KR20130121255A - Battery cooling device for vehicle - Google Patents

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KR20130121255A
KR20130121255A KR1020120044285A KR20120044285A KR20130121255A KR 20130121255 A KR20130121255 A KR 20130121255A KR 1020120044285 A KR1020120044285 A KR 1020120044285A KR 20120044285 A KR20120044285 A KR 20120044285A KR 20130121255 A KR20130121255 A KR 20130121255A
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battery
heat
heat dissipation
fins
interface plate
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KR1020120044285A
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이한샘
송경화
최병삼
곽진우
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현대자동차주식회사
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Abstract

The present invention relates to a cooling system which can effectively release heat generated from a battery for an electric vehicle. The present invention relates to a battery cooling system for a vehicle, capable of improving energy density per per volume and improving thermal diffusion capability for emitting heat generated from the battery to the outside by inserting a plate made of a plastic composite material with improved heat conduction between battery cells and effectively emitting heat using a heat radiation fin inserted into the plate.

Description

자동차의 배터리 냉각장치{Battery cooling device for vehicle}Battery cooling device for a vehicle {Battery cooling device for vehicle}

본 발명은 자동차의 배터리 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차의 배터리에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 냉각장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery cooling apparatus of an automobile, and more particularly, to a cooling apparatus capable of effectively dissipating heat generated from a battery of an electric vehicle.

일반적으로 이차전지(Secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대전력을 필요로 하는 기기 예를 들면, 전기자동차 등의 모터 구동용 전원의 경우에는 전지 셀을 수십 개 직렬 또는 병렬로 연결하여 대용량의 이차 전지를 구성하게 된다.In general, a secondary battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that cannot be charged. In the case of a low-capacity battery in which one battery cell is packaged in a pack form, a secondary battery is portable such as a phone, a notebook computer, or a camcorder. In the case of a device used for a small electronic device and requiring a large power, for example, a motor driving power source such as an electric vehicle, a plurality of battery cells are connected in series or in parallel to form a large capacity secondary battery.

보통 전기자동차의 배터리는 얇은 판형 구조로 된 셀들을 하나의 모듈로 만들어 사용하고 있고, 사양에 따라 다수의 모듈을 직렬로 연결하여 패키지를 구성하게 되며, 다수의 모듈이 직렬로 연결된 패키지의 경우에는 충방전시 셀에서 열이 발생되면서 셀의 온도에 따라 배터리의 충방전 전력이 달라지게 된다.In general, a battery of an electric vehicle uses cells having a thin plate structure as one module, and a package is formed by connecting a plurality of modules in series according to a specification. As the heat is generated in the cell during charge and discharge, the charge and discharge power of the battery varies according to the temperature of the cell.

따라서, 배터리의 내부온도가 적정 온도로 운전되도록 하기 위해서는 셀의 온도를 적절한 범위로 유지하여야 한다.Therefore, in order to operate the internal temperature of the battery to an appropriate temperature, the temperature of the cell must be maintained in an appropriate range.

예를 들면, 전기자동차의 주행시 배터리는 반복적인 충방전 현상 및 고출력에 의해 배터리의 열이 많이 발생하게 되며, 이로 인해 배터리의 성능 및 안전성이 저하되는 현상이 생기고, 이는 배터리 내부에 발생되는 열보다 외부로 방출하는 열확산 능력이 부족하여 발생한다. For example, when the electric vehicle is driven, the battery generates a lot of heat due to repetitive charging and discharging phenomenon and high output, which causes the performance and safety of the battery to deteriorate, which is higher than the heat generated inside the battery. It is caused by the lack of heat diffusion ability to release to the outside.

이와 같은 현상을 극복하기 위해 전기자동차에는 다양한 형태와 방식의 냉각장치가 적용되고 있는 추세이다. In order to overcome such a phenomenon, various types and methods of cooling devices are being applied to electric vehicles.

일 예로서, 국내 등록특허 10-0320507호, 등록특허 10-0559334호, 등록특허 10-0793495호, 등록특허 10-1091665호에서는 전기자동차의 배터리 냉각장치를 제시하고 있다. As an example, Korean Patent Registration No. 10-0320507, Patent Registration No. 10-0559334, Patent Registration No. 10-0793495, and Patent Registration 10-1091665 propose a battery cooling apparatus of an electric vehicle.

기존 전기자동차의 배터리에 적용되는 냉각방식은 대부분 배터리 셀 사이 유로공간을 형성하여 열을 방출시키는 시스템이다. The cooling method applied to the battery of the existing electric vehicle is a system that releases heat by forming a flow path space between battery cells.

이 경우, 배터리의 충방전에 의한 부피 팽창에 의해 팩 단위에서 각 모듈 사이에 형성된 냉각 유로가 줄어들어 냉각 효과가 줄어들 뿐만 아니라, 두 전극물질 사이의 분리층이 손상되어 내부 저항 발생과 함께 전압의 증가와 최종 배터리 용량의 감소 등을 초래하게 되므로, 배터리의 부피팽창에 대응하기 위한 수단의 필요성이 요구된다.
In this case, the volume expansion caused by the charging and discharging of the battery reduces the cooling flow path formed between the modules in the pack unit, thereby reducing the cooling effect, as well as damaging the separation layer between the two electrode materials, thereby increasing the voltage along with the internal resistance. This results in a decrease in the final battery capacity and the like, and therefore, a need for a means for coping with the volume expansion of the battery is required.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 배터리 셀 사이에 열전도가 우수한 플라스틱 복합소재의 계면 플레이트를 삽입하고, 계면 플레이트 내에 삽입한 방열핀 구조를 이용하여 효과적으로 방열 현상을 일으키게 함으로써, 배터리에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 열확산 능력을 향상시킬 수 있고, 기존 시스템 대비 체적당 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 자동차의 배터리 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above, by inserting the interface plate of the plastic composite material having excellent thermal conductivity between the battery cells, and effectively causing the heat dissipation phenomenon by using the heat radiation fin structure inserted into the interface plate, The purpose of the present invention is to provide a battery cooling device for a vehicle that can improve the heat diffusion ability to discharge heat generated from the outside and improve the energy density per volume compared to the existing system.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 자동차의 배터리 냉각장치는 다음과 같은 특징이 있다. In order to achieve the above object, the vehicle battery cooling apparatus provided in the present invention has the following features.

상기 배터리 냉각장치는 배터리팩 모듈의 셀과 셀 사이에 삽입되는 것으로서, 열의 전도를 위한 복수의 방열핀을 가지면서 플라스틱 복합소재로 이루어지고 판 형상의 계면 플레이트를 포함하는 형태로 구성되며, 따라서 배터리 충방전시 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 특징이 있다. The battery cooling device is inserted between the cell and the cell of the battery pack module, and has a plurality of heat dissipation fins for conduction of heat and is made of a plastic composite material and includes a plate-shaped interface plate, and thus battery charging There is a feature that can effectively release the heat generated during discharge.

여기서, 상기 배터리 냉각장치의 방열핀은 계면 플레이트의 양쪽 단부에서 일정길이 연장되는 형태로서, 서로 교대로 배치되는 직선 핀과 구부러진 핀의 조합으로 구성하는 것이 바람직하다. Here, the heat dissipation fin of the battery cooling device is a form extending in a predetermined length at both ends of the interface plate, it is preferable to constitute a combination of straight fins and bent fins alternately arranged.

그리고, 상기 배터리 냉각장치의 방열핀에서 구부러진 핀의 경우에는 직선 핀과 교대로 배치되면서 한 번은 윗쪽, 그 다음 번은 아래쪽과 같이 서로 반대 방향을 향하도록 배치하는 것이 바람직하다. In addition, in the case of the fin bent from the heat radiating fin of the battery cooling device, it is preferable to be disposed so as to face in opposite directions, such as one upward and one downward, alternately arranged with the straight fin.

특히, 상기 배터리 냉각장치의 계면 플레이트는 TPE를 베이스 폴리머로 이용하고, 열전도성 나노소재를 필러로 사용하여 만든 플라스틱 복합소재로 구성하는 것이 바람직하다.
In particular, the interface plate of the battery cooling device is preferably composed of a plastic composite material made of TPE as a base polymer and a thermally conductive nanomaterial as a filler.

본 발명에서 제공하는 자동차의 배터리 냉각장치는 다음과 같은 장점이 있다. The battery cooling apparatus of an automobile provided by the present invention has the following advantages.

첫째, 열전도가 우수하고 3차원 형상의 방열핀을 가지는 계면 플레이트를 배터리 셀 사이에 배치하여 배터리에서 발생하는 열을 방출하는 시스템을 적용함으로써, 열확산 능력 향상, 열전도 효과 향상 등을 통해 배터리 냉각성능의 높일 수 있다. First, by interfacing an interfacial plate with excellent heat conductivity and having a three-dimensional heat-dissipation fin between the battery cells and applying a system that releases heat generated from the battery, it is possible to improve battery cooling performance by improving thermal diffusion capability and thermal conductivity effect. Can be.

둘째, 배터리 셀 사이에 복합소재의 계면 플레이트를 삽입함으로써, 배터리 셀 부피 팽창에 대응할 수 있으며, 체적당 에너지 밀도 향상을 도모할 수 있다.Second, by inserting the interfacial plate of the composite material between the battery cells, it is possible to cope with the expansion of the battery cell volume, it is possible to improve the energy density per volume.

셋째, 열전도성이 매우 높은 방열핀을 도입하고, 또 그 형태와 간격을 조절하여, 충전 및 방전시 발생하는 열의 효과적인 방출이 가능하다. Third, by introducing a heat radiation fin having a very high thermal conductivity, and by adjusting the shape and spacing, it is possible to effectively release the heat generated during charging and discharging.

넷째, 배터리 방열 성능이 향상됨으로 인해 배터리의 과열 현상 방지 및 성능 저하를 방지하므로, 배터리의 효율을 증가시켜 전기자동차의 상품성을 향상시킬 수 있다. Fourth, since the battery heat dissipation performance is improved to prevent overheating and performance degradation of the battery, it is possible to increase the efficiency of the battery to improve the commerciality of the electric vehicle.

다섯째, 기존 배터리 팩 모듈 대비 공간을 적게 차지하므로, 공간 활용이 용이하다.Fifth, since it takes up less space than the existing battery pack module, it is easy to utilize the space.

즉, 같은 배터리 체적 대비 더 많은 배터리 셀을 삽입하여 배터리의 용량을 증가시킬 수 있는 등 배터리 부피 감소에 따른 배터리 용량을 증가시킬 수 있다.
That is, it is possible to increase the capacity of the battery, such as to increase the capacity of the battery by inserting more battery cells compared to the same battery volume can increase the battery capacity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치의 사용상태를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치의 사용상태를 나타내는 측면도
도 4는 기존의 배터리 셀 모듈과 본 발명의 배터리 셀 모듈 간의 에너지 밀도를 비교한 개략도1 is a perspective view showing a battery cooling device of a vehicle according to an embodiment of the present invention
Figure 2 is a perspective view showing a state of use of the battery cooling device of the vehicle according to an embodiment of the present invention
Figure 3 is a side view showing a state of use of the battery cooling device of the vehicle according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is a schematic diagram comparing the energy density between the existing battery cell module and the battery cell module of the present invention

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치를 나타내는 사시도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치의 사용상태를 나타내는 사시도와 측면도이다. 1 is a perspective view showing a battery cooling apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are a perspective view and a side view showing a state of use of the battery cooling apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 배터리 냉각장치는 배터리팩 모듈의 셀(12) 사이사이에 방열 계면소재로서의 계면 플레이트(11)를 삽입하여 셀측과 밀착 배치시키고, 특히 소정의 형상을 가지는 복수의 방열핀(10)을 계면 플레이트(11)에 구비하여 우수한 열전도 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다. As shown in Figs. 1 to 3, the battery cooling apparatus inserts an interface plate 11 as a heat dissipating interface material between the cells 12 of the battery pack module, and arranges the cells in close contact with the cell side. The branches are provided with a plurality of heat dissipation fins 10 on the interface plate 11 so as to obtain an excellent heat conduction effect.

상기 계면 플레이트(11)는 배터리팩 모듈의 셀과 셀 사이에 삽입되는 것으로서, 열의 전도를 위한 복수의 방열핀(10)을 가지면서 플라스틱 복합소재로 이루어지며, 배터리 충방전시 발생하는 열을 효과적으로 방출시키는 역할을 하게 된다. The interface plate 11 is inserted between the cell and the cell of the battery pack module, and has a plurality of heat dissipation fins 10 for conducting heat, and is made of a plastic composite material, and effectively discharges heat generated during battery charging and discharging. It will play a role.

이러한 계면 플레이트(11)는 대략 사각판의 형태로 이루어질 수 있고, 셀(12)과 유사한 면적의 크기를 가지면서 셀의 전체 면적에 걸쳐 밀착되는 형태로 배치될 수 있게 된다. The interface plate 11 may be formed in a substantially rectangular plate shape, and may be disposed in a shape in which the interface plate 11 is in close contact with the entire area of the cell while having a size similar to that of the cell 12.

여기서, 상기 계면 플레이트(11)의 소재로는 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Elastomer;TPE)를 베이스 폴리머로 이용하여 충방전에 의한 배터리의 부피변화에 대응하도록 하며, 계면 플레이트(11)의 양쪽 단부에서 일정길이 연장되는 형태로 이루어지는 고열전도성 소재의 방열핀(10)을 소정의 형태, 예를 들면 직선 핀(10a)과 구부러진 핀(10b)을 서로 교대로 배치한 조합 형태를 이용하여 이러한 방열핀(10)들이 유로를 형성하면서 방열이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. Here, as the material of the interface plate 11, a thermoplastic elastomer (TPE) is used as a base polymer to cope with a volume change of the battery due to charge and discharge, and a predetermined length at both ends of the interface plate 11. These heat dissipation fins 10 are flow paths using a combination in which a heat dissipation fin 10 of a high thermal conductivity material having an extended form is alternately arranged, for example, a straight fin 10a and a bent fin 10b. While forming the heat radiation to be made smoothly.

이때, 교대로 배치되는 직선 핀(10a)과 구부러진 핀(10b) 중에서 구부러진 핀(10b)은 길이 중간이 90°절곡된 대략 "ㄱ"자 모양을 취하도록 하고, 특히 이러한 구부러진 핀(10b)은 직선 핀(10a)과 교대로 배치되면서 한 번은 윗쪽, 그 다음 번은 아래쪽 등과 같이 서로 반대 방향을 향하도록 배치한다. At this time, the bent pin (10b) of the alternately arranged straight pin (10a) and the bent pin (10b) is to take a substantially "b" shape of 90 ° bent in the middle, especially such bent pin (10b) While alternately arranged with the straight pin (10a) is arranged so as to face in the opposite direction, such as once up, then down.

특히, 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 2개의 구부러진 핀(10b)이 이루는 폭은 계면 플레이트(11)가 가지는 폭(두께)에 비해 넓은 폭으로 이루어져, 공기와 충분한 접촉을 위한 표면적을 확보할 수 있게 된다.In particular, the width formed by the two bent pins 10b arranged to face in opposite directions is wider than the width (thickness) of the interface plate 11, thereby securing a surface area for sufficient contact with air. Will be.

즉, 구부러진 핀(10b)은 계면 플레이트(11)의 바깥쪽(플레이트 두께를 기준하여 양옆으로)으로 일정길이 노출(연장)되도록 하고, 이렇게 노출되는 핀 간의 폭을 계면 플레이트의 폭보다 넓게 확보하여 공기와 접촉되는 표면적을 충분하게 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. That is, the bent pin (10b) is exposed (extended) a certain length to the outside (to both sides based on the plate thickness) of the interface plate 11, by ensuring the width between the exposed pins wider than the width of the interface plate It is desirable to ensure sufficient surface area in contact with air.

이에 따라, 상기 계면 플레이트(11)에 형성되는 방열핀(10)은 플레이트 길이방향을 따라가면서 직선 핀(10a)과 구부러진 핀(10b)이 교대로 반복 배치되고, 또 이때의 구부러진 핀(10b)은 하나씩 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 구조를 이루면서 배터리측 열을 골고루 분산시킬 수 있게 된다. Accordingly, the heat dissipation fins 10 formed on the interface plate 11 alternately repeat the linear fins 10a and the bent fins 10b alternately along the plate length direction, and the bent fins 10b at this time are It is possible to evenly distribute the battery-side heat while forming a structure arranged so as to face in the opposite direction one by one.

그리고, 상기 방열핀(10)의 배열 조밀도를 조절하여 열전도의 효과를 최적화시킬 수 있으며, TPE를 매트릭스로 이용하게 될 경우 배터리 셀 사이에 복합재 계면 플레이트를 삽입하여 배터리 셀의 부피 팽창에 대응이 가능함과 동시에 단위체적당 삽입되는 배터리 셀의 개수도 늘릴 수 있다. And, by adjusting the array density of the heat dissipation fins 10 can optimize the effect of the heat conduction, and when using the TPE as a matrix, it is possible to cope with the volume expansion of the battery cells by inserting a composite interface plate between the battery cells At the same time, the number of battery cells inserted per unit volume can be increased.

이러한 본 발명의 배터리 냉각장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. If more detailed description of the battery cooling device of the present invention.

상기 배터리 냉각장치는 배터리팩 케이스의 방열성능을 향상시키기 위해 계면 플레이트(11)를 채용하고, 특히 방열핀(10)의 형상과 배열에 따라 공기 흐름을 조절하여 배터리 내부의 열이 방열핀(10)으로 용이하게 확산되도록 한 구조로 이루어진다. The battery cooling device employs the interface plate 11 to improve the heat dissipation performance of the battery pack case, and in particular, the heat inside the battery is controlled by the heat dissipation fins 10 by adjusting the air flow according to the shape and arrangement of the heat dissipation fins 10. It is made of a structure to facilitate diffusion.

상기 계면 플레이트(11)는 소재로 TPE를 베이스 폴리머로 이용하고, 고열전도성 나노소재를 필러로 사용하여 복합재로 제조한 것이다. The interface plate 11 is made of a composite material using TPE as a base polymer and a high thermal conductivity nanomaterial as a filler.

이때, 계면 플레이트(11) 내에 적용되는 전도성 필러로는 탄소나노튜브, 그래핀, 질화보론, 은 등의 입자가 있으며, 이 중에서 1개 이상의 물질을 사용할 수 있다. In this case, the conductive fillers applied in the interface plate 11 include particles of carbon nanotubes, graphene, boron nitride, silver, and the like, and one or more materials may be used.

그리고, TPE 중에서는 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리스티렌계, 폴리아미드계인 엘라스토머를 사용할 수 있고, 그 중에서 SEBS(Stryene-Ethylene/Butylene-Styrene) 등이 바람직하게 사용가능하다. In the TPE, an elastomer of polyolefin, polyurethane, polystyrene, or polyamide can be used, and SEBS (Stryene-Ethylene / Butylene-Styrene) or the like can be preferably used.

따라서, 상기 계면 플레이트(11)는 SEBS와 전도성 필러를 혼합 후, 압출기에 넣어 압출과정을 거친 다음, 펠렛타이징하는 방법으로 제조할 수 있다. Therefore, the interface plate 11 may be manufactured by mixing the SEBS and the conductive filler, putting the extruder into an extruder, followed by extrusion, and pelletizing the same.

이때, 열원(배터리)으로부터 SEBS를 거쳐 계면 플레이트 내층부로 열이 효과적으로 전달되도록 하기 위해서 20∼60wt%의 전도성 필러를 함유한다. At this time, in order to effectively transfer the heat from the heat source (battery) through the SEBS to the inner surface of the interface plate contains 20 to 60wt% conductive filler.

필러의 함량이 너무 작으면 필러를 이용하였을 때 나타나는 열전도도의 상승 효과를 기대할 수 있으며, 너무 과량으로 들어가게 되면 엘라스토머의 물성이 저하되어 계면과의 접착성이 낮아져 부피변화에 대응이 어려워지거나, 계면저항이 생겨 열전단 효율이 낮아질 수 있다. If the content of the filler is too small, the synergistic effect of the thermal conductivity when using the filler can be expected. If the filler is used in an excessive amount, the physical properties of the elastomer are degraded and the adhesiveness with the interface becomes low, making it difficult to cope with the volume change or the interface. Resistance can result in low thermal shear efficiency.

상기 방열핀(10)은 알루미늄, 구리, 철, 은, 백금 등 전도성이 높은 금속성 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 그 중에서도 알루미늄이 가장 바람직하다. The heat dissipation fin 10 is preferably made of a highly conductive metallic material, such as aluminum, copper, iron, silver, platinum, and aluminum is most preferred.

이러한 방열핀(10)의 형상은 구부러진 모양과 일자 형태의 모양으로 제조하며, 압출가공 및 단조를 통해 제조할 수 있다. The shape of the heat dissipation fins 10 may be manufactured in a bent shape and a straight shape, and may be manufactured by extrusion processing and forging.

이렇게 제조한 방열핀(10)을 삽입한 계면 플레이트(11)를 만들기 위해서, 위에서 설명하였던 펠렛형 TPE 복합재를 방열핀과 오버몰딩(Overmolding)하여 만든다. In order to make the interfacial plate 11 into which the heat dissipation fins 10 are manufactured, the pellet-type TPE composite material described above is made by overmolding with the heat dissipation fins.

이때, 상기 계면 플레이트는 제조된 방열핀에 SEBS를 오버몰딩 방법을 이용하여 복합재료를 만들게 되는데, 이는 방열을 위한 냉각 유로를 형성하게 되며, 이때의 냉각풍의 방향은 배터리가 적층되는 방향과 수직이 되는 방향이 되며, 따라서 냉각풍은 복합재와 외부 하드 케이스의 벽면으로 둘러싸여 형성된 유로채널을 통해 지나가게 된다. In this case, the interface plate is made of a composite material by using the SEBS overmolding method on the produced heat sink fin, which forms a cooling flow path for heat dissipation, the direction of the cooling wind is perpendicular to the direction in which the battery is stacked Direction, so that the cooling wind passes through the channel channel formed by the wall of the composite material and the outer hard case.

여기서, 상기 펠렛형 TPE 복합재와 방열핀을 오버몰딩하는 방법 등은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다. Here, the method of overmolding the pellet-type TPE composite material and the heat dissipation fin may be adopted without particular limitation as long as it is a method commonly known in the art.

최종적으로 만들어진 배터리팩은 배터리 셀 간의 별도의 유로가 없이 계면 플레이트가 밀착되어 있으며, 계면 플레이트가 적층되어 있는 방향의 직각으로 유로방향 및 공간을 형성한다. The finally produced battery pack has an interface plate closely adhered to each other without a separate flow path between battery cells, and forms a flow path direction and a space at a right angle in the direction in which the interface plates are stacked.

종래의 배터리 셀 모듈 시스템의 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 셀 간 유로 형성을 위해 일정한 간격을 두고 있어 공간 차지를 많이 하지만, 본 발명에서 제공하는 배터리 셀 구조의 경우 배터리 셀 간 별도의 유로없이 셀 간격을 줄일 수 있어, 예를 들면 전체적으로 "L" 정도의 배터리팩 폭을 줄일 수 있어 에너지 밀도 향상이 증가된다. In the case of the conventional battery cell module system, as shown in Figure 4, a certain interval is formed to form a flow path between cells, but takes up a lot of space, in the case of the battery cell structure provided by the present invention separate flow path between battery cells The cell spacing can be reduced without, for example, reducing the overall battery pack width by about "L", thereby increasing energy density.

또한, 본 발명의 방열핀은 히트싱크와 같이 배터리에서 발생하는 열을 받아 골고루 방열핀 전체로 분산시키는 역할을 하며, 이를 위해 표면적이 넓은 방열핀을 사용하여 열을 고루 분산하면서 방출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the heat dissipation fin of the present invention receives heat generated from the battery, such as a heat sink, and evenly distributes the heat dissipation fins. For this purpose, it is preferable to use a heat dissipation fin having a large surface area to dissipate heat evenly. .

본 발명에서는 표면적의 증가를 위해 방열핀의 간격을 촘촘하게 해줌으로써, 좁은 간격을 통해 흐르는 풍량이 방열핀을 도입하지 않았을 때 보다 증가하여 방열 효율성의 증가를 기대할 수 있다. In the present invention, by increasing the spacing of the heat dissipation fins in order to increase the surface area, the amount of air flowing through the narrow gap may be increased than when the heat dissipation fins are not introduced, thereby increasing the heat dissipation efficiency.

그리고, 본 발명의 계면 플레이트는 1∼10mm 정도의 두께로 제조할 수 있고, 각 방열핀 간의 간격은 5∼30mm 정도, 방열핀의 직경은 0.01∼2mm 정도, 일자형 방열핀의 길이는 100∼300mm 정도, 구부러진 방열핀의 계면 플레이트 바깥으로 노출된 부분의 길이는 10∼50mm 정도가 되도록 할 수 있다. And, the interface plate of the present invention can be produced in a thickness of about 1 to 10mm, the interval between each heat radiation fin is about 5-30mm, the diameter of the heat radiation fin is about 0.01-2mm, the length of the straight heat radiation fin is about 100-300mm, bent The length of the portion exposed outside the interface plate of the heat dissipation fin may be about 10 to 50 mm.

한편, 본 발명의 경우 계면 플레이트와 셀을 결합하여 모듈을 만든 후에 패킹을 통해 분리하며, 각 모듈 간에도 패킹을 통해 팩을 조립하는 등 기존의 조립 구조와 큰 차이없이 계면 플레이트를 조립할 수 있게 된다. On the other hand, in the case of the present invention by combining the interface plate and the cell to make a module and then separated through the packing, it is possible to assemble the interface plate without a significant difference from the existing assembly structure, such as assembling the pack through the packing between each module.

이와 같이, 본 발명에서는 배터리 셀 사이에 3차원 형상의 방열핀 구조를 포함하면서 열전도가 우수한 계면 플레이트 복합소재를 삽입한 새로운 형태의 열방출 시스템을 구현함으로써, 방열 특성 향상은 물론 배터리 부피 감소에 따른 배터리 용량 증가를 기대할 수 있고, 배터리 효율 증가에 따른 전기자동차의 상품성을 향상시킬 수 있다.
As described above, the present invention implements a new type of heat dissipation system including a three-dimensional heat dissipation fin structure between battery cells and inserting an interfacial plate composite material having excellent thermal conductivity, thereby improving heat dissipation characteristics and reducing battery volume. Capacity increase can be expected and the commercialization of electric vehicles can be improved by increasing battery efficiency.

10 : 방열핀 10a : 직선 핀
10b : 구부러진 핀 11 : 계면 플레이트
12 : 셀10: heat radiation fin 10a: straight fin
10b: bent pin 11: interface plate
12: cell

Claims (5)

배터리팩 모듈의 셀과 셀 사이에 삽입되는 것으로서, 열의 전도를 위한 복수의 방열핀(10)을 가지면서 플라스틱 복합소재로 이루어지고 판 형상의 계면 플레이트(11)를 포함하며, 배터리 충방전시 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 배터리 냉각장치.
Inserted between the cell and the cell of the battery pack module, having a plurality of heat dissipation fins 10 for the conduction of heat and made of a plastic composite material and includes a plate-shaped interface plate 11, which occurs during battery charge and discharge The battery cooler of a vehicle, characterized in that it is capable of effectively dissipating heat.
청구항 1에 있어서, 상기 방열핀(10)은 계면 플레이트(11)의 양쪽 단부에서 일정길이 연장되는 형태로서, 서로 교대로 배치되는 직선 핀(10a)과 구부러진 핀(10b)의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 배터리 냉각장치.
The method according to claim 1, wherein the heat radiation fin 10 is a form extending in a predetermined length at both ends of the interface plate 11, characterized in that consisting of a combination of straight fins 10a and bent fins 10b which are alternately arranged. Car battery cooler.
청구항 2에 있어서, 상기 방열핀(10)의 구부러진 핀(10b)은 직선 핀(10a)과 교대로 배치되면서 한 번은 윗쪽, 그 다음 번은 아래쪽과 같이 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 배터리 냉각장치.
The vehicle according to claim 2, wherein the bent fins 10b of the heat dissipation fins 10 are alternately arranged with the straight fins 10a, and are arranged upwards in one direction and secondly in opposite directions as shown below. Battery chiller.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 방열핀(10)의 배열 형태나 배치 간격을 조절하여 공기와 접촉하는 표면적을 넓힐 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 배터리 냉각장치.
The battery cooling apparatus of claim 1 or 2, wherein the surface area in contact with air can be widened by adjusting the arrangement or arrangement interval of the heat dissipation fins (10).
청구항 1에 있어서, 상기 계면 플레이트(11)는 TPE를 베이스 폴리머로 이용하고, 열전도성 나노소재를 필러로 사용하여 만든 플라스틱 복합소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 배터리 냉각장치. The battery cooling apparatus of claim 1, wherein the interface plate (11) is made of a plastic composite material using TPE as a base polymer and a thermally conductive nano material as a filler.
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