KR20230173375A - Cooling device for battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메인유로가 배터리 위치에 골고루 분포되면서 냉각수를 흐르게 하여 배터리의 냉각성능 및 효율을 향상시키는 배터리 냉각장치에 관한 것으로, 본 발명에서는, 내부에 메인유로가 형성되어 배터리팩과 열교환되고, 메인유로의 입구를 통해 유입되는 냉각수가 지그재그 형태로 전체적으로 순환된 후 출구를 통해 토출되는 쿨링판넬; 상기 쿨링판넬의 일측을 막는 형상으로 결합되고, 인렛을 통해 유입되는 냉각수가 메인유로 내에 유입되도록 인렛과 메인유로의 입구가 연통하여 형성된 제1사이드판넬; 상기 쿨링판넬의 타측을 막는 형상으로 결합되고, 메인유로의 출구를 통해 토출되는 냉각수가 아웃렛을 통해 토출되도록 아웃렛과 메인유로의 출구가 연통하여 형성된 제2사이드판넬;을 포함하는 배터리 냉각장치가 소개된다.The present invention relates to a battery cooling device that improves the cooling performance and efficiency of the battery by flowing coolant while the main flow path is evenly distributed at the battery location. In the present invention, the main flow path is formed inside to exchange heat with the battery pack, and the main flow path is formed inside the battery pack to exchange heat with the battery pack. A cooling panel in which the coolant flowing in through the inlet of the flow path is circulated throughout in a zigzag shape and then discharged through the outlet; A first side panel coupled in a shape that blocks one side of the cooling panel, and formed by communicating the inlet and the main flow passage entrance so that coolant flowing through the inlet flows into the main flow passage; A battery cooling device including a second side panel is coupled in a shape that blocks the other side of the cooling panel, and is formed by communicating the outlet of the main flow path with the outlet so that the coolant discharged through the outlet of the main flow path is discharged through the outlet. do.
Description
본 발명은 판넬에 형성된 유로가 배터리 위치에 골고루 분포되어 냉각수를 유동함으로써, 배터리의 냉각성능 및 효율을 향상시키는 배터리 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cooling device that improves the cooling performance and efficiency of the battery by allowing coolant to flow through the flow path formed in the panel evenly distributed at the battery location.
하이브리드 자동차를 비롯하여 전기자동차나 연료전지 자동차에는 차량 구동을 위한 전기에너지를 공급하기 위해 고전압 배터리가 사용된다.High-voltage batteries are used in hybrid vehicles, electric vehicles, and fuel cell vehicles to supply electrical energy to drive the vehicle.
이 같은 고전압 배터리는 사용 전류량이 크고, 내부에서 발생되는 열이 상당히 많으므로, 고전압 배터리가 사용되는 자동차에는 고전압 배터리를 냉각하기 위한 냉각시스템이 마련된다.Such high-voltage batteries use a large amount of current and generate a lot of heat internally, so cars using high-voltage batteries are equipped with a cooling system to cool the high-voltage battery.
특히, 차량의 주행거리를 증가시키기 위해 보편적으로 배터리 용량을 증가시키게 됨으로써, 냉각시스템의 성능 향상에 대한 기술개발이 점차 중요해지고 있다.In particular, as battery capacity is generally increased to increase the driving range of vehicles, technology development for improving the performance of cooling systems is becoming increasingly important.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledgment that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 판넬에 형성된 유로를 배터리 위치에 골고루 분포시켜 냉각수를 유동함으로써, 배터리의 냉각성능 및 효율을 향상시키는 배터리 냉각장치를 제공하는 데 있다.The present invention was devised to solve the above-described problems, and its object is to provide a battery cooling device that improves the cooling performance and efficiency of the battery by flowing coolant by evenly distributing the flow path formed in the panel to the battery location.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 내부에 메인유로가 형성되어 배터리팩과 열교환되고, 메인유로의 입구를 통해 유입되는 냉각수가 지그재그 형태로 전체적으로 순환된 후 출구를 통해 토출되는 쿨링판넬; 상기 쿨링판넬의 일측을 막는 형상으로 결합되고, 인렛을 통해 유입되는 냉각수가 메인유로 내에 유입되도록 인렛과 메인유로의 입구가 연통하여 형성된 제1사이드판넬; 상기 쿨링판넬의 타측을 막는 형상으로 결합되고, 메인유로의 출구를 통해 토출되는 냉각수가 아웃렛을 통해 토출되도록 아웃렛과 메인유로의 출구가 연통하여 형성된 제2사이드판넬;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The configuration of the present invention to achieve the above object is that a main flow path is formed inside to exchange heat with the battery pack, and the cooling water flowing in through the inlet of the main flow path is circulated overall in a zigzag shape and then discharged through the outlet. panel; A first side panel coupled in a shape that blocks one side of the cooling panel, and formed by communicating the inlet and the main flow passage entrance so that coolant flowing through the inlet flows into the main flow passage; A second side panel is coupled in a shape that blocks the other side of the cooling panel, and is formed by communicating the outlet of the main flow path with the outlet so that the coolant discharged through the outlet of the main flow path is discharged through the outlet. there is.
상기 메인유로의 양측면이 개방되는 형상이 되고, 메인유로의 양측면 중에서 입구와 출구를 제외한 나머지 부분이 제1사이드판넬 및 제2사이드판넬에 각각 밀착되어 막혀질 수 있다.Both sides of the main flow path are open, and the remaining portions of both sides of the main flow path except the inlet and outlet can be blocked by being in close contact with the first side panel and the second side panel, respectively.
상기 쿨링판넬의 내부에 소정 간격을 두고 복수의 격벽이 나란하게 형성되어 메인유로의 통로가 구획되고, 격벽의 일단과 타단이 차례대로 번갈아가며 개방 형성되어 메인유로가 지그재그 형상으로 형성될 수 있다.A plurality of partition walls are formed side by side at a predetermined interval inside the cooling panel to define a main passageway, and one end and the other end of the partition walls are alternately opened to form the main flow path in a zigzag shape.
상기 쿨링판넬의 일측에 접하는 제1사이드판넬의 내부에 길이방향을 따라 제1사이드유로가 형성되고, 제1사이드유로 내에 인렛이 형성되며, 제1사이드유로 중에서 메인유로의 입구에 대응하는 부분만 개구 형성되어 제1사이드유로를 통해 인렛과 메인유로의 입구가 연통되며; 상기 쿨링판넬의 타측에 접하는 제2사이드판넬의 내부에 길이방향을 따라 제2사이드유로가 형성되고, 제2사이드유로 내에 아웃렛이 형성되며, 제2사이드유로 중에서 메인유로의 출구에 대응하는 부분만 개구 형성되어 제2사이드유로를 통해 아웃렛과 메인유로의 출구가 연통될 수 있다.A first side passage is formed along the longitudinal direction inside the first side panel adjacent to one side of the cooling panel, and an inlet is formed within the first side passage, and only the portion of the first side passage corresponding to the inlet of the main passage is formed. An opening is formed so that the inlet and the entrance of the main flow path communicate through the first side flow path; A second side passage is formed along the longitudinal direction inside the second side panel in contact with the other side of the cooling panel, an outlet is formed within the second side passage, and only the portion of the second side passage corresponding to the outlet of the main passage is formed. An opening is formed so that the outlet and the outlet of the main flow path can communicate through the second side flow path.
상기 인렛과 멀리 위치한 메인유로의 단면적이 인렛과 가깝게 위치한 메인유로의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.The cross-sectional area of the main flow path located far from the inlet may be formed to be smaller than the cross-sectional area of the main flow path located close to the inlet.
상기 인렛과 멀리 위치한 쿨링판넬의 끝부분에서 메인유로보다 단면적이 작은 서브유로가 제1사이드판넬과 제2사이드판넬 사이에 연결될 수 있다.At the end of the cooling panel located far from the inlet, a sub-passage having a smaller cross-sectional area than the main flow path may be connected between the first side panel and the second side panel.
상기 쿨링판넬이 배터리팩의 전후 길이방향을 따라 복수 연결되어 인렛을 통해 유입되는 냉각수가 각 쿨링판넬 내부에 배분될 수 있다.A plurality of cooling panels are connected along the front and rear longitudinal directions of the battery pack, so that coolant flowing in through the inlet can be distributed inside each cooling panel.
제1,2사이드판넬이 쿨링판넬의 전방으로 돌출되어, 돌출된 제1,2사이드판넬 사이에 결합되면서 쿨링판넬의 전단을 막는 형상으로 결합되는 프론트판넬; 쿨링판넬과 제1,2사이드판넬의 후단을 막는 형상으로 결합되는 리어판넬;을 더 포함할 수 있다.A front panel in which the first and second side panels protrude in front of the cooling panel and is coupled between the protruding first and second side panels in a shape that prevents the shear of the cooling panel; It may further include a rear panel coupled in a shape that blocks the cooling panel and the rear ends of the first and second side panels.
상기 쿨링판넬들과, 제1사이드판넬과, 제2사이드판넬과, 프론트판넬 및 리어판넬이 접하는 부분의 높이가 모두 일치되고, 일치되어 접하는 부분을 용접할 수 있다.The heights of the contact parts between the cooling panels, the first side panel, the second side panel, the front panel, and the rear panel all match, and the contact parts can be welded.
상기 쿨링판넬, 제1사이드판넬, 제2사이드판넬과 접하는 프론트판넬 및 리어판넬에는 그 접하는 부분에만 용접리브가 각각 돌출 형성되어, 용접리브에 마찰교반용접이 이루어질 수 있다.Welding ribs are formed to protrude only at the contact portions of the front panel and rear panel that are in contact with the cooling panel, first side panel, and second side panel, so that friction stir welding can be performed on the welding ribs.
상기 쿨링판넬과 프론트판넬을 1차 용접하고, 쿨링판넬들을 2차 용접하며, 쿨링판넬과 제1,2사이드판넬과 리어판넬을 3차 용접하고, 쿨링판넬과 프론트판넬과 제1,2사이드판넬을 4차 용접하되, 4차 용접시 리어판넬에서 프론트판넬 방향으로 용접이 이루어질 수 있다.The cooling panel and the front panel are first welded, the cooling panels are secondarily welded, the cooling panel, the first and second side panels, and the rear panel are thirdly welded, and the cooling panel, the front panel, and the first and second side panels are welded. 4th welding, but during the 4th welding, welding can be done from the rear panel to the front panel.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 판넬 내부에 형성된 유로를 따라 냉각수가 유동하여 배터리 전체에 골고루 순환 유동되면서 배터리와 열교환됨으로써, 배터리에 열전달이 이루어질 수 있는 시간을 충분하게 확보하여 배터리의 냉각효율 및 냉각성능을 크게 향상시키게 된다.Through the above-described problem solving means, the present invention allows coolant to flow along the flow path formed inside the panel and circulate evenly throughout the entire battery to exchange heat with the battery, thereby ensuring sufficient time for heat transfer to the battery and cooling the battery. Efficiency and cooling performance are greatly improved.
도 1는 본 발명의 배터리 냉각장치를 구현하는 판넬들이 조립된 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 배터리 냉각장치에 의해 형성되는 메인유로를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 쿨링판넬을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 사이드판넬을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 쿨링판넬과 사이드판넬을 분리하여 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 쿨링판넬과 사이드판넬의 결합관계를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 1의 'A'부분을 확대하여 도시한 도면.
도 8은 도 1의 'B'부분을 확대하여 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 프론트판넬에 형성된 용접리브를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 리어판넬에 형성된 용접리브를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명에서 판넬 간 용접순서와 진행방향을 설명하기 위한 도면.Figure 1 is a diagram showing the assembled state of panels implementing the battery cooling device of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the main flow path formed by the battery cooling device of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a cooling panel according to the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a side panel according to the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the cooling panel and side panel separated according to the present invention.
Figure 6 is a diagram for explaining the coupling relationship between the cooling panel and the side panel according to the present invention.
Figure 7 is an enlarged view of part 'A' of Figure 1.
Figure 8 is an enlarged view of part 'B' of Figure 1.
Figure 9 is a view for explaining welding ribs formed on the front panel of the present invention.
Figure 10 is a view for explaining the welding rib formed on the rear panel of the present invention.
Figure 11 is a diagram for explaining the welding sequence and direction between panels in the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부" 는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 발명의 배터리 냉각장치에 대해 설명하기에 앞서, 도 1을 참조하여 배터리시스템에 대해 간단하게 설명하면 차량의 플로어 하부에 판넬 조립구조로 배터리 냉각장치가 설치되고, 상기 판넬 조립구조 위에 배터리팩이 접촉되는 상태로 안착될 수 있다.Before explaining the battery cooling device of the present invention, the battery system will be briefly described with reference to FIG. 1. A battery cooling device is installed in a panel assembly structure at the bottom of the floor of a vehicle, and a battery pack is installed on the panel assembly structure. It can be seated in a contact state.
특히, 쿨링판넬(100)의 내부에 메인유로(110)가 형성되고, 사이드판넬의 내부에 사이드유로가 형성됨으로써, 각 판넬의 유로를 유동하는 냉각수와 배터리팩 간의 열교환이 이루어지게 되어, 배터리를 냉각시키게 된다.In particular, the
한편, 도 1는 본 발명의 배터리 냉각장치를 구현하는 판넬들이 조립된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 배터리 냉각장치에 의해 형성되는 메인유로(110)를 나타낸 도면이다.Meanwhile, Figure 1 is a diagram showing the assembled state of panels implementing the battery cooling device of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing the
도면을 참조하면, 본 발명은 내부에 메인유로(110)가 형성되어 배터리팩과 열교환되고, 메인유로(110)의 입구(112)를 통해 유입되는 냉각수가 지그재그 형태로 전체적으로 순환된 후 출구(114)를 통해 토출되는 쿨링판넬(100); 상기 쿨링판넬(100)의 일측을 막는 형상으로 결합되고, 인렛(220)을 통해 유입되는 냉각수가 메인유로(110) 내에 유입되도록 인렛(220)과 메인유로(110)의 입구(112)가 연통하여 형성된 제1사이드판넬(200); 상기 쿨링판넬(100)의 타측을 막는 형상으로 결합되고, 메인유로(110)의 출구(114)를 통해 토출되는 냉각수가 아웃렛(320)을 통해 토출되도록 아웃렛(320)과 메인유로(110)의 출구(114)가 연통하여 형성된 제2사이드판넬(300);을 포함하여 구성이 된다.Referring to the drawing, in the present invention, a
구체적으로, 배터리팩은 여러 개의 배터리모듈이 전후 및 좌우 방향으로 정렬된 상태로 조립되어 구성이 된다.Specifically, a battery pack is constructed by assembling multiple battery modules aligned in front-to-back and left-right directions.
그리고, 쿨링판넬(100)의 내부에 메인유로(110)가 형성되고, 메인유로(110)가 좌우로 지그재그 형상을 그리며 쿨링판넬(100) 전체에 형성되어, 냉각수가 쿨링판넬(100) 전체를 골고루 순환하면서 유동된다.In addition, the
이러한, 메인유로(110)의 양단에는 냉각수를 유입하기 위한 입구(112)와 함께, 메인유로(110) 내부에 유입된 냉각수를 토출시키기 위한 출구(114)가 각각 형성된다.At both ends of the
메인유로(110)의 입구(112)는 쿨링판넬(100)의 일측을 향해 개구 형성되고, 메인유로(110)의 출구(114)는 쿨링판넬(100)의 타측을 향해 개구 형성된다.The
아울러, 제1사이드판넬(200)에 인렛(220)이 마련되고, 제1사이드판넬(200)의 측면이 쿨링판넬(100)의 일측에 결합됨으로써, 인렛(220)을 통해 유입되는 냉각수가 메인유로(110)의 입구(112)에 유입된다.In addition, an
또한, 제2사이드판넬(300)에 아웃렛(320)이 마련되고, 제2사이드판넬(300)의 측면이 쿨링판넬(100)의 타측에 결합됨으로써, 메인유로(110)의 출구(114)를 통해 토출되는 냉각수가 아웃렛(320)을 통해 배출된다.In addition, an
즉, 도 1 및 도 2와 같이, 인렛(220)을 통해 제1사이드판넬(200) 내부에 유입되는 냉각수가 메인유로(110) 내에 유입되고, 메인유로(110)에서 토출되는 냉각수는 제2사이드판넬(300) 내부에 유입된 후 아웃렛(320)을 통해 배출되어 냉각수가 순환 유동된다.That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the coolant flowing into the
이처럼, 쿨링판넬(100)과 제1,2사이드판넬(200,300) 내부의 유로를 따라 유동하는 냉각수가 쿨링판넬(100) 및 제1,2사이드판넬(200,300) 전체에 순환 유동되면서 배터리와 열교환됨으로써, 배터리에 열전달이 이루어질 수 있는 시간을 충분하게 확보하여 배터리의 냉각효율 및 냉각성능을 크게 향상시키게 된다.In this way, the coolant flowing along the passage inside the
한편, 도 3은 본 발명에 따른 쿨링판넬(100)을 도시한 도면이다.Meanwhile, Figure 3 is a diagram showing a
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 쿨링판넬(100)이 압출 성형되어 메인유로(110)의 양측면이 개방되는 형상이 되고, 메인유로(110)의 양측면 중에서 입구(112)와 출구(114)를 제외한 나머지 부분이 제1사이드판넬(200) 및 제2사이드판넬(300)에 각각 밀착되어 막혀지는 구조가 된다.Referring to Figures 1 and 3, the
즉, 쿨링판넬(100)이 압출법에 의해 성형됨으로써, 쿨링판넬(100)에 제1,2사이드판넬(200,300)을 조립하기 전에는 메인유로(110)의 입구(112) 및 출구(114) 뿐만 아니라, 나머지 부분도 모두 개방된 상태로 형성된다.That is, since the
이에, 쿨링판넬(100)의 양 측면을 제1사이드판넬(200)과 제2사이드판넬(300)에 의해 막는 형상으로 조립하게 됨으로써, 메인유로(110)의 입구(112)와 출구(114)만 개방되고, 메인유로(110)의 나머지 측면 부분은 모두 막혀지게 되어 메인유로(110)를 따라 냉각수가 유동될 수 있게 된다.Accordingly, both sides of the
아울러, 본 발명은 상기 쿨링판넬(100)의 내부에 전후로 소정 간격을 두고 복수의 격벽(120)이 나란하게 형성되어 메인유로(110)의 통로가 구획되고, 격벽(120)의 일단과 타단이 차례대로 번갈아가며 개방 형성되어 메인유로(110)가 지그재그 형상으로 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, a plurality of
즉, 쿨링판넬(100)의 내부에서 여러 개의 격벽(120)이 좌우 길이방향으로 형성됨으로써, 메인유로(110)를 형성하는 통로들이 격벽(120)에 의해 전후로 구획된다.That is,
또한, 격벽(120)의 좌우측 끝부분이 번갈아가며 개방된 형상으로 형성되어 메인유로(110)가 지그재그 형상으로 형성된다.In addition, the left and right ends of the
부연하면, 쿨링판넬(100)이 압출법에 의해 성형됨으로써, 격벽(120)이 쿨링판넬(100)의 좌우측 끝부분까지 이어지는 형상이 되는바, 메인유로(110)를 형성하는 통로를 따라 좌측 끝부분과 우측 끝부분을 번갈아가며 제거하여 메인유로(110)를 지그재그 형상으로 형성하게 된다.To elaborate, as the
따라서, 메인유로(110)의 입구(112)에 유입되는 냉각수가 입구(112) 반대편에 개방된 부분을 통해 이웃하는 통로로 유동됨으로써, 냉각수가 지그재그 형상의 메인유로(110)를 따라 유동될 수 있게 된다.Therefore, the coolant flowing into the
한편, 도 4는 본 발명에 따른 사이드판넬을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 쿨링판넬(100)과 사이드판넬을 분리하여 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 쿨링판넬(100)과 사이드판넬의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, Figure 4 is a drawing showing a side panel according to the present invention, Figure 5 is a drawing showing the
도면을 참조하면, 상기 쿨링판넬(100)의 일측에 접하는 제1사이드판넬(200)의 내부에 전후 길이방향으로 제1사이드유로(210)가 형성되어 냉각수가 유동하게 된다. Referring to the drawing, a
그리고, 상기 제1사이드유로(210)의 측면 중에서 메인유로(110)의 입구(112)에 대응하는 부분만 개구 형성된다. 또한, 상기 제1사이드유로(210)의 내측 단부에 인렛(220)이 마련되며, 인렛(220)에 쿨링파이프가 연결된다.And, among the side surfaces of the
따라서, 제1사이드유로(210)를 통해 인렛(220)과 메인유로(110)의 입구(112)가 연통되어 인렛(220)에서 유입되는 냉각수가 메인유로(110)의 입구(112)에 유입된다.Therefore, the
아울러, 상기 쿨링판넬(100)의 타측에 접하는 제2사이드판넬(300)의 내부에 전후 길이방향으로 제2사이드유로(310)가 형성되어 냉각수가 유동하게 된다.In addition, a
그리고, 상기 제2사이드유로(310)의 중에서 메인유로(110)의 출구(114)에 대응하는 부분만 개구 형성된다. 또한, 상기 제2사이드유로(310)의 내측 단부에 아웃렛(320)이 마련되며, 아웃렛(320)에 쿨링파이프가 연결된다.And, of the
따라서, 제2사이드유로(310)를 통해 메인유로(110)의 출구(114)와 아웃렛(320)이 연통되어 메인유로(110)의 출구(114)에서 토출되는 냉각수가 제2사이드유로(310)를 거쳐 아웃렛(320)에 배출된다.Therefore, the
더 나아가, 쿨링판넬(100)이 압출됨에 따라 메인유로(110)의 좌우측 끝부분에 위치한 격벽(120) 사이의 단부영역(a)이 개방 형성된다.Furthermore, as the
그리고, 쿨링판넬(100)의 일측을 막는 제1사이드판넬(200)의 내측면과, 쿨링판넬(100)의 타측을 막는 제2사이드판넬(300)의 내측면에 상기 단부영역(a)에 대응하는 형상으로 끼움부(230,330)가 각각 돌출 형성된다.And, the end area (a) is located on the inner surface of the
이에, 상기 끼움부(230,330)가 각 단부영역(a) 내에 끼워지게 됨으로써, 쿨링판넬(100)의 양측에 제1사이드판넬(200) 및 제2사이드판넬(300)이 견고하게 끼움 조립된다.Accordingly, the
바람직하게는, 상기 단부영역(a)이 사각 단면 형상으로 형성되고, 끼움부(230,330)부가 사각 블록 형상으로 형성되어 끼워질 수 있다.Preferably, the end area (a) is formed in a square cross-sectional shape, and the
아울러, 상기 끼움부(230,330) 중에서 메인유로(110)의 입구(112) 및 출구(114)에 해당하는 단부영역(a)에 끼워지는 끼움부(230,330)에는 여러 개의 원통형 통공(232,332)이 관통하여 형성됨으로써, 상기 통공(232,332)을 통해 입구(112) 및 출구(114)가 개방되어 냉각수가 통과하게 된다.In addition, among the fitting parts (230,330), several cylindrical through holes (232,332) are inserted into the end area (a) corresponding to the inlet (112) and outlet (114) of the main flow passage (110). By forming the
참고로, 도 4와 같이 제1사이드판넬(200)과 제2사이드판넬(300) 역시 쿨링판넬(100)과 마찬가지로 압출법에 의해 성형된다. 이에, 제1사이드판넬(200)과 제2사이드판넬(300)에 형성된 제1사이드유로(210) 및 제2사이드유로(310)의 양쪽 끝부분이 인서트에 의해 각각 막혀져 각 사이드유로를 따라 냉각수가 유동될 수 있게 된다.For reference, as shown in FIG. 4, the
더불어, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 인렛(220)과 멀리 위치한 메인유로(110)의 단면적이 인렛(220)과 가깝게 위치한 메인유로(110)의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the cross-sectional area of the
예컨대, 인렛(220)이 제1사이드판넬(200)의 전단에 설치된 경우, 제1사이드판넬(200)의 후단 쪽에 설치된 메인유로(110)의 단면적을 제1사이드판넬(200)의 전단과 가까운 메인유로(110)의 단면적보다 작게 형성한다.For example, when the
이는, 인렛(220)과 멀리 떨어진 메인유로(110)일수록 단면적을 점진적으로 작게 형성할 수 있다.This means that the cross-sectional area can be made progressively smaller the further away the
바람직하게는, 여러 개의 쿨링판넬(100)이 전후로 이어져 설치되는 도 1와 같은 경우, 인렛(220)과 멀리 떨어진 쿨링판넬(100) 전체의 메인유로(110) 단면적을 인렛(220)과 가까운 쿨링판넬(100)의 메인유로(110) 단면적보다 작게 형성할 수 있다.Preferably, in the case as shown in FIG. 1 where
즉, 인렛(220)과 가까운 쿨링판넬(100)에는 냉각수의 공급압력이 높고, 인렛(220)과 멀리 떨어진 쿨링판넬(100)에는 냉각수의 공급압력이 낮아, 인렛(220)과 멀리 떨어진 배터리의 평균온도가 인렛(220)과 가까이 위치한 배터리의 평균 온도보다 높다.That is, the supply pressure of coolant to the
따라서, 인렛(220)과 멀리 떨어진 메인유로(110)의 단면적을 상대적으로 작게 형성하여 해당 위치의 냉각수의 공급압력을 높이게 되는바, 배터리의 전체적인 냉각 효율을 향상시키게 된다. Accordingly, the cross-sectional area of the
더 나아가, 본 발명은 상기 인렛(220)과 멀리 위치한 쿨링판넬(100)의 끝부분에서 메인유로(110)보다 단면적이 작은 서브유로(130)가 제1사이드판넬(200)과 제2사이드판넬(300) 사이에 연결될 수 있다.Furthermore, the present invention provides a sub-passage 130 with a smaller cross-sectional area than the
예컨대, 인렛(220)이 제1사이드판넬(200)의 전단에 설치됨으로써, 제1사이드판넬(200)의 후단 쪽에 위치한 쿨링판넬(100)의 끝부분에서 제1사이드판넬(200)과 제2사이드판넬(300) 사이에 좌우 길이방향으로 연통 형성된다.For example, by installing the
따라서, 인렛(220)과 멀리 떨어진 쿨링판넬(100) 부분에서 냉각수의 공급압력을 높이게 되어 배터리의 냉각 효율을 향상시키게 된다.Accordingly, the supply pressure of the coolant is increased in the part of the
한편, 도 1와 같이 본 발명은 상기 쿨링판넬(100)이 배터리팩의 전후 길이방향을 따라 복수 연결되어 인렛(220)을 통해 유입되는 냉각수가 각 쿨링판넬(100) 내부에 배분될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, in the present invention, a plurality of cooling
예컨대, 전후 길이방향으로 4개의 쿨링판넬(100)이 이어져 결합되는 경우, 각 쿨링판넬(100)마다 메인유로(110)가 형성되고, 각 메인유로(110)는 입구(112) 및 출구(114)를 갖게 된다.For example, when four cooling
이에, 제1사이드유로(210) 내부의 냉각수가 각 쿨링판넬(100)의 입구(112)를 통해 각각의 메인유로(110) 내부에 유입됨으로써, 쿨링판넬(100)에 면접한 배터리와 골고루 열교환이 이루어지게 된다.Accordingly, the coolant inside the
한편, 본 발명은 제1,2사이드판넬(200,300)이 쿨링판넬(100)의 전방으로 돌출되어, 돌출된 제1,2사이드판넬(200,300) 사이에 결합되면서 쿨링판넬(100)의 전단을 막는 형상으로 결합되는 프론트판넬(400); 쿨링판넬(100)과 제1,2사이드판넬(200,300)의 후단을 막는 형상으로 결합되는 리어판넬(500);을 더 포함하여 구성이 된다.Meanwhile, in the present invention, the first and second side panels (200, 300) protrude in front of the cooling panel (100), and are coupled between the protruding first and second side panels (200, 300) to prevent shearing of the cooling panel (100).
바람직하게는, 쿨링판넬(100)의 전면에 프론트판넬(400)의 후면이 결합되고, 제1,2사이드판넬(200,300)의 내측면에 프론트판넬(400) 전단의 양측면이 결합된다.Preferably, the rear of the
그리고, 쿨링판넬(100)의 후면과 제1,2사이드판넬(200,300)의 후면에 리어판넬(500)의 전면이 결합된다. 즉, 쿨링판넬(100)의 좌우에 제1사이드판넬(200) 및 제2사이드판넬(300)이 결합되고, 쿨링판넬(100)의 전후에 프론트판넬(400) 및 리어판넬(500)이 결합되어, 판넬 조립구조로 배터리 냉각장치를 구현하게 된다.Then, the front of the
아울러, 도 7은 도 1의 'A'부분을 확대하여 도시한 도면이고, 도 8은 도 1의 'B'부분을 확대하여 도시한 도면으로, 상기 판넬들은 용접 방식에 의해 결합된다.In addition, Figure 7 is an enlarged view of part 'A' of Figure 1, and Figure 8 is an enlarged view of part 'B' of Figure 1, and the panels are joined by welding.
도면을 참조하면, 상기 쿨링판넬(100)들과, 제1사이드판넬(200)과, 제2사이드판넬(300)과, 프론트판넬(400) 및 리어판넬(500)이 접하는 부분의 높이가 모두 일치되고, 일치되어 접하는 부분을 마찰교반용접에 의해 용접할 수 있다.Referring to the drawing, the heights of the contact areas between the cooling
예컨대, 여러 개로 이어지는 쿨링판넬(100)들 간에 접하는 부분의 높이를 일치시키고, 쿨링판넬(100)과 제1사이드판넬(200) 및 제2사이드판넬(300)이 접하는 부분의 높이를 일치시킨다.For example, the heights of contact parts between multiple cooling
그리고, 쿨링판넬(100)과 프론트판넬(400)이 접하는 부분의 높이를 일치시키고, 쿨링판넬(100)과 리어판넬(500)이 접하는 부분의 높이를 일치시키며, 제1사이드판넬(200) 및 제2사이드판넬(300)과 프론트판넬(400) 및 리어판넬(500)이 접하는 부분의 높이를 일치시켜, 일치된 부분들을 용접하게 된다.In addition, the height of the contact area between the cooling
즉, 마찰교반용접은 용접부위를 따라 용접툴을 회전시켜 발생하는 마찰열을 이용하여 접합하는 용접방식으로, 각 판넬들이 접하는 구간에 높이 단차를 없애 용접작업을 수행함으로써 용접 품질을 향상시켜 수밀 성능을 확보하게 된다.In other words, friction stir welding is a welding method that uses frictional heat generated by rotating the welding tool along the welding area. By performing welding work by eliminating height steps in the area where each panel touches, the welding quality is improved and watertight performance is improved. secured.
도 9는 본 발명의 프론트판넬(400)에 형성된 용접리브(410)를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 리어판넬(500)에 형성된 용접리브(510)를 설명하기 위한 도면이다.Figure 9 is a diagram for explaining the
도면을 참조하면, 상기 쿨링판넬(100), 제1사이드판넬(200), 제2사이드판넬(300)과 접하는 프론트판넬(400) 및 리어판넬(500)에는 그 접하는 부분에만 용접리브(410,510)가 각각 돌출 형성되어, 용접리브(410,510)에 마찰교반용접이 이루어지게 된다.Referring to the drawings, the
즉, 프론트판넬(400)과 리어판넬(500)에 용접이 필요한 부분에만 용접리브(410,510)를 형성하여 용접리브(410,510)와 접하는 판넬에 용접작업을 진행하는 반면, 용접이 필요하지 않은 판넬부분은 얇은 판 형상으로 형성함으로써, 프론트판넬(400)과 리어판넬(500)을 경량화시키게 된다.That is, welding
아울러, 도 11을 참조하면, 본 발명은 상기 쿨링판넬(100)과 프론트판넬(400)을 1차 용접하고, 쿨링판넬(100)들을 2차 용접하며, 쿨링판넬(100)과 제1,2사이드판넬(200,300)과 리어판넬(500)을 3차 용접하고, 쿨링판넬(100)과 프론트판넬(400)과 제1,2사이드판넬(200,300)을 4차 용접하되, 4차 용접시 리어판넬(500)에서 프론트판넬(400) 방향으로 용접이 이루어지게 된다.In addition, referring to FIG. 11, the present invention involves first welding the
예컨대, 마찰교반용접에 의해 각 판넬들을 서로 구조적으로 접합하는 것으로, 먼저 ① ~ ⑦ 라인을 화살표에 표시한 방향으로 순차적으로 용접하고, ⑧ 라인을 용접한다.For example, by structurally joining each panel to each other by friction stir welding, first,
이때에, ① ~ ⑦ 라인의 경우, 용접이 끝나는 지점에 엔드홀(END HOLE)의 용접흔이 발생하지만, ⑧ 라인의 경우 용접이 끝나는 지점에 사이드판넬과 용접리브와 높이가 일치하는 캡부재를 추가적으로 두어 사이드판넬과 리어판넬(500)의 용접 끝부분에 엔드홀이 발생하는 것을 방지하게 된다.At this time, in the case of
이어서, ⑨, ⑩ 라인을 따라 용접하여 제1,2사이드판넬(200,300)과, 프론트판넬(400), 쿨링판넬(100), 리어판넬(500)을 접합하면서 ① ~ ⑦ 라인에서 발생한 엔드홀을 메우게 된다.Next, weld along
상술한 바와 같이, 본 발명은 쿨링판넬 및 사이드판넬 내부에 유로를 따라 냉각수가 유동하여 배터리 전체에 골고루 순환 유동되면서 배터리와 열교환됨으로써, 배터리에 열전달이 이루어질 수 있는 시간을 충분하게 확보하여 배터리의 냉각효율 및 냉각성능을 크게 향상시키게 된다.As described above, in the present invention, the coolant flows along the flow path inside the cooling panel and the side panel and circulates evenly throughout the entire battery to exchange heat with the battery, thereby ensuring sufficient time for heat transfer to the battery and cooling the battery. Efficiency and cooling performance are greatly improved.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Meanwhile, although the present invention has been described in detail only with respect to the above-mentioned specific examples, it is clear to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the technical scope of the present invention, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended patent claims. .
100 : 쿨링판넬
110 : 메인유로
112 : 입구
114 : 출구
120 : 격벽
130 : 서브유로
200 : 제1사이드판넬
210 : 제1사이드유로
220 : 인렛
230 : 끼움부
232 : 통공
300 : 제2사이드판넬
310 : 제2사이드유로
320 : 아웃렛
330 : 끼움부
332 : 통공
400 : 프론트판넬
410 : 용접리브
500 : 리어판넬
510 : 용접리브100: Cooling panel
110: Main Euro
112: Entrance
114: exit
120: bulkhead
130: Sub Euro
200: 1st side panel
210: 1st side passage
220: inlet
230: Fitting part
232: Tonggong
300: 2nd side panel
310: 2nd side passage
320: outlet
330: Fitting part
332: Tonggong
400: Front panel
410: welding rib
500: Rear panel
510: weld rib
Claims (11)
상기 쿨링판넬의 일측을 막는 형상으로 결합되고, 인렛을 통해 유입되는 냉각수가 메인유로 내에 유입되도록 인렛과 메인유로의 입구가 연통하여 형성된 제1사이드판넬;
상기 쿨링판넬의 타측을 막는 형상으로 결합되고, 메인유로의 출구를 통해 토출되는 냉각수가 아웃렛을 통해 토출되도록 아웃렛과 메인유로의 출구가 연통하여 형성된 제2사이드판넬;을 포함하는 배터리 냉각장치.A cooling panel in which a main flow path is formed inside to exchange heat with the battery pack, and the coolant flowing in through the inlet of the main flow path is circulated throughout in a zigzag shape and then discharged through the outlet;
A first side panel coupled in a shape that blocks one side of the cooling panel, and formed by communicating the inlet and the main flow passage entrance so that coolant flowing through the inlet flows into the main flow passage;
A second side panel is coupled to the other side of the cooling panel in a shape to block the other side of the cooling panel, and is formed by communicating the outlet of the main flow path with the outlet so that the coolant discharged through the outlet of the main flow path is discharged through the outlet.
상기 메인유로의 양측면이 개방되는 형상이 되고, 메인유로의 양측면 중에서 입구와 출구를 제외한 나머지 부분이 제1사이드판넬 및 제2사이드판넬에 각각 밀착되어 막혀지는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 1,
A battery cooling device characterized in that both sides of the main passage are open, and the remaining portions of both sides of the main passage except the inlet and outlet are tightly closed to the first side panel and the second side panel, respectively.
상기 쿨링판넬의 내부에 소정 간격을 두고 복수의 격벽이 나란하게 형성되어 메인유로의 통로가 구획되고, 격벽의 일단과 타단이 차례대로 번갈아가며 개방 형성되어 메인유로가 지그재그 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 1,
A plurality of partition walls are formed in parallel at predetermined intervals inside the cooling panel to define the passage of the main flow path, and one end and the other end of the partition walls are alternately opened in turn, forming the main flow path in a zigzag shape. Battery cooling device.
상기 쿨링판넬의 일측에 접하는 제1사이드판넬의 내부에 길이방향을 따라 제1사이드유로가 형성되고, 제1사이드유로 내에 인렛이 형성되며, 제1사이드유로 중에서 메인유로의 입구에 대응하는 부분만 개구 형성되어 제1사이드유로를 통해 인렛과 메인유로의 입구가 연통되며;
상기 쿨링판넬의 타측에 접하는 제2사이드판넬의 내부에 길이방향을 따라 제2사이드유로가 형성되고, 제2사이드유로 내에 아웃렛이 형성되며, 제2사이드유로 중에서 메인유로의 출구에 대응하는 부분만 개구 형성되어 제2사이드유로를 통해 아웃렛과 메인유로의 출구가 연통되는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 1,
A first side passage is formed along the longitudinal direction inside the first side panel adjacent to one side of the cooling panel, and an inlet is formed within the first side passage, and only the portion of the first side passage corresponding to the inlet of the main passage is formed. An opening is formed so that the inlet and the entrance of the main flow path communicate through the first side flow path;
A second side passage is formed along the longitudinal direction inside the second side panel in contact with the other side of the cooling panel, an outlet is formed within the second side passage, and only the portion of the second side passage corresponding to the outlet of the main passage is formed. A battery cooling device characterized in that an opening is formed so that the outlet of the main flow path communicates with the outlet through the second side flow path.
상기 인렛과 멀리 위치한 메인유로의 단면적이 인렛과 가깝게 위치한 메인유로의 단면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 1,
A battery cooling device, characterized in that the cross-sectional area of the main flow path located far from the inlet is formed to be smaller than the cross-sectional area of the main flow path located close to the inlet.
상기 인렛과 멀리 위치한 쿨링판넬의 끝부분에서 메인유로보다 단면적이 작은 서브유로가 제1사이드판넬과 제2사이드판넬 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 1,
A battery cooling device, characterized in that at the end of the cooling panel located far from the inlet, a sub-passage having a smaller cross-sectional area than the main flow path is connected between the first side panel and the second side panel.
상기 쿨링판넬이 배터리팩의 전후 길이방향을 따라 복수 연결되어 인렛을 통해 유입되는 냉각수가 각 쿨링판넬 내부에 배분되는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 1,
A battery cooling device, wherein a plurality of cooling panels are connected along the front and rear longitudinal directions of the battery pack, and coolant flowing in through the inlet is distributed inside each cooling panel.
제1,2사이드판넬이 쿨링판넬의 전방으로 돌출되어, 돌출된 제1,2사이드판넬 사이에 결합되면서 쿨링판넬의 전단을 막는 형상으로 결합되는 프론트판넬;
쿨링판넬과 제1,2사이드판넬의 후단을 막는 형상으로 결합되는 리어판넬;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 1,
A front panel in which the first and second side panels protrude in front of the cooling panel and is coupled between the protruding first and second side panels in a shape that prevents the shear of the cooling panel;
A battery cooling device characterized in that it further includes a rear panel coupled in a shape to block the cooling panel and the rear ends of the first and second side panels.
상기 쿨링판넬들과, 제1사이드판넬과, 제2사이드판넬과, 프론트판넬 및 리어판넬이 접하는 부분의 높이가 모두 일치되고, 일치되어 접하는 부분을 용접하는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 7 or claim 8,
A battery cooling device, characterized in that the heights of the contact portions of the cooling panels, the first side panel, the second side panel, the front panel, and the rear panel are all matched, and the matched contact portions are welded.
상기 쿨링판넬, 제1사이드판넬, 제2사이드판넬과 접하는 프론트판넬 및 리어판넬에는 그 접하는 부분에만 용접리브가 각각 돌출 형성되어, 용접리브에 마찰교반용접이 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 9,
A battery cooling device, characterized in that welding ribs are formed to protrude only at the contact portions of the front panel and rear panel that are in contact with the cooling panel, first side panel, and second side panel, and friction stir welding is performed on the welding ribs.
상기 쿨링판넬과 프론트판넬을 1차 용접하고, 쿨링판넬들을 2차 용접하며, 쿨링판넬과 제1,2사이드판넬과 리어판넬을 3차 용접하고, 쿨링판넬과 프론트판넬과 제1,2사이드판넬을 4차 용접하되, 4차 용접시 리어판넬에서 프론트판넬 방향으로 용접이 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 냉각장치.In claim 9,
The cooling panel and the front panel are first welded, the cooling panels are secondarily welded, the cooling panel, the first and second side panels, and the rear panel are thirdly welded, and the cooling panel, the front panel, and the first and second side panels are welded. A battery cooling device characterized in that the fourth welding is performed in the direction from the rear panel to the front panel during the fourth welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220074055A KR20230173375A (en) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | Cooling device for battery |
Applications Claiming Priority (1)
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KR20230173375A true KR20230173375A (en) | 2023-12-27 |
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ID=89378365
Family Applications (1)
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Citations (1)
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-
2022
- 2022-06-17 KR KR1020220074055A patent/KR20230173375A/en unknown
Patent Citations (1)
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