KR20140031158A - 배터리 온도 조절 시스템 및 배터리 온도 조절 유닛 - Google Patents

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Abstract

효율적으로 배터리를 가온 및/또는 냉각하는 것이 가능한 배터리 온도 조절 시스템 및 상기 배터리 온도 조절 시스템에 적절히 이용될 수 있는 배터리 온도 조절 유닛을 제공한다.
배터리 온도 조절 시스템(10)은, 배터리(1)와 열적으로 접속된 열전도부 가열수단(예를 들면, 히트 파이프(11))과, 열전도 부재를 통하여 배터리(1)를 가열하는 가열수단(예를 들면, 히터(12)) 및/또는 열전도 부재를 통하여 배터리(1)를 냉각하는 냉각수단(예를 들면 공조장치)를 구비한다.

Description

배터리 온도 조절 시스템 및 배터리 온도 조절 유닛{BATTERY TEMPERATURE REGULATION SYSTEM AND BATTERY TEMPERATURE REGULATION UNIT}
본 발명은 배터리 온도 조절 시스템 및 배터리 온도 조절 유닛에 관한 것이다.
최근 개발이 진행되고 있는 하이브리드(hybrid) 자동차나 전기 자동차에서는, 니켈 수소전지나 리튬 이온 배터리 등의 축전지(배터리)가 탑재되고 있다.
이러한 전지에는, 최적 사용 온도 범위가 있어, 예를 들면 0℃ 이하의 저온 상태에 대해 배터리 출력이 저하하는 것이 알려져 있다.
이와 같은 문제에 대처하기 위해서, 특허문헌 1에는, 에어 박스(101)와, 송풍기로서의 블로어 팬(102)과 블로어 팬(102)에 의해 송풍 되는 에어를 자유로이 냉각시키는 쿨링 유닛(103)과, 쿨링 유닛(103)을 통과한 에어를 가열할 수 있는 서브 콘덴서(104)와, 서브 콘덴서(104)를 통과한 에어를 차실 내로 이끄는 실내용 덕트(105)를 구비하며, 배터리 프레임(150)에 에어를 이끌 수 있도록 실내용 덕트(105)로부터, 배터리 덕트(106)를 분기시킴과 동시에, 실내용 덕트(105)와 배터리 덕트(106)와의 분기 위치에, 서브 콘덴서(104)를 통과한 에어를 실내용 덕트(105)측 또는 배터리 덕트(106)측으로 자유로이 절환할 수 있고, 자유로인 개방도를 조절할 수 있는 배터리 도어(107)를 설치함으로써, 차실 내의 공조를 행하기 위한 에어를 이용해 배터리 프레임(150) 내의 배터리(151)를 냉각 또는 가열할 수 있게 한 전기 자동차의 공기조절 장치(100)가 개시되어 있다(도 18 참조).
또, 특허문헌 2에는, 캐빈의 공조에 사용된 에어를, 도입용 유로를 거쳐 전지 수납 케이스 내부에 도입하여, 전지 수납 케이스 내부에 수납되어 있는 차량 추진용 전지의 냉각 또는 난기(暖氣)를 실시하는 것과 같이 구성한 전동 차량 탑재 전지 온도 조정 장치가 개시되고 있다. 특허문헌 3에는, 한랭시나 한랭지에 있어서의 배터리의 온도 저하를 방지하기 위해서, 배터리를 단열재로 감싸고, 이에 더하여 전기 히터 등의 가열 수단을 병용하는 것이 기재되어 있다. 그리고, 특허문헌 4에는, 복수의 단위 전지와, 서로 이웃하여 접하는 단위 전지의 사이에 배치되는 격벽과, 단위 전지 및 격벽이 내장되고, 열전달 매체가 유출하는 유입구 및 배출구가 형성된 하우징과, 격벽과 단위 전지와의 사이에 설치된 PTC 히터를 포함한 2차 전지 모듈이 개시되어 있다.
일본등록특허 제3050051호 일본등록특허 제3733682호 일본공개특허 특개평10-32021호 일본공개특허 특개2006-269426호
특허문헌 1이나 특허문헌 2와 같이, 배터리에 공기를 흘려 온도 조절하는 경우, 열전도 매체가 되는 공기는, 배터리의 수용 부재 등의 주변 부재도 가열 또는 냉각되어 버리기 때문에, 열의 일부를 잃으며, 배터리의 가열 효율 등이 저하해 버리는 문제가 있었다.
그리고, 배터리에 공기를 흘렸을 경우, 바람이 불어 오는 쪽과 바람이 불어 가는 쪽으로 공기 온도에 차이가 생기므로, 배터리 내부에서의 온도차가 발생하며, 예를 들면 배터리를 구성하는 일부 셀에 부하가 집중하여, 해당 셀에서 장해가 발생할 가능성이 있다.
또, 특허문헌 3 및 특허문헌 4와 같이, 히터를 이용해 배터리를 가열하는 경우에도, 히터와의 접촉부에 가까운 개소와 멀어진 개소에서 온도차가 생기는 문제가 있다.
여기서, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 효율적으로 배터리를 가온 및/또는 냉각하는 것이 가능한 배터리 온도 조절 시스템 및 배터리 온도 조절 유닛을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상술의 과제를 감안한 것이며, 본 발명의 제1의 실시예는, 배터리의 온도를 조절하는 시스템에 있어서, 상기 배터리와 열적으로 접속된 열전도 부재와, 상기 열전도 부재를 통하여 상기 배터리를 가열하는 가열 수단 및/또는 상기 열전도 부재를 통하여 상기 배터리를 냉각하는 냉각 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제2의 실시예는, 상기 배터리는, 복수의 배터리 셀을 배열하여 이루어지며, 상기 열전도 부재는 서로 이웃한 상기 배터리 요소 사이에 배치되며, 상기 열전도 부재에 열적으로 접속되는 핀과, 상기 가열수단으로서의 상기 핀에 따뜻한 공기를 보내는 난기(暖氣)공급수단을 구비하는 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제3의 실시예는, 상기 가열수단으로서 상기 난기공급수단과 다른 가열 수단을 더 구비하는 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제4의 실시예는, 상기 난기공급수단과 다른 가열수단에 의한 가열시에, 상기 핀으로부터의 열 방출을 억제하는 열 확산억제수단을 구비한 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제5의 실시예는, 상기 배터리는, 복수의 배터리 셀을 배열하여 이루어진 배터리 요소를 복수로 구비하며, 상기 열전도 부재는, 서로 이웃한 상기 배터리 요소의 사이에, 양단부가 상기 배터리 요소의 사이로부터 돌출한 상태로 배치되고, 상기 열전도 부재의 일단부에 핀이 열적으로 접속되며, 상기 가열수단은, 상기 핀에 따뜻한 공기를 보내는 난기공급수단 및 상기 열전도 부재의 타단부에 열적으로 접속된 히터인 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제6의 실시예는, 상기 열전도 부재는 상기 배터리 셀 사이에 배치되는 히트 파이프인 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제7의 실시예는, 상기 열전도 부재는, 금속 및/또는 그라파이트(graphite)인 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제8의 실시예는, 상기 가열수단은, 공조장치, 열전소자 및 히터로부터 선택되는 적어도 하나이며, 상기 냉각수단은, 공조장치, 열전소자 및 냉각수공급수단으로부터 선택되는 적어도 하나인 배터리 온도 조절 시스템이다.
본 발명의 제9의 실시예는, 하나의 배터리 셀로 이루어지거나, 복수의 배터리 셀을 배열하여 이루어진 배터리 요소를 복수로 구비한 배터리의 온도 조절에 이용되는 배터리 온도 조절 유닛에 있어서, 히트 파이프가 적어도 일부분을 돌출시킨 상태로 고정된 히트 파이프 고정부와, 상기 히트 파이프 고정부의 적어도 일측에 설치되어 서로 이웃하는 상기 배터리 요소의 하나를 구성하는 배터리 셀을 고정하는 배터리 요소 고정부를 구비하며, 상기 히트 파이프는, 상기 배터리 셀이 상기 배터리 요소 고정부에 고정될 때, 상기 배터리 셀과 열적으로 접속가능하게 되는 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 유닛이다.
본 발명의 제10의 실시예는, 상기 히트 파이프 고정부를 끼워 양측에 설치되고, 각각 서로 이웃하는 상기 배터리 요소의 하나를 구성하는 배터리 셀을 고정하는 한 쌍의 배터리 요소 고정부를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 유닛이다.
본 발명의 제11의 실시예는, 상기 히트 파이프는, 적어도 두 부분을 돌출시킨 상태에서 상기 히트 파이프 고정부에 고정되며, 상기 히트 파이프의 일부분에는 핀이 열적으로 접속되며, 상기 히트 파이프의 타부분에는 히터가 열적으로 접속되는 배터리 온도 조절 유닛이다.
본 발명의 제12의 실시예는, 상기 배터리 셀은, 각 기둥형 배터리 셀, 라미네이트형 배터리 셀, 또는 원주형 배터리 셀인 배터리 온도 조절 유닛이다.
본 발명의 배터리 온도 조절 시스템은, 배터리와 열적으로 접속된 열전도 부재와, 상기 열전도 부재를 통하여 상기 배터리를 가열하는 가열수단 및/또는 상기 열전도 부재를 통하여 상기 배터리를 냉각하는 냉각수단을 구비하므로, 효율적으로 배터리를 가온 및/또는 냉각할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템을 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템이 조립된 배터리를, 배터리 수용 박스에 수용한 경우의 개략 구성도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템을 설명하는 사시도이다.
도 5는 도 4의 B-B 단면도이다.
도 6은 제3 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템을 설명하는 사시도이다.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템이 구비된 배터리 온도 조절 유닛 및 고정수단을 설명하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템을 설명하는 사시도이다.
도 9는 제4 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템이 구비된 배터리 온도 조절 유닛 및 고정수단을 설명하는 사시도이다.
도 10은 배터리로서 원주형 배터리 셀을 이용한 경우의 배터리 온도 조절 유닛의 형태 예를 설명하는 사시도이다.
도 11은 도 10의 배터리 온도 조절 유닛에 배터리를 고정한 상태의 사시도 및 도 10의 배터리 온도 조절 유닛이 구비된 고정수단을 설명하는 사시도이다.
도 12는 히트 파이프 등의 배치 방법의 변경예를 나타낸 단면도이다.
도 13은 히트 파이프 등의 배치 방법의 변경예를 나타낸 단면도이다.
도 14는 히트 파이프 형상의 변경예를 나타낸 단면도이다.
도 15는 히트 파이프 형상의 변경예를 나타낸 단면도이다.
도 16은 배터리 온도 조절 시스템을 설명하는 개략 구성도이다.
도 17은 실시예의 시뮬레이션에 있어서, 셀 사이의 온도 격차를 측정한 데이터를 나타낸 도면이다.
도 18은 종래예에 따른 배터리용 온도 조절 장치를 설명하는 개략도이다.
이하, 본 발명을 실시 형태에 근거하여 상세히 설명한다.
[실시 형태 1]
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템을 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다. 도 3은 도 1의 배터리를 배터리 수용 박스에 수용한 경우의 개략 구성도이다.
배터리(1)는, 배터리 요소(2A)를 14개 정렬 배치한 것이다.
각 배터리 요소(2A)는, 각각 배터리 셀(2a)을 정렬 배치하여(편의상, 히터(12)측의 배터리 셀을 2a1, 핀(13)측의 배터리 셀을 2a2로 한다) 이루어진다.
배터리 셀(2a1, 2a2)은, 동일 형상의 각 기둥형 배터리이며, 배터리 셀(2a1, 2a2)의 상면에는, 각각 +단자(6a) 및 -단자(6b)가 설치되어 있다.
배터리 온도 조절 시스템(10)은, 히트 파이프(11)와, 가열수단으로서의 히터(12)와, 핀(13)을 구비하고 있다.
히트 파이프(11)는, 서로 이웃한 배터리 셀 요소(2A) 사이에 구성되는 공간(간격부(5))에 이들 서로 이웃하는 배터리 셀 요소(2A)와 열적으로 접속한 상태(본 실시 형태에서는, 4개의 배터리 셀(2a)에 직접 접하여 있는 상태)로 수평 배치되어 있다. 또한, 히트 파이프(11)는 각각 양단(단부(11a, 11b))가 각각 서로 이웃한 배터리 셀 요소(2A) 사이에 구성되는 간격부(5)로부터 수평 방향으로 돌출되도록 배치되어 있다. 상기의 히트 파이프(11)는, 예를 들면 동, 알루미늄 등의 열전도성이 우수한 금속제 또는 상기 금속으로 이루어진 합금제인 밀폐된 용기 내부에 작동액이 감압 상태에서 밀봉된다. 용기의 형상에는, 본 실시 형태의 단면이 대략 사각 형상인 외에 단면이 편평한 형상형, 환형, 판상형 등이 있다. 히트 파이프에는, 용기 내면에 금속 와이어의 메쉬나 코일, 다공성 금속 등에 의하여 위크(wick)를 형성한 것 또는 용기 내면에 그루브 가공(홈 가공)을 한 것이 있다. 또한, 히트 파이프(11)의 내부에는, 작동액의 유로가 되는 공간이 형성된다. 이 공간에 수용되는 작동액이 증발(수열부)·응축(방열부)의 상변화와 내부 이동을 함으로써, 열 수송이 행하여진다.
히터(12)는, 각각 단부(11a, 수열부)와 열적으로 접속된다. 히터(12)는, 도시하지 않은 전력공급수단으로부터의 전력에 의하여 히트 파이프(11)를 가열하는 것이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 히터(12)의 주위에 히터(12)로부터의 열을 좋은 효율로 히트 파이프(11)로 전달하기 위하여 단열재(14)가 설치된다. 히터(12)로서는 특히 제한은 없으나, 전열선을 하단부(11a)에 말아서 감는 것에 의하여 형성된 것 등을 들 수 있다. 그리고, 히터(12)는 히트 파이프(11)에 직접 접속하는 것이 바람직하지만, 히트 파이프(11)의 형상이 한 쪽이 평평한 경우에는 금속판 등을 통하여 접속하여도 좋다.
핀(13)은, 히트 파이프(11)를 매체로 하여 수송되며, 배터리 셀(2a)이 방출한 열을 효율적으로 방열하기 위한 부재이며, 각각 단부(11b, 방열부)와 열적으로 접속한 복수의 판으로 이루어진다. 그리고, 핀(13)은 압출된 히트 싱크를 땜납 등으로 고정함으로써 형성하여도 좋고, 알루미늄이나 동의 얇은 금속판 중앙부에 버링(burring) 가공을 실시하여, 해당 박판에 히트 파이프(11)를 밀어 넣음으로써 형성하여도 좋다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 히터(12)를 히트 파이프(11) 마다 설치하고, 핀(13) 및 단열재(14)를 2본의 히트 파이프(11) 마다 설치하는 구성으로 하고 있으나, 반드시 이와 같은 구성으로 할 필요는 없다. 즉, 예를 들면 하나의 히터(12)가 모든 히트 파이프(11)를 일괄하여 가온하는 구성이나, 하나의 핀(13)이 모든 히트 파이프(11)와 열적으로 접속하는 구성 등으로 적절히 채용할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템(10)에 의하며, 가열수단(히터(12))로부터의 열을 수송하는 열전도 부재인 히트 파이프(11)를 구비함으로써 가열수단(히터(12))로부터의 열을, 배터리(1)에 효율적으로 수송하여 배터리(1)를 효율적으로 가온할 수 있다. 특히, 서로 이웃한 배터리 셀 요소(2A)의 사이에 구성된 공간(간격부(5))에 히트 파이프(11)를 배치함으로써 배터리(1) 내부까지 균일하게 가온할 수 있다.
그리고, 본 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템(10)에 의하며 히트 파이프(11)를 히터(12) 및 핀(13)에 열적으로 접속하기 때문에 가열수단으로서 히터(12)에 더하여 예를 들면, 엔진 배기열(배기) 공급수단, 공조장치 등의 난기공급수단을 구비하도록 하여 엔진 및/또는 공조장치(난방)로부터의 공기(난기)를 핀(13)에 보내도록 하면, 더욱 효율적으로 배터리(1)의 가온이 가능해진다. 그리고, 공조장치로서는, 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 차실 내 공조장치를 겸한 것도 좋다.
또한, 배터리(1)가 구동하는 경우나, 고온 조건하 등에서 배터리(1)가 소정 온도 이상의 과열 상태가 되는 경우에는, 히트 파이프(11)에 의하여 수송된 배터리(1)의 열이 핀(13)으로부터 분위로 효율적으로 방산된다. 이 경우, 공조장치(냉각수단)에 의한 냉기를 핀(13)에 노출시킴으로써, 배터리(1)의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 그리고, 냉각수단으로서의 공조장치는, 가열수단으로서의 공조장치와 동일한 것으로 하여도 좋다. 또한, 이 경우에도 공조장치로서는, 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 차실 내 공조장치를 겸한 것으로 하여도 좋다.
그리고, 도 3과 같이 배터리(1)는, 통상 배터리(1)와 대략 동일한 크기를 가지는 배터리 박스(20)에 수용되어 차량에 탑재되는 등으로 되기 때문에 배터리 유닛끼리, 히트 파이프와 배터리 셀 등을 반드시 고정할 필요는 없으나, 이것들을 접착제 등으로 적절히 고정하는 것도 가능하다. 또한, 배터리 셀에 히트 파이프를 고정하기 위한 홈을 형성하는 것도 가능하다.
[실시 형태 2]
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템(30)을 설명하는 사시도이다. 도 5는 도 4의 B-B 단면도이다. 그리고, 실시 형태 1과 공통인 부재의 일부에 관하여는 공통의 부호를 붙인다.
본 실시 형태에서 배터리(50)는, 배터리 셀(2a, 배터리 요소(2A))을 총 28개(14개×2개) 배치하여 이루어진다.
배터리 셀(2a)은, 어느 것도 동일한 형상의 각 기둥형 배터리이며, 각각의 측면에는, +단자(6a) 및 -단자(6b)가 설치된다.
배터리 온도 조절 시스템(30)은, 히트 파이프(21)와, 가열수단으로서의 히터(12)와, 핀(13)을 구비한다.
히트 파이프(21)는, 서로 이웃하는 배터리 요소(2A, 배터리 셀(2a))의 사이에 구성되는 간격부(5)에 이들 두 개의 배터리 셀(2a)과 열적으로 접속된 상태(본 실시 형태에서는 이들 두 개의 배터리 셀(2a)에 직접 접하는 상태)로 연직으로 배치되어 있다. 또한, 히트 파이프(21)는, 하단부(21a)가 각각 두 개의 배터리 셀(2a)의 사이, 즉 배터리 셀(2a)의 하면으로부터 연직방향으로 돌출되도록 배치된다. 또한, 히트 파이프(21)는, 상단부(21b)가 각각 두개의 배터리 셀(2a)의 사이, 즉 배터리 셀(2a)의 상면으로부터 연직 방향으로 돌출되도록 배치된다.
히터(12)는 각각 하단부(21a, 수열부)와 열적으로 접속되어 있다. 히터(12)는 도시하지 않은 전력공급수단으로부터의 전력에 의하여 히트 파이프(21)를 가열하는 것이다. 또한, 본 실시 형태에서 히터(12)의 주위에는 히터(12)로부터의 열을 좋은 효율로 히트 파이프(21)에 전달하기 위하여 단열재(14)가 설치된다.
핀(13)은 히트 파이프(21)를 매체로서 수송되는 배터리 셀(2a)이 방출하는 열을 효율적으로 방열하기 위한 부재이며, 각각 상단부(21b, 방열부)와 열적으로 접속한 복수의 판으로 이루어진다.
그리고, 본 실시 형태에서도 히터(21)를 히트 파이프(21) 마다 설치하고, 핀(13) 및 단열재(14)를 2본의 히트 파이프(21) 마다 구성하고 있으나, 실시 형태 1과 같이 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템(30)에 의하면, 가열수단(히터(12))로부터의 열을 수송하는 열전도 부재인 히트 파이프(21)를 구비함으로써 가열수단(히터(12))로부터의 열을 배터리(50)에 효율적으로 수송하여, 배터리(50)를 효율적으로 가온할 수 있다. 특히, 배터리 셀(2a) 사이에 구성된 공간(간격부(5))에 히트 파이프를 배치함으로써 배터리(50) 내부까지 균일하게 가온할 수 있다. 또한, 실시 형태 1과 같이 가열수단으로서 히터(12)에 더하여 예를 들면, 엔진 배기 열(배기)공급수단, 공조장치 등의 난기공급수단을 구비하는 것도 가능하다.
그리고, 본 실시형태에서는, 히트 하이프(21)의 하단부(21a)에 히터(12)를 열적으로 접속하고, 상단부(21b)에 핀(13)을 열적으로 접속하는 구조로 되어 있다. 일반적으로 히트 파이프는, 탑 히트 모드(작동액의 증발부가 위로 되도록 설치하는 방법)에서 열 수송효율이 저하하는 것이 알려져 있다. 본 실시 형태와 같은 구조에서는, 히터(12)로 가온해가는 과정에서 배터리 셀의 온도가 히터(12)의 온도보다도 높아지는 경우에는, 탑 히트 모드가 되기 때문에 그대로 히터(12)에 의한 가열을 지속하면 히트 파이프의 최대 열 수송량을 넘어버려 열 수송이 되지 않는 상황이 된다. 이와 같은 상황에서는 히터(12)의 온도가 급속히 상승하게 된다. 따라서, 배터리 온도 조절 시스템(30)의 구성요소로서 히터(12)의 온도를 모니터하는 모니터수단과, 해당 모니터수단의 결과(급격한 온도 상승이 있는지 없는지 등)에 기초하여, 히터(12)의 가동/정지 제어를 행하는 가동/정지제어수단을 구비함으로서 더욱 효율적인 배터리의 온도 조절을 행할 수 있다.
또한, 배터리(50)가 구동하는 경우나, 고온 조건 하 등에서 배터리(50)가 소정 온도 이상의 과열 상태가 되는 경우에는, 히트 파이프(21)에 의하여 수송되는 배터리(50)의 열이 핀(13)으로부터 주위 환경에 효율적으로 방산된다. 또한, 이 경우 공조장치(냉각수단)에 의한 공기(바람직하게는 냉기)를 핀(13)에 노출함으로써, 배터리(50)의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 그리고, 이 경우도 공조장치로서는 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 차실 내 공조장치를 겸하는 것도 좋다.
[실시 형태 3]
도 6은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템(40)을 설명하는 사시도이다. 그리고, 실시 형태 1과 공통된 부재의 일부에 관하여는 공통의 부호를 붙인다.
도 6에 있어서, 배터리(31)의 구성은, 실시 형태 1의 배터리(1)의 구성과 같은 것이다.
도 6에 따른 배터리 온도 조절 시스템(40)은 본 발명의 배터리 온도 조절 유닛(22)을 구비한다.
도 7(a)는 본 발명에 따른 배터리 온도 조절 유닛(22)의 사시도이며, 도 7(b)는 배터리 온도 조절 유닛(22)이 구비된 고정수단(70)을 설명하는 사시도이다.
도 7(a)와 같이 배터리 온도 조절 유닛(22)은, 고정수단(70)과, 히트 파이프(11)와, 가열수단으로서의 히터(12)와, 핀(13)을 구비한다.
고정수단(70)은, 수용부재(71A) 및 수용부재(71B)가 일체로 되는 것으로 구성된다.
수용부재(71A)는, 서로 이웃하는 배터리 요소(2A) 사이에 장착되는 낌 장착부(73)와, 프레임부(74A)를 구비한다.
본 실시 형태에서 낌 장착부(73)는, 각각 평판 형상의 낌 장착부(73a, 73b, 73c)로 구성된다. 낌 장착부(73a)와 낌 장착부(73b) 사이에는, 히트 파이프(11)를 삽입 관통(끼움 결합)한 상태에서 보호 지지 가능한 히트 파이프 고정부(76)가 형성된다. 같은 형태로 낌 장착부(73b)와 낌 장착부(73c) 사이에도 히트 파이프(11)가 삽입 관통(끼움 결합)한 상태에서 보호 지지 가능한 히트 파이프 고정부(76)가 형성된다.
프레임부(74A)는, 배터리 셀(2a1) 및 배터리 셀(2a1)의 주위를 감싸도록 형성된다. 또한, 프레임부(74A)와 낌 장착부(73)에 의하여 각각 배터리 셀(2a1) 및 배터리 셀(2a1)이 끼움 결합하는 배터리 셀 수용(고정)부(75a1, 75a1)가 형성된다. 또한, 75a1 및 75a2는 배터리 요소 고정부(75)를 구성한다.
수용부재(71B)는, 프레임부(74B)를 구비한다. 프레임부(74B)는, 배터리 셀(2a1) 및 배터리 셀(2a2)의 주위를 감싸도록 형성된다. 또한, 프레임부(74B)와, 수용부재(71A)의 낌 장착부(73)에 의하여, 각각 배터리 셀(2a1) 및 배터리 셀(2a2)이 끼움 결합하는 배터리 셀 수용(고정)부(75a1, 75a2)가 형성된다. 또한, 75a1 및 75a2가 배터리 요소 고정부(75)를 구성한다. 그리고, 본 예에서 한 쌍의 배터리 요소 고정부(75)는 히트 파이프 고정부(76)를 밀착 지지하는 구성으로 되어 있으나, 히트 파이프 고정부(76, 낌 장착부(73))의 일측부만 배터리 요소 고정부(75)를 형성하는 구성으로 하여도 좋다.
히트 파이프(11)는, 히트 파이프 수용부(76)에 삽입 관통됨으로써, 서로 이웃하는 배터리 요소(2A)의 사이에 이들 배터리 요소(2A), 수용부재(71A, 71B)와 열적으로 접속하는 상태(본 실시 형태에서는 4개의 배터리 셀(2a), 수용부재(71A, 712B)에 직접 접하는 상태)에서 수평 배치되어 있다. 또한, 히트 파이프(11)는 각각 양단(단부(11a) 및 단부(11b))이 각각 서로 이웃하는 배터리 요소(2A)의 사이로부터 수평 방향으로 돌출하도록 배치된다. 그리고, 본 실시예에서는 히트 파이프(11)를 수용부재(71A) 및/또는 수용부재(71B)에 고정 장착하지 않지만, 납땜질 등의 수단을 이용하여 이들을 고정 장착하여도 좋다.
히터(12) 및 핀(13)은 실시 형태 1과 같이 각각 단부(11a, 수열부) 및 단부(11b)와 열적으로 접속한다.
배터리 온도 조절 시스템(40)은, 각 고정수단(70)에 설치된 고정 핀 삽입 관통 홀(72)을 상호 연통시킨 상태에서 고정 핀(79)을 삽입 관통하여 7개의 배터리 온도 조절 유닛(22)을 고정함으로써 형성된다. 그리고, 고정 핀(79)을 고정 핀 삽입 관통 홀(72)에 고정 장착하는 방법은 접착제 등을 이용하여 적절히 행할 수 있다. 또한, 배터리 온도 조절 유닛(22)끼리 고정하는 데에는, 나사 등, 다른 고정 부재를 이용하는 것도 가능하다.
제1 실시 형태의 배터리 온도 조절 시스템(10)과 같은 효과를 도모할 수 있다. 또한, 본 실시 발명의 배터리 온도 조절 유닛(22)에 의하면, 서로 이웃하는 배터리 요소(2A)를 구성하는 배터리 셀(2a) 및 히트 파이프(11, 더하여는 히터(12), 핀(14) 및 단열재(14))를 미리 고정수단(70)에 의하여 일체적으로 고정할 수 있으므로, 조립 작업의 효율성을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 낌 장착부(73a 내지 73c)를 히트 파이프(11)의 측면과 열적으로 접촉시키면, 이들 히트 파이프(11)의 측면에 있어서 전열 손실을 저감할 수 있다.
[실시 형태 4]
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 배터리 온도 조절 시스템을 설명하는 사시도이다. 그리고, 실시 형태 1 내지 3과 공통된 부재의 일부에 관하여는 공통된 부호를 붙인다.
도 8에 있어서 배터리(51)의 구성은, 실시 형태 2의 배터리(50)의 구성과 동일하다. 도 8에 따른 배터리 온도 조절 시스템(80)은 배터리 온도 조절 유닛(32)을 구비한다.
도 9(a)는, 본 발명에 따른 배터리 온도 조절 유닛(32)의 사시도이며, 도 9(b)는 배터리 온도 조절 유닛(32)이 구비된 고정수단(70)을 설명하는 사시도이다.
배터리 온도 조절 유닛(32)은, 고정수단(70)과, 히트 파이프(11)와, 가열수단으로서의 히터(12)와, 핀(13)을 구비한다.
고정수단(70)은 수용부재(71A) 및 수용부재(71B)가 일체로 되는 것으로 구성된다.
수용부재(71A)는, 서로 이웃하는 배터리 요소(2A, 배터리 셀(2a)) 사이에 장착되는 낌 장착부(73)와, 프레임부(74A)와, 프레임부(74A)를 밀폐하는 밀폐판(77)을 구비한다(그리고, 도 9에서는 설명을 위하여 밀폐판(77)을 생략한다).
낌 장착부(73)는 서로 이웃한 배터리 요소(2A, 배터리 셀(2a)) 사이에 장착된다. 본 실시 형태에서 낌 장착부(73)는, 각각 평판 형상의 낌 장착부(73a, 73b, 73c)로 구성된다. 낌 장착부(73a) 및 낌 장착부(73b)의 사이, 그리고 낌 장착부(73b) 및 낌 장착부(73c) 사이에는 각각 히트 파이프(21)를 삽입 관통(끼움 결합)한 상태에서 보호 지지 가능한 히트 파이프 고정부(76)가 형성된다.
프레임부(74A)는 배터리 셀(2a)의 주위를 감싸도록 형성된다. 또한, 프레임부(74A)와 낌 장착부(73) 및 밀폐판(77)으로 둘러싼 공간은 배터리 셀(2a)이 끼움 결합하는 배터리 셀 고정부(75a, 배터리 요소 고정부)가 된다.
수용부재(71B)는, 프레임부(74B)로 이루어진다. 프레임부(74B)는, 배터리 셀(2a) 주위를 감싸도록 형성된다. 또한, 프레임부(74B)와, 수용부재(71A)의 낌 장착부(73)에 의하여 배터리 셀(2a)이 끼움 결합하는 배터리 셀 고정(배터리 요소 고정)부(75a)가 형성된다.
히트 파이프(21)는, 히트 파이프 고정부(76)에 삽입 관통됨으로써 서로 이웃하는 배터리 요소(2A)의 사이에 이들 배터리 요소(2A)를 구성하는 배터리 셀(2a), 수용부재(71A, 71B)와 열적으로 접속한 상태(2개의 배터리 셀(2a), 그리고 수용부재(71A, 71B)에 직접 접하는 상태)에서 연직 배치된다. 또한, 히트 파이프(21)는 각각 양단(단부(21a, 21b))이 각각 서로 이웃하는 배터리 요소(2A)의 사이로부터 연직 방향으로 돌출하도록 배치된다. 그리고, 본 실시 형태에서는 히트 파이프(21)를 수용부재(71A) 및/또는 수용부재(71B)에 고정 장착하고 있지 않지만, 납땜질 등의 수단을 이용하여 이들을 고정 장착하여도 좋다.
히터(12) 및 핀(13)은 실시 형태 2와 같이 각각 단부(11a, 11b)와 열적으로 접속한다.
배터리 온도 조절 시스템(80)은 각 고정수단(70)에 각각 설치된 고정 핀 삽입 관통 홀(72)을 상호 연통시킨 상태에서 고정 핀(79)을 삽입 관통하여 7개의 배터리 온도 조절 유닛(22)을 고정함으로써 형성된다. 그리고, 고정 핀(79)을 고정 핀 삽입 관통 홀(72)에 고정 장착하는 방법은, 접착제 등을 이용하여 적절히 행할 수 있다. 또한, 배터리 온도 조절 유닛(22)끼리를 고정하는 데는 나사 등, 다른 고정부재를 이용하는 것도 가능하다.
배터리 온도 조절 시스템(80)의 작용은, 제2 실시 형태의 배터리 온도 조절 시스템(30)과 같은 효과를 도모할 수 있다. 또한, 본 발명의 배터리 온도 조절 유닛(32)에 의하면, 서로 이웃한 배터리 셀 요소(2A)를 구성하는 배터리 셀(2a) 및 히트 파이프(11, 더하여는 히터(12), 핀(13) 및 단열재(14))를 미리 고정수단(70)에 의하여 일체적으로 고정할 수 있으므로, 조립 작업의 효율성을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 낌 장착부(73a 내지 73c)를 히트 파이프(11)의 측면과 열적으로 접촉시키면, 이들 히트 파이프(11)의 측면에 있어서 전열 손실을 저감할 수 있다.
[실시 형태 5]
도 10은 배터리 셀로서 원주형 배터리 셀을 이용한 경우의 배터리 온도 조절 유닛(52)을 설명하는 사시도이다. 도 11(a)는 배터리 온도 조절 유닛(52)에 배터리가 고정된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 11(b)는 배터리 온도 조절 유닛(52)이 구비된 고정수단(80)을 설명하는 사시도이다.
배터리 온도 조절 유닛(52)은, 고정수단(80)과, 히트 파이프(41)와, 히터(62)와, 핀(63)을 구비한다.
고정수단(80)은 서로 이웃한 배터리 요소(2A)의 사이에 장착되는 낌 장착부(83)와, 배터리 요소(2A)를 구성하는 배터리 셀(42)을, 낌 장착부(83)를 끼워 형성되며, 낌 장착부(83)와 일체로 되어 고정하는 한 쌍의 배터리 요소 고정부(84)를 구비한다.
낌 장착부(83)에는 히트 파이프(41)를 삽입 관통하여 보호 지지하는 히트 파이프 고정부(86)가 형성된다.
각 원통형 배터리 셀(42)은, 원통형 배터리 셀(42)의 주면의 형상에 맞춰 낌 장착부(83)를 형성하고 단면이 반원호 형상의 오목부(85)에 끼움 결합함과 동시에 낌 장착부(83)에 형성된 한 쌍의 멈춤 쐐기(87a, 87b)에 의하여 멈춰져 낌 장착부(83)에 고정된다. 멈춤 쐐기(87a, 87b)는 탄성부재이며, 배터리 셀(42)이 오목부(85)에 끼움 결합한 상태에서 끼움 결합하지 않은 상태보다도 열려진 상태(탄성 변형)가 되며, 이 상태에 의한 탄성 복원력이 배터리 셀(42)을 밀어 누름으로써 배터리 셀(42)이 오목부(85)에 끼움 결합하는 상태가 유지되는 것이다. 그리고, 배터리 셀(42)의 고정 방법으로서는, 오목부(85)와 같은 오목부를 가진 별도의 부재로 배터리 셀(42)을 밀게 한 후 해당 별도의 부재를 멈춤 나사 등에 의하여 낌 장착부(83)에 고정하도록 하여도 좋다.
히트 파이프(41)는 히트 파이프 고정부(86)에 삽입 관통됨으로써 서로 이웃하는 배터리 요소(2A)의 사이에 이들 서로 이웃한 배터리 요소(2A)를 구성하는 모든 배터리 셀(42) 및 고정수단(80)과 열적으로 접속한 상태(본 실시 형태에서는 고정수단(80)에 직접 접하는 상태)에서 수평 배치된다. 또한, 히트 파이프(41)는, 각각 양단이 배터리 요소(2A)의 사이로부터 수평 방향으로 돌출하도록 배치된다. 그리고, 본 실시예에서는 히트 파이프(41)를 고정수단(80)에 고정 장착하고 있지는 않으나, 납땜질 등의 수단을 이용하여 이것들을 고정 장착하여도 좋다. 또한, 고정수단(80)은 배터리 셀 및 히트 파이프와 접하는 부분만을 금속으로 하고, 고정부(40)를 수지로 하여도 좋다.
[실시 형태 6 및 7]
상기의 실시 형태에서는 열전도 부재로서의 히트 파이프의 양단부에 각각 핀 및 히터를 접속하고 있으나, 핀 및 히터의 배치는 상기 실시 형태에 나타낸 형태에 제한되는 것은 아니다. 다른 형태에 관하여 도 12 및 도 13을 이용하여 설명한다.
실시 형태 6(도 12)에서는 서로 이웃한 배터리 요소의 사이에 히트 파이프(11)의 적어도 일부분이 그 사이로부터 돌출하도록 배치되며, 해당 돌출한 일부분에 핀(13)과 가열수단으로서의 히터(12) 양자를 열적으로 접속한다.
또한, 실시 형태 7(도 13)도 실시 형태 6과 같이 서로 이웃한 배터리 요소의 사이에 히트 파이프(11)의 적어도 일부분이 그 사이로부터 돌출하도록 배치되며, 해당 돌출한 부분에 핀(13)과 가열수단으로서의 히터(12) 양자를 열적으로 접속한다. 히트 파이프(11)에 열적으로 접속하는 핀(13)은 배터리 셀(2)의 수평 방향의 양측에 배치된다. 또한 본 실시예에서는 히트 파이프(11)에 열적으로 접속하는 히터(12)도 배터리 셀(2)의 수평 방향의 양측에 배치된다. 본 실시 형태에서는 예를 들면, 차량 등이 기울어진 경우에도 2본의 히트 파이프(11) 중 어느 것이 확실하게 바닥 히트 모드(열원이 하측에 배치된 상태)가 된다. 따라서, 차량 경사시 등에도 배터리의 가열 효율이 악화하는 것을 방지할 수 있다.
이상의 실시 형태 1 내지 7에 관하여 열전도 부재로서 히트 파이프를 이용한 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 열전도 부재는 특히 제한되는 것은 없으며, 기타 통상 공지의 열전도 부재, 예를 들면 동, 알루미늄 등의 금속, 그라파이트(graphite) 등을 사용할 수 있다. 단, 본 발명의 목적으로 하는 효과를 충분히 발휘하기 위해서는 열전도율 200W/(mK) 이상의 고 열전도 부재를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기의 실시 형태에서는 열전도 부재로서 직봉 형상의 히트 파이프를 이용하고 있으나, 열전도 부재의 형상은 이것에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 열전도 부재(히트 파이프)를 대략 'ㄷ'자 형상(대략 C 자 형상, 도 14) 또는 대략 링 형상(도 15)으로 성형하여도 좋다. 핀 및 히터를 설치하는 위치에 관하여도 상기의 실시 형태에서 나타낸 예에 국한되지 않으며, 핀을 히트 파이프의 중간부에 설치하여도 좋다(도 14). 또한, 핀 및 히터를 히트 파이프의 중간부에 설치하여도 좋다(도 15). 그리고, 핀 및 히터를 반드시 동일한 히트 파이프에 열적으로 접속할 필요는 없으며, 핀이 접속되는 히트 파이프와 다른 히트 파이프에 히터를 접속하여도 좋다.
또한, 히터만에 의한 가열을 행하는 것을 상정하는 경우에는, 핀으로부터의 열 확산을 억제하는 열 확산 억제 기구를 설치하여도 좋다. 열 확산 억제 기구로서는, 예를 들면 핀의 주위의 공간, 특히 상부 공간을 막음으로써 자연 대류를 억제하는 차단 기구를 들 수 있다.
열전도 부재로서 히트 파이프를 이용한 경우의 작동액으로서는, 특히 제한되는 것은 없으나, 물, HCFC－22등의 하이드로 클로로 플루오르 카본, HFCR134a, HFCR407C, HFCR410A, HFC32등의 하이드로 플루오르 카본, HFO1234yf등의 하이드로 플루오르 올레핀, 탄산 가스, 암모니아 및 프로판 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 성능 및 지구 환경에의 영향을 고려하면, 물이나 탄산 가스, 하이드로 플루오르 올레핀 등이 바람직하다
또한, 상기 실시 형태에서는, 가열수단으로서 히터, 그리고 공조장치 및 엔진 배출열(배기)공급수단 등의 난기공급수단을 이용한 실시 형태를 설명하였으나, 본 발명의 이와 같은 실시 형태에 제한되는 일은 없이 통상 공지된 하나 이상의 가열수단을 이용할 수 있다. 히트 파이프와 직접 접속할 수 있는 가열수단으로서는 열전소자, 전자유도가열수단을 들 수 있다. 또한, 히트 파이프의 가열 매체로서 온수를 이용하는 경우에는 온수공급수단을 본 발명의 배터리 온도 조절 시스템의 가열수단으로 할 수 있다. 또한, 히트 파이프의 냉각을 행하는 경우의 냉각수단으로서도 특히 제한되는 것은 없으며, 공조장치, 열전소자를 들 수 있다. 또한, 히트 파이프를 냉각하는 매체로서 냉각수를 이용하는 경우에는, 냉각수공급수단을 본 발명의 배터리 온도 조절 시스템의 냉각수단으로 할 수 있다. 하이브리드 자동차의 경우 엔진과 모터를 함께 사용하므로, 엔진의 배기 열을 온수공급수단의 열원으로 이용할 수 있다(도 16 참조). 도 16에 도시된 배터리 온도 조절 시스템은, 온수공급수단(가열수단)의 구성으로서 엔진을 통과하여 가열되는 엔진 냉각수와, 배터리를 가열하기 위한 배터리 가온수의 열교환을 행하는 열교환수단과, 이러한 열교환수단과 배터리 사이에서 상기 배터리 가온수를 순환시키는 순환수단을 구비한다.
그리고, 도 16에서는 배터리 가열시의 배터리 가온수의 순환계를 나타내고 있으나, 배터리 냉각시에는 라디에이터로부터 유출 직후의 냉각수의 열교환을 행하는 열교환수단을 구비한 구성이 된다. 배터리 온도 조절 시스템을 가열용·냉각용의 양 계통을 구비하도록 구성하고, 배터리의 상태에 따라 어느 계통을 가동시킬 것인가를 바꾸는 구조로 하여도 좋다.
그리고, 상기 배터리 셀끼리의 전기적 접속 방법에 관하여는, 직렬접속, 병렬접속 및 이들의 병용 중 어느 것도 좋음은 물론이다.
[실시예]
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 실시예에서는, 본 발명의 효과를 시뮬레이션에 의하여 해석한다. 즉, 110mm×20mm×80mm의 배터리 셀을 28개 배치(7개×4열)한 것으로 가정하였다. 각 셀로부터의 발열량을 10W로 가정하고, -40℃ 이하에서 배터리 시스템 기동시의 배터리 셀의 온도 변화를 이하의 각각의 조건 하에서 시뮬레이션하였다.
조건 1: 히트 파이프 없는 배터리 셀에 직접 에어컨의 온풍(40℃)을 닿게 하였다.
조건 2: 실시 형태 1과 같은 배치 방법으로 배터리 셀 사이에 2본씩 총 14본의 히트 파이프를 배치하였다. 단, 각 히트 파이프는 히터에는 접속하지 않고, 양단부에 핀을 설치하였다. 이 조건 하에서 핀에 온풍(40℃)을 닿게 하였다.
조건 3: 실시 형태 1과 같은 배치 방법으로, 배터리 셀 사이에 2본씩 총 14본의 히트 파이프를 배치하였다. 단, 각 히트 파이프는 핀에는 접속하지 않고, 양단부에 히터를 설치하여 히터만으로 가열하엿다.
조건 4: 실시 형태 1과 같은 배치 방법으로, 배터리 셀 사이에 2본씩 총 14본의 히트 파이프를 배치하고, 핀으로 온풍(조건 4-1: 30℃, 조건 4-2: 0℃)과 히터를 조합시켜 가열하였다.
결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에 있어서, 온풍용 열량은 에어컨의 공기를 40℃로부터 소정의 온도까지 상승시키기 위하여 필요한 열량을 나타내고 있으며, 히터 열량은 히터에 투입하는 열량, 총 열량은 온풍용 열량과 히터 열량의 합을 나타낸다. 또한, 온도 상승 시간은 시스템 가동으로부터 모든 배터리 셀의 온도가 0℃에 도달하기까지의 시간으로 하였다.
온풍온도(℃) 히트 파이프 온풍용 열량(W) 히터 열량(W) 총 열량(W) 온도 상승 시간(초) 소비 전력량(Wh)
조건 1 40 없음 5080 0 5080 1020 1439
조건 2 40 있음 5080 0 5080 780 1101
조건 3 없음 있음 0 560 560 920 143
조건 4-1 30 있음 4443 560 5003 520 723
조건 4-2 0 있음 2539 560 3099 730 628
조건 1의 경우 배터리 셀이 0℃에 도달하기 위하여 소비된 전력량은 1439Wh였다. 이 결과, 같은 에어컨의 바람을 이용한 조건 2의 결과로부터 히트 파이프를 이용하는 것으로 온도 상승 시간이 단축되고, 소비 전력량도 저감 가능함을 알 수 있다.
또한, 조건 3의 경우 소비 전력량은 조건 1의 경우의 약 1/10 정도로 저감할 수 있으나, 온도 상승 시간은 920초 걸렸다. 이에 대하여 조건 4-1의 경우, 온도 상승 시간이 조건 1의 약 1/2 정도로 될 수 있었다. 그리고, 조건 4-2의 경우, 온도 상승 시간은 730초이지만, 소비 전력량은 628Wh가 되어 조건 1의 약 44%가 될 수 있었다.
이들 결과로부터 배터리 온도 조정 장치에 히트 파이프를 배치하고, 핀 및 히터를 병용함으로써 온도 상승 시간 특성 및 소비 전력량 특성의 밸런스를 맞춘 배터리 가온이 실현될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 17에 상기 시뮬레이션에 있어서, 셀 사이의 온도 격차를 측정한 데이터를 나타냈다. 온도 격차는 배터리 팩 내의 셀의 최고 온도로부터 최저 온도를 뺀 값이다. 그 결과, 조건 1의 경우, 셀 사이의 온도차가 20℃ 부근이 되는 것에 대하여, 조건 4-1 및 조건 4-2의 경우는 1℃ 정도로 억제할 수 있다.
1, 50, 31, 51...배터리
22, 32, 52...배터리 온도 조절 유닛
2A...배터리 요소
2a(2a1, 2a2)...배터리 셀
10, 30, 40, 80...배터리 온도 조절 시스템
11, 21, 41...히트 파이프
12, 62...히터
13, 63...핀
14...단열재
20...배터리 박스
42...원주형 배터리 셀
70, 80...고정수단
71A, 71B...수용부재
72...고정 핀 삽입 관통 홀
73...낌 장착부
74A, 74B...프레임부
75a...배터리 셀 고정부
76...히트 파이프 고정부

Claims (12)

  1. 배터리의 온도를 조절하는 시스템에 있어서,
    상기 배터리와 열적으로 접속된 열전도 부재와,
    상기 열전도 부재를 통하여 상기 배터리를 가열하는 가열수단 및/또는 상기 열전도 부재를 통하여 상기 배터리를 냉각하는 냉각수단을 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리는, 하나의 배터리 셀로 이루어지거나, 복수의 배터리 셀을 배열하여 이루어진 배터리 요소를 복수로 구비하며,
    상기 열전도 부재는, 서로 이웃한 상기 배터리 요소 사이에 배치되며,
    상기 열전도 부재에 열적으로 접속되는 핀과, 상기 가열수단으로서의 상기 핀에 따뜻한 공기를 보내는 난기(暖氣)공급수단을 구비하는 배터리 온도 조절 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가열수단으로서 상기 난기공급수단과 다른 가열 수단을 더 구비하는 배터리 온도 조절 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 난기공급수단과 다른 가열수단에 의한 가열시에, 상기 핀으로부터의 열 방출을 억제하는 열 확산억제수단을 구비한 배터리 온도 조절 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리는, 하나의 배터리 셀로 이루어지거나, 복수의 배터리 셀을 배열하여 이루어진 배터리 요소를 복수로 구비하며,
    상기 열전도 부재는, 서로 이웃한 상기 배터리 요소의 사이에, 양단부가 상기 배터리 요소의 사이로부터 돌출한 상태로 배치되고, 상기 열전도 부재의 일단부에 핀이 열적으로 접속되며,
    상기 가열수단은, 상기 핀에 따뜻한 공기를 보내는 난기공급수단 및 상기 열전도 부재의 타단부에 열적으로 접속된 히터인 배터리 온도 조절 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도 부재는 히트 파이프인 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도 부재는, 금속 및/또는 그라파이트(graphite)인 배터리 온도 조절 시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열수단은, 공조장치, 열전소자 및 히터로부터 선택되는 적어도 하나이며, 상기 냉각수단은, 공조장치, 열전소자 및 냉각수공급수단으로부터 선택되는 적어도 하나인 배터리 온도 조절 시스템.
  9. 하나의 배터리 셀로 이루어지거나, 복수의 배터리 셀을 배열하여 이루어진 배터리 요소를 복수로 구비한 배터리의 온도 조절에 이용되는 배터리 온도 조절 유닛에 있어서,
    히트 파이프가 적어도 일부분을 돌출시킨 상태로 고정된 히트 파이프 고정부와,
    상기 히트 파이프 고정부의 적어도 일측에 설치되어 서로 이웃하는 상기 배터리 요소의 하나를 구성하는 배터리 셀을 고정하는 배터리 요소 고정부를 구비하며,
    상기 히트 파이프는, 상기 배터리 셀이 상기 배터리 요소 고정부에 고정될 때, 상기 배터리 셀과 열적으로 접속가능하게 되는 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 유닛.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 히트 파이프 고정부를 끼워 양측에 설치되고, 각각 서로 이웃하는 상기 배터리 요소의 하나를 구성하는 배터리 셀을 고정하는 한 쌍의 배터리 요소 고정부를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 온도 조절 유닛.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 히트 파이프는, 적어도 두 부분을 돌출시킨 상태에서 상기 히트 파이프 고정부에 고정되며,
    상기 히트 파이프의 일부분에는 핀이 열적으로 접속되며,
    상기 히트 파이프의 타부분에는 히터가 열적으로 접속되는 배터리 온도 조절 유닛.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은, 각 기둥형 배터리 셀, 라미네이트형 배터리 셀, 또는 원주형 배터리 셀인 배터리 온도 조절 유닛.
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