KR20230067153A - High power battery moucule for electric vehicle with hybrid heat management system - Google Patents

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Abstract

하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈에 관한 것으로, 배터리블록의 각 배터리셀의 냉각을 위한 냉각수가 순환되는 냉각베이스; 한 쌍의 지지체 사이에 다수의 셀조립체가 설치된 형태로, 냉각베이스의 상단에 고정 설치되는 배터리블록;을 포함하고, 배터리블록은, 셀프레임의 내부 중앙에 배터리셀이 삽입 설치되고, 셀프레임의 내부 일측에 냉각플레이트가 삽입 설치되고, 셀프레임의 내부 타측에 마감패드가 삽입 설치된 다수의 셀조립체; 좌우방향으로 밀착 적층되는 다수의 셀조립체의 양측에 설치되는 지지체; 좌우방향으로 밀착 적층되는 다수의 셀조립체의 상단에 설치되는 마감체;를 포함하는 기술을 통하여, 다수의 배터리셀을 좌우방향으로 적층하여 콤팩트하게 모듈화할 수 있게 되고, 내부심재로 인해 전면에서 응축 및 증발이 가능한 냉각플레이트를 통해 배터리셀을 효율적으로 냉각할 수 있게 되는 것이다.It relates to a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system, comprising: a cooling base in which cooling water for cooling each battery cell of a battery block is circulated; A battery block fixedly installed on top of the cooling base in the form of a plurality of cell assemblies installed between a pair of supports, wherein the battery block has battery cells inserted and installed in the inner center of the cell frame, A plurality of cell assemblies in which a cooling plate is inserted and installed on one side of the inner side and a finishing pad is inserted and installed on the other side of the inner side of the cell frame; Supports installed on both sides of a plurality of cell assemblies that are closely stacked in the left and right directions; A finishing body installed on top of a plurality of cell assemblies closely stacked in the left and right directions; compact modularization is possible by stacking a plurality of battery cells in the left and right directions, and condensation on the front side due to the inner core material And it is possible to efficiently cool the battery cell through the cooling plate capable of evaporation.

Description

하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리 모듈 {HIGH POWER BATTERY MOUCULE FOR ELECTRIC VEHICLE WITH HYBRID HEAT MANAGEMENT SYSTEM}High power battery module for electric vehicle equipped with hybrid thermal management system

본 발명은 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈에 관한 것으로, 더 자세하게는 적은 수의 부품으로 다수의 배터리셀을 콤팩트하게 적층할 수 있도록 하고, 내부심재로 인해 전면에서 응축 및 증발이 가능한 냉각플레이트를 각 배터리셀에 밀착 설치하여 배터리셀의 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system, and more particularly, enables compact stacking of a large number of battery cells with a small number of parts, and prevents condensation and evaporation from the front surface due to an inner core material. The present invention relates to a method in which a cooling plate is installed in close contact with each battery cell to improve the cooling efficiency of the battery cell.

일반적으로 하이브리드 전기자동차와 연료전지 자동차 그리고 그밖의 전기자동차는 모두 전기모터를 이용하여 차량을 구동시키는 차량으로, 전기모터에 구동전력을 제공하는 고전압 배터리팩이 필수적으로 장착된다.In general, hybrid electric vehicles, fuel cell vehicles, and other electric vehicles are all vehicles that drive vehicles using an electric motor, and a high-voltage battery pack that provides driving power to the electric motor is essentially mounted.

상기 전기자동차의 고전압 배터리팩은 차량 운행 중에 충전과 방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 되는데, 일반적으로 고전압 배터리팩은 배터리 케이스, 배터리 케이스 내에 장착되는 다수의 배터리모듈, 배터리모듈을 구성하는 각 배터리셀의 전압과 전류 및 온도 등을 감지하고 작동을 제어하는 BMS(Battery Management System)을 포함한다.The high-voltage battery pack of the electric vehicle supplies necessary power while repeatedly charging and discharging during vehicle operation. In general, the high-voltage battery pack includes a battery case, a plurality of battery modules installed in the battery case, and each battery constituting the battery module. It includes a BMS (Battery Management System) that detects the voltage, current, and temperature of the cell and controls its operation.

한편, 다수의 베터리셀을 포함하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈은 그 사용과정에서 배터리셀에서 작동열이 발생하게 되고, 배터리셀이 과열되면 배터리의 성능이 제대로 발휘되지 못하게 될 뿐 아니라 배터리의 수명이 단축되므로 배터리셀 냉각수단을 구비하게 된다.On the other hand, in the high-output battery module for electric vehicles including a plurality of battery cells, operating heat is generated in the battery cells in the process of use, and when the battery cells are overheated, the performance of the battery is not properly displayed and the life of the battery is shortened. Since it is shortened, a battery cell cooling means is provided.

하기의 특허문헌 1에는 다수개가 적층된 배터리셀, 배터리셀에 장착되어 상기 배터리셀을 냉각시키는 냉각부를 포함하고, 냉각부는, 냉각수가 유입되는 인렛파이프, 인렛파이프와 상호 이격배치되고, 인렛파이프로부터 유입된 냉각수가 배출되는 아웃렛파이프, 인렛파이프와 아웃렛파이프를 상호 연결하고, 내부에 인렛파이프로부터 유입된 냉각수가 수용되어 배터리셀로부터 발생된 열을 배출시키는 냉각채널부를 포함하고, 냉각채널부는, 다수개로 이루어진 배터리셀의 사이에서 배터리셀과 면접촉하면서 평행하게 배치된 수냉식 배터리모듈 및 이를 이용한 수냉식 배터리 냉각장치가 개시되어 있다.Patent Document 1 below includes a plurality of stacked battery cells and a cooling unit mounted on the battery cells to cool the battery cells, and the cooling unit is spaced apart from the inlet pipe and the inlet pipe through which the cooling water flows, and An outlet pipe through which the inflowed cooling water is discharged, and a cooling channel portion interconnecting the inlet pipe and the outlet pipe, receiving the cooling water flowing in from the inlet pipe therein and discharging heat generated from the battery cell, the cooling channel portion comprising a plurality of Disclosed is a water-cooled battery module disposed in parallel while making surface contact with the battery cells between two battery cells and a water-cooled battery cooling device using the same.

하기의 특허문헌 2에는 냉매가 유입 및 배출 되는 한 쌍의 냉매관; 한 쌍의 냉매관을 서로 연결하여 일 냉매관에서 나머지 냉매관으로 냉매를 이동시키는 냉각 채널; 및 냉각 채널에 결합되며 발열체와 면접촉하는 접촉면을 갖는 열전달 플레이트를 포함하는 냉각장치 및 이를 포함하는 배터리모듈이 개시되어 있다.Patent Document 2 below includes a pair of refrigerant pipes through which refrigerant is introduced and discharged; a cooling channel connecting a pair of refrigerant tubes to each other to move refrigerant from one refrigerant tube to the other refrigerant tube; and a heat transfer plate coupled to the cooling channel and having a contact surface contacting a heating element, and a battery module including the same.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0030724호(2016년 03월 21일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0030724 (published on March 21, 2016) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0043277호(2019년 04월 26일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0043277 (published on April 26, 2019)

특허문헌 1, 2를 포함한 종래 기술에 따른 전기자동차용 고출력 배터리모듈은 다수의 배터리셀를 적층하여 모듈화하는 데에 소요되는 부품이 많고 조립이 번거롭게 되는 문제가 있었다.High-output battery modules for electric vehicles according to the prior art, including Patent Documents 1 and 2, have many parts required for modularization by stacking a plurality of battery cells, and assembly is cumbersome.

또한, 종래 기술에 따른 전기자동차용 고출력 배터리모듈은 냉매를 사용하지 않고 금속 플레이트만을 사용하여 배터리 셀을 냉각하기 때문에 냉각 성능에 한계가 있어, 배터리셀이 효율적으로 냉각되지 못하게 되고, 그에 따라 배터리의 성능이 충분히 발휘되지 못하게 되는 문제가 있었다.In addition, since the high-output battery module for an electric vehicle according to the prior art cools the battery cell using only a metal plate without using a refrigerant, there is a limit to the cooling performance, and the battery cell is not cooled efficiently, thereby preventing the battery There was a problem that the performance could not be fully demonstrated.

본 발명은 상기 종래 기술에 따른 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 적은 수의 부품으로 다수의 배터리셀을 안정적으로 적층하여 콤팩트하게 모듈화하는 것에 의해 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있도록 하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈을 제공하는 데에 있는 것이다.The present invention is to solve the problems of the high-output battery module for electric vehicles according to the prior art, and its purpose is to improve productivity and reduce costs by stably stacking a plurality of battery cells with a small number of parts and compactly modularizing them It is to provide a high-output battery module for an electric vehicle that can promote.

본 발명은 그 다른 목적이 내부심재로 인해 전면에 응축 및 증발이 가능한 냉각플레이트와 수냉식 냉각베이스를 함께 적용한 하이브리드형 냉각 시스템을 통해 배터리셀을 효율적으로 냉각할 수 있도록 하는 것에 의해 배터리의 성능이 충분히 발휘될 수 있도록 함은 물론 배터리의 수명을 연장할 수 있도록 하는 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈을 제공하는 데에 있는 것이다.Another object of the present invention is to efficiently cool battery cells through a hybrid cooling system in which a cooling plate capable of condensation and evaporation on the front side and a water-cooled cooling base are applied together due to the inner core material, so that the performance of the battery is sufficiently improved. An object of the present invention is to provide a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system capable of prolonging the life of the battery.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈은 배터리블록의 각 배터리셀의 냉각을 위한 냉각수가 순환되는 냉각베이스; 한 쌍의 지지체 사이에 다수의 셀조립체가 설치된 형태로, 냉각베이스의 상단에 고정 설치되는 배터리블록;을 포함하고, 배터리블록은, 셀프레임의 내부 중앙에 배터리셀이 삽입 설치되고, 셀프레임의 내부 일측에 냉각플레이트가 삽입 설치되고, 셀프레임의 내부 타측에 마감패드가 삽입 설치된 다수의 셀조립체; 좌우방향으로 밀착 적층되는 다수의 셀조립체의 양측에 설치되는 지지체; 좌우방향으로 밀착 적층되는 다수의 셀조립체의 상단에 설치되는 마감체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention includes a cooling base in which cooling water for cooling each battery cell of a battery block is circulated; A battery block fixedly installed on top of the cooling base in the form of a plurality of cell assemblies installed between a pair of supports, wherein the battery block has battery cells inserted and installed in the inner center of the cell frame, A plurality of cell assemblies in which a cooling plate is inserted and installed on one side of the inner side and a finishing pad is inserted and installed on the other side of the inner side of the cell frame; Supports installed on both sides of a plurality of cell assemblies that are closely stacked in the left and right directions; It is characterized in that it includes; a finishing body installed on top of a plurality of cell assemblies that are closely stacked in the left and right directions.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈은 냉각플레이트의 일측면이 배터리셀과 밀착되고, 냉각플레이트의 하단에 냉각베이스의 상단면에 밀착되는 냉각베이스 접촉부가 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.In the high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, one side of a cooling plate is in close contact with a battery cell, and a cooling base contact portion that is in close contact with the upper surface of a cooling base is formed at the lower end of the cooling plate by bending it. to be characterized

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 지지체는 셀조립체의 셀프레임에 밀착되는 합성수지재의 지지프레임의 내부 외측에 금속재의 보강플레이트가 설치된 것을 특징으로 한다.The support of the high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention is characterized in that reinforcing plates made of metal are installed on the inside and outside of the support frame made of synthetic resin in close contact with the cell frame of the cell assembly.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 셀프레임 내부 중앙에 배터리셀이 삽입 설치될 때, 배터리셀 상단의 단자의 높이를 상이하게 하여 오조립을 방지하는 것을 특징으로 한다.When a battery cell is inserted and installed in the center of the cell frame of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, the height of the terminal at the top of the battery cell is different to prevent misassembly. do.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 마감패드를 적용함으로써 배터리셀이 동작하는 과정에서 발생하는 열에 의한 부풀음 변형에 안정적으로 대응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.By applying the finishing pad of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, it is characterized in that it can stably respond to swelling and deformation caused by heat generated in the course of battery cell operation.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 냉각플레이트는 배터리셀의 타측면에 밀착 설치되어 판형의 진공챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cooling plate of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention is closely installed on the other side of the battery cell and includes a plate-shaped vacuum chamber.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈에 의하면, 다수의 배터리셀을 좌우방향으로 적층하여 콤팩트하게 모듈화할 수 있게 되고, 적은 수의 부품으로 다수의 배터리셀을 견고하게 지지할 수 있게 되어 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 된다.According to the high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, it is possible to compactly modularize a plurality of battery cells by stacking them in left and right directions, and to solidify a plurality of battery cells with a small number of parts. This can help improve productivity and reduce costs.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈에 의하면, 내부심재로 인해 전면에서 응축 및 증발이 가능한 냉각플레이트를 각 배터리셀의 일측면에 밀착 설치하여 사용과정에서 작동열에 의해 온도가 상승하게 되는 배터리셀을 효율적으로 냉각할 수 있게 되므로 배터리의 성능 향상을 도모할 수 있게 됨은 물론 배터리의 수명 저하를 방지할 수 있게 된다.According to the high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, a cooling plate capable of condensing and evaporating from the front due to the inner core is closely installed on one side of each battery cell, so that heat generated during use Since it is possible to efficiently cool the battery cell whose temperature rises, it is possible to improve the performance of the battery and prevent a decrease in the lifespan of the battery.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 냉각베이스의 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 셀조립체의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 셀조립체의 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 셀조립체의 분해 정면도,
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 지지체의 분해사시도.1 is a perspective view of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention;
2 is a front view of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention;
3 is an exploded perspective view of a cooling base of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention;
4 is a perspective view of a cell assembly of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention;
5 is an exploded perspective view of a cell assembly of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention;
6 is an exploded front view of a cell assembly of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention;
7 is an exploded perspective view of a support of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.Hereinafter, a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. For reference, the size of components, the thickness of lines, etc. shown in the drawings referred to in describing the present invention may be somewhat exaggerated for convenience of understanding.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.In addition, the terms used in the description of the present invention are defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the user, operator's intention, convention, and the like. Therefore, the definition of this term deserves to be made based on the contents throughout this specification.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.And in this application, terms such as 'include' and 'have' refer to the existence of a specific number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In addition, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only this embodiment makes the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Therefore, since the present invention can have various changes and various forms, implementation examples (態樣, aspects) (or embodiments) will be described in detail in the specification. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the technical spirit of the present invention, and the singular expression used in this specification is clearly different from the context. Include plural expressions unless otherwise indicated.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, detailed descriptions of known or known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.Hereinafter, "upward", "downward", "front" and "rearward" and other directional terms are defined based on the state shown in the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 냉각베이스의 분해사시도이다.1 is a perspective view of a high-power battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, FIG. 2 is a front view of a high-power battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, and FIG. is an exploded perspective view of a cooling base of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈(100)은 냉각베이스(110), 배터리블록(B)을 포함한다.A high-output battery module 100 for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention includes a cooling base 110 and a battery block B.

냉각베이스(110)는 배터리블록(B)의 각 배터리 셀(121)의 냉각을 위한 냉각수가 순환되는 부분이다.The cooling base 110 is a part through which cooling water for cooling each battery cell 121 of the battery block B is circulated.

냉각베이스(110)는 장방형으로, 일측에 냉각수 유입구(111)가 마련되고, 타측에 냉각수 유출구(112)가 마련되고, 내부에 냉각수 순환유로(113)가 마련된다.The cooling base 110 has a rectangular shape, a cooling water inlet 111 is provided on one side, a cooling water outlet 112 is provided on the other side, and a cooling water circulation passage 113 is provided therein.

냉각베이스(110)의 상단면에는 전기절연 및 열전달을 위한 실리콘층이 형성된다.A silicon layer for electrical insulation and heat transfer is formed on the upper surface of the cooling base 110 .

배터리블록(B)은 다수의 셀조립체(120)가 한 쌍의 지지체(130) 사이에 설치된 형태로, 냉각베이스(110)의 상단에 고정 설치된다.The battery block (B) has a plurality of cell assemblies 120 installed between a pair of supports 130, and is fixedly installed on top of the cooling base 110.

도시된 실시예는 냉각베이스(110)의 상단에 두 개의 배터리블록(B)이 설치된 형태지만 본 발명에 있어서 배터리블록(B)의 설치개수는 예측 가능한 범위내에서 가감될 수 있다.In the illustrated embodiment, two battery blocks (B) are installed on top of the cooling base 110, but in the present invention, the number of battery blocks (B) installed can be increased or decreased within a predictable range.

배터리블록(B)은 셀조립체(120), 지지체(130), 마감체(140)를 포함한다.The battery block (B) includes a cell assembly 120, a support 130, and a closing body 140.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 셀조립체의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 셀조립체의 분해사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 셀조립체의 분해 정면도이다.4 is a perspective view of a cell assembly of a high-power battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, and FIG. 5 is a cell assembly of a high-power battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention. 6 is an exploded front view of a cell assembly of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention.

셀조립체(120)는 상단에 단자(121a)가 마련되는 배터리셀(121); 배터리셀(121)이 내부 중앙에 삽입 설치되는 셀프레임(122); 셀프레임(122)의 내부 일측에 삽입 설치되는 냉각플레이트(123); 셀프레임(122)의 내부 타측에 삽입 설치되는 마감패드(124);를 포함한다.The cell assembly 120 includes a battery cell 121 having a terminal 121a provided at the top; a cell frame 122 in which the battery cell 121 is inserted and installed in the center; a cooling plate 123 inserted into one side of the cell frame 122; It includes; a closing pad 124 inserted and installed on the other side of the cell frame 122.

냉각플레이트(123)는 온도가 상대적으로 낮은 냉각베이스(110)와 온도가 상대적으로 높은 배터리셀(121)의 열교환을 통해 배터리셀(121)의 온도를 낮출 수 있도록 하는 것으로, 냉각베이스(110)의 상단면에 밀착되는 냉각베이스 접촉부(123a)가 하단에 절곡 형성되고, 일측면이 배터리셀(121)과 밀착된다.The cooling plate 123 is to lower the temperature of the battery cell 121 through heat exchange between the cooling base 110 having a relatively low temperature and the battery cell 121 having a relatively high temperature, and the cooling base 110 The cooling base contact portion 123a in close contact with the top surface of is formed bent at the bottom, and one side is in close contact with the battery cell 121.

냉각플레이트(123)는 내부심재가 복합적인 재료로 구성된 대면적 구조의 것이 바람직하며, 내부심재로 인해 전면에서 응축 또는 증발이 가능하여 열원의 위치가 자유로운 베이퍼챔버(Vapor Chamber) 또는 증기챔버 방식의 것을 사용할 수 있다.The cooling plate 123 preferably has a large-area structure in which the inner core is made of a composite material, and it is possible to condense or evaporate from the front due to the inner core, so that the location of the heat source is free. that can be used

또한, 냉각플레이트(123)는 강도와 내부식성이 확보되는 스테인리스재질로, 내부증발부의 필터가 다공질(5-7마이크로)로 구성되어 증발시 증발량을 높여 방열효율이 극대화되도록 하고, 베이퍼 챔버 내부 진공을 강제 배기함으로써 진공도을 자유롭게 조정하고, 높은 진공도로 매체의 보이링 포인트을 최저점으로 유지할 수 있도록 하는 것이 좋다.In addition, the cooling plate 123 is made of stainless steel that ensures strength and corrosion resistance, and the filter of the internal evaporation unit is made of a porous material (5-7 microns) to increase the amount of evaporation during evaporation to maximize heat dissipation efficiency, and the vacuum inside the vapor chamber It is preferable to freely adjust the degree of vacuum by forcibly evacuating, and to maintain the voiding point of the medium at the lowest point with a high degree of vacuum.

마감패드(124)는 완충성이 있는 재질로, 배터리셀(121)의 타측면에 밀착 설치되어 배터리셀(121)을 보호하는 동시에 배터리셀(121)의 부풀음 변형에 안정적으로 대응할 수 있도록 한다.The finishing pad 124 is a material having a buffering property and is installed in close contact with the other side of the battery cell 121 to protect the battery cell 121 and at the same time to stably respond to swelling and deformation of the battery cell 121 .

적층 셀조립체(120)의 각 배터리셀(121)은 적층 셀조립체(120)의 상단에 설치되는 회로기판(미도시)을 통해 전기 회로적으로 접속된다.Each battery cell 121 of the stacked cell assembly 120 is electrically connected through a circuit board (not shown) installed on top of the stacked cell assembly 120 .

지지체(130)는 좌우방향으로 밀착 적층되는 셀조립체(120)를 지지하는 부분으로, 적층 셀조립체(120)의 양측에 설치된다.The support body 130 is a part that supports the cell assembly 120 closely stacked in the left and right directions, and is installed on both sides of the stacked cell assembly 120 .

도 7은 본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈의 지지체의 분해사시도이다.7 is an exploded perspective view of a support of a high-output battery module for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention.

지지체(130)는 셀조립체(120)의 셀프레임(122)에 밀착되는 합성수지재의 지지프레임(131)의 내부 외측에 금속재의 보강플레이트(132)가 설치된 형태를 가진다.The support 130 has a form in which reinforcing plates 132 made of metal are installed on the inside and outside of the support frame 131 made of synthetic resin that is in close contact with the cell frame 122 of the cell assembly 120.

한 쌍의 지지체(130)와 그 사이에 설치되는 다수의 셀조립체(120)는 체결부가 일측 지지체(130)의 보강플레이트(132)로부터 각 셀조립체(120)의 셀프레임(122)을 관통하고 타측 지지체(130)의 보강플레이트(132)의 외측으로 돌출되는 체결볼트를 통해 체결 고정된다.In the pair of supports 130 and the plurality of cell assemblies 120 installed therebetween, the fastening part penetrates the cell frame 122 of each cell assembly 120 from the reinforcing plate 132 of one side support 130, and It is fastened and fixed through fastening bolts protruding outward of the reinforcing plate 132 of the other side support 130 .

마감체(140)는 좌우방향으로 밀착 적층되는 셀조립체(120)의 상단부분을 마감하는 부분으로, 적층 셀조립체120)의 상단에 설치된다.The finishing body 140 is a part that closes the upper end of the cell assembly 120 that is tightly stacked in the left and right directions, and is installed at the top of the stacked cell assembly 120.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈(100)은 셀프레임(122)에 배터리셀(121)과 냉각플레이트(123), 마감패드(124)를 설치하여 간편하게 셀조립체(120)를 제조할 수 있게 되고, 한 쌍의 지지체(130)를 통해 좌우방향으로 적층되는 다수의 셀조립체(120)를 견고하게 지지할 수 있게 되고, 하나 이상의 배터리블록(B)을 냉각베이스(110)에 설치하여 간편하게 전기자동차용 고출력 배터리모듈(100)을 완성할 수 있게 된다.The high-output battery module 100 for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention is a simple cell assembly by installing battery cells 121, cooling plates 123, and finishing pads 124 in a cell frame 122. 120 can be manufactured, it is possible to firmly support a plurality of cell assemblies 120 stacked in the left and right directions through a pair of supports 130, and one or more battery blocks (B) as a cooling base (110), it is possible to easily complete the high-output battery module 100 for an electric vehicle.

냉각플레이트(123)는 배터리셀(121)의 타측면에 밀착 설치되어 판형의 진공챔버를 포함한다.The cooling plate 123 is installed in close contact with the other side of the battery cell 121 and includes a plate-shaped vacuum chamber.

또한 셀프레임(122) 내부 중앙에 배터리셀(121)이 삽입 설치될 때, 배터리셀 상단의 단자(121a)의 높이를 상이하게 하여 오조립을 방지할 수 있다.In addition, when the battery cell 121 is inserted and installed in the center of the cell frame 122, the height of the terminal 121a on the top of the battery cell is different to prevent erroneous assembly.

본 발명에 따른 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리모듈(100)은 하단의 냉각베이스 접촉부(123a)가 냉각베이스(110)에 밀착되고 일측면이 배터리셀(121)의 일측면과 밀착되는 냉각플레이트(123)가 내부심재로 인해 전면에서 응축 및 증발이 가능한 형태이므로 사용과정에서 배터리셀(121)을 효율적으로 냉각할 수 있게 된다.In the high-output battery module 100 for an electric vehicle equipped with a hybrid thermal management system according to the present invention, the cooling base contact portion 123a at the bottom is in close contact with the cooling base 110 and one side is close to one side of the battery cell 121. Since the cooling plate 123 in close contact can be condensed and evaporated from the front side due to the inner core material, the battery cell 121 can be efficiently cooled during use.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventors has been specifically described according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and can be changed in various ways without departing from the gist of the invention.

100 : 전기자동차용 고출력 배터리모듈
110 : 냉각베이스
120 : 셀조립체
121 : 배터리셀
122 : 셀프레임
123 : 냉각플레이트
123a : 냉각베이스 접촉부
124 : 마감패드
130 : 지지체
131 : 지지프레임
132 : 보강플레이트
140 : 마감체100: high power battery module for electric vehicles
110: cooling base
120: cell assembly
121: battery cell
122: cell frame
123: cooling plate
123a: cooling base contact
124: finishing pad
130: support
131: support frame
132: reinforcement plate
140: closing body

Claims (6)

배터리블록(B)의 각 배터리셀(121)의 냉각을 위한 냉각수가 순환되는 냉각베이스(110);
한 쌍의 지지체(130) 사이에 다수의 셀조립체(120)가 설치된 형태이고, 냉각베이스(110)의 상단에 고정 설치되는 배터리블록(B);을 포함하고,
배터리블록(B)은,
셀프레임(122)의 내부 중앙에 배터리셀(121)이 삽입 설치되고, 셀프레임(122)의 내부 일측에 냉각플레이트(123)가 삽입 설치되고, 셀프레임(122)의 내부 타측에 마감패드(124)가 삽입 설치된 다수의 셀조립체(120);
좌우방향으로 밀착 적층되는 다수의 셀조립체(120)의 양측에 설치되는 지지체(130);
좌우방향으로 밀착 적층되는 다수의 셀조립체(120)의 상단에 설치되는 마감체(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈.a cooling base 110 through which coolant for cooling each battery cell 121 of the battery block B is circulated;
A plurality of cell assemblies 120 are installed between a pair of supports 130, and a battery block (B) fixedly installed on top of the cooling base 110; includes,
The battery block (B) is,
The battery cell 121 is inserted and installed in the inner center of the cell frame 122, the cooling plate 123 is inserted and installed on one side of the inner side of the cell frame 122, and the finishing pad ( 124) is inserted into a plurality of cell assemblies 120;
Supports 130 installed on both sides of the plurality of cell assemblies 120 that are closely stacked in the left and right directions;
A high-output battery module for an electric vehicle, characterized in that it includes; a finishing body 140 installed on top of a plurality of cell assemblies 120 that are closely stacked in the left and right directions. 제1항에 있어서,
냉각플레이트(123)의 일측면이 배터리셀(121)과 밀착되고, 냉각플레이트(123)의 하단에 냉각베이스(110)의 상단면에 밀착되는 냉각베이스 접촉부(123a)가 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈.According to claim 1,
One side of the cooling plate 123 is in close contact with the battery cell 121, and the cooling base contact portion 123a, which is in close contact with the upper surface of the cooling base 110, is bent at the lower end of the cooling plate 123. High-output battery module for electric vehicles. 제1항에 있어서,
지지체(130)는 셀조립체(120)의 셀프레임(122)에 밀착되는 합성수지재의 지지프레임(131)의 내부 외측에 금속재의 보강플레이트(132)가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈.According to claim 1,
In the support body 130, a reinforcing plate 132 made of metal is installed on the inside and outside of the support frame 131 made of synthetic resin in close contact with the cell frame 122 of the cell assembly 120. High-power battery module for an electric vehicle. 제1항에 있어서,
셀프레임(122) 내부 중앙에 배터리셀(121)이 삽입 설치될 때, 배터리셀 상단의 단자(121a)의 높이를 상이하게 하여 오조립을 방지하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈.According to claim 1,
A high-output battery module for an electric vehicle, characterized in that when the battery cell 121 is inserted and installed in the center of the cell frame 122, the height of the terminal 121a on the top of the battery cell is different to prevent misassembly. 제1항에 있어서,
마감패드(124)를 적용함으로써 배터리셀(121)이 동작하는 과정에서 발생하는 열에 의한 부풀음 변형에 안정적으로 대응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈.According to claim 1,
A high-output battery module for an electric vehicle, characterized in that by applying the finishing pad 124, it can stably respond to swelling and deformation caused by heat generated during the operation of the battery cell 121. 제1항에 있어서,
냉각플레이트(123)는 배터리셀(121)의 타측면에 밀착 설치되어 판형의 진공챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고출력 배터리모듈.
According to claim 1,
The cooling plate 123 is closely installed on the other side of the battery cell 121 to include a plate-shaped vacuum chamber.
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