KR20130025244A - Electric vehicle - Google Patents

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KR20130025244A
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김태진
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(주)브이이엔에스
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Abstract

PURPOSE: An electric vehicle is provided to absorb heat of a plurality of cell modules by a heating plate and a coolant tube, to have higher safety than the safety of a water cooling type, and to have a simpler structure than the structure of an air cooling type. CONSTITUTION: An electric vehicle comprises a battery cell assembly(402) which supplies current; a compressor for compressing coolant; a condenser for condensing the coolant; a first expansion apparatus for expanding the coolant; a first evaporator(508) for cooling a vehicle by evaporating the coolant; a second expansion apparatus for expanding the coolant; and a second evaporator for evaporating the coolant and cooling the battery cell assembly. The battery cell assembly comprises a base and cell modules(410) laminated on the base. The second evaporator comprises a coolant tube(560) and a heating plate(562) which absorbs heat from the cell module.

Description

전기자동차{Electric vehicle} Electric vehicle

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 특히 배터리 셀 모듈을 갖는 배터리 셀 어셈블리를 냉각시키는 전기자동차에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to an electric vehicle for cooling a battery cell assembly having a battery cell module.

일반적으로 전기자동차(Electric vehicle, EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다. Generally, an electric vehicle (EV) is an automobile which obtains power by driving an AC or DC motor by using power from a battery, and is mainly classified into a battery-dedicated electric vehicle and a hybrid electric vehicle, And the hybrid electric vehicle operates the engine to charge the battery by generating electric power, and the electric motor can be driven to drive the car by using the electric power .

또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이러한 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다. In addition, the hybrid electric vehicle can be classified into a serial system and a parallel system. In the serial system, the mechanical energy output from the engine is converted into electrical energy through the generator, and the electrical energy is supplied to the battery or the motor. This is a concept that adds an engine and a generator to increase the mileage of an existing electric vehicle. The parallel method can move the car with battery power. The two motors (gasoline or diesel) Depending on the driving conditions, the parallel system can drive the vehicle at the same time as the engine and the motor.

이러한 전기자동차는 모터로 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리를 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. The electric vehicle may be provided with at least one battery cell assembly for supplying a current to the motor.

전기자동차는 배터리 셀 어셈블리의 냉각을 위해, 배터리 셀 어셈블리를 수냉식 또는 공랭식으로 냉각시킬 수 있고, 수냉식 냉각의 경우 냉매가 수냉매 열교환기를 통과하면서 냉각수를 냉각시키고 수냉매 열교환기가 배터리 셀 어셈블리와 냉각수 회로로 연결되어, 냉각수가 수냉매 열교환기와 배터리 셀 어셈블리를 순환하면서 배터리 셀 어셈블리를 냉각시킬 수 있으며, 공랭식 냉각의 경우 냉매가 배터리 냉각용 증발기를 통과하면서 배터리 냉각용 증발기를 냉각시키고, 배터리 냉각용 증발기에서 냉각된 공기가 배터리 셀 어셈블리 연결 덕트를 통해 배터리 셀 어셈블리로 유동되어 배터리 셀 어셈블리를 냉각시킬 수 있다. The electric vehicle can cool the battery cell assembly in a water-cooled or air-cooled manner to cool the battery cell assembly.In the case of water-cooled cooling, the refrigerant cools the coolant as it passes through the water-cooled heat exchanger, and the water-cooled heat exchanger cools the battery cell assembly and the coolant circuit. Cooling water can cool the battery cell assembly while circulating the water refrigerant heat exchanger and the battery cell assembly.In the case of air cooling, the refrigerant passes through the battery cooling evaporator to cool the battery cooling evaporator, and the battery cooling evaporator Air cooled in the air flows through the battery cell assembly connection duct to the battery cell assembly to cool the battery cell assembly.

종래 기술에 따른 전기자동차는 배터리 셀 어셈블리가 공냉식으로 냉각될 경우 배터리 팩 연결 덕트로 인해 구조가 복잡하고, 배터리 셀 어셈블리가 수냉식으로 냉각될 경우 냉각수의 누수가 발생될 수 있어 안전성이 확보하기 어려운 문제점이 있다.The electric vehicle according to the prior art has a complicated structure due to the battery pack connection duct when the battery cell assembly is cooled by air cooling, and leakage of cooling water may occur when the battery cell assembly is cooled by water cooling, making it difficult to secure safety. There is this.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매가 배터리 셀 어셈블리로 유동되어 배터리 셀 어셈블리와 열교환되는 전기자동차를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an electric vehicle in which a refrigerant flows to the battery cell assembly and heat exchanged with the battery cell assembly.

본 발명은 차량 구동에 필요한 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리와; 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와; 상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구와; 상기 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실을 냉각하는 제 1 증발기와; 상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구와; 상기 제 2 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 배터리 셀 어셈블리를 냉각시키는 제 2 증발기를 포함하고, 상기 배터리 셀 어셈블리는 베이스와 상기 베이스에 적층되어 수평하게 배치되고 전류가 방전되는 복수개의 셀 모듈을 포함하며, 상기 제 2 증발기는 상기 냉매가 통과하는 냉매 튜브와, 상기 냉매 튜브와 결합되어 상기 복수개의 셀 모듈로부터 전달되는 열을 흡수하는 전열 플레이트를 포함한다.The present invention provides a battery cell assembly for supplying a current required to drive a vehicle; A compressor for compressing the refrigerant; A condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor; A first expansion mechanism to expand the refrigerant expanded in the condenser; A first evaporator configured to cool the compartment while the refrigerant expanded in the first expansion mechanism is evaporated; A second expansion mechanism to expand the refrigerant expanded in the condenser; And a second evaporator configured to cool the battery cell assembly while the refrigerant expanded in the second expansion mechanism is evaporated, wherein the battery cell assembly is stacked on the base and the base to be horizontally disposed and a current is discharged. The second evaporator includes a refrigerant tube through which the refrigerant passes, and a heat transfer plate coupled with the refrigerant tube to absorb heat transferred from the plurality of cell modules.

상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트의 양면 중 상기 복수개의 셀 모듈을 향하는 면의 반대면에 설치될 수 있다. The refrigerant tube may be installed on an opposite side of a surface of the heat transfer plate toward the plurality of cell modules.

상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트에 지그재그 형상으로 배치될 수 있다.The refrigerant tube may be arranged in a zigzag shape on the heat transfer plate.

상기 전열 플레이트는 상기 배터리 셀 어셈블리에 수직하게 배치될 수 있다.The heat transfer plate may be disposed perpendicular to the battery cell assembly.

상기 전열 플레이트는 체결부재가 체결되는 체결공이 형성될 수 있다. The heat transfer plate may have a fastening hole to which the fastening member is fastened.

상기 배터리 셀 어셈블리는 상기 전열 플레이트와 냉매 튜브를 덮고 상기 배터리 셀 어셈블리의 외관 일부를 형성하는 커버를 더 포함할 수 있다.The battery cell assembly may further include a cover covering the heat transfer plate and the refrigerant tube and forming a part of an exterior of the battery cell assembly.

상기 커버는 합성수지 재질일 수 있다.The cover may be a synthetic resin material.

본 발명은 냉매가 냉매 튜브와 전열 플레이트를 통해 복수개 셀 모듈의 열을 흡수하므로 수냉식에 비해 안전성이 높고 공랭식에 비해 구조가 간단한 이점이 있다.According to the present invention, since the refrigerant absorbs the heat of the plurality of cell modules through the refrigerant tube and the heat transfer plate, the safety is higher than that of the water cooling type and the structure is simpler than that of the air cooling type.

또한, 냉매 튜브와 전열 플레이트의 간단한 구조로 셀 모듈을 냉각시킬 수 있으므로 구조가 간단하고 비용이 저렴한 이점이 있다. In addition, since the cell module can be cooled by a simple structure of the refrigerant tube and the heat transfer plate, there is an advantage in that the structure is simple and inexpensive.

또한, 하나의 전열 플레이트가 적층된 복수개의 셀 모듈을 함께 냉각시킬 수 있어 효율적인 냉각이 가능한 이점이 있다.In addition, since a plurality of cell modules in which one heat transfer plate is stacked can be cooled together, there is an advantage that efficient cooling is possible.

또한, 냉동 사이클 회로의 냉매를 이용하므로 냉각수를 이용한 수냉식이나 공기를 이용한 공랭식 보다 효율적인 냉각이 가능하고 셀 모듈의 온도를 조절하기 용이한 이점이 있다.In addition, since the refrigerant of the refrigeration cycle circuit is used, cooling is more efficient than water cooling using cooling water or air cooling using air, and thus the temperature of the cell module can be easily adjusted.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩 및 냉각시스템이 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 셀 모듈의 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a battery pack of an embodiment of an electric vehicle according to the present invention before being installed in a vehicle body;
2 is a block diagram showing a battery pack and a cooling system of an embodiment of an electric vehicle according to the present invention;
3 is a perspective view of a battery cell module of an embodiment of the electric vehicle according to the present invention;
4 is an exploded perspective view of the cell module shown in FIG. 3;
5 is an exploded perspective view of a battery cell module of an embodiment of the electric vehicle according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 팩 및 냉각시스템이 도시된 구성도이다.  1 is an exploded perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention before the battery pack is installed in a vehicle body, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a battery pack and a cooling system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기자동차는 차체(2)와, 차륜과, 차륜을 회전시키는 구동력을 발생하는 모터와, 모터 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리 팩(400)을 포함한다.Referring to FIG. 1, an electric vehicle according to the present embodiment includes a vehicle body 2, a wheel, a motor generating a driving force for rotating the wheel, and a battery pack 400 supplying power required for driving the motor. .

차체(2)는 모터 및 동력 전달 계통의 부품을 탑재하는 전방차체(100)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙차체(200), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방차체(300)를 포함하여 구성될 수 있다.The vehicle body 2 includes a front vehicle body 100 on which a motor and a power transmission system are mounted, and a rear vehicle body 300 for storing a passenger body in which a passenger can ride and sit, a spare tire and other objects. It may be configured to include).

차체(2)는 닫힌 공간을 만들어 그 내부에 각종 장치를 배치하고 탑승자나 화물을 수용하고, 일부를 개폐시켜 탑승자나 화물의 출입, 각종 장치의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.The vehicle body 2 can create a closed space to arrange various devices therein, to accommodate occupants or cargo, and to open and close a part of the vehicle body 2 to facilitate entry and exit of passengers or cargo and maintenance of various devices.

차체(2)는 형상 그대로 자동차의 외관 형상이 될 수 있다.The vehicle body 2 may be in the form of an exterior of an automobile as it is.

전방차체(100)는 모터와 변속기 등의 동력전달계통의 부품이 구비될 수 있다. The front vehicle body 100 may be provided with components of a power transmission system such as a motor and a transmission.

전방차체(100)는 전기자동차의 진행 방향을 바꾸기 위하여 전륜의 회전축 방향을 조절하는 조향장치와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜현가장치가 구비될 수 있다.The front vehicle body 100 may be provided with a steering device for adjusting the direction of the rotation axis of the front wheel to change the traveling direction of the electric vehicle, and a front wheel suspension device so that the vibration of the road surface does not directly contact the vehicle body.

전방차체(100)는 사고 등에 의해 충격을 받을 경우 파손되어 충격을 흡수함에 따라 차실에 큰 충격이 전달되지 않게 한다.The front vehicle body 100 is broken when it receives an impact due to an accident, so that a large shock is not transmitted to the cabin as the shock is absorbed.

중앙차체(200)는 대부분 차실, 즉 탑승자 등이 탑승하는 장소로 되어 있기 때문에 내부 공간은 될수록 크게 한다.Since the central body 200 is mostly a cabin, i.e., a place for occupants, the interior space is increased as much as possible.

중앙차체(200)는, 전기자동차의 바닥면을 이루는 플로어(210)와, 플로어(210)의 중앙에 형성된 중앙 터널(230)을 포함한다.The central vehicle body 200 includes a floor 210 forming the bottom surface of the electric vehicle, and a central tunnel 230 formed at the center of the floor 210.

플로어(210)는 차실내의 바닥면으로서 면적이 넓은 패널이다. The floor 210 is a panel having a large area as the floor surface of the vehicle interior.

중앙 터널(230)은 상방으로 인입되어 형성되고, 전후방향으로 길게 형성된다. 중앙 터널(230)은 플로어(210)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다. The central tunnel 230 is formed to be led upwards and long in the front-rear direction. The central tunnel 230 may be integrally formed on the floor 210, or may be separately formed and coupled by welding or the like.

후방차체(300)는 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관되는 트렁크와, 트렁크를 덮는 트렁크 도어가 연결될 수 있다. The rear vehicle 300 may be connected to a trunk that stores spare tires and other objects, and a trunk door covering the trunk.

후방차체(300)에는 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 후륜현가장치가 구비될 수 있다. The rear vehicle 300 may be provided with a rear wheel suspension so that the vibration of the road surface does not directly contact the vehicle body.

배터리 팩(400)은 차량 구동에 필요한 전원을 공급하는 것으로서, 차체(2)의 하측에 설치될 수 있고, 차체(2)의 중앙차체(200)에 설치될 경우 중앙차체(200)의 하측에 설치되는 것이 바람직하며, 차체(2)의 후방차체(300)에 설치될 경우, 후방차체(300)의 하측 또는 트렁크에 설치되는 것이 바람직하다.The battery pack 400 supplies power required for driving the vehicle, and may be installed at the lower side of the vehicle body 2, and when the battery pack 400 is installed at the central vehicle body 200 of the vehicle body 2, is disposed below the central vehicle body 200. It is preferable to be installed, and when installed in the rear vehicle body 300 of the vehicle body 2, it is preferable to be installed in the lower side or the trunk of the rear vehicle body 300.

배터리 팩(400)은 차량 구동에 필요한 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리(402)와, 배터리 셀 어셈블리(402)가 수용되는 배터리 케이스(404)를 포함할 수 있다. The battery pack 400 may include a battery cell assembly 402 for supplying a current required to drive a vehicle, and a battery case 404 in which the battery cell assembly 402 is accommodated.

배터리 케이스(404)는 차체(2)에 체결부재로 체결되는 배터리 캐리어(406)와, 배터리 캐리어(406)와 결합되고 배터리 셀 어셈블리(402)를 보호하는 배터리 커버(408)를 포함할 수 있다. The battery case 404 may include a battery carrier 406 fastened to the vehicle body 2 by a fastening member, and a battery cover 408 coupled with the battery carrier 406 and protecting the battery cell assembly 402. .

전기자동차는 냉매를 압축하는 압축기(502)와, 압축기(502)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(504)와, 응축기(504)에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구(506)와, 제 1 팽창기구(506)에서 팽창된 냉매가 증발되는 제 1 증발기(508)와; 응축기(504)에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구(510)와, 제 2 팽창기구(510)에서 팽창된 냉매가 증발되면서 배터리 셀 어셈블리(402)를 냉각시키는 제 2 증발기(512)를 포함하고, 냉매가 압축기(502)와, 응축기(504)와, 제 1 팽창기구(506)와, 제 1 증발기(508)를 순환하는 냉동 사이클 회로와, 냉매가 압축기(502)와, 응축기(504)와, 제 2 팽창기구(510)와 제 2 증발기(512)를 순환하는 냉동 사이클 회로를 갖는다. The electric vehicle includes a compressor 502 for compressing a refrigerant, a condenser 504 for condensing the refrigerant compressed in the compressor 502, a first expansion mechanism 506 for expanding the refrigerant expanded in the condenser 504, and A first evaporator 508 through which the refrigerant expanded in the first expansion mechanism 506 evaporates; The second expansion mechanism 510 in which the refrigerant expanded in the condenser 504 is expanded, and the second evaporator 512 cooling the battery cell assembly 402 while the refrigerant expanded in the second expansion mechanism 510 is evaporated. The refrigerant comprises a refrigeration cycle circuit for circulating the compressor 502, the condenser 504, the first expansion mechanism 506, the first evaporator 508, the refrigerant is a compressor 502, the condenser ( 504, and a refrigeration cycle circuit for circulating the second expansion mechanism 510 and the second evaporator 512.

압축기(502)에는 냉매가 압축기(502)로 흡입되는 압축기 흡입배관(514)과 압축기(502)에서 압축된 냉매가 토출되는 압축기 토출배관(516)이 연결된다.The compressor 502 is connected to a compressor suction pipe 514 through which the refrigerant is sucked into the compressor 502 and a compressor discharge pipe 516 through which the refrigerant compressed by the compressor 502 is discharged.

응축기(504)는 압축기(502)와 압축기 토출배관(516)으로 연결되고, 응축된 냉매가 유출되는 응축기 출구배관(518)이 연결되고, 응축기 출구배관(518)에는 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있는 냉매 조절밸브(520)가 연결된다.The condenser 504 is connected to the compressor 502 and the compressor discharge pipe 516, the condenser outlet pipe 518 is connected to the condensed refrigerant flows out, the condenser outlet pipe 518 can adjust the flow direction of the refrigerant. Refrigerant control valve 520 is connected.

냉매 조절밸브(520)에는 응축기(504)에서 응축된 냉매를 제 1 팽창기구(506)로 안내하는 제 1 팽창기구 연결배관(522)과, 응축기(504)에서 응축된 냉매를 제 2 팽창기구(510)로 안내하는 제 2 팽창기구 연결배관(524)과 연결된다.The refrigerant control valve 520 includes a first expansion mechanism connecting pipe 522 for guiding the refrigerant condensed in the condenser 504 to the first expansion mechanism 506, and a second expansion mechanism for the refrigerant condensed in the condenser 504. It is connected to the second expansion mechanism connecting pipe 524 leading to 510.

제 1 팽창기구(506)는 TXV(Thermal expansion valve), EEV(Electric eapansion valve), LEV(Linear expansion valve) 중의 하나로 구성될 수 있다.The first expansion mechanism 506 may be configured as one of a thermal expansion valve (TXV), an electric eapansion valve (EEV), and a linear expansion valve (LEV).

제 1 팽창기구(506)는 제 1 증발기(508)와 제 1 증발기 연결배관(526)으로 연결된다.The first expansion mechanism 506 is connected to the first evaporator 508 and the first evaporator connecting pipe 526.

제 1 증발기(508)는 차실(4)을 냉각시키는 차실용 열교환기이다.The first evaporator 508 is a vehicle heat exchanger that cools the vehicle compartment 4.

제 1 증발기(508)에는 제 1 증발기(508)에서 증발된 냉매가 통과하는 제 1 증발기 출구배관(528)이 연결되고, 제 1 증발기 출구배관(528)은 압축기 흡입배관(514)과 연결된다.The first evaporator 508 is connected to the first evaporator outlet pipe 528 through which the refrigerant evaporated from the first evaporator 508 passes, and the first evaporator outlet pipe 528 is connected to the compressor suction pipe 514. .

제 2 팽창기구(510)는 제 1 팽창기구(506)와 같이 TXV(Thermal expansion valve), EEV(Electric eapansion valve), LEV(Linear expansion valve) 중의 하나로 구성될 수 있다.Like the first expansion mechanism 506, the second expansion mechanism 510 may be configured as one of a thermal expansion valve (TXV), an electric eapansion valve (EVE), and a linear expansion valve (LEV).

제 2 팽창기구(510)는 제 2 증발기(512)와 제 2 증발기 연결배관(530)으로 연결된다. 제 2 증발기 연결배관(530)은 배터리 팩(400)을 관통하여 일부가 배터리 팩(400) 내부에 위치된다.The second expansion mechanism 510 is connected to the second evaporator 512 and the second evaporator connecting pipe 530. The second evaporator connection pipe 530 penetrates through the battery pack 400 and a part of the second evaporator connection pipe 530 is located inside the battery pack 400.

제 2 증발기(512)는 배터리 팩(400) 내부에 배치되고 배터리 셀 어셈블리(402)에 설치되어 냉매가 배터리 셀 어셈블리(402)의 열을 빼앗으면서 증발된다. 이하, 제 2 증발기(512)에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.The second evaporator 512 is disposed inside the battery pack 400 and installed in the battery cell assembly 402 so that the refrigerant evaporates while depriving the heat of the battery cell assembly 402. Hereinafter, the second evaporator 512 will be described in detail later.

제 2 증발기(512)는 제 2 증발기(512)에서 증발된 냉매가 통과하는 제 2 증발기 출구배관(532)이 연결되고, 제 2 증발기 출구배관(532)은 제 1 증발기 출구배관(528)과 합지되어 압축기 흡입배관(514)과 연결된다.The second evaporator 512 is connected to the second evaporator outlet pipe 532 through which the refrigerant evaporated from the second evaporator 512 passes, and the second evaporator outlet pipe 532 is connected to the first evaporator outlet pipe 528. It is laminated and connected to the compressor suction pipe 514.

한편, 전기자동차는 증발기(508)로 외부 공기 또는 차실(4)의 공기를 송풍하는 송풍팬(540)과, 배터리 팩(400)으로부터 전력을 공급받아 차실을 난방시키기 위한 보조 히터(542, PTC Heater, Possitive temperature coefficient Heater)를 더 포함할 수 있다. 보조 히터(542)는 난방 성능을 보조하기 위한 히터이다. On the other hand, the electric vehicle is a blower fan 540 for blowing the outside air or the air in the compartment 4 to the evaporator 508, and the auxiliary heater 542, PTC for heating the vehicle receives power from the battery pack 400 Heater, Possitive temperature coefficient heater may be further included. The auxiliary heater 542 is a heater for assisting the heating performance.

전기자동차는 제 1 팽창기구(506)와 제 1 증발기(508)와 보조 히터(542)가 하나의 유닛으로 모듈화되어 에이치브이에이씨 모듈(544, HVAC Module)을 구성할 수 있다.In the electric vehicle, the first expansion mechanism 506, the first evaporator 508, and the auxiliary heater 542 may be modularized into one unit to form an HVAC module 544.

에이치브이에이씨 모듈(544)은 차실(4)과 차실 공조덕트(546)로 연결되어, 제 1 증발기(508)에 의해 냉각된 공기가 차실 공조덕트(546)를 통해 차실(4)로 유입되어 차실(4)을 냉방시키거나, 보조 히터(542)에 의해 가열된 공기가 차실 공조덕트(546)를 통해 차실(4)로 유입되어 차실(4)을 난방시킬 수 있다.
The HVC module 544 is connected to the vehicle compartment 4 and the vehicle air conditioning duct 546, so that the air cooled by the first evaporator 508 flows into the vehicle interior 4 through the vehicle air conditioning duct 546. The vehicle 4 may be cooled, or air heated by the auxiliary heater 542 may flow into the vehicle 4 through the vehicle air conditioning duct 546 to heat the vehicle 4.

도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 셀 모듈의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 셀 모듈의 분해 사시도이다. Figure 3 is a perspective view of a battery cell module of an embodiment of the electric vehicle according to the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of the cell module shown in Figure 3, Figure 5 is a battery cell module of an embodiment of the electric vehicle according to the present invention Exploded perspective view.

배터리 셀 어셈블리(402)는 베이스(409)와, 베이스(409)에 적층되어 수평하게 배치되고 전류가 방전되는 복수개의 셀 모듈(410)을 포함한다.The battery cell assembly 402 includes a base 409 and a plurality of cell modules 410 stacked on the base 409 and horizontally disposed and in which current is discharged.

셀 모듈(410)은 전류를 방전하는 복수개의 셀(411) 및, 셀(411)로부터 발생하는 열을 전달받는 방열판(413)을 포함할 수 있다.The cell module 410 may include a plurality of cells 411 for discharging a current and a heat sink 413 for receiving heat generated from the cells 411.

셀(411)은 전류를 공급하는 최소 단위로서, 전류를 발생하는 모든 2차전지 또는 연료전지를 포함할 수 있다. 셀(411)은 복수개가 적층되어 하나의 셀 모듈(410)을 형성할 수 있고, 복수개의 셀(411)은 일측에 형성된 전극으로 전류를 내보낸다. The cell 411 is a minimum unit for supplying current, and may include all secondary cells or fuel cells for generating current. A plurality of cells 411 may be stacked to form one cell module 410, and the plurality of cells 411 send current to an electrode formed at one side.

방열판(413)은 셀(411)로부터 발생하는 열을 전달받는 것으로서, 열을 전도하는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다. 방열판(413)은 알루미늄 또는 구리로 형성될 수 있으나, 이에 본 발명의 실시예가 한정되는 것은 아니다.The heat sink 413 receives heat generated from the cell 411 and is preferably formed of a metal material that conducts heat. The heat sink 413 may be formed of aluminum or copper, but embodiments of the present invention are not limited thereto.

방열판(413)은 셀(411)을 감싸도록 형성되며, 일측에 열을 전달하도록 열전달부(415)가 형성될 수 있다. 열전달부(415)는 방열판(413)의 일측에는 절곡되어 형성될 수 있다. The heat sink 413 is formed to surround the cell 411, and a heat transfer part 415 may be formed to transfer heat to one side. The heat transfer part 415 may be bent at one side of the heat sink 413.

셀 모듈(410)은 열전달부(415)가 후술하는 전열 플레이트(562)와 면접촉되어, 열을 전열 플레이트(562)로 직접 전달하는 것이 가능하고, 별도의 서멀패드(430;Thermal Pad)를 통해 열을 전열 플레이트(562)로 전달하는 것이 가능하다.The cell module 410 is in surface contact with the heat transfer plate 562 to which the heat transfer unit 415 will be described later, and may directly transfer heat to the heat transfer plate 562, and may provide a separate thermal pad 430. It is possible to transfer heat to the heat transfer plate 562 through.

서멀 패드(430)는 전열 플레이트(562)의 양면 중 복수개의 셀 모듈(410)을 향하는 면에 배치될 수 있고, 방열판(413)의 열을 전열 플레이트(562)로 열을 전달할 수 있다. 서멀패드(430)는 열의 전도도가 우수한 재질로 형성될 수 있다. The thermal pad 430 may be disposed on a surface of the heat transfer plate 562 facing the plurality of cell modules 410 and may transfer heat from the heat sink 413 to the heat transfer plate 562. The thermal pad 430 may be formed of a material having excellent thermal conductivity.

방열판(413)은 셀(411)의 상측 및 하측에 구비될 수 있다. 방열판(413)이 셀(411)의 상측 및 하측에 동시에 구비되어 셀(411)을 감싸게 배치될 수 있다.The heat sink 413 may be provided above and below the cell 411. The heat sink 413 may be provided on the upper side and the lower side of the cell 411 to surround the cell 411.

방열판(413)은 두 개의 셀(411)이 적층된 경우, 상측에 구비된 방열판(413)이 상측의 셀(411)로부터 열을 전달받을 수 있고, 하측에 구비된 방열판(413)은 하측의 셀(411)로부터 열을 전달받을 수 있다. When the two cells 411 are stacked on the heat sink 413, the heat sink 413 provided on the upper side can receive heat from the cell 411 on the upper side, and the heat sink 413 provided on the lower side is Heat may be received from the cell 411.

제 2 증발기(508)는 냉매가 통과하는 냉매 튜브(560)와, 냉매 튜브(560)와 결합되어 복수개의 셀 모듈(410)로부터 전달되는 열을 흡수하는 전열 플레이트(562)를 포함한다.The second evaporator 508 includes a refrigerant tube 560 through which refrigerant passes and a heat transfer plate 562 coupled with the refrigerant tube 560 to absorb heat transferred from the plurality of cell modules 410.

냉매 튜브(560)는 전열 플레이트(562)의 양면 중 복수개의 셀 모듈(410)을 향하는 면의 반대면(O)에 설치된다. The coolant tube 560 is installed on an opposite surface O of a surface of the heat transfer plate 562 facing the plurality of cell modules 410.

냉매 튜브(560)는 전열 플레이트(562)에 지그재그 형상으로 배치된다. The coolant tube 560 is disposed in a zigzag shape on the heat transfer plate 562.

전열 플레이트(562)는 베이스(409)에 수직하게 배치된다. The heat transfer plate 562 is disposed perpendicular to the base 409.

전열 플레이트(562)는 체결부재(564)가 체결되는 체결공(566)이 형성된다. The heat transfer plate 562 has a fastening hole 566 to which the fastening member 564 is fastened.

복수개의 셀 모듈(410) 중 적어도 일부에는 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 대응되는 체결공(416)이 형성될 수 있고, 체결부재(564)는 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 복수개의 셀 모듈(410)의 체결공(416)에 체결되어, 전열 플레이트(562)를 복수개의 셀 모듈(410) 중 적어도 일부에 체결시킬 수 있다.A fastening hole 416 corresponding to the fastening hole 566 of the heat transfer plate 562 may be formed in at least some of the cell modules 410, and the fastening member 564 may be a fastening hole of the heat transfer plate 562. 566 and the fastening holes 416 of the plurality of cell modules 410, the heat transfer plate 562 may be fastened to at least a portion of the plurality of cell modules 410.

전기자동차는 전열 플레이트(562)와 냉매 튜브(560)가 배터리 셀 어셈블리(402)의 외관 일부을 형성하는 것이 가능하고, 커버(440)가 전열 플레이트(562)와 냉매 튜브(560)를 덮고 배터리 셀 어셈블리(402)의 외관 일부를 형성하는 것이 가능하다.In the electric vehicle, the heat transfer plate 562 and the coolant tube 560 may form a part of the exterior of the battery cell assembly 402, and the cover 440 covers the heat transfer plate 562 and the coolant tube 560 and the battery cell. It is possible to form part of the exterior of the assembly 402.

커버(440)는 합성수지 재질로 이루어질 수 있다. The cover 440 may be made of a synthetic resin material.

커버(440)는 전열 플레이트(562)와 함께 복수개의 셀 모듈(410) 중 적어도 일부에 체결될 수 있다. 커버(440)는 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 대응되는 체결공(442)이 형성될 수 있다. 체결부재(564)는 커버(440)의 체결공(442)과 전열 플레이트(562)의 체결공(566)과 복수개의 셀 모듈(410)의 일부에 형성된 체결공(416)에 체결되어 복수개의 셀 모듈(410)의 적어도 일부와 전열 플레이트(562)와 커버(440)를 체결시킬 수 있다. The cover 440 may be fastened to at least some of the cell modules 410 together with the heat transfer plate 562. The cover 440 may have a fastening hole 442 corresponding to the fastening hole 566 of the heat transfer plate 562. The fastening member 564 is fastened to the fastening holes 442 of the cover 440, the fastening holes 566 of the heat transfer plate 562, and the fastening holes 416 formed in a part of the plurality of cell modules 410. At least a portion of the cell module 410, the heat transfer plate 562, and the cover 440 may be fastened.

한편, 본 발명은 서멀 패드(430)가 접착성 재질로 이루어져, 전열 플레이트(562)가 서멀 패드(430)에 의해 복수개의 셀 모듈(410)에 결합되고, 전열 플레이트(562)가 체결부재(564)에 의해 커버(440)에 체결되는 것이 가능함은 물론이다.
On the other hand, in the present invention, the thermal pad 430 is made of an adhesive material, the heat transfer plate 562 is coupled to the plurality of cell modules 410 by the thermal pad 430, the heat transfer plate 562 is fastening member ( Of course, it is possible to be fastened to the cover 440 by the 564.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

먼저, 압축기(502)가 구동되고, 냉매 조절밸브(520)가 배터리 셀 어셈블리 냉각 모드로 조절되면, 압축기(502)는 냉매를 압축하고, 압축기(502)에서 압축된 냉매는 응축기(504)에서 응축되며, 응축기(504)에서 응축된 냉매는 제 2 팽창기구(510)에서 팽창된다. 팽창된 냉매는 제 2 증발기 연결배관(530)을 통해 배터리 셀 어셈블리(402)로 유동된다. 제 2 증발기 연결배관(530)을 통과한 냉매는 냉매 튜브(560)를 통과한다. 냉매가 냉매 튜브(560)를 통과할 때, 배터리 셀 모듈(410)은 전열 플레이트(562)로 열을 전달하면서 전열 플레이트(562)로 열을 빼앗기고, 냉매 튜브(560)을 통과하는 냉매는 전열 플레이트(562)의 열을 흡수하면서 증발된다. 냉매 튜브(560)을 통과하면서 증발된 냉매는 제 2 증발기 출구배관(532)을 통과하고, 압축기(502)로 흡입된다.
First, when the compressor 502 is driven and the refrigerant control valve 520 is adjusted to the battery cell assembly cooling mode, the compressor 502 compresses the refrigerant, and the refrigerant compressed in the compressor 502 is transferred to the condenser 504. Condensation occurs, and the refrigerant condensed in the condenser 504 is expanded in the second expansion mechanism 510. The expanded refrigerant flows to the battery cell assembly 402 through the second evaporator connecting pipe 530. The refrigerant passing through the second evaporator connecting pipe 530 passes through the refrigerant tube 560. When the refrigerant passes through the refrigerant tube 560, the battery cell module 410 loses heat to the heat transfer plate 562 while transferring heat to the heat transfer plate 562, and the refrigerant passing through the refrigerant tube 560 transfers heat. Evaporates while absorbing heat from plate 562. The refrigerant evaporated while passing through the refrigerant tube 560 passes through the second evaporator outlet pipe 532 and is sucked into the compressor 502.

2: 차체 400: 배터리 팩
402: 배터리 셀 어셈블리 404: 배터리 케이스
406: 배터리 캐리어 408: 배터리 커버
410: 배터리 셀 모듈 411: 셀
413: 방열판 415: 열전달부
430: 서멀 패드 440: 커버
502; 압축기 504: 응축기
506: 제 1 팽창기구 508: 제 1 증발기
510: 제 2 팽창기구 512: 제 2 증발기
560: 냉매 튜브 562: 전열 플레이트2: body 400: battery pack
402: battery cell assembly 404: battery case
406: battery carrier 408: battery cover
410: battery cell module 411: cell
413: heat sink 415: heat transfer portion
430: thermal pad 440: cover
502; Compressor 504: condenser
506: first expansion mechanism 508: first evaporator
510: second expansion mechanism 512: second evaporator
560: refrigerant tube 562: heat transfer plate

Claims (7)

차량 구동에 필요한 전류를 공급하는 배터리 셀 어셈블리와;
냉매를 압축하는 압축기와;
상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와;
상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구와;
상기 제 1 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 차실을 냉각하는 제 1 증발기와;
상기 응축기에서 팽창된 냉매가 팽창되는 제 2 팽창기구와;
상기 제 2 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 배터리 셀 어셈블리를 냉각시키는 제 2 증발기를 포함하고,
상기 배터리 셀 어셈블리는 베이스와 상기 베이스에 적층되어 수평하게 배치되고 전류가 방전되는 복수개의 셀 모듈을 포함하며,
상기 제 2 증발기는 상기 냉매가 통과하는 냉매 튜브와, 상기 냉매 튜브와 결합되어 상기 복수개의 셀 모듈로부터 전달되는 열을 흡수하는 전열 플레이트를 포함하는 전기자동차.A battery cell assembly for supplying a current required for driving the vehicle;
A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor;
A first expansion mechanism to expand the refrigerant expanded in the condenser;
A first evaporator configured to cool the compartment while the refrigerant expanded in the first expansion mechanism is evaporated;
A second expansion mechanism to expand the refrigerant expanded in the condenser;
A second evaporator cooling the battery cell assembly while the refrigerant expanded in the second expansion mechanism evaporates,
The battery cell assembly includes a base and a plurality of cell modules stacked horizontally on the base and discharging current.
The second evaporator includes a refrigerant tube through which the refrigerant passes, and a heat transfer plate coupled with the refrigerant tube to absorb heat transferred from the plurality of cell modules. 제 1 항에 있어서,
상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트의 양면 중 상기 복수개의 셀 모듈을 향하는 면의 반대면에 설치된 전기자동차.The method of claim 1,
The refrigerant tube is installed on the opposite side of the surface facing the plurality of cell modules of the heat transfer plate. 제 1 항에 있어서,
상기 냉매 튜브는 상기 전열 플레이트에 지그재그 형상으로 배치된 전기자동차. The method of claim 1,
The refrigerant tube is an electric vehicle disposed in a zigzag shape on the heat transfer plate. 제 1 항에 있어서,
상기 전열 플레이트는 상기 베이스에 수직하게 배치된 전기자동차.The method of claim 1,
The heat transfer plate is an electric vehicle disposed perpendicular to the base. 제 1 항에 있어서,
상기 전열 플레이트는 체결부재가 체결되는 체결공이 형성된 전기자동차.The method of claim 1,
The heat transfer plate is an electric vehicle formed with a fastening hole is fastening member. 제 1 항에 있어서,
상기 배터리 셀 어셈블리는 상기 전열 플레이트와 냉매 튜브를 덮고 상기 배터리 셀 어셈블리의 외관 일부를 형성하는 커버를 더 포함하는 전기자동차. The method of claim 1,
The battery cell assembly further includes a cover covering the heat transfer plate and the refrigerant tube and forming a part of an exterior of the battery cell assembly. 제 6 항에 있어서,
상기 커버는 합성수지 재질인 전기자동차. The method according to claim 6,
The cover is an electric vehicle made of synthetic resin.
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