KR20160081090A - Apparatus and method for controlling temperature of battery pack in eco-friendley vehicles - Google Patents

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정지화
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손봉기
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for controlling temperature of a battery pack in an eco-friendly vehicle, which can perform indirect heat exchange during cooling of battery cells arranged in a battery module of a battery pack mounted in an eco-friendly vehicle and perform direct heating during heating, thereby controlling temperature of the overall battery pack. The apparatus for controlling temperature of a battery pack in an eco-friendly vehicle according to the present invention comprises: heat exchange plates (12), both side surfaces of each of which come into contact with battery cells (11), and in each of which a heating element (12b) whose part adjacent to one end is exposed out of the battery cells (11) and which radiates heat when power is applied to an outer surface is installed; a flow passage (14) which is installed to come into contact with portions of the heat exchange plates (12) exposed out of the battery cells (11), and through which coolant is circulated; a pump (16) which is installed in the flow passage (14), and which circulates coolant; and a thermoelectric element (17) which is installed to come into contact with the flow passage (14) in order to cool the coolant at a location, spaced apart from a portion in contact with the heat exchange plates (12), in the flow passage (14). The method for controlling temperature of an eco-friendly battery pack (1) is configured to measure temperature of battery cells (11), and to adjust the temperature of the battery cells (11) within an appropriate range by cooling the battery cells (11) through cooling operation of the thermoelectric element (17) or rising the temperature of the battery cells (11) through heat radiation of the heating element (12b).

Description

친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF BATTERY PACK IN ECO-FRIENDLEY VEHICLES}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack temperature control device,

본 발명은 친환경 자동차에 탑재되는 배터리 팩의 온도를 조절하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친환경 자동차에 탑재되는 배터리 팩의 배터리 모듈에 배열된 배터리 셀들을 냉각시에는 간접적으로 열교환하고 승온시에는 직접 승온하여 상기 배터리 팩 전체의 온도를 조절할 수 있는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for controlling the temperature of a battery pack mounted on an environmentally friendly automobile, and more particularly, The present invention relates to an apparatus and method for controlling the temperature of a battery pack of an eco-friendly automobile, in which the temperature of the entire battery pack can be adjusted by indirectly exchanging heat and directly raising the temperature when the temperature is raised.

하이브리드 자동차, 전기자동차와 같은 친환경 자동차에는 구동모터에 전원을 인가하기 위한 배터리 팩이 장착된다.Eco-friendly vehicles such as hybrid cars and electric vehicles are equipped with battery packs for powering the drive motors.

상기 배터리 팩은 복수의 단위 배터리 모듈로 이루어지고, 다시 상기 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀로 이루어진다.The battery pack includes a plurality of unit battery modules, and the battery module includes a plurality of battery cells.

이러한 배터리 팩은 가동에 따라 발열되는바, 상기 배터리 팩이 적정온도를 유지하도록 냉각이 필요하다. 예컨대, 차량의 실내 또는 공조장치로부터 상기 배터리 팩으로 공기를 송풍하여 냉각되도록 하고 있다.Such a battery pack generates heat according to its operation, and it is necessary to cool the battery pack so that the battery pack maintains an appropriate temperature. For example, air is blown from the room of the vehicle or the air conditioner to the battery pack to be cooled.

상기와 같은 공냉방식은 배터리 팩의 용량이 증가함에 따라 충분한 냉각성능을 제공하지 못하여 냉각수를 이용하여 배터리 팩을 냉각시키는 수냉식이 적용되고 있다. 예컨대, 하이브리드 자동차에 비하여, 플러그인 하이브리드 자동차 또는 전기자동차에서는 배터리 팩의 용량이 커지므로, 플러그인 하이브리드 자동차 전기자동차에서는 수냉의 적용이 확대되고 있다.In the air cooling system described above, a sufficient cooling performance can not be provided due to an increase in the capacity of the battery pack, so that a water-cooling system for cooling the battery pack using cooling water has been applied. For example, in a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle, the capacity of a battery pack becomes larger than that of a hybrid vehicle, and thus application of water cooling is expanding in a plug-in hybrid electric vehicle.

그러나, 수냉방식은 열교환매체인 냉각수가 누수되는 경우 배터리 팩의 안전성에 심각한 문제를 일으키게 된다. 즉, 상기 배터리 팩의 냉각효율을 높이기 위해서 상기 배터리 팩의 내부로 냉각유로를 형성하고, 상기 냉각유로를 통하여 냉각수를 순환시키는데, 사고가 발생하거나, 배터리의 스웰링으로 배터리 셀이 부푸는 경우 상기 냉각유로가 파손되면서, 내부의 냉각수가 누수 될 수 있다.However, the water-cooling system causes a serious problem in the safety of the battery pack when the cooling water, which is a heat exchange medium, is leaked. That is, in order to increase the cooling efficiency of the battery pack, a cooling channel is formed in the battery pack, and the cooling water is circulated through the cooling channel. When an accident occurs or the battery cell swells due to swelling of the battery, As the cooling flow path is broken, the internal cooling water may leak.

각종 전기적인 부품이 설치된 배터리 팩의 내부에서 누수가 발생하면, 상기 배터리 팩의 단락과 같은 치명적인 문제가 발생하는 문제점이 있다. If leakage occurs inside the battery pack in which various electric parts are installed, there is a problem that a fatal problem such as short-circuiting of the battery pack occurs.

한편, 상기 배터리 팩을 구성하는 각 배터리 셀들은 적정온도가 되어야 활성화되어야 단위 배터리 셀로부터 전체 배터리 팩에서 충분한 출력이 발생하는데, 저온에서는 충분히 활성화되지 않아 출력이 저하되는 현상이 발생한다.
On the other hand, each battery cell constituting the battery pack has to be activated until an appropriate temperature is reached, so that sufficient power is generated in the entire battery pack from the unit battery cell.

하기의 선행기술문헌에는 '냉각공기를 이용한 ＨＥＶ의 배터리 냉각 시스템'에 관한 기술이 개시되어 있다.
The following prior art document discloses a technology relating to a battery cooling system of an HEV using cooling air.

KR 10-2005-0125985 AKR 10-2005-0125985 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 친환경 자동차의 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀들을 냉각시킬 때에는 냉각수와 간접적으로 냉각시키고, 승온시에는 직접 승온되도록 하여 배터리 팩의 온도를 제어할 수 있는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to indirectly cool the battery cells constituting the battery pack of the environmentally friendly automobile by cooling water, The present invention provides a battery pack temperature control apparatus and method for an environmentally friendly automobile.

본 발명의 다른 목적은 냉각수가 배터리 셀과 직접 열교환하지 않아, 냉각수가 누수되어도 상기 배터리 셀의 단락을 방지할 수 있는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치 및 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the battery pack temperature of an environmentally friendly automobile, in which cooling water does not directly heat-exchange with the battery cell, and thus short-circuiting of the battery cell can be prevented even if cooling water leaks.

본 발명의 또 다른 목적은 저온시 상기 배터리 셀의 측면을 직접 승온시킴으로써, 저온에서 상기 배터리 팩이 충분한 출력을 발휘할 수 있도록 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치 및 방법을 제공하는데 있다.
It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for adjusting the temperature of a battery pack of an environment-friendly automobile, in which the side surface of the battery cell is directly heated at a low temperature so that the battery pack can exhibit sufficient output at low temperatures.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치는, 복수의 배터리 셀을 포함한 친환경 자동차의 배터리 팩에서 상기 배터리 셀과 열교환하여 상기 배터리 팩의 온도를 조절하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에 있어서, 양측면이 상기 배터리 셀에 접촉하고 외측표면에 전원이 인가되면 발열되는 발열부가 설치되는 열교환 플레이트와, 상기 열교환 플레이트의 일부분과 접촉되게 설치되고, 내부에 냉각수가 순환하는 유로와, 상기 유로에 설치되어 냉각수를 순환시키는 펌프와, 상기 유로에서 상기 열교환 플레이트와 접촉되는 부위와 떨어진 위치에서 상기 냉각수를 냉각시키기 위해서 상기 유로에 접촉되게 설치되는 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an eco-friendly automobile battery pack temperature control apparatus for an environmentally friendly automobile, the eco-friendly automobile including a plurality of battery cells, A heat exchange plate provided with a heat generating portion that generates heat when both side surfaces contact the battery cell and power is applied to an outer surface of the heat exchanging plate; and a heat exchanging plate provided in contact with a part of the heat exchanging plate, And a thermoelectric element provided in contact with the flow path for cooling the cooling water at a position distant from a portion in contact with the heat exchange plate in the flow path. .

상기 발열부는 열선 또는 면상발열체 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.And the heating unit is any one of a heating wire and a surface heating element.

상기 발열부의 전극에는 미리 설정된 온도 이하에서만 상기 발열부로 전원이 인가되도록하는 안전스위치가 설치되는 것을 특징으로 한다.And a safety switch is provided on the electrode of the heat generating unit so that power is applied to the heat generating unit only at a preset temperature or less.

상기 열교환 플레이트에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 히트파이프가 매설되는 것을 특징으로 한다.And a heat pipe made of aluminum or an aluminum alloy is buried in the heat exchange plate.

상기 히트파이프에서 일단에 인접한 부분은 상기 열교환 플레이트에 매설되지 않고, 상기 히트파이프에서 상기 열교환 플레이트에 매설되지 않은 부분은, 상기 배터리 셀과 수직하게 절곡되고, 상기 배터리 셀과 수직한 부분이 상기 유로에 접촉되는 것을 특징으로 한다.A portion of the heat pipe adjacent to one end of the heat pipe is not buried in the heat exchange plate and a portion of the heat pipe not buried in the heat exchange plate is bent perpendicularly to the battery cell, And a contact portion.

상기 유로에서 상기 열교환 플레이트와 접촉되는 부위와 상기 열전소자와 접촉되는 부위에는 히트싱크가 설치되는 것을 특징으로 한다.And a heat sink is installed in a portion of the flow path that is in contact with the heat exchange plate and a portion that is in contact with the thermoelectric element.

상기 유로와 상기 열교환 플레이트의 사이와 상기 유로와 상기 열전소자의 사이에는 접촉저항을 감소시키는 써멀패드가 설치되는 것을 특징으로 한다.And a thermal pad is provided between the flow path and the heat exchange plate and between the flow path and the thermoelectric element to reduce the contact resistance.

상기 써멀패드는 실리콘을 재질로 하는 것을 특징으로 한다.The thermal pad is made of silicon.

상기 열전소자가 상기 유로와 접촉되는 면의 반대면에는 상기 반대면이 과열 또는 과냉되는 것을 방지하는 공랭쿨러가 설치되고, 상기 열전소자와 상기 공랭쿨러 사이에는 써멀패드가 도포되는 것을 특징으로 한다.An air cooling cooler for preventing the opposite surface of the thermoelectric element from being overheated or subcooled is provided on the opposite side of the surface where the thermoelectric element is in contact with the flow path, and a thermal pad is applied between the thermoelectric element and the air cooling cooler.

상기 발열부는 상기 배터리 셀의 온도가 배터리 셀을 승온시켜야 하는 것으로 미리 설정된 승온개시온도보다 낮으면, 상기 발열부에 접촉된 상기 배터리 셀을 직접 승온시키도록 발열되는 것을 특징으로 한다.And the heat generating unit generates heat so as to directly raise the temperature of the battery cell in contact with the heat generating unit when the temperature of the battery cell is lower than a predetermined temperature increase start temperature.

상기 열전소자는 상기 배터리 셀의 온도가 상기 배터리 셀을 냉각시켜야 하는 것으로 미리 설정된 냉각개시온도 보다 높으면, 상기 냉각수를 냉각시키도록 작동되는 것을 특징으로 한다.And the thermoelectric element is operated to cool the cooling water when the temperature of the battery cell is higher than a predetermined cooling start temperature which should cool the battery cell.

한편, 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법은, 배터리 셀이 적층된 복수의 배터리 모듈이 모여 구성되는 친환경 배터리 팩의 온도를 조절하는 방법에 있어서, 상기 배터리 셀들의 온도를 측정하는 온도 측정 단계와, 상기 배터리 셀의 온도가 상기 배터리 셀을 승온시켜야 하는 것으로 미리 설정된 승온개시온도와 상기 배터리 셀을 냉각시켜야 하는 것으로 미리 설정된 냉각개시온도의 사이인지를 판단하여 상기 배터리 셀의 온도 조절방식을 판단하는 온도 조절방식 판단단계와, 상기 배터리 셀의 온도가 상기 냉각개시온도보다 높은 것으로 판단되면, 열전소자가 유로를 순환하는 냉각수를 냉각시키도록 작동하는 열전소자 냉각작동 단계와, 상기 유로에 충전된 냉각수가 순환하도록 펌프를 구동시키는 펌프 구동 단계와, 상기 배터리 셀의 온도가 상기 승온개시온도보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 배터리 셀에 접촉된 발열부에 전원을 인가하여 상기 발열부를 발열시키는 발열부 발열 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a temperature of an environmentally friendly battery pack, the method comprising the steps of: Determining whether the temperature of the battery cell is between a temperature increase start temperature preset to raise the temperature of the battery cell and a predetermined temperature that is predetermined to cool the battery cell, A thermoelectric element cooling operation step of operating the thermoelectric element to cool the cooling water circulating in the flow path when it is determined that the temperature of the battery cell is higher than the cooling start temperature, A pump driving step of driving the pump so as to circulate the charged cooling water, And a heating unit heating step of heating the heating unit by applying power to the heating unit in contact with the battery cell when it is determined that the temperature of the battery cell is lower than the heating start temperature.

상기 냉각개시온도는 상기 승온개시온도보다 높게 설정되는 것을 특징으로 한다.And the cooling start temperature is set to be higher than the temperature rise start temperature.

상기 배터리 셀의 온도가 상기 승온개시온도보다 높으면서 상기 냉각개시온도 보다 낮거나, 상기 펌프 구동 단계가 수행되거나, 또는 상기 발열부 발열 단계가 수행된 이후에는, 차량이 운행중인지를 판단하는 운행종료 판단단계를 더 포함하고, 차량이 운행종료 되지 않은 것으로 판단되면 상기 온도 측정 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.
Wherein the control unit determines whether the vehicle is in operation or not after the temperature of the battery cell is higher than the temperature-rise start temperature and lower than the cooling start temperature, the pump driving step is performed, or the heating- And returning to the temperature measurement step if it is determined that the vehicle has not been shut down.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치 및 방법에 따르면, 냉각시에는 열교환 플레이트를 통하여 배터리 셀과 1차적으로 열교환하고, 상기 열교환 플레이트와 냉각수가 2차 열교환함으로써, 냉각수가 직접 배터리 셀과 열교환하지 않음으로써, 상기 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀로 냉각수가 누수되는 현상을 방지할 수 있다.According to the apparatus and method for regulating the temperature of a battery pack of an eco-friendly automobile according to the present invention having the above-described structure, when cooling, the heat exchanging plate primarily performs heat exchange with the battery cell through the heat exchanging plate, The cooling water does not directly exchange heat with the battery cells, thereby preventing the cooling water from leaking into the battery cells constituting the battery pack.

또한, 상기 배터리 셀을 냉각시킬 때, 열전소자로 상기 냉각수를 냉각시킴으로써, 냉각효율을 향상시킬 수 있다.Further, when the battery cell is cooled, the cooling efficiency can be improved by cooling the cooling water with the thermoelectric element.

아울러, 저온에서는 상기 배터리 팩을 승온시킬 수 있어서, 저온에서 상기 배터리 팩이 충분한 출력을 발휘할 수 있으므로, 저온시동성이 개시된다.
In addition, since the battery pack can be heated at a low temperature, the battery pack can exhibit sufficient output at a low temperature, so that low-temperature startability is started.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에서 열교환 플레이트를 도시한 사시도.
도 3는 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에서 열교환 플레이트에서 발열부를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에서 배터리 셀과 열교환 플레이트가 하나의 묶음으로 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에서 복수의 배터리 모듈로 배터리 팩을 구성한 예를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법을 도시한 순서도.1 is a block diagram showing a battery pack temperature control device for an environmentally friendly automobile according to the present invention.
2 is a perspective view showing a heat exchange plate in a battery pack temperature control device for an environmentally friendly automobile according to the present invention.
3 is a plan view showing a heat generating unit in a heat exchange plate in an apparatus for adjusting the temperature of a battery pack of an eco-friendly automobile according to the present invention.
4 is a perspective view of a battery pack temperature control device for an environmentally friendly automobile according to the present invention, in which a battery cell and a heat exchange plate are installed in a bundle.
5 is a plan view showing an example in which a battery pack is composed of a plurality of battery modules in the battery pack temperature control device of an eco-friendly automobile according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of adjusting a battery pack temperature of an environmentally friendly automobile according to the present invention. FIG.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a battery pack temperature control system for an environmentally friendly automobile according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치는, 양측면이 상기 배터리 셀(11)에 접촉하되, 일단에 인접한 일부가 상기 배터리 셀(11)의 외부로 노출되고 외측표면에 전원이 인가되면 발열되는 발열부(12b)가 설치되는 열교환 플레이트(12)와, 상기 열교환 플레이트(12)에서 상기 배터리 셀(11)의 외부로 노출된 부위에 접촉되게 설치되고, 내부에 냉각수가 순환하는 유로(14)와,The battery pack temperature control device for an environmentally friendly automobile according to the present invention is characterized in that both sides of the battery cell contact with the battery cell 11 and a part adjacent to the one end is exposed to the outside of the battery cell 11, A heat exchange plate 12 provided with a heat generating portion 12b to which the cooling water is circulated in the heat exchange plate 12, )Wow,

상기 유로(14)에 설치되어 냉각수를 순환시키는 펌프(16)와, 상기 유로(14)에서 상기 열교환 플레이트(12)와 접촉되는 부위와 떨어진 위치에서 상기 냉각수를 냉각시키기 위해서 상기 유로(14)에 접촉되게 설치되는 열전소자(17)를 포함한다.
A pump 16 installed in the flow path 14 for circulating the cooling water and a pump 16 for cooling the cooling water in a position away from a portion in contact with the heat exchange plate 12 in the flow path 14, And a thermoelectric element 17 which is installed in contact.

본 발명의 배터리 팩(1)은 복수의 배터리 모듈(10)이 모여 구성되고, 다시 상기 배터리 모듈(10)은 복수의 배터리 셀(11)이 적층되어 구성된다.The battery pack (1) of the present invention comprises a plurality of battery modules (10), and the battery module (10) is formed by stacking a plurality of battery cells (11).

따라서, 상기 배터리 셀(11)의 온도가 적정한 수준이 되도록 함으로써, 상기 배터리 팩(1)의 온도를 적정한 범위로 유지할 수 있다.Therefore, by setting the temperature of the battery cell 11 to an appropriate level, the temperature of the battery pack 1 can be maintained in an appropriate range.

아울러, 온도 조절 장치는 기본적으로 상기 배터리 모듈(10)마다 설치되어, 상기 배터리 모듈(10)을 구성하는 배터리 셀(11)들의 온도를 조절함으로써, 전체 배터리 팩(1)이 적정온도를 유지하도록 한다.
The temperature control device is basically provided for each of the battery modules 10 to control the temperature of the battery cells 11 constituting the battery module 10 so that the entire battery pack 1 maintains the proper temperature do.

열교환 플레이트(12)는 양측면에 배터리 셀(11)의 일측면이 접촉되어 상기 배터리 셀(11)과 1차적으로 열교환하는 것으로서, 상기 열교환 플레이트(12)를 이용하여 상기 배터리 셀(11)과 간접적으로 열교환 한다. 상기 열교환 플레이트(12)는 대부분이 상기 배터리 셀(11)과 접촉되며, 일부가 외부로 노출된다. 상기 배터리 셀(11)은 상기 배터리 모듈(10)의 내부에 적층된 형태로 배치되기 때문에, 상기 열교환 플레이트(12)에서 상기 배터리 셀(11)에 접촉되지 않는 부분이 노출된 것처럼 보인다.One side of the battery cell 11 is in contact with both sides of the heat exchange plate 12 and is heat-exchanged with the battery cell 11 for a primary heat exchange. The heat exchange plate 12 is indirectly connected to the battery cell 11 using the heat exchange plate 12. . Most of the heat exchange plate 12 is in contact with the battery cell 11, and a part thereof is exposed to the outside. Since the battery cells 11 are stacked in the battery module 10, portions of the heat exchange plate 12 that are not in contact with the battery cells 11 appear to be exposed.

상기 열교환 플레이트(12)에는 히트파이프(12a)가 매설된다. 상기 히트파이프(12a)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 재질로 하여 이루어지고, 내부에 냉매가 충진되어 상기 히트파이프(12a)의 양단 사이를 열교환한다. 따라서, 상기 열교환 플레이트(12)는 상기 배터리 셀(11)의 열을 후술되는 히트싱크(13)로 방열하는 기능을 한다. 상기 히트파이프(12a)의 대부분이 상기 배터리 셀(11)의 내부에 위치하고, 상기 히트파이프(12a)의 일단에 인접한 일부가 상기 배터리 셀(11)의 외부로 노출되며, 노출된 부분은 상기 배터리 셀(11)과 수직한 방향으로 절곡되는 것이 바람직하다. 이는 유로(14) 또는 히트싱크(13)와 열교환 면적을 넓히기 위함이다.A heat pipe 12a is embedded in the heat exchange plate 12. The heat pipe 12a is made of aluminum or an aluminum alloy, and is filled with a coolant to exchange heat between both ends of the heat pipe 12a. Therefore, the heat exchange plate 12 functions to dissipate the heat of the battery cell 11 to the heat sink 13, which will be described later. A part of the heat pipe 12a is located inside the battery cell 11 and a part of the heat pipe 12a adjacent to one end of the heat pipe 12a is exposed to the outside of the battery cell 11, It is preferable to bend in a direction perpendicular to the cell 11. This is to widen the heat exchange area with the flow path 14 or the heat sink 13. [

상기 열교환 플레이트(12)의 외측 표면에는 발열부(12b)가 설치된다. 상기 발열부(12b)는 면상발열체 또는 열선으로 이루어져 있으며, 상기 배터리 셀(11)이 저온인 경우, 발열되어 상기 배터리 셀(11)을 승온시킨다.On the outer surface of the heat exchange plate 12, a heat generating portion 12b is provided. When the battery cell 11 is at a low temperature, the heat generating unit 12b generates heat to heat the battery cell 11. In this case,

특히, 상기 발열부(12b)의 전극에는 안전스위치(12d)가 설치되어 있어서, 미리 설정된 온도 범위이내에서만 작동하여 상기 발열부(12b)가 발열되도록 한다. 예컨대, 상기 안전스위치(12d)는 바이메탈과 같은 능동소자를 적용하여 과냉시에만 전기적으로 연결되도록 함으로써, 상기 발열부(12b)의 발열이 필요하지 않은 상태에서 상기 발열부(12b)로 전원이 인가되더라도 상기 발열부(12b)가 발열되지 않도록 하여 안정성을 확보한다. In particular, the safety switch 12d is provided on the electrode of the heating unit 12b, so that the heating unit 12b is operated only within a predetermined temperature range so that the heating unit 12b generates heat. For example, the safety switch 12d may be electrically connected only during overcooling by applying an active element such as a bimetal so that power is supplied to the heating unit 12b in a state in which the heating of the heating unit 12b is not required The heat generating portion 12b is prevented from generating heat, thereby ensuring stability.

상기 히트파이프(12a)와 상기 발열부(12b)는 열교환 플레이트(12)의 골격을 형성하는 고정부(12c)에 고정되는데, 상기 히트파이프(12a)는 상기 고정부(12c)의 내부에 매설되고, 상기 발열부(12b)는 상기 고정부(12c)의 외표면에 설치된다. 상기 발열부(12b)가 상기 열교환 플레이트(12)의 외피에 설치되어 있어서, 상기 열교환 플레이트(12)에 접촉된 배터리 셀(11)을 직접 승온시킬 수 있다.The heat pipe 12a and the heat generating portion 12b are fixed to a fixing portion 12c forming a skeleton of the heat exchange plate 12. The heat pipe 12a is embedded in the fixing portion 12c And the heat generating portion 12b is provided on the outer surface of the fixing portion 12c. The heat generating portion 12b is installed on the outer surface of the heat exchange plate 12 so that the temperature of the battery cell 11 contacting the heat exchange plate 12 can be directly raised.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열교환 플레이트(12)의 양측면에 각각 하나 이상의 배터리 셀(11)이 접촉된 것을 하나의 묶음으로 하여, 상기 배터리 모듈(10) 내에 설치된다.As shown in FIG. 4, one or more battery cells 11 are provided on both sides of the heat exchange plate 12, and the battery cells 10 are installed in the battery module 10 in a bundle.

유로(14)는 그 내부에 냉각수 순환한다. 상기 유로(14)의 일측은 상기 열교환 플레이트(12)에 접촉되어 있어서, 상기 열교환 플레이트(12)와 2차 열교환한다. 상기 유로(14)는 폐루프를 구성하고, 내부에 냉각수가 순환하면서 상기 열교환 플레이트(12)와 열교환한다.The flow path 14 circulates the cooling water inside. One side of the flow channel 14 is in contact with the heat exchange plate 12, and performs a secondary heat exchange with the heat exchange plate 12. The flow path 14 constitutes a closed loop, and the cooling water is circulated therein to exchange heat with the heat exchange plate 12.

펌프(16)는 상기 유로(14)의 내부에 설치되어, 상기 유로(14)에 채워진 냉각수를 순환시킨다.The pump 16 is installed inside the oil passage 14 to circulate the cooling water filled in the oil passage 14.

열전소자(17)는 상기 유로(14)에서 상기 열교환 플레이트(12)와 이격된 위치에서 접촉된다. 상기 열전소자(17)는 펠티어 효과(Peltier effect)에 의해 전류가 인가되면 일측면은 승온되고, 또 다른 면은 냉각되는 소자로서, 상기 배터리 셀(11)이 과열되었을 때, 상기 냉각수가 냉각되도록 하여 상기 배터리 셀(11)의 온도를 낮추도록 조절한다. 상기 열전소자(17)의 냉각면이 상기 유로(14)측에 접촉되게 설치된다.The thermoelectric elements 17 are brought into contact with the heat exchanger plate 12 in the flow path 14 at a spaced apart position. The thermoelectric element 17 is a device in which one side is heated when the electric current is applied by the Peltier effect and the other side is cooled so that the cooling water is cooled when the battery cell 11 is overheated So that the temperature of the battery cell 11 is lowered. And the cooling surface of the thermoelectric element 17 is provided so as to be in contact with the flow path 14 side.

히트싱크(13)(15)는 상기 유로(14)에 설치되어, 상기 냉각수와 상기 열교환 플레이트(12) 또는 열전소자(17)와 열교환을 촉진하여, 열교환 플레이트(12)의 열을 냉각수로, 냉각수의 열은 상기 열전소자(17)로 방열되도록 촉진한다. 이를 위해서, 상기 유로(14)에서 열교환 플레이트(12)와 접촉되는 부위에는 제1 히트싱크(13)가 설치되고, 상기 유로(14)에서 열전소자(17)와 접촉되는 부위에는 제2 히트싱크(15)가 각각 설치된다.The heat sinks 13 and 15 are installed in the flow path 14 to promote heat exchange with the cooling water and the heat exchange plate 12 or the thermoelectric elements 17 to cool the heat exchange plate 12 with cooling water, The heat of the cooling water is promoted to be radiated to the thermoelectric element 17. [ To this end, a first heat sink 13 is provided at a portion in contact with the heat exchange plate 12 in the flow path 14, and a second heat sink 13 is provided at a portion in contact with the thermoelectric element 17 in the flow path 14. [ (15) are respectively installed.

특히, 상기 제1 히트싱크(13)와 상기 제2 히트싱크(15)가 설치되는 부위에는 상기 제1 히트싱크(13)와 상기 제2 히트싱크(15)가 상기 유로(14)를 통하지 않고, 직접 상기 열교환 플레이트(12) 및 상기 열전소자(17)에 직접 접촉하도록 한다.Particularly, the first heat sink 13 and the second heat sink 15 do not communicate with the flow path 14 at a portion where the first heat sink 13 and the second heat sink 15 are installed Directly contact the heat exchange plate (12) and the thermoelectric element (17).

아울러, 상기 제1 히트싱크(13)와 상기 제2 히트싱크(15)가 상기 열교환 플레이트(12) 및 상기 열전소자(17)의 접촉면 사이에는 상기 제1 히트싱크(13)과 상기 열교환 플레이트(12)의 접촉면, 상기 제2 히트싱크(15)와 열전소자(17)의 접촉저항을 감소시킨다. 즉, 상기 제1 히트싱크(13)과 상기 열교환 플레이트(12)의 접촉면, 상기 제2 히트싱크(15)와 열전소자(17)의 접촉면에는 완전히 밀착되지 않아 접촉저항이 발생하는데, 상기 접촉면을 채우도록 써멀패드(18)가 도포됨으로써, 접촉저항을 줄일 수 있다.The first heat sink 13 and the second heat sink 15 are disposed between the contact surfaces of the heat exchange plate 12 and the thermoelectric elements 17 and between the first heat sink 13 and the heat exchange plate 12, the contact resistance between the second heat sink 15 and the thermoelectric element 17 is reduced. That is, the contact surface between the first heat sink 13 and the heat exchange plate 12 and the contact surface between the second heat sink 15 and the thermoelectric element 17 are not completely in close contact with each other, The thermal pad 18 is applied so as to fill it, thereby reducing the contact resistance.

상기 써멀패드(18)는 실리콘을 재질로 하여 이루어지고, 1mm로 도포되는 것이 바람직하다.Preferably, the thermal pad 18 is formed of silicon and is coated with a thickness of 1 mm.

한편, 상기 열전소자(17)에서 상기 제2 히트싱크(15)와 접촉되는 면의 반대면에는 상기 열전소자(17)가 과열되는 것을 방지하기 위한 공랭쿨러(19)가 설치된다. 상기 공랭쿨러(19)도 일종의 히트싱크로서, 상기 열전소자(17)의 작동시 공기와 열교환함으로써, 상기 열전소자(17)의 타측면이 과열되는 것을 방지한다.
On the other hand, an air cooler 19 for preventing the thermoelectric elements 17 from being overheated is provided on the opposite side of the surface of the thermoelectric element 17 which is in contact with the second heat sink 15. The air-cooled cooler 19 is also a kind of heat sink, and prevents heat from being exchanged with air during operation of the thermoelectric element 17, thereby preventing the other side of the thermoelectric element 17 from being overheated.

상기와 같은 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에 따르면, 상기 배터리 셀(11)의 과열시에는 열전소자(17)을 냉각작동함으로써, 상기 배터리 셀(11)의 온도를 간접적으로 낮춘다.According to the battery pack temperature control apparatus for an environmentally friendly automobile according to the present invention, when the battery cell 11 is overheated, the temperature of the battery cell 11 is indirectly lowered by cooling the thermoelectric device 17 .

여기서, 상기 열전소자(17)의 냉각작동은 전원이 인가되어 상기 열전소자(17)가 상기 유로(14)와 접촉되는 면이 냉각되도록 작동되는 것을 말한다.Here, cooling operation of the thermoelectric element 17 refers to operation in which the surface where the thermoelectric element 17 is in contact with the flow path 14 is cooled by application of power.

상기 배터리 셀(11)은 상기 배터리 셀(11)과 접촉하고 있는 열교환 플레이트(12)에 의해 냉각되고, 다시 상기 열교환 플레이트(12)는 상기 유로(14)를 순환하는 냉각수와 열교환하여 냉각된다.The battery cell 11 is cooled by the heat exchange plate 12 in contact with the battery cell 11 and then the heat exchange plate 12 is cooled by heat exchange with the cooling water circulating through the flow channel 14. [

한편, 상기 배터리 셀(11)이 과냉시에는 상기 발열부(12b)를 작동시켜 상기 발열부(12b)가 발열하여 상기 배터리 셀(11)이 승온되도록 한다.Meanwhile, when the battery cell 11 is overcooled, the heating unit 12b is operated to heat the heating unit 12b so that the temperature of the battery cell 11 is raised.

상기 배터리 셀(11)의 온도는 실시간으로 감지되어, 상기 배터리 셀(11)의 적정온도범위 보다 높으면, 상기 열전소자(17)를 작동시키고, 적정온도범위보다 낮으면 상기 발열부(12b)를 작동시켜 상기 배터리 셀(11)의 온도를 조절한다.The temperature of the battery cell 11 is sensed in real time so that the thermoelectric device 17 is activated when the temperature of the battery cell 11 is higher than the proper temperature range of the battery cell 11. If the temperature of the battery cell 11 is lower than the proper temperature range, The temperature of the battery cell 11 is adjusted.

즉, 상기 배터리 셀(11)이 과열되어 상기 배터리 셀(11)의 온도가 상기 배터리 셀(11)을 냉각시키는 것으로 미리 설정된 냉각개시온도(Tc)보다 높으면, 상기 열전소자(17)가 냉각작동하여, 상기 냉각수를 냉각시키고, 상기 냉각수는 열교환 플레이트(12)를 냉각시키며, 냉각된 열교환 플레이트(12)는 상기 배터리 셀(11)을 냉각시킨다.That is, when the battery cell 11 is overheated and the temperature of the battery cell 11 is higher than the predetermined cooling start temperature T c for cooling the battery cell 11, the thermoelectric device 17 is cooled The cooling water cools the cooling water, the cooling water cools the heat exchange plate 12, and the cooled heat exchange plate 12 cools the battery cell 11. [

한편, 상기 배터리 셀(11)이 과냉되어 상기 배터리 셀(11)의 온도가 상기 배터리 셀(11)을 승온시키는 것으로 미리 설정된 승온개시온도(Th)보다 낮으면, 상기 발열부(12b)로 전원을 인가한다. 상기 승온개시온도(Tc) 이하에서는 안전스위치(12d)가 발열부(12b)가 전기적으로 연결시킨 상태이므로, 상기 발열부(12b)에 전원이 인가되면 상기 발열부(12b)가 발열하여 직접 상기 배터리 셀(11)을 승온시킨다.
On the other hand, if the temperature of the battery cell 11 is lower than the predetermined temperature rise start temperature T h by which the battery cell 11 is subcooled and the temperature of the battery cell 11 is raised by the temperature of the battery cell 11, Apply power. Hereinafter, the temperature increase starting temperature (T c) the safety switch (12d) a heating portion (12b) is because it is a state in which electrical connection, when a power is supplied to the heating portion (12b) is applied to the heating portion (12b) the heat directly The temperature of the battery cell 11 is raised.

이하에서는 도 6을 이용하여 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법을 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method for adjusting the battery pack temperature of the environmentally friendly automobile according to the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법은, 배터리 셀(11)들의 온도를 측정하는 온도 측정 단계(S110)와, 상기 배터리 셀(11)의 온도(TB)가 상기 배터리 셀(11)을 승온시켜야 하는 것으로 미리 설정된 승온개시온도(Th)와 상기 배터리 셀(11)을 냉각시켜야 하는 것으로 미리 설정된 냉각개시온도(Tc)의 사이인지를 판단하여 상기 배터리 셀(11)의 온도 조절방식을 판단하는 온도 조절방식 판단단계(S120)와, 상기 배터리 셀(11)의 온도가 상기 냉각개시온도(Tc)보다 높은 것으로 판단되면, 열전소자(17)가 유로(14)를 순환하는 냉각수를 냉각시키도록 작동하는 열전소자 냉각작동 단계(S130)와, 상기 유로(14)에 충전된 냉각수가 순환하도록 펌프(16)를 구동시키는 펌프 구동 단계(S140)와, 상기 배터리 셀(11)의 온도가 상기 승온개시온도(Th)보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 배터리 셀(11)에 접촉된 발열부(12b)에 전원을 인가하여 상기 발열부(12b)를 발열시키는 발열부 발열 단계(S150)를 포함한다.
The battery pack temperature control of green vehicle process according to the invention, the temperature of the temperature measuring step (S110) for measuring a temperature of the battery cell 11, the battery cell 11 (T B), wherein the battery cells (11 ) Of the battery cell 11 is determined to be between a predetermined temperature increase start temperature T h and a predetermined cooling start temperature T c that should cool the battery cell 11, The thermoelectric element 17 is circulated through the flow path 14 when the temperature of the battery cell 11 is determined to be higher than the cooling start temperature T c , A pump driving step S140 for driving the pump 16 so as to circulate the cooling water filled in the oil passage 14 and a cooling operation step S140 for activating the battery cell 11 ) it is lower than the temperature increase start temperature (T h), the temperature of the If it is determined by, with the power to the heating portion (12b) in contact with the battery cell 11 is comprises a heating unit heating step (S150) to heat the heat-generating unit (12b).

온도 측정 단계(S110)는 배터리 팩(1)을 구성하는 배터리 모듈(10)에 적층되는 형태로 설치되는 배터리 셀(11)의 온도(TB)를 측정한다.The temperature measurement step S110 measures the temperature T B of the battery cell 11 installed in a stacked manner on the battery module 10 constituting the battery pack 1. [

온도 조절방식 판단단계(S120)는 상기 배터리 셀(11)의 온도에 따라 어느 방식의 온도조절방식을 적용할지를 판단한다.In the step of determining the temperature control mode (S120), it is determined which method of temperature control is to be applied according to the temperature of the battery cell (11).

즉, 상기 배터리 셀(11)의 온도(TB)가 적정범위 이내라면, 상기 배터리 셀(11)에 대한 온도조절이 필요없지만, 상기 배터리 셀(11)의 온도(TB)가 적정범위 이외라면, 상기 배터리 셀(11)의 온도(TB)에 따라 온도조절방식을 결정한다.That is, if the temperature T B of the battery cell 11 is within an appropriate range, it is not necessary to adjust the temperature of the battery cell 11. However, if the temperature T B of the battery cell 11 is outside the proper range , The temperature control method is determined according to the temperature (T B ) of the battery cell (11).

상기 배터리 셀(11)의 온도(TB)의 적정범위는 승온개시온도(Th)와 냉각개시온도(Tc) 사이가 되도록 한다.The appropriate range of the temperature T B of the battery cell 11 is between the temperature rise start temperature T h and the cooling start temperature T c .

상기 승온개시온도(Th)는 배터리 셀(11)이 과냉되어 상기 배터리 셀(11)의 온도가 상기 배터리 셀(11)을 승온시키는 것으로 미리 설정된 온도이고, 상기 냉각개시온도(Tc)는 상기 배터리 셀(11)이 과열되어 상기 배터리 셀(11)의 온도가 상기 배터리 셀(11)을 냉각시키는 것으로 미리 설정된 온도로서, 상기 냉각개시온도(Tc)는 상기 승온개시온도(Th)보다 높게 설정된다.The temperature increase start temperature (T h) of the battery cell 11 and is sub-cooled temperature, the temperature of the battery cell 11 is pre-set to be that an elevated temperature of the battery cell 11, the cooling start temperature (T c) is the battery cell 11, the cooling start temperature (T c) as a pre-set temperature to which the temperature of the battery cell 11 is a superheated cool the battery cell 11 is the start temperature of the temperature increase (T h) .

만약, 상기 배터리 셀(11)의 온도가 상기 냉각개시온도(Tc)보다 높다면, 열전소자 냉각작동 단계(S130)가 수행된다.If the temperature of the battery cell 11 is higher than the cooling start temperature T c , the thermoelectric element cooling operation step S 130 is performed.

열전소자 냉각작동 단계(S130)에서는 상기 열전소자(17)가 냉각작동하여, 상기 냉각수를 냉각시키고, 상기 냉각수는 히트파이프(12a)를 통하여 열교환 플레이트(12)를 냉각시키며, 냉각된 열교환 플레이트(12)는 상기 배터리 셀(11)을 냉각시킨다. 여기서, 열전소자의 냉각작동은 상기 열전소자(17)가 상기 유로(14)와 접촉되는 면이 냉각되도록 작동되는 것을 말한다In the thermoelectric element cooling operation step S130, the thermoelectric element 17 is cooled to cool the cooling water, the cooling water cools the heat exchange plate 12 through the heat pipe 12a, and the cooled heat exchange plate 12 cool the battery cell 11. Here, the cooling operation of the thermoelectric element means that the surface of the thermoelectric element 17 in contact with the flow path 14 is operated to be cooled

펌프 구동 단계(S140)는 상기 열전소자 냉각작동 단계(S130) 이후에 수행되어, 상기 펌프(16)를 구동시켜 상기 열전소자(17)에 의해 냉각된 냉각수르 순환시켜 냉각수와 상기 제1 히트싱크(13)와 열교환을 촉진시켜 상기 배터리 셀(11)의 냉각을 촉진시킨다.The pump driving step S140 is performed after the thermoelectric-element cooling operation step S130 to circulate the cooling water cooled by the thermoelectric element 17 by driving the pump 16 to cool the cooling water and the first heat- (13) to facilitate the cooling of the battery cell (11).

발열부 발열 단계(S15)는 상기 배터리 셀(11)의 온도(TB)가 상기 승온개시온도(Th)보다 낮은 경우에 수행되는 것으로서, 상기 발열부 발열 단계(S150)에서는 상기 발열부(12b)에 전원을 인가하여 상기 발열부(12b)가 발열되도록 함으로써, 상기 발열부(12b)와 직접 접촉하고 있는 배터리 셀(11)을 승온시킨다.The heating unit heating step S15 is performed when the temperature T B of the battery cell 11 is lower than the heating start temperature T h . In the heating unit heating step S 150, 12b to heat the heat generating portion 12b to raise the temperature of the battery cell 11 in direct contact with the heat generating portion 12b.

운행종료 판단단계(S160)는 상기 배터리 셀(11)의 온도(TB)가 승온개시온도(Th)와 냉각개시온도(Tc) 사이이거나, 상기 펌프 구동 단계(S140)가 수행된 이후, 또는 상기 발열부 발열 단계(S150)가 수행된 이후에 수행된다. 상기 운행종료 판단단계(S160)는 친환경 차량의 운행 종료 여부를 판단하여, 운행이 종료되지 않은 상태이면, 다시 상기 온도 측정 단계(S110)가 수행되도록 하여, 상기 배터리 셀(11)을 비롯한 배터리 팩(1)이 적절한 온도 범위를 유지하도록 한다. 상기 운행종료 판단단계(S160)에서 차량의 운행이 종료된 것으로 판단되면, 본 발명에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법이 종료된다.
The operation end determination step S160 may be performed after the temperature T B of the battery cell 11 is between the temperature increase start temperature T h and the cooling start temperature T c or after the pump drive step S 140 , Or after the heating portion heating step (S150) is performed. The operation termination determination step S160 determines whether the operation of the environmentally friendly vehicle is terminated. If the operation is not terminated, the temperature measurement step S110 is performed again to determine whether the battery pack 11 including the battery cell 11 (1) to maintain the proper temperature range. If it is determined that the operation of the vehicle is completed in the operation termination determination step (S160), the method for adjusting the battery pack temperature of the environmentally friendly vehicle according to the present invention ends.

1 : 배터리 팩 10 : 배터리 모듈
11 : 배터리 셀 12 : 열교환 플레이트
12a : 히트파이프 12b : 발열부
12c : 고정부 12d : 안전스위치
13 : 제1 히트싱크 14 : 유로
15 : 제2 히트싱크 16 : 펌프
17 : 열전소자 18 : 써멀패드
19 : 공랭쿨러
S110 : 온도 측정 단계
S120 : 온도 조절방식 판단단계
S130 : 냉각작동 단계
S140 : 펌프 구동 단계
S150 : 발열부 발열 단계
S160 : 운행종료 판단단계1: Battery pack 10: Battery module
11: battery cell 12: heat exchange plate
12a: Heat pipe 12b:
12c: Fixing portion 12d: Safety switch
13: first heat sink 14:
15: second heat sink 16: pump
17: thermoelectric element 18: thermal pad
19: air cooling cooler
S110: Temperature measurement step
S120: Step of judging the temperature regulation method
S130: cooling operation step
S140: Pump driving step
S150: Heating step
S160:

Claims (14)

복수의 배터리 셀을 포함한 친환경 자동차의 배터리 팩에서 상기 배터리 셀과 열교환하여 상기 배터리 팩의 온도를 조절하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치에 있어서,
양측면이 상기 배터리 셀에 접촉하고 외측표면에 전원이 인가되면 발열되는 발열부가 설치되는 열교환 플레이트와,
상기 열교환 플레이트의 일부분과 접촉되게 설치되고, 내부에 냉각수가 순환하는 유로와,
상기 유로에 설치되어 냉각수를 순환시키는 펌프와,
상기 유로에서 상기 열교환 플레이트와 접촉되는 부위와 떨어진 위치에서 상기 냉각수를 냉각시키기 위해서 상기 유로에 접촉되게 설치되는 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
An eco-friendly automobile battery pack temperature control device for heat-exchanging a battery pack of an eco-friendly automobile including a plurality of battery cells with the battery cell to adjust a temperature of the battery pack,
A heat exchange plate having a heat generating portion that generates heat when both side surfaces are in contact with the battery cell and power is applied to the outer surface,
A flow path which is installed in contact with a part of the heat exchange plate and through which cooling water circulates,
A pump installed in the flow path for circulating the cooling water,
And a thermoelectric element provided in contact with the flow path for cooling the cooling water at a position away from a portion contacting the heat exchange plate in the flow path.
제1항에 있어서,
상기 발열부는 열선 또는 면상발열체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heating unit is one of a heating wire and a surface heating element.
제2항에 있어서,
상기 발열부의 전극에는 미리 설정된 온도 이하에서만 상기 발열부로 전원이 인가되도록하는 안전스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
3. The method of claim 2,
Wherein a safety switch is provided to the electrode of the heat generating unit so that power is applied to the heating unit only at a predetermined temperature or lower.
제2항에 있어서,
상기 열교환 플레이트에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 히트파이프가 매설되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
3. The method of claim 2,
Wherein a heat pipe made of aluminum or an aluminum alloy is buried in the heat exchange plate.
제4항에 있어서,
상기 히트파이프에서 일단에 인접한 부분은 상기 열교환 플레이트에 매설되지 않고, 상기 히트파이프에서 상기 열교환 플레이트에 매설되지 않은 부분은, 상기 배터리 셀과 수직하게 절곡되고, 상기 배터리 셀과 수직한 부분이 상기 유로에 접촉되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
5. The method of claim 4,
A portion of the heat pipe adjacent to one end of the heat pipe is not buried in the heat exchange plate and a portion of the heat pipe not buried in the heat exchange plate is bent perpendicularly to the battery cell, And the temperature of the battery pack is lower than the temperature of the battery pack.
제1항에 있어서,
상기 유로에서 상기 열교환 플레이트와 접촉되는 부위와 상기 열전소자와 접촉되는 부위에는 히트싱크가 설치되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
The method according to claim 1,
Wherein a heat sink is installed in a portion of the flow path that is in contact with the heat exchange plate and a portion of the heat path in contact with the thermoelectric element.
제6항에 있어서,
상기 유로와 상기 열교환 플레이트의 사이와 상기 유로와 상기 열전소자의 사이에는 접촉저항을 감소시키는 써멀패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
The method according to claim 6,
Wherein a thermal pad for reducing a contact resistance is provided between the flow path and the heat exchange plate and between the flow path and the thermoelectric element.
제7항에 있어서,
상기 써멀패드는 실리콘을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the thermal pad is formed of silicon.
제1항에 있어서,
상기 열전소자가 상기 유로와 접촉되는 면의 반대면에는 상기 반대면이 과열 또는 과냉되는 것을 방지하는 공랭쿨러가 설치되고,
상기 열전소자와 상기 공랭쿨러 사이에는 써멀패드가 도포되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
The method according to claim 1,
An air cooler for preventing the opposite surface of the thermoelectric element from being overheated or subcooled is provided on a surface opposite to a surface where the thermoelectric element is in contact with the flow path,
And a thermal pad is applied between the thermoelectric element and the air cooling cooler.
제1항에 있어서,
상기 발열부는 상기 배터리 셀의 온도가 배터리 셀을 승온시켜야 하는 것으로 미리 설정된 승온개시온도보다 낮으면, 상기 발열부에 접촉된 상기 배터리 셀을 직접 승온시키도록 발열되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heat generating unit generates heat so as to directly raise the temperature of the battery cell in contact with the heat generating unit when the temperature of the battery cell is lower than a predetermined temperature increase start temperature that the temperature of the battery cell should rise. Thermostats.
제1항에 있어서,
상기 열전소자는 상기 배터리 셀의 온도가 상기 배터리 셀을 냉각시켜야 하는 것으로 미리 설정된 냉각개시온도보다 높으면, 상기 냉각수를 냉각시키도록 작동되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절장치.
The method according to claim 1,
Wherein the thermoelectric element is operated to cool the cooling water when the temperature of the battery cell is higher than a predetermined cooling start temperature that the battery cell should be cooled.
배터리 셀이 적층된 복수의 배터리 모듈이 모여 구성되는 친환경 배터리 팩의 온도를 조절하는 방법에 있어서,
상기 배터리 셀들의 온도를 측정하는 온도 측정 단계와,
상기 배터리 셀의 온도가 상기 배터리 셀을 승온시켜야 하는 것으로 미리 설정된 승온개시온도와 상기 배터리 셀을 냉각시켜야 하는 것으로 미리 설정된 냉각개시온도의 사이인지를 판단하여 상기 배터리 셀의 온도 조절방식을 판단하는 온도 조절방식 판단단계와,
상기 배터리 셀의 온도가 상기 냉각개시온도보다 높은 것으로 판단되면, 열전소자가 유로를 순환하는 냉각수를 냉각시키도록 작동하는 열전소자 냉각작동 단계와,
상기 유로에 충전된 냉각수가 순환하도록 펌프를 구동시키는 펌프 구동 단계와,
상기 배터리 셀의 온도가 상기 승온개시온도보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 배터리 셀에 접촉된 발열부에 전원을 인가하여 상기 발열부를 발열시키는 발열부 발열 단계를 포함하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법.
A method for controlling a temperature of an environmentally friendly battery pack in which a plurality of battery modules stacked with battery cells are assembled,
A temperature measuring step of measuring a temperature of the battery cells;
Determining a temperature control mode of the battery cell by determining whether the temperature of the battery cell is between a temperature-rising start temperature predetermined to raise the temperature of the battery cell and a predetermined cooling start temperature to cool the battery cell, An adjustment mode determination step,
A thermoelectric element cooling operation step of operating the thermoelectric element to cool the cooling water circulating in the flow path when it is determined that the temperature of the battery cell is higher than the cooling start temperature,
A pump driving step of driving the pump so that the cooling water charged in the flow path is circulated;
And a heating unit heating step of heating the heating unit by applying power to the heating unit in contact with the battery cell when it is determined that the temperature of the battery cell is lower than the heating start temperature.
제12항에 있어서,
상기 냉각개시온도는 상기 승온개시온도보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the cooling start temperature is set to be higher than the temperature increase start temperature.
제12항에 있어서,
상기 배터리 셀의 온도가상기 승온개시온도보다 높으면서 상기 냉각개시온도보다 낮거나,
상기 펌프 구동 단계가 수행되거나,
또는 상기 발열부 발열 단계가 수행된 이후에는,
차량이 운행중인지를 판단하는 운행종료 판단단계를 더 포함하고,
차량이 운행종료 되지 않은 것으로 판단되면 상기 온도 측정 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 배터리 팩 온도 조절방법.13. The method of claim 12,
The temperature of the battery cell is higher than the temperature-rising start temperature and lower than the cooling-
The pump driving step is performed,
Or after the heating portion heating step is performed,
Further comprising a driving termination determination step of determining whether the vehicle is in operation,
And returning to the temperature measurement step if it is determined that the vehicle has not been shut down.
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