KR20170045686A - Battery case system having good heating and cooling - Google Patents

Battery case system having good heating and cooling Download PDF

Info

Publication number
KR20170045686A
KR20170045686A KR1020150145679A KR20150145679A KR20170045686A KR 20170045686 A KR20170045686 A KR 20170045686A KR 1020150145679 A KR1020150145679 A KR 1020150145679A KR 20150145679 A KR20150145679 A KR 20150145679A KR 20170045686 A KR20170045686 A KR 20170045686A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case body
cylinder
temperature
rod
heating
Prior art date
Application number
KR1020150145679A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101766687B1 (en
Inventor
원준희
강시철
Original Assignee
주식회사 엘지엠
주식회사 레오모터스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지엠, 주식회사 레오모터스 filed Critical 주식회사 엘지엠
Priority to KR1020150145679A priority Critical patent/KR101766687B1/en
Publication of KR20170045686A publication Critical patent/KR20170045686A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101766687B1 publication Critical patent/KR101766687B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • H01M2/1016
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/12

Abstract

Disclosed is a battery case system with excellent heating and cooling performance. The battery case system with the excellent heating and cooling performance includes: a case body having a structure that an inner space into which a battery cell is inserted is formed; a carbon heating fiber bonded to an inner wall of the case body; an auxiliary battery for applying electric power to the carbon heating fiber; a first temperature sensor for sensing the temperature inside the case body; and a control unit for controlling the internal temperature of the case body to be maintained within a predetermined temperature range based on information of the first temperature sensor.

Description

히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템 {Battery case system having good heating and cooling}[0001] The present invention relates to a battery case system having good heating and cooling performance,

본 발명은 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템에 관한 것으로서, 저전력으로도 케이스 내부의 온도를 일정하게 유지해주는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a battery case system having excellent heating and cooling performance, and more particularly, to a battery case system having excellent heating and cooling performance that maintains a constant temperature inside a case even at low power.

전기 보트 등과 같이, 베터리를 에너지원으로 사용하는 운송수단에 대한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. BACKGROUND ART [0002] Techniques such as electric boats have been actively developed for vehicles using batteries as energy sources.

이들 운송수단은 베터리의 성능에 의해서 전체 장치의 성능이 좌우된다. 특히, 베터리는 특정 온도 구간(섭씨 18도에서 25도 사이)에서 최적의 효율을 나타내는 바, 베터리의 온도를 일정하게 유지해주는 것이 중요하다. The performance of the entire apparatus depends on the performance of the battery. In particular, it is important to keep the temperature of the battery constant, as the battery exhibits optimal efficiency over a certain temperature range (between 18 ° C and 25 ° C).

한편, 종래에는 PTC히터와 팬의 조합으로 이루어진 공냉식의 방식으로 베터리의 온도를 유지하였으나, 이 경우 에너지 소모가 많아 효율적이지 못하였다. Conventionally, the temperature of the battery is maintained by an air-cooled method using a combination of a PTC heater and a fan. However, in this case, energy consumption is high and it is not efficient.

한국공개실용 제20-1985-0000865호(베터리 케이스)Korea Unexamined Utility Model Publication No. 20-1985-0000865 (battery case)

본 발명은 저전력으로베터리 케이스 시스템 내부의 온도를 일정하게 유지해주는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a battery case system having excellent heating and cooling performance that maintains a constant temperature inside a battery case system with low power.

또한,본 발명은 외부의 공기를 활용하여 저전력으로 베터리 케이스의 온도를 일정하게 유지해주는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템을 제공하고자 한다.It is another object of the present invention to provide a battery case system excellent in heating and cooling performance that maintains the temperature of the battery case at a constant level with low power using external air.

또한, 본 발명은 실린더 내부의 잉크가 화약식 액츄에이터의 폭발시 분출되어 외부에 베터리 케이스 내부 온도의 이상적인 상승을 알려주는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템을 제공하고자 한다.
It is another object of the present invention to provide a battery case system having excellent heating and cooling performance, in which the ink inside the cylinder is ejected upon explosion of the chemical-mechanical actuator to indicate an ideal rise in the temperature inside the battery case.

본 발명의 일측면에 따르면, According to an aspect of the present invention,

내부 공간이 형성되어, 베터리 셀이 삽입가능한 구조의 케이스 본체와;A case body having a structure in which an internal space is formed and into which a battery cell can be inserted;

상기 케이스 본체의 내벽에 결합된 탄소발열섬유와;A carbon heating fiber bonded to the inner wall of the case body;

상기 탄소발열섬유에 전력을 인가하는 보조 베터리와;An auxiliary battery for applying electric power to the carbon heating fibers;

상기 케이스 본체에 결합되어, 상기 케이스 본체의 내부로 외부의 공기를 주입할 수 있는 팬모듈과;A fan module coupled to the case body and capable of injecting outside air into the case body;

상기 케이스 본체의 내부의 온도를 감지하는 제1 온도센서와;A first temperature sensor for sensing a temperature inside the case body;

상기 케이스 본체의 외부의 온도를 감지하는 제2 온도센서와;A second temperature sensor for sensing a temperature outside the case body;

상기 케이스 본체의 내부에 결합되어, 작동시 상기 케이스 본체의 뚜껑을 밀어올리는 화약식 액츄에이터와;A simplex actuator coupled to the inside of the case body to push up the lid of the case body in operation;

상기 제1 온도센서와 상기 제2 온돈센서의 온도 정보를 분석하여, 상기 팬모듈을 가동하거나, 상기 탄소발열섬유에 전력을 인가하여 상기 케이스 본체의 온도를 소정의 온도구간으로 유지할 수 있도록 하는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템이 제공된다.
A heating module that analyzes the temperature information of the first temperature sensor and the second temperature sensor and operates the fan module or applies electricity to the carbon heating fiber to maintain the temperature of the case body at a predetermined temperature range, And a battery case system with excellent cooling performance.

또한, Also,

상기 화약식 액츄에이터는, In the above-described simplified actuator,

내부가 비어있으며, 상부에서 내측으로 돌출된 걸림 돌출부가 형성된 실린더와;A cylinder having a hollow interior and formed with a latch projection protruding inward from an upper portion;

상기 실린더 내측에 형성된 씰링부와;A sealing portion formed inside the cylinder;

상기 실린더의 하부에 결합되어 외부의 전기자극에 의해서 폭발하는 화약부와;A gunpowder part coupled to a lower portion of the cylinder and being detonated by an external electric stimulus;

상기 실린더와 가이드 결합하며, 외측이 상기 씰링부와 밀착되며, 하부에 상기 걸림 돌출부에 걸려서 상기 실린더로부터 이탈되는 것을 방지하는 스탑퍼가 돌출된 로드와;A rod which is guided by the cylinder and whose outer side is in close contact with the sealing portion and which is prevented from being detached from the cylinder when the lower portion is caught by the latching projection;

상기 로드가 최대로 돌출될 경우 외부로 노출되어, 상기 실린더 내부의 가스가 외부로 빠져나갈 수 있는 통로가 될 수 있도록, 상기 로드의 하부에 형성된 가스 배출부;A gas discharging portion formed at a lower portion of the rod so that the gas can be externally exposed to the outside when the rod protrudes to the maximum,

상기 걸림돌출부와 상기 스탑퍼 사이에 개재된 스프링과; A spring interposed between the engaging projection and the stopper;

상기 실린더 내부에 삽입된 잉크를 포함하는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템이 제공된다.
There is provided a battery case system having excellent heating and cooling performance including ink inserted in the cylinder.

본 발명은 저전력으로베터리 케이스 시스템 내부의 온도를 일정하게 유지해주는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템을 제공한다.The present invention provides a battery case system having excellent heating and cooling performance that maintains a constant temperature inside a battery case system with low power.

또한,본 발명은 외부의 공기를 활용하여 저전력으로 베터리 케이스의 온도를 일정하게 유지해주는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템을 제공한다.Also, the present invention provides a battery case system having excellent heating and cooling performance that maintains the temperature of the battery case at a constant level with low power using external air.

또한, 본 발명은 실린더 내부의 잉크가 화약식 액츄에이터의 폭발시 분출되어 외부에 베터리 케이스 내부 온도의 이상적인 상승을 알려주는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a battery case system excellent in heating and cooling performance, in which the ink inside the cylinder is ejected upon explosion of the chemical-mechanical actuator to inform the outside of the ideal rise of the temperature inside the battery case.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템의 단면 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템를 활용한 구동 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 화약식 액츄에이터의 사시도(로드가 돌출되지 않은 상태).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 사시도(로드가 돌출된 상태).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 단면도(로드가 돌출되지 않은 상태).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 단면도 및 부분 확대도(로드가 돌출된 상태)
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 단면도 및 부분 확대도(화약이 폭발 후 하중에 의해서 로드가 일부분 삽입된 상태)
1 is a cross-sectional view of a battery case system having excellent heating and cooling performance according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a configuration diagram of a driving system using a battery case system having excellent heating and cooling performance according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a simplified actuator according to an embodiment of the present invention (the rod is not projected). FIG.
4 is a perspective view (a state in which a rod is protruded) of a simplified actuator according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the simplified actuator according to the embodiment of the present invention (the rod is not projected).
6 is a cross-sectional view and a partially enlarged view (a state in which the rod is projected) of the simplified actuator according to the embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a cross-sectional view and a partial enlarged view of a simplified actuator according to an embodiment of the present invention (a state in which a rod is partially inserted by a load after explosion)

이하에는, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. And this does not mean that the spirit and scope of the present invention are limited.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템의 단면 구성도이다.1 is a sectional view of a battery case system having excellent heating and cooling performance according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템(100)은, In the battery case system 100 having excellent heating and cooling performance of the present embodiment,

내부 공간이 형성되어, 베터리 셀이 삽입가능한 구조의 케이스 본체(110)와;A case body 110 having a structure in which an internal space is formed and in which a battery cell can be inserted;

상기 케이스 본체(110)의 내벽에 결합된 탄소발열섬유(120)와;A carbon heating fiber 120 bonded to an inner wall of the case body 110;

상기 탄소발열섬유(120)에 전력을 인가하는 보조 베터리(130)와;An auxiliary battery 130 for applying electric power to the carbon heating fibers 120;

상기 케이스 본체(110)에 결합되어, 상기 케이스 본체(110)의 내부로 외부의 공기를 주입할 수 있는 팬모듈(160)과;A fan module 160 coupled to the case body 110 and capable of injecting outside air into the case body 110;

상기 케이스 본체(110)의 내부의 온도를 감지하는 제1 온도센서(141)와;A first temperature sensor 141 for sensing a temperature inside the case body 110;

상기 케이스 본체(110)의 외부의 온도를 감지하는 제2 온도센서(142)와;A second temperature sensor 142 for sensing a temperature outside the case body 110;

상기 케이스 본체(110)의 내부에 결합되어, 작동시 상기 케이스 본체(110)의 뚜껑을 밀어올리는 화약식 액츄에이터(20)와;(20) coupled to the inside of the case body (110) and pushing up the lid of the case body (110) during operation;

상기 제1 온도센서(141)와 상기 제2 온도센서(142)의 온도 정보를 분석하여, 전력소모가 가장 적으면서도 상기 케이스 본체(110) 내부의 온도를 소정의 온도범위를 유지할 수 있도록, 상기 팬모듈(160)을 가동하거나 상기 탄소발열섬유(120)에 전력을 인가하여 제어부(150)을 포함한다.
The temperature information of the first temperature sensor 141 and the second temperature sensor 142 may be analyzed so that the temperature inside the case body 110 may be maintained at a predetermined temperature range, And a control unit 150 that operates the fan module 160 or applies electric power to the carbon heating fibers 120.

케이스 본체(110)는 내외부가 방수될 수 있도록 밀폐된 구조이다. 플라스틱이나 금속 재질 등으로 제조될 수 있다. 케이스 본체(110)의 내부에는 베터리 셀이 삽입될 수 있다.
The case body 110 has a closed structure so that the inside and outside of the case body 110 can be waterproofed. Plastic or metal materials. A battery cell can be inserted into the case body 110.

케이스 본체(110)의 내부에는 탄소발열섬유(120)가 결합되어 있다. 탄소발열섬유(120)는 저전력이 인가되더라도, 발열을 하는 소재이다. 케이스 본체(110)의 내부에 구획을 나누는 격벽이나 내부벽에 모두 탄소발열섬유(120)를 결합할 수 있다.
The carbon heating fibers 120 are coupled to the inside of the case body 110. The carbon heating fiber 120 is a material that generates heat even when a low power is applied. The carbon heating fibers 120 can be bonded to the partition wall or the inner wall dividing the compartment inside the case body 110. [

보조 베터리(130)는 탄소발열섬유(120)에 전력을 인가한다. 보조 베터리(130)는 케이스 본체(110)의 내부에 위치함으로써, 최적의 온도구간의 환경에 놓여질 수 있다.
The auxiliary battery 130 applies electric power to the carbon heating fibers 120. Since the auxiliary battery 130 is located inside the case body 110, it can be placed in an environment of the optimum temperature range.

제1 온도센서(141)는 케이스 본체(110)의 내부의 온도를 감지한다. 제1 온도센서(141)의 정보는 제어부(150)에 전달된다. 제2 온도센서(142)는 케이스 본체(110)의 외부의 온도를 감지한다. 제어부(150)는 케이스 본체(110)의 내부온도가 일정 온도구간에 유지하도록 한다. 제어부(150)는 탄소섬유발열섬유(120)를 작동할 지, 팬모듈(160)을 작동시킬 지 선택한다.The first temperature sensor 141 senses the temperature inside the case body 110. The information of the first temperature sensor 141 is transmitted to the controller 150. The second temperature sensor 142 senses the temperature outside the case body 110. The control unit 150 maintains the internal temperature of the case body 110 at a predetermined temperature interval. The controller 150 selects whether to operate the carbon fiber heating fibers 120 or the fan module 160. [

예를 들어, 제어부(150)는 케이스 본체(110)의 내부 온도를 소정의 온도범위(예를 들어, 섭씨 18도에서 25도 사이)를 유지하도록 한다. 제1 온도센서(141)의 온도 정보로 부터, 케이스 본체(110)의 내부 온도가 섭씨 10도 이고, 제2 온도센서(142)로부터 케이스 본체(110)의 외부 온도가 섭씨 5도이면, 탄소발열섬유(20)에 전력을 공급하여 케이스 본체(110) 내부의 온도를 상승시킨다.For example, the control unit 150 allows the internal temperature of the case body 110 to be maintained within a predetermined temperature range (for example, between about 18 degrees Celsius and about 25 degrees Celsius). If the internal temperature of the case body 110 is 10 degrees Celsius from the temperature information of the first temperature sensor 141 and the external temperature of the case body 110 from the second temperature sensor 142 is 5 degrees Celsius, Power is supplied to the heat-generating fibers 20 to raise the temperature inside the case body 110.

반면, 케이스 본체(110)의 내부 온도가 섭씨 30도이고, 케이스 본체(110)의 외부 온도가 섭씨 10도이면, 팬모듈(160)을 가동시켜, 외부 공기가 케이스 본체(110)의 내부로 유입되도록 한다.
On the other hand, when the internal temperature of the case body 110 is 30 degrees centigrade and the external temperature of the case body 110 is 10 degrees centigrade, the fan module 160 is operated to allow external air to flow into the case body 110 Respectively.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템를 활용한 구동 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a driving system using a battery case system having excellent heating and cooling performance according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 구동 시스템(200)은 전기 보트나 전기 자동차 등과 같이 전기를 이용하여 구동하는 장치에 적용될 수 있는 시스템이다.The drive system 200 of the present embodiment is a system that can be applied to an apparatus that is driven by electricity such as an electric boat or an electric vehicle.

본 실시예의 구동 시스템(200)은 베터리가 내장된 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템(100)와; 베터리를 제어하는 베터리 관리모듈(210)과; 프리 차지 릴레이(Pre charge relay,220)와; 전압강하장치(230); 디스플레이(240), 모터 컨트롤 유닛(250)으로 구성된다.The driving system 200 of the present embodiment includes a battery case system 100 having excellent heating and cooling performance with built-in batteries; A battery management module 210 for controlling the battery; A precharge relay 220; Voltage drop device 230; A display 240, and a motor control unit 250.

베터리 관리모듈(210) 베터리의 축방전 온도 등 베터리의 모든 것을 관리하는 장치이다. The battery management module 210 is a device that manages all the batteries, such as the axial discharge temperature of the battery.

프리 차지 릴레이(220)는 고 전압이 모터 컨트롤러에 그냥 인가되면, 부품 손상이 발생한다. 따라서, 일정한 저항소자를 통해서 전압을 선인가후 고전압을 보내는 장치이다.When the high voltage is applied to the motor controller, the precharge relay 220 causes component damage. Therefore, it is a device that sends a high voltage after pre-charging the voltage through a certain resistance element.

모터 컨트롤 유닛(250)은 모터를 컨트롤 하는 장치이다.
The motor control unit 250 is a device for controlling the motor.

한편, 스마트폰(260)을 통해서, 디스플레이(240)에서 디스플레이 되는 정보를 확인할 수도 있고, 스마트폰(260)을 통해서, 모터 컨트롤 유닛(250) 및 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템(100)의 상태를 제어할 수도 있다.
The information displayed on the display 240 can be checked through the smartphone 260 and the motor control unit 250 and the battery case system 100 having excellent heating and cooling performance can be confirmed through the smart phone 260. [ As shown in FIG.

한편, 케이스 본체(110)의 내부에는 화약식 액츄에이터(20)가 결합되어 있다. 제어부(150)의 오작동으로 케이스 본체(110)의 내부 온도가 적절히 제어되지 않을 경우, 화약식 액츄에이터(20)가 작동하여, 폭발함으로써, 케이스 본체(110)의 뚜껑을 강제적으로 오픈한다. 이때, 화약식 액츄에이터(20)에 내장된 잉크(R)가 외부로 분출됨으로써, 육안으로 쉽게 확인가능하다. 아울러, 고열에 의해서 베터리가 손상되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, a simple actuator 20 is coupled to the inside of the case body 110. When the internal temperature of the case body 110 is not properly controlled due to a malfunction of the control unit 150, the weak actuator 20 operates and explodes to forcibly open the lid of the case body 110. At this time, the ink R contained in the flexible actuator 20 is ejected to the outside, so that it can be visually confirmed easily. In addition, it is possible to prevent the battery from being damaged by the high temperature.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 화약식 액츄에이터의 사시도(로드가 돌출되지 않은 상태)이며,도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 사시도(로드가 돌출된 상태)이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 단면도(로드가 돌출되지 않은 상태)이며,도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 단면도 및 부분 확대도(로드가 돌출된 상태)이며,도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화약식 액츄에이터의 단면도 및 부분 확대도(화약이 폭발 후 하중에 의해서 로드가 일부분 삽입된 상태)이다.
FIG. 3 is a perspective view of a simplified actuator according to an embodiment of the present invention (a state in which a rod does not protrude), FIG. 4 is a perspective view of a simplified actuator according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of a simplified actuator according to an embodiment of the present invention (without the rod protruding), FIG. 6 is a cross-sectional view and partial enlargement of the simplified actuator according to an embodiment of the present invention FIG. 7 is a cross-sectional view and a partially enlarged view of a simplified actuator according to an embodiment of the present invention (a state in which a rod is partially inserted by a load after explosion of a explosive).

본 실시예의 화약식 액츄에이터(20)는 케이스 본체(110)의 내부에 삽입되어, 작동시 케이스 본체(110)의 뚜껑을 밀어올린다. 아울러, 화약식 액츄에이터(20)내부의 잉크(R)가 분출된다.The flexible actuator 20 of the present embodiment is inserted into the case body 110 and pushes up the lid of the case body 110 in operation. In addition, the ink R in the flexible actuator 20 is ejected.

팬모듈(160)이 고장나 작동하지 않을 경우, 케이스 본체(110)의 내부 온도가 과열된다. 이때, 화약식 액츄에이터(20)를 작동하여, 케이스 본체(110)의 뚜껑을 오픈함으로써, 외부의 공기가 케이스 본체(110)의 내부로 유입되도록 할 수 있다. 아울러 화약식 액츄에이터(20)의 작동시, 실린더 내부의 잉크(R)가 분출하여 외부에서 쉽게 인식할 수 있다.
If the fan module 160 fails or does not operate, the internal temperature of the case body 110 is overheated. At this time, the air-operated actuator 20 is operated to open the lid of the case body 110, so that external air can be introduced into the case body 110. In addition, when the chemical mechanical actuator 20 operates, the ink R in the cylinder is ejected and can be easily recognized from the outside.

본 실시예의 화약식 액츄에이터(20)은 화약이 폭발된 이후, 즉각적으로 로드(24)를 밀어 올린다. 로드(24)가 끝까지 밀려 올라가면, 가스 배출부(25)가 노출된다. 실린더(21) 내부의 고압의 가스의 일부는 가스 배출부(25)를 통하여 외부로 배출된다. 이후, 실린더(21) 내부의 압력이 떨어지면, 스프링(26)에 의해서 로드(24)가 실린더(21)로 일부분 삽입되어, 가스 배출부(25)가 실린더(21) 내부로 이동한다. 이후로는 더 이상의 가스의 배출 없이 적절한 쿠션을 유지하게 되어 실린더(21)와 로드(24)는 댐퍼의 기능을 하게 된다.
The simplified actuator 20 of this embodiment immediately pushes up the rod 24 after the explosive has exploded. When the rod 24 is pushed up to the end, the gas discharge portion 25 is exposed. A part of the high-pressure gas inside the cylinder 21 is discharged to the outside through the gas discharge part 25. [ Thereafter, when the pressure inside the cylinder 21 falls, the rod 24 is partly inserted into the cylinder 21 by the spring 26, and the gas discharge portion 25 moves into the cylinder 21. Thereafter, the cylinder 21 and the rod 24 function as dampers, without any further discharge of gas, so as to maintain proper cushioning.

화약식 액츄에이터(20)은, 내부가 비어있으며 상부에서 내측으로 돌출된 걸림 돌출부(211)가 형성된 실린더(21)와; 상기 실린더(21) 내측에 형성된 씰링부(22)와; 상기 실린더(21)의 하부에 결합되어 외부의 전기자극에 의해서 폭발하는 화약부(23)와;상기 실린더(21)와 가이드 결합하며, 외측이 상기 씰링부(22)와 밀착되며, 하부에 상기 걸림 돌출부(211)에 걸려서 상기 실린더(21)로부터 이탈되는 것을 방지하는 스탑퍼(241)가 돌출된 로드(24)와; 상기 로드(24)가 최대로 돌출될 경우 외부로 노출되어, 상기 실린더 (21) 내부의 가스가 외부로 빠져나갈 수 있는 통로가 될 수 있도록, 상기 로드(24)의 하부에 형성된 가스 배출부(25)와;상기 걸림 돌출부(211)와 상기 스탑퍼(241) 사이에 개재된 스프링(26)을 포함한다. 아울러, 실린더(21)에는 잉크(R)가 충전되어 있다. 잉크(R)는 붉은색일 수 있다.
The mechanical actuator 20 includes a cylinder 21 having an inner hollow and an engagement protrusion 211 protruding inward from an upper portion thereof; A sealing part 22 formed inside the cylinder 21; A gunpowder part 23 coupled to a lower part of the cylinder 21 and exploding by an external electric stimulus; a cylinder part 21 which is guided by the cylinder 21 and whose outer side is in close contact with the sealing part 22, A rod 24 protruding from a stopper 241 to prevent the engaging protrusion 211 from being detached from the cylinder 21; A gas discharging portion (not shown) formed at a lower portion of the rod 24 is provided so that the rod 24 can be exposed to the outside when the rod 24 protrudes to the maximum, 25 and a spring 26 interposed between the latching protrusion 211 and the stopper 241. In addition, the cylinder 21 is filled with the ink R. The ink R may be a red color.

실린더(21)는 내부가 비어 있다. 실린더(21)의 상부에는 내측으로 돌출된 걸림 돌출부(211)가 형성되어 있다. 걸림 돌출부(221)는 로드(24)의 스탑퍼(241)가 걸릴 수 있도록 대응된 형상이다. 고압의 화약이 순간적으로 폭발하면, 로드(24)를 밀어올리는 데, 로드(24)의 스탑퍼(241)에 의해서 로드(24)는 실린더(21)를 벗어나지 않게 된다.
The inside of the cylinder 21 is empty. An engagement protrusion 211 protruding inward is formed in the upper portion of the cylinder 21. [ The latching protrusion 221 has a shape corresponding to the stopper 241 of the rod 24 to be caught. When the high-pressure explosive instantaneously explodes, the rod 24 pushes up the rod 24, and the rod 24 does not come off the cylinder 21 by the stopper 241 of the rod 24.

또한, 실린더(21)의 상부에는 씰링부(22)가 형성되어 있다. 씰링부(22)는 로드(24)의 외측과 밀착된다. 씰링부(22)는 오링(O-ring)으로 이루어져 실린더(21) 내부의 가스의 이동을 차단한다.
A sealing portion 22 is formed on the upper portion of the cylinder 21. The sealing portion 22 is in close contact with the outside of the rod 24. The sealing part 22 is made of an O-ring to block the movement of the gas inside the cylinder 21. [

화약부(23)는 실린더(21)의 하부에 결합되어 있다. 화약부(23)에 전기자극이 전달될 경우 화약부(23)의 화약이 폭발하여 고압의 가스를 발생시킨다. 이러한 가스의 압력이 로드(24)를 밀어 올린다.
The gunpowder (23) is coupled to the lower portion of the cylinder (21). When electrical stimulation is delivered to the gunpowder 23, the gunpowder of the gunpowder 23 explodes and generates a high-pressure gas. The pressure of this gas pushes up the rod 24.

로드(24)는 실린더(21)와 가이드 결합한다. 로드(24)의 외측은 씰링부(22)와 밀착된다. 로드(24)의 하부에는 스탑퍼(241)가 외부로 돌출되어 있다. 화약이 폭발하여 로드(24)가 외부로 돌출될 경우, 로드(24)의 스탑퍼(241)는 실린더(21) 내부의 걸림 돌출부(211)에 걸려, 실린더(21)로부터 이탈되지 않는다.
The rod 24 is guided by the cylinder 21. The outer side of the rod (24) is in close contact with the sealing portion (22). A stopper 241 protrudes outward from the bottom of the rod 24. The stopper 241 of the rod 24 is caught by the engaging protrusion 211 inside the cylinder 21 and is not released from the cylinder 21 when the explosive explosion causes the rod 24 to protrude to the outside.

가스 배출부(25)는 로드(24)의 하부에 형성되어 있다. 가스 배출부(25)는 로드(24)가 최대로 실린더(21)로부터 돌출될 경우 외부로 노출된다. 이때, 실린더(21) 내부의 가스(화약의 폭발에 의해 발생한 것)가 가스 배출부(25)를 통하여 외부로 빠져나갈 수 있게 된다. 또한, 가스와 함게 잉크(R)도 분출된다.(도 7 참조)
The gas discharge portion 25 is formed at the lower portion of the rod 24. The gas discharge portion 25 is exposed to the outside when the rod 24 protrudes from the cylinder 21 to the maximum. At this time, the gas (generated by the explosion of gunpowder) in the cylinder 21 can escape to the outside through the gas discharging part 25. [ In addition, the ink R is ejected together with the gas (see Fig. 7)

걸림 돌출부(221)와 스탑퍼(241) 사이에는 스프링(26)이 개재되어 있다. 도 6과 같이, 화약이 폭발할 하여 로드(24)가 상승할 경우, 스프링(26)은 압축된다. 이후, 가스 배출부(25)를 통하여, 내부의 가스가 배출되면, 스프링(26)에 의해서 로드(24)가 하강하고, 가스의 배출이 중단된다.
A spring 26 is interposed between the engaging protrusion 221 and the stopper 241. As shown in FIG. 6, when the gunpowder explodes and the rod 24 rises, the spring 26 is compressed. Thereafter, when the internal gas is discharged through the gas discharge portion 25, the rod 24 is lowered by the spring 26, and the discharge of the gas is stopped.

도 5와 같이, 평상시 로드(24)는 실린더(21) 내부에 삽입되어 있어, 상부의 일부분만 노출된다. 이후, 외부 충격에 의해서 화약부(23)가 폭발하면, 고압의 가스가 발생하고, 고압의 가스는 도 7과 같이 로드(24)를 위로 밀어 올린다. As shown in Fig. 5, the rod 24 is normally inserted into the cylinder 21, and only a portion of the upper portion thereof is exposed. Thereafter, when the explosive part 23 is exploded by an external impact, a high-pressure gas is generated, and the high-pressure gas pushes up the rod 24 as shown in FIG.

도 7의 확대 단면도와 같이, 중공형의 로드(24)에는 홀 형태의 가스 배출부(25)가 형성되어 있다. 고압의 로드(24)가 끝까지 위로 올라가면, 가스 배출부(25)를 통하여 실린더(21) 내부의 가스가 외부로 배출된다. 따라서, 실린더(21) 내부의 가스압력이 떨어진다. 가스 배출부(25)의 사이즈에 따라서, 배출되는 가스의 양이 달라진다.As shown in the enlarged cross-sectional view of Fig. 7, the hollow rod 24 has a hole-shaped gas discharge portion 25 formed therein. When the high-pressure rod 24 is lifted up to the end, the gas inside the cylinder 21 is discharged to the outside through the gas discharge portion 25. Therefore, the gas pressure inside the cylinder 21 drops. Depending on the size of the gas discharging portion 25, the amount of discharged gas differs.

이후, 스프링(26)에 의해서 로드(24)가 실린더(21) 내부로 밀려들어가게 되는데, 이때, 가스 배출부(25)가 실린더(21) 내부로 들어가기 때문에 더 이상의 가스의 누출은 없게 된다. 적절한 양의 가스가 외부로 배출된다면, 남아 있는 가스는 적절한 압력을 유지하게 되어, 로드(24)가 실린더(21)로 밀려들어 갈 때 댐퍼의 역할을 한다.Thereafter, the rod 24 is pushed into the cylinder 21 by the spring 26. At this time, since the gas discharge portion 25 enters the inside of the cylinder 21, there is no further leakage of gas. If a suitable amount of gas is discharged to the outside, the remaining gas maintains an appropriate pressure so that it acts as a damper when the rod 24 is pushed into the cylinder 21.

가스 배출부(25)가 없을 경우, 화약 폭발시 생성된 고압의 가스가 그대로 실린더 내부에 존재하게 되어, 외부의 충격이 로드(24)에 전달되더라도 로드(24)는 실린더(21) 내부로 밀려들어가지 않았다. 즉, 로드(24)가 너무 딱딱해져서 댐퍼의 기능을 할 수 없게 된다. 또한, 스프링(26)이 없을 경우에는 가스 배출부(25)로 가스가 너무 많이 빠져나가, 댐퍼의 기능을 할 수 없게 될 수도 있다.In the absence of the gas discharge portion 25, the high-pressure gas generated during the explosion of the explosive gas is present in the cylinder as it is. Even if an external impact is transmitted to the rod 24, the rod 24 is pushed into the cylinder 21 I did not go in. That is, the rod 24 becomes too hard to function as a damper. In the absence of the spring 26, too much gas may escape to the gas discharge portion 25 and the damper may not be able to function.

그러나 본 실시예의 화약식 액츄에이터(20)은 화약이 폭발할 때 발생하는 고압의 가스를 이용하여 로드(24)를 밀어 올려, 후드(30)를 밀어올리고, 스프링(26)을 하강시켜, 실린더(21) 내부의 가스압력이 적당하도록 하여, 로드(24)가 외부 충격을 흡수할 수 있는 적절한 완충력을 가질 수 있도록 한다.
However, the flexible actuator 20 of this embodiment pushes up the rod 24 by using the high-pressure gas generated when the explosive gas explodes, pushing the hood 30 down, lowering the spring 26, 21 so that the rod 24 can have an appropriate buffering force to absorb an external impact.

케이스 본체에는 히트 파이프(170)가 결합되다. 히트 파이프는 동작 유체(Working fluid)가 감압된(Depressurized) 상태에서 밀봉된 속이 빈 파이프로 구성되어 있다. 열원으로 부터 발생된 열은 히트 파이프의 한쪽 끝으로 흡수되고 동작 유체는 방열할 열을 흡수하여 다른 끝쪽으로 열을 전달하고 방출되는 식으로 동작한다. 이런 프로세스를 "Latent Heat Transfer"라 부르며 열섬(Heat Island)현상을 제거하기 위해 종종 사용되는 저온 삼투(Water Sprinkling)에서 이용된다. 이런 이유로 히트파이프는 다이아몬드보다 3~5배 정도 열전달이 높고, 외부 전원이 필요없을 분만 아니라, 열에 대한 반응이 매우 빠른 장점이 있다.
A heat pipe 170 is coupled to the case body. The heat pipe is composed of a hollow pipe sealed in a depressurized state of the working fluid. The heat generated from the heat source is absorbed by one end of the heat pipe, and the working fluid absorbs heat to be dissipated and transfers heat to the other end. This process is called "Latent Heat Transfer" and is used in low temperature osmosis (Water Sprinkling), which is often used to eliminate heat island phenomena. For this reason, heatpipes are three to five times higher in heat transfer than diamonds, and not only those who do not need external power supply, but also have a very fast response to heat.

이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modifications and additions by those skilled in the art to an equivalent range based on the embodiments will also fall within the scope of the present invention.

히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템(100)
화약식 액츄에이터(20) 케이스 본체(110)
탄소발열섬유(120) 보조 베터리(130)
제1 온도센서(141) 제2 온도센서(142)
제어부(150) 팬모듈(160)
히트 파이프(170)
A battery case system 100 having excellent heating and cooling performance,
(20) The case body (110)
Carbon heating fiber (120) Auxiliary battery (130)
The first temperature sensor 141, the second temperature sensor 142,
The controller 150 includes a fan module 160,
Heat pipe (170)

Claims (3)

내부 공간이 형성되어, 베터리 셀이 삽입가능한 구조의 케이스 본체와;
상기 케이스 본체의 내벽에 결합된 탄소발열섬유와;
상기 탄소발열섬유에 전력을 인가하는 보조 베터리와;
상기 케이스 본체에 결합되어, 상기 케이스 본체의 내부로 외부의 공기를 주입할 수 있는 팬모듈과;
상기 케이스 본체의 내부의 온도를 감지하는 제1 온도센서와;
상기 케이스 본체의 외부의 온도를 감지하는 제2 온도센서와;
상기 케이스 본체의 내부에 결합되어, 작동시 상기 케이스 본체의 뚜껑을 밀어올리는 화약식 액츄에이터와;
상기 제1 온도센서와 상기 제2 온도센서의 온도 정보를 분석하여, 전력소모가 가장 적으면서도 상기 케이스 본체 내부의 온도를 소정의 온도범위를 유지할 수 있도록, 상기 팬모듈을 가동하거나 상기 탄소발열섬유에 전력을 인가하여 제어부를 포함하는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템.
A case body having a structure in which an internal space is formed and into which a battery cell can be inserted;
A carbon heating fiber bonded to the inner wall of the case body;
An auxiliary battery for applying electric power to the carbon heating fibers;
A fan module coupled to the case body and capable of injecting outside air into the case body;
A first temperature sensor for sensing a temperature inside the case body;
A second temperature sensor for sensing a temperature outside the case body;
A simplex actuator coupled to the inside of the case body to push up the lid of the case body in operation;
The controller controls the temperature of the first temperature sensor and the second temperature sensor to operate the fan module so that the temperature inside the case body can be maintained at a predetermined temperature range while minimizing power consumption, Which is excellent in heating and cooling performance including a control unit.
제1항에 있어서,
상기 화약식 액츄에이터는,
내부가 비어있으며, 상부에서 내측으로 돌출된 걸림 돌출부가 형성된 실린더와;
상기 실린더 내측에 형성된 씰링부와;
상기 실린더의 하부에 결합되어 외부의 전기자극에 의해서 폭발하는 화약부와;
상기 실린더와 가이드 결합하며, 외측이 상기 씰링부와 밀착되며, 하부에 상기 걸림 돌출부에 걸려서 상기 실린더로부터 이탈되는 것을 방지하는 스탑퍼가 돌출된 로드와;
상기 로드가 최대로 돌출될 경우 외부로 노출되어, 상기 실린더 내부의 가스가 외부로 빠져나갈 수 있는 통로가 될 수 있도록, 상기 로드의 하부에 형성된 가스 배출부;
상기 걸림돌출부와 상기 스탑퍼 사이에 개재된 스프링과;
상기 실린더 내부에 삽입된 잉크를 포함하는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템.
The method according to claim 1,
In the above-described simplified actuator,
A cylinder having a hollow interior and formed with a latch projection protruding inward from an upper portion;
A sealing portion formed inside the cylinder;
A gunpowder part coupled to a lower portion of the cylinder and being detonated by an external electric stimulus;
A rod which is guided by the cylinder and whose outer side is in close contact with the sealing portion and which is prevented from being detached from the cylinder when the lower portion is caught by the latching projection;
A gas discharging portion formed at a lower portion of the rod so that the gas can be externally exposed to the outside when the rod protrudes to the maximum,
A spring interposed between the engaging projection and the stopper;
And the ink containing the ink inserted in the cylinder is excellent in heating and cooling performance.
제2항에 있어서,
상기 케이스 본체에 결합된 히트 파이프를 더 포함하는 히팅과 쿨링 성능이 우수한 베터리 케이스 시스템.



3. The method of claim 2,
And a heat pipe coupled to the case body, the battery case system having excellent heating and cooling performance.



KR1020150145679A 2015-10-19 2015-10-19 Battery case system having good heating and cooling KR101766687B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150145679A KR101766687B1 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Battery case system having good heating and cooling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150145679A KR101766687B1 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Battery case system having good heating and cooling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170045686A true KR20170045686A (en) 2017-04-27
KR101766687B1 KR101766687B1 (en) 2017-08-09

Family

ID=58702758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150145679A KR101766687B1 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Battery case system having good heating and cooling

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101766687B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109755430A (en) * 2018-12-25 2019-05-14 迟发兵 A kind of new-energy automobile battery dedusting radiator
WO2021182823A1 (en) * 2020-03-12 2021-09-16 주식회사 엘지에너지솔루션 Can for secondary battery, and secondary battery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013157112A (en) 2012-01-27 2013-08-15 Toshiba Corp Battery pack
JP5722251B2 (en) 2012-02-27 2015-05-20 株式会社東芝 Battery pack, secondary battery device and electric vehicle
JP2014053126A (en) 2012-09-06 2014-03-20 Panasonic Corp Battery pack module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109755430A (en) * 2018-12-25 2019-05-14 迟发兵 A kind of new-energy automobile battery dedusting radiator
WO2021182823A1 (en) * 2020-03-12 2021-09-16 주식회사 엘지에너지솔루션 Can for secondary battery, and secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR101766687B1 (en) 2017-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1723686B1 (en) Thermal management systems for battery packs
KR101766687B1 (en) Battery case system having good heating and cooling
CN104466298B (en) Heat radiating device of power battery
CN111097115B (en) Battery pack and spraying system thereof
JP5026007B2 (en) Secondary battery storage device
US20100124692A1 (en) Battery pack and hand-held power tool
JP2013546124A (en) Batteries for automobile electric motors
US9371117B2 (en) Rescue system for semi-sealed marine vessels
US20150214587A1 (en) Motor vehicle with battery cooling system
US10201892B2 (en) Driving-in apparatus having a heated pneumatic accumulator
KR100860897B1 (en) Thermal barrier enclosure system
CN104781597B (en) For liquid or the shut-off valve of gaseous medium
CA3043851C (en) Fastener-driving tool having a superconductor power source
KR101619605B1 (en) Device for preventing over pressure of fuel cell cooling system
US9478832B2 (en) Power pack system and a ventilation system provided therein
CN112002958B (en) Battery pack spraying and cooling system
WO2018101144A1 (en) Hot or cold storage
JP6179145B2 (en) Electronic equipment system
CN112178102A (en) Energy storage heating type magnetic liquid shock absorber
CN109600961B (en) Radiator, charging device, vehicle and rifle that charges of connecting piece charge
KR101971314B1 (en) Activation device for an electric battery unit and electric battery unit comprising at least one activation device
KR101407918B1 (en) A pressure adjusting device for loss of heat of filtration test chamber
US8736097B1 (en) Hydrokinetic generator system
CN214007865U (en) Heating type magnetic liquid shock absorber
CN203682278U (en) Subsea valve

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
GRNT Written decision to grant