KR20190110298A - Cooling Fin for battery - Google Patents
Cooling Fin for battery Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190110298A KR20190110298A KR1020180032089A KR20180032089A KR20190110298A KR 20190110298 A KR20190110298 A KR 20190110298A KR 1020180032089 A KR1020180032089 A KR 1020180032089A KR 20180032089 A KR20180032089 A KR 20180032089A KR 20190110298 A KR20190110298 A KR 20190110298A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plate
- cooling
- channel
- channel groove
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6553—Terminals or leads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
-
- H01M2/26—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
본 발명은 배터리를 냉각시키기 위한 쿨링 핀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀(Battery cell)의 효율적인 냉각을 위하여 냉매를 난류화시킴과 같이 냉각수의 입구 및 출구를 효율적으로 설치함으로써 고온 부분을 집중적으로 냉각시킬 수 있는 구성을 가지는 쿨링 핀에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling fin for cooling a battery. More particularly, the high temperature portion may be concentrated by efficiently installing an inlet and an outlet of a cooling water, such as by turbulent cooling a refrigerant for efficient cooling of a battery cell. It relates to a cooling fin having a configuration that can be cooled by.
재충전 가능한 전기 배터리를 자동차 분야를 비롯하여 다양한 기술 분야에서 사용되고 있다. 리튬 이온 배터리를 포함하는 대부분의 배터리 어셈블리는 다수의 배터리 셀을 구비하고 있는데, 이러한 다수의 배터리 셀을 효율적으로 냉각시키기 위한 냉각장치도 같이 설치되는 것이 일반적이다. Rechargeable electric batteries are used in a variety of technical fields, including the automotive sector. Most battery assemblies including lithium ion batteries have a plurality of battery cells, and a cooling device for cooling the plurality of battery cells efficiently is generally installed.
예를 들면 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차용이 냉각장치로 이용될 수 있는 쿨링 핀(Cooling fin)이 미국 특허 제9,196,935호로 등록된 바 있다. 도 1 및 도 2는 이러한 선행 기술의 설명을 위한 일부 도면이다. 도시된 바와 같이 다수의 배터리 셀(12) 및 쿨링 핀(14)이 교대로 배치되어 있어서, 각각의 배터리 셀(12)의 발열을 충분히 냉각시킬 수 있도록 설계되어 있음을 알 수 있다. For example, a cooling fin, which can be used as a cooling device for an electric vehicle or a hybrid vehicle, has been registered in US Pat. No. 9,196,935. 1 and 2 are some diagrams for explaining this prior art. As shown in the drawing, a plurality of
그리고 이러한 선행 기술에 의하면, 다수의 배터리 셀(12) 사이에 배치되는 쿨링 핀(14)은, 그 내부에 다수의 냉각수 채널을 구비하고 있고, 액체 냉각 시스템(16)에서 공급되는 냉각수가 이러한 냉각수 채널로 공급되어 배터리 셀(12)과 열교환을 이루도록 구성되고 있다. According to this prior art, the
이러한 선행 기술에 의하면, 쿨링 핀의 내부에 성형되어 있는 다수의 냉각수 채널을 통하여 냉각수가 순환하면서 배터리 셀을 냉각시키고 있다. 그러나 이러한 종래의 냉각수 채널을 살펴보면, 고온의 배터리 셀의 냉각을 냉각수의 용량에만 의존하고 있음을 알 수 있다. 그러나 냉각의 효율성을 높이기 위해서는 냉각수의 플로 레이트도 중요한 하나의 요소라고 할 수 있지만, 고려할 수 있는 다른 요소도 충분히 많이 있다고 생각된다. According to this prior art, the coolant is cooled while the coolant circulates through a plurality of coolant channels formed in the cooling fins. However, looking at these conventional cooling water channels, it can be seen that the cooling of the high temperature battery cells depends only on the capacity of the cooling water. However, the flow rate of the cooling water is also an important factor in order to increase the cooling efficiency, but there are many other factors that can be considered.
본 발명의 목적은 냉각수의 부분적인 난류화를 통하여 열교환 효율의 최대화를 통하여 냉각 효율이 가장 높은 쿨링 핀을 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide a cooling fin having the highest cooling efficiency through maximization of heat exchange efficiency through partial turbulence of the cooling water.
본 발명의 다른 목적은 냉각수 입구 및 출구의 최적화된 설계를 통하여 최고온 부분에 대한 냉각 효율을 최대화시킬 수 있는 쿨링 핀을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a cooling fin that can maximize the cooling efficiency for the hottest portion through optimized design of the coolant inlet and outlet.
이와 같은 본 발명의 기술적 착상은, 냉각 효율을 높이기 위해서는 냉각수를 난류화시키는 것이 필요하고, 냉각수의 원활한 흐름을 위해서는 층류화시키는 시키는 것이 바람직하다는 점에 기초하고 있다고 할 수 있다. The technical concept of the present invention can be said to be based on the fact that it is necessary to make the cooling water turbulent in order to increase the cooling efficiency, and to make it laminarized for the smooth flow of the cooling water.
본 발명은, 전기의 공급을 위한 캐소드 탭과 어노드 탭을 일측면에 구비하고 있는 배터리 셀을 냉각하기 위한 쿨링 핀이고, 제1플레이트의 내측면에 오목하게 성형되고, 상하 방향으로 파형을 가지며 좌우 방향으로 다수 개 반복하여 제1채널홈이 성형되고, 제1플레이트의 내측면과 접촉하는 제2플레이트의 내측면에도 오목하게 성형되며 상하 방향으로 파형을 가지며 좌우 방향으로 다수 개 반복하여 제2채널홈이 성형된다. 그리고 제1플레이트와 제2플레이트는 테두리부분을 포함하는 평면 부분이 브레이징에 의하여 일체화되고, 상기 제1플레이트와 제2플레이트는 사이에는 제1채널홈 및 제2채널홈에 의하여 냉각수 채널이 형성된다. 또한 제1채널홈의 파형과 제2채널홈의 파형은 소정의 위상차를 가지고 있어서 서로 교차하는 다수의 교차 부분이 만들어지고, 냉각수 입구는 캐소드 캡이 설치된 부분의 상단부에 형성되고, 냉각수 출구는 어노드 캡이 설치되는 부분의 하단부에 형성된다. 여기서 제1플레이트와 제2플레이트의 중간부분에는 적어도 하나 이상의 가로 칸막이가 테두리부분의 측면에서 일정한 크기로 가로 방향으로 성형되어, 냉각수 입구에서 냉각수 출구로 흐르는 물의 흐름은 상하 방향의 파형으로 이루어지고 있다. The present invention is a cooling fin for cooling a battery cell having a cathode tab and an anode tab for supply of electricity on one side, and is formed concave on the inner surface of the first plate, and has a waveform in the vertical direction The first channel groove is repeatedly formed in the left and right directions, and the first channel groove is formed in a concave shape on the inner surface of the second plate which is in contact with the inner surface of the first plate. Channel grooves are formed. The first plate and the second plate are integrally formed by brazing of a planar portion including an edge portion, and the coolant channel is formed by the first channel groove and the second channel groove between the first plate and the second plate. . In addition, the waveform of the first channel groove and the waveform of the second channel groove have a predetermined phase difference, so that a plurality of crossing portions intersecting with each other are formed, and the coolant inlet is formed at the upper end of the portion where the cathode cap is installed, and the coolant outlet is It is formed in the lower end of the part which a node cap is installed. Here, at least one horizontal partition is formed in a horizontal direction at a constant size in the middle of the first plate and the second plate at a side of the edge portion, and the flow of water flowing from the cooling water inlet to the cooling water outlet has a waveform in the vertical direction. .
더욱 바람직한 것은, 제1채널홈의 파형과 제2채널홈의 파형은 π(180°)의 위상차를 가지도록 성형하는 것이다. More preferably, the waveform of the first channel groove and the waveform of the second channel groove are shaped so as to have a phase difference of π (180 °).
다른 실시 예에 의하면, 전기의 공급을 위한 캐소드 탭과 어노드 탭을 일측면에 구비하고 있는 배터리 셀을 냉각하기 위한 쿨링 핀이고; 제1플레이트의 내측면에서는 오목하게 성형되어 냉각수가 흐를 수 있는 제1채널홈이 좌우 방향으로 다수개 반복 성형되고; 제1플레이트의 내측면과 접촉하는 제2플레이트의 내측면에도 오목하게 성형되어 냉각수가 흐를 수 있는 제2채널홈이 좌우 방향으로 다수개 반복 성형되며; 제1플레이트와 제2플레이트는 테두리부분을 포함하는 평면 부분이 브레이징에 의하여 일체화되고; 하나의 제1채널홈은 적어도 두 개의 제2채널홈과 교차하는 다수의 교차부분이 형성되고, 이러한 교차부분(Ca,Cb) 사이에는 일측의 플레이트에 성형된 하나의 채널홈을 따라 유체가 흐르는 독립부분이 형성되는 것을 특징으로 하고 있다. According to another embodiment, there is provided a cooling fin for cooling a battery cell having a cathode tab and an anode tab for supplying electricity on one side thereof; A plurality of first channel grooves are formed in a concave shape on the inner surface of the first plate to allow the cooling water to flow in a plurality of left and right directions; A plurality of second channel grooves are formed in a concave shape on the inner surface of the second plate in contact with the inner surface of the first plate so that the coolant can flow; The first plate and the second plate are integrated by brazing a planar portion including an edge portion; One first channel groove is formed with a plurality of intersections intersecting at least two second channel grooves, and fluid flows along one channel groove formed in one plate between the intersections Ca and Cb. An independent part is formed.
여기서, 냉각수 입구는 캐소드 캡이 설치된 부분의 상단부에 형성되고, 냉각수 출구는 어노드 캡이 설치되는 부분의 하단부에 형성되는 것이 바람직하다. Here, the coolant inlet is preferably formed at the upper end of the portion where the cathode cap is installed, and the coolant outlet is formed at the lower end of the portion where the anode cap is installed.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 위상차를 가지는 파형으로 성형되는 채널홈이 서로 교차하는 교차 부분을 가지면서, 냉각수를 흘릴 수 있도록 구성되고 있음을 알 수 있다. 따라서 냉각수는 교차하는 부분에서 난류화되면서 냉각 효율을 높일 수 있고, 난류화된 후 독립 부분을 흐르면서 냉각수의 흐름을 최대한 확보할 수 있는 장점을 가질 수 있음을 알 수 있다. According to the present invention as described above, it can be seen that the channel grooves formed into waveforms having a phase difference have a cross section intersecting with each other, and are configured to allow cooling water to flow. Therefore, it can be seen that the cooling water can increase the cooling efficiency while turbulent at the intersection, and has the advantage of ensuring the maximum flow of the cooling water while flowing through the independent portion after turbulence.
그리고 냉각수 입구를 들어온 물은, 배터리 셀에서 가장 고온화되는 부분으로 바로 공급되기 때문에 가장 뜨거운 부분을 가장 효율적으로 냉각시킬 수 있게 되고 이는 실질적으로 냉각의 효율이 높아지는 것이라는 의미를 가지게 될 것이다. 본 발명의 전체적인 물의 흐름도 상하 방향의 파형으로 이루어지기 때문에, 자중을 고려하면 물의 원활한 흐름을 형성하는 데에도 충분한 기능을 가지고 있다고 할 수 있다. Water entering the coolant inlet is directly supplied to the hottest part of the battery cell, so that the hottest part can be cooled most efficiently, which means that the cooling efficiency is substantially increased. Since the overall flow of the water of the present invention is made up of the waveform in the vertical direction, it can be said that it has a sufficient function to form a smooth flow of water in consideration of its own weight.
도 1은 종래 기술에 의한 쿨링 핀을 설명하기 위한 설명도.
도 2는 본 발명 쿨링 핀의 일부 절개 사시도.
도 3은 본 발명 쿨링 핀의 두 개의 플레이트를 펼친 상태 예시도.
도 4는 본 발명 쿨링 핀의 내부 구성 및 배터리 셀을 예시한 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing for demonstrating the cooling fin by a prior art.
Figure 2 is a partially cutaway perspective view of the present invention cooling fins.
Figure 3 is an exemplary view showing the two plates unfolded of the present invention cooling fins.
4 is an exemplary view illustrating an internal configuration and a battery cell of the present invention cooling fins.
다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. Next, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
본 발명의 쿨링 핀(100)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1플레이트(110)와 제2플레이트(140)가 서로 결합되어, 그 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수 채널(120)을 형성하게 된다. 여기서 냉각수 채널(120)은, 제1플레이트(110)에 형성되는 제1채널홈(112)과 제2플레이트(140)에 형성되는 제2채널홈(142)에 의하여 만들어진다. 그리고 제1플레이트(110)와 제2플레이트(140)는 서로 접촉하는 면을 브레이징(Brazing)에 의하여 일체화시킴으로써, 하나의 쿨링 핀(100)이 얻어지도록 설계되고 있다. Cooling
다음에는 제1플레이트(110)와 제2플레이트(140), 그리고 이들의 마주보는 면에 성형되는 제1채널홈(112) 및 제2채널홈(142)에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1플레이트(110) 및 제2플레이트(140)에서 서로 대향하는 면에는 냉각수가 흐르는 냉각수 채널홈(112,142)이 각각 성형되어 있다. 본 발명에서의 각각의 채널홈(112,142)은 상하 방향으로 성형되어 있고, 이러한 채널홈(112,142)은 산과 골이 반복되는 파형으로 예를 들면 싸인파와 같은 형상을 가지고 있다. Next, the first channel grooves 112 and the
이와 같은 파형을 가지는 채널홈(112,142)은 좌우 방향으로 다수개가 일정 간격을 두고 연속적으로 성형되는 형태로 구성되고 있다. 이러한 채널홈(112,114)은 서로 마주보는 또는 서로 접촉하여 일체로 성형되는 면에 오목하게 성형되는 것임을 도 2에서 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 이와 같이 각각의 채널홈(112,142)이 기본적으로 파형을 가지게 되면, 이러한 정형화되어 있는 파형을 따라서 흐르는 냉각수는 부분적으로 층류에 가까운 흐름을 보이게 되어, 기본적으로 냉각수의 흐름을 효율적으로 확보할 수 있게 될 것으로 생각된다. The
그리고 제1플레이트(110)에 성형되는 제1채널홈(112)과 제2플레이트(110)에 성형되는 제2채널홈(142)은 기본적으로 위상차를 가지고 있다. 즉, 제1채널홈(112)의 파형 중에서 산에 대응하는 부분이 제2채널홈(142)의 파형 중에서 골에 대응하는 부분과 결합된다. 제1플레이트(110)와 제2플레이트(140)를 서로 접합시키면, 도 4에 도시한 바와 같은 형상을 가지게 된다. 도 4에서 확대도를 같이 참조하여 살펴보면, 제1플레이트(110)의 제1채널홈(112)과 제2플레이트의 제2채널홈(142)이 일정한 위상차를 가지고 서로 교차되도록 배치되어 있음을 알 수 있다. In addition, the
제1채널홈(112)의 산에 대응하는 부분에 제2채널홈(142)의 골이 위치하도록 배치되는 것은, 파형의 주기(T)를 2π(360°)라고 하면 하나의 채널홈(112 또는 142)이 π(180°)의 위상차를 가지는 파형의 배치라고 할 수 있다. 이러한 배열을 가지도록 제1채널홈(112)과 제2채널홈(142)이 배치되면, 도시한 바와 같이 교차부분(Ca,Cb)가 발생하게 된다. 그리고 이렇게 교차되는 교차부분(Ca,Cb) 사이에는 일측의 플레이트(110 또는 140)에 성형된 하나의 채널홈(112 또는 142)을 따라 유체가 흐르는 독립부분(t)이 만들어질 것이다. The
여기서 상술한 교차부분(Ca,Cb)에서는 제1채널홈(112)을 따라 흐르는 냉각수와 제2채널홈(142)을 따라 흐르는 냉각수가 서로 만나게 되면서 난류가 만들어진다. 그리고 교차부분(Ca,Cb)에서 만들어진 난류는, 그 사이의 독립부분(t)을 따라 흐르면서 적어도 일부분은 층류화될 것이다. 즉, 본 발명에서는 이와 같이 교차부분(Ca,Cb)에서는 난류화를 유도함으로써 배터리 셀과의 열교환 효율을 최대화시킴과 동시에, 교차부분 사이의 독립부분(t)은 난류화된 냉각수가 조금이라고 효율적으로 흐를 수 있도록 하는 점에 착안하고 있음을 알 수 있다. 그리고 본 발명의 냉각수 채널(120)은, 제1채널홈(112)으로 구성되는 부분과, 제2채널홈(142)으로 구성되는 부분, 그리고 제1채널홈(112)과 제2채널홈(142)이 서로 교차하는 부분으로 구성되고 있음을 충분히 이해할 수 있다. Here, in the above-described cross sections Ca and Cb, turbulence is generated while the coolant flowing along the
여기서 하나의 제1채널홈(112)은 적어도 2개의 제2채널홈(142)과 교차하는 것이 바람직하다. 그리고 도 4의 확대도에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제1채널홈(112)은 두 개의 제2채널홈(142)과 교차하도록 설계되고 있음을 알 수 있다. 이렇게 하나의 채널홈이 다른 채널홈의 2개 이상과 교차하게 되면, 실질적으로 냉각수의 흐름이 전체적으로 더욱 원활하게 흐르게 되는 결과를 가져오게 될 것을 충분히 이해될 수 있을 것이다. Here, one
상술한 바와 같은 채널홈(112,142)은 플레이트(110,140)의 마주보는 면에 오목하게 성형되는 것이다. 그리고 각 플레이트(110,140)의 채널홈(112,142)을 제외한 부분은 평면으로 형성되고, 이러한 평면 부분은 플레이트가 결합되면 서로 면접촉하게 된다. 그리고 도 3에 도시한 바와 같이, 각 플레이트(110,140)의 마주보는 면의 둘레에는 서로 밀착될 수 있는 테두리부분(114,144)이 형성되어 있어서, 이러한 테두리부분(114,144)도 서로 면접촉하게 된다. The
즉, 제1플레이트(110) 및 제2플레이트(140)에서, 테두리부분(114,144) 및 채널홈(112,142)을 제외한 평면 부분은, 두 장의 플레이트(110,140)가 접촉하면 서로 면접촉을 이루게 된다. 본 발명에서는 이렇게 면접촉하는 부분을 이용하여 브레이징을 수행함으로써, 쿨링 핀을 완성하도록 구상하고 있다. 이와 같은 브레이징이 완료되면, 테두리부분(114,144)에 의하여 그 내부에는 상술한 바와 같은 냉각수 채널(120)이 만들어진다. That is, in the
그리고 본 발명에 의하면, 공급되는 냉각수를 가장 효율적으로 순환시키기 위하여, 상단 일측에 냉각수 입구(118,148)를 형성하고 있고, 하단 타측에는 냉각수 출구(122,132)을 형성하고 있다. 이와 같이 쿨링 핀(110)의 내부에는, 하나 또는 다수의 가로 칸막이(138A,138B)를 성형하고 있다. 도시한 실시 예에 있어서는, 입구(118,148)의 직하부에 성형되는 제1가로칸막이(138A)와, 상기 제1칸막이(138A)의 하부에 성형되는 제2가로칸막이(138B)로 구성된다. According to the present invention, in order to circulate the supplied cooling water most efficiently, the cooling
제1가로칸막이(138A)는, 쿨링 핀의 테두리부분(114,144) 내에서 냉각수가 우측부분을 통하여 하방으로 흘러갈 수 있도록 좌측의 테두리부분에서 수평 방향 우측으로 연장 성형되는 것이다. 그리고 제2가로칸막이(138B)는, 쿨링 핀(100)의 테두리부분(114,144) 내에서 냉각수가 좌측부분을 통하여 하방으로 흘러갈 수 있도록 우측의 테두리부분에서 수평 방향 좌측으로 연장 성형되는 것이다. The first
이와 같은 구성에 의하면, 냉각수가 전체적으로 S자 형상 또는 전체적으로 상하 방향의 파형을 이루면서 흐르게 됨을 알 수 있다. 예를 들어 가로칸막이를 하나로 구성하게 되면 S자 형상을 가지면서 전체적인 냉각수가 흐르게 될 것이고,, 가로칸막이를 두 개로 구성하게 되면 S자형에서 한번 더 180도 벤딩되는 파형을 이루면서 냉각수가 전체적으로 흐르게 될 것이다. According to such a configuration, it can be seen that the cooling water flows while forming an S-shape or an up-down waveform as a whole. For example, if the horizontal partition is composed of one, the overall cooling water will flow while having an S-shape, and if the two horizontal partitions are configured, the coolant will flow while forming a waveform that is bent 180 degrees in the S-shape once more. .
이러한 전체적인 냉각수의 흐름은 각각의 채널(120)을 통한 흐름이 전부 합쳐서 이루어지는 것임은 당연하다. 즉, 각각의 부분에서는 냉각수 채널(120)을 형성하는 제1채널홈(112) 및 제2채널홈(142) 내부를 따라 흐르면서 서로 교차하는 교차부분(Ca,Cb)를 거치고, 이러한 흐름이 반복되면서 냉각수가 흐르게 된다. Naturally, the overall flow of the coolant flows through the sum of the flows through the
이러한 흐름을 구분하면, 제1채널홈(112) 및 제2채널홈(142)만의 내부를 흐르는 흐름과, 교차부분(Ca,Cb) 내부를 흐르는 흐름으로 나누어질 수 있다. 각각의 채널홀(112,142)의 내부에서만 흐르는 경우 냉각수는 적어도 일부분에서는 층류화되면서 흐름이 좋아지고, 교차부분에서는 이들이 서로 만나 난류화되며, 난류화된 후 다시 하나의 채널홈(112 또는 142)을 따라 효율적으로 흐르는 과정을 반복하게 됨을 알 수 있다. 이러한 가로칸막이(138A,138B)는 전체적인 냉각수 통로를 구성하기 위한 것으로, 플레이트의 어느 일측 이상에 성형되는 것으로 충분할 것이다.The flow may be divided into a flow flowing only inside the
그리고 도 3에서 보면, 일측 플레이트(110 또는 140)의 가로 칸막이(138A,138B)의 좌측 또는 우측 부분는 채널홈(112,142)의 파형이 끊어져 있으나, 이렇게 끊어져 있더라도 반대측 플레이트의 파형이 있기 때문에 냉각수의 유로는 연결되는 것은 당연하다. 그러나 이러한 부분에도 채널홈(112,142)을 연속하도록 성형하는 것도 가능함은 물론이다. In addition, in FIG. 3, the left or right portions of the
도 4는, 본 발명에서 제1채널홈(112) 및 제2채널홈(142)으로 구성되는 냉각수 채널(120)이 도시된 쿨링 핀(100)과 배터리 셀(Bc)이 같이 도시되어 있다. 이러한 배터리 셀(Bc)은 외부로 전류를 공급하기 위한 캐소드 탭(Ct)과 어노드 탭(Ca)이 일측에 설치되어 있다. 이러한 배터리 셀(Bc)이 동작하게 되면 열이 발생하게 되는데, 이러한 열의 발생은 캐소드 탭(Ct)과 어노드 탭(At)이 설치되어 있는 영역(도 4를 기준으로는 상부 영역)이 하부 영역에 비하여 많이 발생한다고 알려져 있다. 그리고 같은 상부 영역 중에서는 캐소드 탭(Ct)이 설치되어 있는 영역이 어노드 탭(At)이 설치된 영역보다 열리 많이 나는 것으로 알려져 있다. 4 illustrates the cooling
따라서 본 발명에서는, 쿨링 핀(100)으로 냉각수가 들어오는 냉각수 입구(118,148)는 캐소드 탭(Ct)에 인접한 측면의 상단부분에 설치한다. 그리고 쿨링 핀(100)의 내부를 흐르면서 열교환된 냉각수가 빠져나가는 출구(122,132)는 어노드 탭(At)이 설치된 측의 하단부분에 마련되고 있음을 확인할 수 있다. 따라서 최초 투입된 냉각수는 가장 발열 많다고 할 수 있는 영역인, 캐소드 탭(Ct)이 설치된 상부 영역으로 바로 이동할 수 있게 되어, 보다 효율적인 냉각을 가능하게 할 수 있을 것으로 기대된다. Therefore, in the present invention, the
그리고 입구(118,148)에서 출구(122,132)로 흐르는 전체적인 물의 흐름은, 위에서도 언급한 바와 같다. 여기서 입구(118,148)는 출구(122,142)에 비하여 높은 위치에 설치되어 있기 때문에, 본 발명의 물의 흐름은 자유낙하를 이용하는 측면도 있음을 부정할 수 없을 것이고, 이는 물의 흐름을 더욱 원활하게 할 수 있는 요인으로 작용하게 될 것임은 당연하다. And the overall flow of water from the
쿨링 핀(100)의 전체적인 물의 흐름은, S자 형상을 가지거나 S자 형상에서 한번 더 180도 절곡된 파형 형상을 가지고 있음은 상술한 바와 같다. 그리고 이와 같은 전체적인 흐름에서, 각각의 채널(120)을 흐르는 물은 상술한 바와 같이 하나의 채널홈(112 또는 142)으로 구성되는 채널(120)을 흐르거나 양측 채널의 합으로 구성되는 교차부분의 채널(120)를 통하여 각각 일정한 파형을 그리는 다수의 흐름으로 이루어질 것임도 명백히 이해될 수 있을 것이다. The overall flow of water of the cooling
본 발명의 쿨링 핀을 구성하고 있는 제1플레이트 및 제2플레이트는, 위에서 언급한 바와 같이 브레이징에 의하여 접촉면이 일체화되는 것으로 만들어진다. 브레이징 가능한 것으로 가장 대표적인 재질인 알미늄으로 만들어질 수 있을 것이고, 이는 열교환의 효율성 측면에서도 상당히 유리한 점이 있을 것임은 당연히 이해될 수 있을 것이다. The first plate and the second plate constituting the cooling fin of the present invention are made such that the contact surface is integrated by brazing as mentioned above. It can be understood that the brazing can be made of aluminum, which is the most representative material, which will be quite advantageous in terms of efficiency of heat exchange.
이상에서와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 범윈 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 여러 가진 다른 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구범위의 기재에 기초하여 해석되어야 할 것임은 특허법의 규정 취지상 당연하다고 판단된다. Various modifications are possible to those skilled in the art within the basic technical scope of the present invention as described above, and the protection scope of the present invention should be interpreted based on the description of the appended claims. Is considered natural for the purpose of patent law.
100 ..... 쿨링 핀
110 ..... 제1플레이트
112 ..... 제1채널홈
118, 148 ..... 냉각수 입구
120 ..... 냉각수 채널
122, 132 ..... 냉각수 출구
140 ..... 제2플레이트
142 ..... 제2채널홈100 ..... cooling fins
110 ..... First Plate
112 ..... 1st Channel Home
118, 148 ..... cooling water inlet
120 ..... Coolant Channel
122, 132 ..... Coolant outlet
140 ..... 2nd Plate
142 ..... Second Channel Home
Claims (4)
제1플레이트의 내측면에 오목하게 성형되고, 상하 방향으로 파형을 가지며 좌우 방향으로 다수 개 반복하여 제1채널홈이 성형되고;
제1플레이트의 내측면과 접촉하는 제2플레이트의 내측면에도 오목하게 성형되며 상하 방향으로 파형을 가지며 좌우 방향으로 다수 개 반복하여 제2채널홈이 성형되며;
제1플레이트와 제2플레이트는 테두리부분을 포함하는 평면 부분이 브레이징에 의하여 일체화되고;
상기 제1플레이트와 제2플레이트는, 제1채널홈 및 제2채널홈에 의하여 그 사이에서 냉각수 채널이 형성되며;
제1채널홈의 파형과 제2채널홈의 파형은 소정의 위상차를 가지고 있어서, 서로 교차하는 다수의 교차 부분이 만들어지고;
냉각수 입구는 캐소드 캡이 설치된 부분의 상단부에 형성되고, 냉각수 출구는 어노드 캡이 설치되는 부분의 하단부에 형성되며;
제1플레이트와 제2플레이트의 중간부분에는 적어도 하나 이상의 가로 칸막이가 테두리부분의 측면에서 일정한 크기로 가로 방향으로 성형되어, 냉각수 입구에서 냉각수 출구로 흐르는 물의 흐름은 상하 방향의 파형으로 이루어지는 배터리 냉각용 쿨링 핀.
A cooling fin for cooling a battery cell having a cathode tab and an anode tab for supplying electricity on one side;
A first channel groove is formed in a concave shape on the inner surface of the first plate, has a waveform in the vertical direction, and repeats a plurality of times in the left and right directions;
A second channel groove is formed in a concave shape on the inner surface of the second plate in contact with the inner surface of the first plate and has a wave shape in the vertical direction and a plurality of repetitions in the left and right directions;
The first plate and the second plate are integrated by brazing a planar portion including an edge portion;
The first plate and the second plate, the coolant channel is formed therebetween by the first channel groove and the second channel groove;
The waveform of the first channel groove and the waveform of the second channel groove have a predetermined phase difference, so that a plurality of crossing portions that cross each other are made;
The coolant inlet is formed at the upper end of the portion where the cathode cap is installed, and the coolant outlet is formed at the lower end of the portion where the anode cap is installed;
At least one horizontal partition is formed in a horizontal direction at a constant size in the middle portion of the first plate and the second plate in the horizontal direction, and the flow of water flowing from the cooling water inlet to the cooling water outlet has a waveform in the vertical direction. Cooling fins.
The cooling fin of claim 1, wherein the waveform of the first channel groove and the waveform of the second channel groove have a phase difference of π (180 °).
제1플레이트의 내측면에서는 오목하게 성형되어 냉각수가 흐를 수 있는 제1채널홈이 좌우 방향으로 다수개 반복 성형되고;
제1플레이트의 내측면과 접촉하는 제2플레이트의 내측면에도 오목하게 성형되어 냉각수가 흐를 수 있는 제2채널홈이 좌우 방향으로 다수개 반복 성형되며;
제1플레이트와 제2플레이트는 테두리부분을 포함하는 평면 부분이 브레이징에 의하여 일체화되고;
하나의 제1채널홈은 적어도 두 개의 제2채널홈과 교차하는 다수의 교차부분이 형성되고, 이러한 교차부분(Ca,Cb) 사이에는 일측의 플레이트에 성형된 하나의 채널홈을 따라 유체가 흐르는 독립부분이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각용 쿨링 핀.
A cooling fin for cooling a battery cell having a cathode tab and an anode tab for supplying electricity on one side;
A plurality of first channel grooves are formed in a concave shape on the inner surface of the first plate to allow the cooling water to flow in a plurality of left and right directions;
A plurality of second channel grooves are formed in a concave shape on the inner surface of the second plate in contact with the inner surface of the first plate so that the coolant can flow;
The first plate and the second plate are integrated by brazing a planar portion including an edge portion;
One first channel groove is formed with a plurality of intersections intersecting at least two second channel grooves, and fluid flows along one channel groove formed in one plate between the intersections Ca and Cb. Cooling fins for battery cooling, characterized in that the independent portion is formed.
냉각수 입구는 캐소드 캡이 설치된 부분의 상단부에 형성되고, 냉각수 출구는 어노드 캡이 설치되는 부분의 하단부에 형성되는 배터리 냉각용 쿨링 핀.
The method of claim 3, wherein
Cooling water inlet is formed in the upper end of the cathode cap is installed, the cooling water outlet is formed on the lower end of the anode cap is installed cooling fins.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180032089A KR102077836B1 (en) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | Cooling Fin for battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180032089A KR102077836B1 (en) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | Cooling Fin for battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190110298A true KR20190110298A (en) | 2019-09-30 |
KR102077836B1 KR102077836B1 (en) | 2020-02-14 |
Family
ID=68098254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180032089A KR102077836B1 (en) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | Cooling Fin for battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102077836B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111403853A (en) * | 2020-03-28 | 2020-07-10 | 哈尔滨工程大学 | Power battery thermal management system based on joint liquid cooling heat dissipation of utmost point ear and module bottom |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120082880A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-05 | Lg Chem Ltd. | Battery cell assembly, heat exchanger, and method for manufacturing the heat exchanger |
KR20140077272A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-24 | 대한칼소닉주식회사 | Battery heat sink having structure stacked fluid path |
US9196935B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-11-24 | Gm Global Technology Operations, Llc | Micro-channel cooling fin design based on an equivalent temperature gradient |
JP2016081844A (en) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | ダイキョーニシカワ株式会社 | Vehicle battery cooling structure |
-
2018
- 2018-03-20 KR KR1020180032089A patent/KR102077836B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120082880A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-05 | Lg Chem Ltd. | Battery cell assembly, heat exchanger, and method for manufacturing the heat exchanger |
KR20140077272A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-24 | 대한칼소닉주식회사 | Battery heat sink having structure stacked fluid path |
US9196935B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-11-24 | Gm Global Technology Operations, Llc | Micro-channel cooling fin design based on an equivalent temperature gradient |
JP2016081844A (en) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | ダイキョーニシカワ株式会社 | Vehicle battery cooling structure |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111403853A (en) * | 2020-03-28 | 2020-07-10 | 哈尔滨工程大学 | Power battery thermal management system based on joint liquid cooling heat dissipation of utmost point ear and module bottom |
CN111403853B (en) * | 2020-03-28 | 2023-04-18 | 哈尔滨工程大学 | Power battery thermal management system based on joint liquid cooling heat dissipation of utmost point ear and module bottom |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102077836B1 (en) | 2020-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110622349B (en) | Counterflow heat exchanger with side inlet fittings | |
US10355331B2 (en) | Heat exchanger with regional flow distribution for uniform cooling of battery cells | |
CN107112612B (en) | Counter-flow heat exchanger for battery thermal management applications | |
CN107735898B (en) | Counterflow heat exchanger for battery thermal management applications | |
KR101748360B1 (en) | Battery Module | |
US11254236B2 (en) | High performance uniform temperature cold plate | |
CN107787160B (en) | Water-cooling heat dissipation structure of motor controller | |
CN205846180U (en) | A kind of heat management device and supply unit | |
US11499790B2 (en) | Heat exchanger with multipass fluid flow passages | |
KR20130008142A (en) | Secondary battery pack | |
US11629917B2 (en) | Three-layer heat exchanger with internal manifold for battery thermal management | |
KR20160138069A (en) | Cooling plates for fuel cells | |
KR102077836B1 (en) | Cooling Fin for battery | |
KR102077834B1 (en) | Cooling Fin for battery | |
CN110137616A (en) | A kind of battery thermal management system | |
CN219811551U (en) | Water cooling plate, battery pack, domain controller and electric vehicle | |
JP7098191B2 (en) | Battery module | |
CN110521054A (en) | Battery module | |
CN210110999U (en) | Power battery heat radiation structure | |
CN111578751B (en) | Heat exchange device and thermal management system | |
US20240118042A1 (en) | Heat Exchanger | |
CN218648025U (en) | Cooling device, box and battery package | |
CN220456501U (en) | Liquid cooling plate, battery pack and energy storage device | |
CN218351559U (en) | Heat sink and battery module | |
CN218039395U (en) | Battery device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |