 하고, 전기자동차의 동력성능, 운행거리의 증대를 위해서 차량의 내부공간을 활용하여 많은 양의 배터리를 탑재하려고 한다.

한편, 전기자동차에 탑재되는 배터리는 작동에 따라 발열될 수 밖에 없고, 이를 제어하기 위한 기술도 요구되고 있다. 예컨대, 공냉식 또는 수냉식으로 발열된 배터리를 냉각시키는데, 냉각성능에서는 뛰어나지만 상대적으로 구성이 복잡하고 원가, 상품성 등의 측면에서 불리한 수냉식 대신에 공냉식이 많이 적용되고 있다.

그러나, 상기와 같이 공냉식을 이용한 전기자동차의 냉각방식도 체계적으로 배터리를 냉각시키는 기술이 적용되지 않고, 단지 송풍에 의해서 냉각시키는 정도에 그치고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 전기자동차에 복수로 구비되는 배터리를 효과적으로 냉각시키기 위해서 각각의 배터리의 외부에 공기의 유동을 유도할 수 있는 유로를 형성하고 송풍에 의해 발열된 배터리를 냉각시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 냉각구조를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조는, 전기자동차에 탑재되는 복수의 배터리팩을 송풍에 의해 냉각시키는 전기자동차의 배터리 냉각구조에 있어서, 차량의 1열시트의 사이를 따라 차량의 길이방향을 따라 제1 배터리팩이 제공되고, 내부에 상기 제1 배터리팩을 수용하도록 차량의 길이방향을 따라 형성되고, 차량의 실내로부터 유입된 공기가 내부에서 유동되도록 하는 제1 배터리하우징이 구비되며, 상기 제1 배터리하우징의 내부로 차량실내의 공기를 유입시켜 상기 제1 배터리팩을 냉각시킨 후 트렁크로 배출되도록 하는 제1 송풍팬이 구비 되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배터리 하우징의 일측에는 차량의 실내측와 연통되어 실내의 공기가 유입되는 유입구가 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1 배터리팩은 바닥과 수직하게 설치되는 다수의 배터리모듈로 이루어지되, 상기 배터리모듈은 차량의 길이방향과 수직한 방향으로 인접한 다른 배터리 모듈과 간격을 두고 배열되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제1 배터리 하우징의 내부에는 차량의 바닥면으로부터 상기 제1 배터리팩을 이격시키고, 상기 제1 배터리팩의 저면을 따라 공기가 유동되도록 하는 하부덕트가 더 구비될 수 있다.

또한, 차량의 2열시트 하부에 차량의 폭방향으로 배치되는 제2 배터리팩이 제공되고, 내부에 상기 제2 배터리팩을 수용하도록 차량의 폭방향을 따라 형성되고, 상기 제1 배터리하우징에 연통되는 제2 배터리하우징이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 배터리팩을 구성하는 다수의 배터리모듈은 바닥과 수평하게 설치되되, 서로 간격을 두고 적층되는 형태로 배열되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2 배터리팩에서 적층되게 배열된 배터리모듈은 차량의 길이방향과 폭방향으로 배열되되, 차량의 길이방향을 기준으로 차량의 전방에 위치하는 1열의 배터리모듈과 그 후방에 위치하는 2열의 배터리모듈 사이에는 간극을 두고 배열될 수 있다.

한편, 트렁크의 내부에 차량의 폭방향으로 배치되는 제3 배터리팩이 제공되고, 상기 제3 배터리팩을 수용하고, 일측으로는 실내와 연결되는 유입덕트가 형성되고, 타측으로는 트렁크로 연결되는 배출덕트가 형성되는 제3 배터리 하우징으로 구비되며, 상기 제3 배터리 하우징에 제2 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제3 배터리팩을 구성하는 배터리모듈은 바닥과 수평하게 설치되되, 서로 간격을 두고 적층되는 형태로 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3 배터리팩에서 적층되게 배열된 배터리모듈은 차량의 길이방향과 폭방향으로 배열되되, 차량의 폭방향으로 서로 간격을 두고 배열될 수 있다.

여기서, 상기 유입덕트는 2열 시트의 측면으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에 따르면, 차량의 실내 중앙의 콘솔 내부, 2열시트의 하부 및 트렁크에 각각 배터리팩을 장착함으로써 운행거리의 증대, 동력성능의 향상을 기대할 수 있다.

아울러, 차량에 장착된 각 배터리팩을 공기의 유동을 제어할 수 있는 유로의 내부에 위치시킨 상태에서 송풍에 고르게 차량 실내의 공기를 공급하여 각 배터리팩을 냉각시킴으로써, 전기자동차에 탑재된 복수의 배터리팩을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에서 전기자동차에 배터리팩이 설치되는 위치를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에서 제1 배터리 하우징과 제2 배터리 하우징 및 상기 제1 배터리 하우징과 제2 배터리 하우징의 내부 공기 유동을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에서 제1 배터리 하우징 내부의 공기 유동을 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절개한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에서 제1 배터리 하우징과 제2 배터리 하우징의 공기유동을 도시한 평면도,
도 6은 도 5의 B-B선을 따라 절개한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에서 제3 배터리 하우징 및 내부 공기 유동을 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에서 제3 배터리 하우징이 설치된 위치를 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에서 제3 배터리 하우징과 연결되는 유입덕트를 도시한 사시도,
도 10은 도 7의 단면도,
도 11은 도 10의 C-C의 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각 구조는, 전기자동차의 전원 공급을 위해 전기자동차(1)에 탑재되는 복수의 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 냉각공기의 유동방향과 나란하게 배치하고 내부에 배터리팩(BP1, BP2, BP3)를 수용하며 공기의 유로를 형성하는 배터리 하우징(11, 12, 21)과, 상기 배터리 하우징(11, 12, 21)의 내부로 냉각된 공기를 흡입되도록 하는 송풍팬(31, 32)을 포함한다.

전기자동차의 배터리는 일정한 크기로 제조된 배터리 모듈을 모아서 일정한 단위의 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 형성하고, 이러한 배터리팩(BP1, BP2, BP3)이 모여 전기자동차의 배터리시스템이 된다. 상기 배터리 모듈 또는 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 내부의 공간에 맞추어 배열하고, 이를 차량의 내부에 장착후 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기자동차(1)의 모터의 구동에 필요한 전원을 공급한다.

이때, 상기 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 배열함에 있어서, 상기 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 구성하는 배터리모듈을 냉각공기의 유동방향과 나란하도록 배열한다. 상기 배터리모듈을 냉각공기의 유동방향과 나란한 방향으로 배열함으로써, 냉각공기의 유동을 방해하지 않고 실내의 냉각공기를 원활하게 배터리모듈로 공급되도록 한다.

배터리 하우징(11, 12, 21)은 상기 배터리팩(BP1, BP2, BP3)를 내부에 수용하고, 상기 배터리 하우징(11, 12, 21)의 내측면과 배터리팩(BP1, BP2, BP3)의 외측면 사이의 공간이 냉각공기가 유동하는 유로가 되도록 한다. 상기 배터리 하우징(11, 12, 21)은 내부에 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 수용함으로써, 배터리팩(BP1, BP2, BP3)이 외부로 직접 노출되지 않도록 하여 미관을 향상시킨다.

이러한 배터리 하우징(11, 12, 21)은 일측이 차량의 실내와 연통되고 타측이 차량의 트렁크에 연통되어 차량의 실내로부터 냉각된 공기가 유입되도록 하여 내부에 수용된 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 냉각시키고 트렁크로 배출되도록 한다.

송풍팬(31, 32)은 상기 배터리 하우징(11, 12, 21)의 일측에 구비되어 배터리 하우징(11, 12, 21)의 내부에서 냉각공기가 유동되도록 외부의 냉각된 공기가 상기 배터리 하우징(11, 12, 21)의 내부로 유입시키는 역할을 한다.

여기서, 전기자동차의 운행시간을 늘이도록 하기 위해서 복수의 배터리팩이 각각 차량 실내 중앙의 하부, 2열시트의 하부 및 트렁크에 적어도 하나이상, 바람직하게는 3군데 모두 장착될 수 있으며, 각각에 배터리 냉각구조가 적용된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 차량 실내의 중앙 하부에 제1 배터리팩(BP1)이 장착되고, 2열시트의 하부에도 제2 배터리팩(BP2)이 장착되며, 트렁크에도 제3 배터리팩(BP3)이 장착됨으로써, 전기자동차의 운행시간을 늘이거나, 동력성능을 향상시킬 수 있다.

먼저, 전기자동차의 실내 중앙 하부에 장착된 제1 배터리(BP1)의 냉각을 위해 적용되는 배터리 냉각구조를 살펴보면, 1열시트의 중앙 하부에 터널식으로 제1 배터리 하우징(11)이 구비되고, 그 내부에 제1 배터리팩(BP1)에 배치되는 구조이다. 즉, 1열 좌우측 시트의 중간에는 차량의 길이방향으로 제1 배터리팩(BP1)을 배열하고, 그 외측으로 제1 배터리 하우징(11)을 구비한다.

전기자동차(1)의 운행거리를 늘이거나, 성능향상을 위해서는 다수의 배터리팩이 장착되어야 하는데, 이를 해결하기 위한 방법의 하나로서, 1열 좌우측 시트 사이의 콘솔박스가 장착되는 공간을 활용하여 차량의 길이방향으로 제1 배터리팩(BP1)을 장착하도록 한다.

1열 좌우측 시트 사이의 공간은 특성상 폭이 협소하므로, 제1 배터리팩(BP1)을 구성하는 각 배터리모듈은 바닥과 수직하게 배열되되, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 진행방향과 수직한 방향으로 인접한 다른 배터리모듈과 간격을 두고 배열된다. 배터리모듈 사이에 형성된 공간을 통하여 유입된 냉각공기가 유동하면서, 냉각시키리 수 있다. 한편, 상기 제1 배터리팩(BP1)은 바닥면과 이격되도록 배열함으로써, 제1 배터리팩(BP1)과 바닥면 사이로도 공기가 유동할 수 있도록 한다.

제1 배터리 하우징(11)은 차량의 길이방향을 따라 배열된 제1 배터리팩(BP1)을 수용할 수 있도록 구비된다. 상기 제1 배터리 하우징(11)은 내측면과 제1 배터리팩(BP1) 사이에 간격을 두고 형성되도록 하여, 냉각된 공기가 유동할 수 있도록 유로를 형성한다.

한편, 상기 제1 배터리 하우징(11)의 일측에는 냉각된 공기가 유입되는 흡입구(13)가 형성되고, 타측에는 제1 배터리팩(BP1)을 냉각시킨 공기가 외부로 배출되는 배출구가 형성된다. 상기 흡입구(13)는 제1 배터리 하우징(11)과 실내를 연통시켜 실내의 냉각된 공기가 배터리 하우징의 내부로 유입되도록 한다.

이때, 상기 제1 배터리 하우징(11)의 타측은 실질적으로는 후술되는 2열좌석의 하부에 마련된 제2 배터리 하우징(12)의 일측에 연결되도록 함으로써, 제1 배터리 하우징(11)을 통과한 공기가 다시 제2 배터리 하우징(12)으로 유입되도록 한다.

상기 제1 배터리 하우징(11)의 내부에는 하부덕트(15)가 형성되어, 차량의 바닥면 상에서 제1 배터리팩(BP1)이 이격되게 위치하도록 하고, 제1 배터리팩(BP1)의 저면과 차량의 바닥면 사이에서 공기가 유동하는 유로를 형성토록 한다.

2열시트의 하부에도 전기자동차의 전원을 공급하는 제2 배터리팩(BP2)이 구비될 수 있다. 통상의 화석연료를 사용하는 자동차에서 2열시트의 하부에는 연료탱크가 장착되는데, 전기자동차에서는 이러한 연료탱크가 필요 없으므로, 2열시트의 하부공간을 이용하여 제2 배터리팩(BP2)을 장착한다.

2열시트의 하부는 차량의 길이방향보다는 폭방향으로 넓게 형성되는 공간이므로, 2열시트의 하부에 좌우 양측으로 각각 복수의 배터리모듈들이 적층되는 형태로 제2 배터리팩(BP2)이 장착된다.

예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리모듈들이 적층되는 형태로 배치되는 경우에는 적층되는 배터리모듈의 사이에 간격을 두어 공기가 유동할 수 있는 유로가 형성되도록 한다.

상기와 같이, 2열시트의 하부에 제2 배터리팩(BP2)이 장착되는 경우에도, 상기 제2 배터리팩(BP2)을 내부에 수용하는 형태로 제2 배터리 하우징(12)을 구비하도록 한다.

한편, 상기 제2 배터리 하우징(12)의 내부에 배열되는 배터리팩(BP2)은 차량의 길이방향보다는 차량의 폭방향으로 넓게 배치되는 구조이므로, 제2 배터리 하우징(12)으로 유입된 공기가 차량의 폭방향으로 충분히 공급되도록 하기 위해서, 배터리팩(BP2)을 구성하는 배터리모듈에 간극을 부여한다. 상기 제2 배터리팩(BP2)을 구성하는 배터리모듈은 서로 간격을 두고 적층되는 구조로 배열되고, 차량의 길이방향 및 차량의 폭방향으로 복수의 열과 행으로 배열되며, 특히 배터리모듈 중에서 길이방향을 기준으로 차량의 전방에 위치하는 첫번째 열과 그 후방에 위치하는 두번째열 사이에 간극(C)을 부여함으로써, 공기가 폭방향으로 충분히 공급됨과 동시에 충분히 혼합되어 제2 배터리팩(BP2)의 온도편차를 줄이고 효율적으로 냉각되도록 한다. 아울러, 상기 간극은 2열과 3열 사이에도 형성될 수도 있고, 간극의 존재여부와 간극의 치수는 내부의 온도편차가 일정수준이내가 되도록 상기 제2 배터리 하우징(12) 내부의 공기유동을 해석하여 결정한다.

여기서, 상기 제2 배터리 하우징(12)은 상기 제1 배터리 하우징(11)과 서로 연통되도록 구비되어 상기 제1 배터리 하우징(11)을 통과한 냉각공기가 제2 배터리 하우징(12)으로 유입되도록 할 수 있다.

즉, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 마치 제1 배터리 하우징(11)과 제2 배터리 하우징(12)은 서로 연통되어 하나의 배터리 하우징과 같은 역할을 할 수 있다. 제1 배터리 하우징(11)은 차량의 길이방향을 따라 형성되고 제2 배터리 하우징(12)은 차량의 폭방향을 따라 형성되는 바, 상기 제1 배터리 하우징(11)과 제2 배터리 하우징(12)의 조합은 'T'자 형태를 갖는다.

따라서, 상기 제2 배터리 하우징(12)은 중앙으로 유입된 공기가 좌우로 분리되어 내부에 수용된 제2 배터리팩(BP2)을 냉각시키고, 합기되어 제2 배터리 하우징(12)의 외부로 배출된다.

제1 송풍팬(31)은 서로 연통된 제1 배터리 하우징(11)과 제2 배터리 하우징(12)의 내부의 공기를 외부로 배출되도록 함으로써, 제1 배터리 하우징(11)과 제2 배터리 하우징(12)의 내부에서 공기가 유동하도록 한다. 즉, 제2 배터리 하우징(12)의 후단측에 제1 송풍팬(31)이 위치하도록 하여, 상기 제1 송풍팬(31)의 작동에 의해서 제1 배터리 하우징(11)과 제2 배터리 하우징(12)의 공기를 외부로 배출되도록 함으로써 외부의 공기가 유입되도록 한다.

한편, 전기자동차(1)의 가능한 한 모든 공간에 배터리팩을 장착하기 위해서, 트렁크의 내부에도 제3 배터리팩(BP3)이 장착된다.

이를 위해서, 복수의 제3 배터리팩(BP3)을 구성하는 배터리모듈을 서로 간격을 두고, 공기의 유동방향을 따라 배치되고, 이를 수용하는 형태로 제3 배터리 하우징(21)이 구비된다. 상기 제3 배터리팩(BP3)을 구성하는 배터리모듈들도 서로 적층되는 구조로 하여 차량의 폭방향과 길이방향을 따라 열과 행으로 배열되고, 특히 차량의 폭방향으로 냉각공기의 유동을 원활하게 하고 냉각공기의 혼합을 위해 도 10에 도시된 바와 같이, 간극을 부여하는 것이 바람직하고, 간극의 존재여부와 치수는 제3 배터리 하우징(21) 내부의 공기유동을 해석하여 결정한다.

상기 제3 배터리 하우징(21)은 트렁크의 내부에서, 차량의 폭방향으로 냉각공기가 유동하도록 한다. 즉, 상기 제3 배터리팩(BP3)을 구성하는 배터리모듈을 차량의 폭방향으로 간격을 두고 배열하고, 이렇게 구비된 제3 배터리팩(BP3)을 제3 배터리 하우징(21)이 수용하도록 함으로써, 상기 제3 배터리 하우징(21)의 내부에서 냉각공기의 전반적인 흐름은 차량의 폭방향으로 결정된다.

상기 제3 배터리 하우징(21)은 냉각공기의 유로를 형성하는 기능이외에도, 트렁크의 내부에 장착되는 제3 배터리팩(BP3)이 외부로 노출되지 않도록 하는 케이싱역할도 한다. 아울러, 상기 제3 배터리 하우징(21)의 외측으로 배터리 커버(24)를 장착함으로써, 그 위에 물건을 적재할 수도 있다.

상기 제3 배터리 하우징(21)의 일측으로는 차량의 실내와 연통되도록 하는 유입덕트(22)가 마련되고, 타측으로는 배터리를 냉각시킨 공기를 외부로 배출시키기 위한 배출덕트(23)가 마련된다.

상기 유입덕트(22)는 차량의 실내, 예컨대 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 2열시트의 측면과 상기 제3 배터리 하우징(21)을 연결하도록 구성된다. 여기서, 상기 유입덕트(22)는 2열시트의 측면 이외에도, 리어 패키지, C필러와 연결될 수도 있다.

상기 배출덕트(23)는 제3 배터리 하우징(21)의 타측, 바람직하게는 상기 유입덕트(22)의 반대편과 차체의 배출그릴에 연결되어 제3 배터리팩(BP3)을 냉각시킨 공기가 차체외부로 배출되도록 한다.

상기 제3 배터리 하우징(21)의 내부 일측에는 외부에서 내부로 냉각공기를 송풍하기 위한 제2 송풍팬(32)이 구비된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조의 작용에 대하여 설명한다.

전기자동차에 장착된 복수의 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 냉각시키기 위해서, 송풍팬(31, 32)이 작동하면, 배터리팩(BP1, BP2, BP3)의 온도보다 낮은 온도의 공기가 유입되어 배터리팩(BP1, BP2, BP3)을 냉각시킨다. 상기 제1 송풍팬(31)이 작동하면, 실내의 공기가 유입되어 제1 배터리 하우징(11)과 제2 배터리 하우징(12)을 통과하면서, 제1 배터리팩(BP1)와 제2 배터리팩(BP2)을 냉각시키고, 제2 송풍팬(32)이 작동하면 제3 배터리팩(BP3)이 냉각된다.

먼저, 제1 송풍팬(31)이 작동하면, 제1 배터리 하우징(11)의 유입구(13)를 통하여 실내의 공기가 제1 배터리 하우징(11)의 내부로 유입된다. 제1 배터리 하우징(11)의 내부로 유입된 공기는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 배터리 하우징(11)과 제1 배터리팩(BP1)의 사이의 공간을 통하여 제1 배터리 하우징(11)의 길이방향, 차량의 길이방향으로 지나면서 제1 배터리팩(BP1)을 냉각시킨다.

이때, 상기 제1 배터리 하우징(11)의 내부의 공기 유동을 살펴보면, 제1 배터리팩(BP1)의 상부와 하부, 좌우측을 따라서 유동하고, 일부는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 배터리팩(BP1)의 상부에서 하부로 흐르면서 냉각시킨다.

제1 배터리 하우징(11)을 통과한 공기는 제2 배터리 하우징(12)의 내부로 유입되어 제2 배터리팩(BP2)을 냉각시킨다. 제2 배터리 하우징(12)을 유입된 공기는 좌우로 퍼지고, 제2 배터리 하우징(12)의 내부를 유동하면서 제2 배터리팩(BP2)을 냉각시킨다.

제1 배터리 하우징(11)으로 유입된 공기는 일부가 제1 배터리팩(BP1)을 냉각하면서 유동하고(도 2에서 점선으로 표시된 화살표의 유동), 일부는 제1 배터리팩(BP1)의 상부와 하부, 좌우측 공간을 통하여 바로 제2 배터리 하우징(12)으로 유입된다(도 2에서 실선으로 표시된 화살표의 유동).

특히, 상기 제2 배터리팩(BP2)은 공기의 유동방향에 대하여 첫번째 열과 두번째 열사이에 간극(C)을 둠으로써, 좌우로 원활하게 퍼지도록 한다.

이렇게 제1 배터리 하우징(11)과 제2 배터리 하우징(12)을 통과한 공기는 제2 배터리 하우징(12)에서 트렁크로 배출되고, 배출그릴을 통하여 차량 외부로 배출된다.

한편, 제3 배터리팩(BP3)을 냉각시키기 위해서 제2 송풍팬(32)을 시킨다. 제2 송풍팬(32)을 작동시키면, 차량의 실내와 연통된 유입덕트(22)를 통하여 제3 배터리 하우징(21)의 내부로 실내의 공기가 유입되어 제3 배터리 하우징(21)의 내부를 유동하면서 제3 배터리팩(BP3)을 냉각시킨다.

이때, 제3 배터리팩(BP3)을 구성하는 배터리모듈은 간격을 두고 형성되어 있기 때문에 제3 배터리 하우징(21)의 유입덕트(22)에서 배출덕트(23)로 공기가 유동하면서, 각 배터리모듈 사이로 공급되기 때문에 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

배출덕트(23)를 통하여 트렁크로 배출된 공기는 배출그릴을 통하여 외부로 배출된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각구조에 따르면, 차량의 가용한 공간에 배터리팩을 장착하여 운행거리의 증대와 성능향상을 기대할 수 있고, 각 배터리팩을 수용하는 배터리 하우징의 내부로 차량 실내의 공기를 유입시켜 유동시킴으로써, 배터리가 작동하면서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

1 : 전기자동차 11 : 제1 배터리 하우징
12 : 제2 배터리 하우징 13 : 유입구
14 : 배출구 15 : 하부덕트
21 : 제3 배터리 하우징 22 : 유입덕트
23 : 배출덕트 24 : 배터리 커버
31, 32 : 송풍팬 BP1, BP2, BP3 : 배터리팩

Claims

전기자동차에 탑재되는 복수의 배터리팩을 송풍에 의해 냉각시키는 전기자동차의 배터리 냉각구조에 있어서,
차량의 1열시트의 사이를 따라 차량의 길이방향을 따라 제1 배터리팩이 제공되고,
내부에 상기 제1 배터리팩을 수용하도록 차량의 길이방향을 따라 형성되고, 차량의 실내로부터 유입된 공기가 내부에서 유동되도록 하는 제1 배터리하우징이 구비되며,
상기 제1 배터리하우징의 내부로 차량실내의 공기를 유입시켜 상기 제1 배터리팩을 냉각시킨 후 트렁크로 배출되도록 하는 제1 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제1항에 있어서,
상기 배터리 하우징의 일측에는 차량의 실내측와 연통되어 실내의 공기가 유입되는 유입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제1항에 있어서,
상기 제1 배터리팩은 바닥과 수직하게 설치되는 다수의 배터리모듈로 이루어지되, 상기 배터리모듈은 차량의 길이방향과 수직한 방향으로 인접한 다른 배터리 모듈과 간격을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제1항에 있어서,
상기 제1 배터리 하우징의 내부에는 차량의 바닥면으로부터 상기 제1 배터리팩을 이격시키고, 상기 제1 배터리팩의 저면을 따라 공기가 유동되도록 하는 하부덕트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제1항에 있어서,
차량의 2열시트 하부에 차량의 폭방향으로 배치되는 제2 배터리팩이 제공되고,
내부에 상기 제2 배터리팩을 수용하도록 차량의 폭방향을 따라 형성되고, 상기 제1 배터리하우징에 연통되는 제2 배터리하우징이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제5항에 있어서,
상기 제2 배터리팩을 구성하는 다수의 배터리모듈은 바닥과 수평하게 설치되되, 서로 간격을 두고 적층되는 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제6항에 있어서,
상기 제2 배터리팩에서 적층되게 배열된 배터리모듈은 차량의 길이방향과 폭방향으로 배열되되, 차량의 길이방향을 기준으로 차량의 전방에 위치하는 1열의 배터리모듈과 그 후방에 위치하는 2열의 배터리모듈 사이에는 간극(C)을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제1항에 있어서,
트렁크의 내부에 차량의 폭방향으로 배치되는 제3 배터리팩이 제공되고,
상기 제3 배터리팩을 수용하고, 일측으로는 실내와 연결되는 유입덕트가 형성되고, 타측으로는 트렁크로 연결되는 배출덕트가 형성되는 제3 배터리 하우징으로 구비되며,
상기 제3 배터리 하우징에 제2 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제8항에 있어서,
상기 제3 배터리팩을 구성하는 배터리모듈은 바닥과 수평하게 설치되되, 서로 간격을 두고 적층되는 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제9항에 있어서,
상기 제3 배터리팩에서 적층되게 배열된 배터리모듈은 차량의 길이방향과 폭방향으로 배열되되, 차량의 폭방향으로 서로 간격을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.
제8항에 있어서,
상기 유입덕트는 2열 시트의 측면으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 냉각구조.