KR20240003614A - 전기차량용 배터리 냉각 플레이트 - Google Patents

전기차량용 배터리 냉각 플레이트 Download PDF

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Abstract

전기차량용 배터리 냉각 플레이트에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트는: 반구형의 제1유입구와, 반구형의 제1유출구를 구비하는 상판부; 상판부의 하측에 배치되고, 제1유입구에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 제1유출구와 원형을 이루는 제2유입구와, 제1유출구에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 제1유출구와 원형을 이루는 제2유출구를 구비하는 하판부; 제1유입구와 제2유입구에 삽입 장착되고, 냉매가 유입되는 유입니플부; 및 제1유출구와 제2유출구에 삽입 장착되고, 냉매가 유출되는 유출니플부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기차량용 배터리 냉각 플레이트{BATTERY COOLING PLATE FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기차량용 배터리 냉각 플레이트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매가 유입, 유출되는 유입니플부와 유출니플부에서의 차압 발생을 방지할 수 있는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트에 관한 것이다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 모듈이 개발되고 있으며, 이 고출력 배터리 모듈은 고전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 차량 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성한다. 그리고 이러한 배터리 모듈을 전기적으로 다수개 연결하여 배터리 팩을 구성할 수 있다.
종래 기술에서 배터리 냉각 플레이트에서 냉매가 유입, 유입되는 입구와 출구는 엘보 형상으로 라운드된 니플로 이루어지고, 이러한 형상의 니플에서는 냉매가 유입 또는 유출되면서 냉매가 차압이 발생되어 냉각 효율이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2195736호(2020.12.21 등록, 발명의 명칭: 배터리 모듈 및 배터리 모듈의 냉각 플레이트)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 냉매가 유입, 유출되는 유입니플부와 유출니플부에서의 차압 발생을 방지할 수 있는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트는: 반구형의 제1유입구와, 반구형의 제1유출구를 구비하는 상판부; 상기 상판부의 하측에 배치되고, 상기 제1유입구에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 상기 제1유출구와 원형을 이루는 제2유입구와, 상기 제1유출구에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 상기 제1유출구와 원형을 이루는 제2유출구를 구비하는 하판부; 상기 제1유입구와 상기 제2유입구에 삽입 장착되고, 냉매가 유입되는 유입니플부; 및 상기 제1유출구와 상기 제2유출구에 삽입 장착되고, 냉매가 유출되는 유출니플부를 포함한다.
본 발명에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구의 이격 거리는 상기 유입니플부에서 상기 상판부와 상기 하판부 측으로 향할수록 좁게 형성된다.
본 발명에서 상기 제1유출구와 상기 제2유출구의 이격 거리는 상기 상판부와 상기 하판부 측에서 상기 유출니플부로 향할수록 넓게 형성된다.
본 발명에서 상기 제1유입구, 상기 제1유출구, 상기 제2유입구, 상기 제2유출구와 연통되게 상기 상판부와 상기 하판부에 장착되는 클래드를 더 포함한다.
본 발명에서 상기 클래드는, 상기 상판부와 상기 하판부에 밀착되는 클래드몸체부; 상기 클래드몸체부의 일측에 개구되게 형성되어 상기 제1유입구와 상기 제2유입구에 연통되고, 상기 유입니플부가 장착되는 유입연통부; 및 상기 클래드몸체부의 타측에 개구되게 형성되어 상기 제1유출구와 상기 제2유출구에 연통되고, 상기 유출니플부가 장착되는 유출연통부를 포함한다.
본 발명에서 상기 클래드몸체부는 상기 상판부와 상기 하판부에 브레이징 용접된다.
본 발명에서 상기 유입니플부는 상기 유입연통부의 내측면에 브레이징 용접되고, 상기 유출니플부는 상기 유출연통부의 내측면에 브레이징 용접된다.
본 발명에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트에 의하면, 냉매가 유입, 유출되는 유입니플부와 유출니플부에서의 차압 발생을 방지하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 제1유입구와 제2유입구가 형성하는 내경과, 제1유출구와 제2유출구가 형성하는 내경이 테이퍼진 형상으로 이루어져, 냉매가 상판부와 하판부 사이로 유입되거나 상판부와 하판부에서 서서히 유출될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트를 개략적으로 나타내는 저면 조립 사시도이다.
도 4는 도 2의 B-B를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트를 개략적으로 나타내는 저면 조립 사시도이고, 도 4는 도 2의 B-B를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트는 상판부(100), 하판부(200), 클래드(300), 유입니플부(400), 유출니플부(500)를 포함한다.
상판부(100)는 반구형의 제1유입구(110)와, 반구형의 제1유출구(120)를 구비한다. 상판부(100)는 열전도도가 우수한 재질인 알루미늄 재질을 포함하여 이루어진다. 상판부(100)와 하판부(200) 사이로 유입 또는 유출되는 냉매를 통해 상판부(100)와 하판부(200)와 접촉되는 배터리(미도시)를 냉각시킬 수 있다. 제1유입구(110)와 제1유출구(120)는 서로 이격되게 배치된다.
하판부(200)는 상판부(100)의 하측에 배치되는 것으로, 열전도도가 우수한 재질인 알루미늄 재질을 포함하여 이루어진다. 하판부(200)는 제1유입구(110)에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 제1유출구(120)와 원형을 이루는 제2유입구(210)와, 제1유출구(120)에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 제1유출구(120)와 원형을 이루는 제2유출구(220)를 구비한다. 제2유입구(210)와 제2유출구(220)는 각각 제1유입구(110)와 제1유출구(120)에 대응되는 위치로 서로 이격되게 배치된다.
상판부(100)의 반구형의 제1유입구(110)와 하판부(200)의 반구형의 제2유입구(210)가 서로 맞추어져 원형을 이룬다. 상판부(100)의 반구형의 제1유출구(120)와 하판부(200)의 반구형의 제2유출구(220)가 서로 맞추어져 원형을 이룬다.
도 3을 참조하면, 제1유입구(110)와 제2유입구(210)가 이루는 원형 부분에 유입니플부(400)가 삽입 장착되고, 제1유출구(120)와 제2유출구(220)가 이루는 원형 부분에 유출니플부(500)가 삽입 장착된다.
제1유입구(110)와 제2유입구(210)의 이격 거리(도 4 기준 상하 이격 거리)는 유입니플부(400)에서 상판부(100)와 하판부(200) 측으로 향할수록 좁게 형성된다. 제1유입구(110)와 제2유입구(210)의 이격 거리는 유입니플부(400)에서 상판부(100)와 하판부(200) 측으로 향할수록 좁게 형성되어, 냉매가 유입니플부(400)를 따라 유동되면서 상판부(100)와 하판부(200) 측으로 빠르게 유입될 수 있다.
제1유출구(120)와 제2유출구(220)의 이격 거리(도 4 기준 상하 이격 거리)는 상판부(100)와 하판부(200) 측에서 유출니플부(500)로 향할수록 넓게 형성된다. 제1유출구(120)와 제2유출구(220)의 이격 거리는 상판부(100)와 하판부(200) 측에서 유출니플부(500)로 향할수록 넓게 형성되어, 냉매가 상판부(100)와 하판부(200) 사이에서 유동되면서 유출니플부(500)를 따라 느리게 유출될 수 있다.
클래드(300)는 제1유입구(110), 제1유출구(120), 제2유입구(210), 제2유출구(220)와 연통되게 상판부(100)와 하판부(200)에 장착된다(도 2 참조). 클래드(300)는 상판부(100)와 하판부(200)의 외측면에 밀착되게 장착되어 상판부(100)와 하판부(200) 사이의 기밀성을 향상시킨다. 클래드(300)는 유입니플부(400)와 유출니플부(500)를 안정적으로 지지할 수 있다.
클래드(300)는 클래드몸체부(330), 유입연통부(310), 유출연통부(320)를 포함한다. 클래드몸체부(330)는 상판부(100)와 하판부(200)의 외측면에 밀착된다. 클래드몸체부(330)는 상판부(100)와 하판부(200)의 외측면에 밀착되게 장착되어 상판부(100)와 하판부(200) 사이의 기밀성을 향상시킨다.
클래드몸체부(330)는 상판부(100)와 하판부(200)에 브레이징 용접(brazzing)된다. 브레이징 용접은 금속재료나 비금속재료의 접합방법이 하나로서, 모재(상판부(100)와 하판부(200))에 용융점 이하의 온도에서 접합부(클래드몸체부(330))를 가열하여, 모재인 상판부(100)와 하판부(200)를 녹이지 않고, 용가재만 녹여서 접합하는 기술이다.
유입연통부(310)는 클래드몸체부(330)의 일측(도 3 기준 좌측)에 개구되게 형성되어 제1유입구(110)와 제2유입구(210)에 연통된다. 유입연통부(310)의 내측면에는 유입니플부(400)가 삽입 장착된다.
유출연통부(320)는 클래드몸체부(330)의 타측(도 3 기준 우측)에 개구되게 형성되어 제1유출구(120)와 제2유출구(220)에 연통된다. 유출연통부(320)의 내측면에는 유출니플부(500)가 삽입 장착된다.
유입니플부(400)는 유입연통부(310)의 내측면에 브레이징 용접되고, 유출니플부(500)는 유출연통부(320)의 내측면에 브레이징 용접된다. 유입니플부(400)가 유입연통부(310)의 내측면에 브레이징 용접되고, 유출니플부(500)가 유출연통부(320)의 내측면에 브레이징 용접되어, 모재인 유입니플부(400)와 유출니플부(500)를 녹이지 않고, 용가재만 녹여서 접합할 수 있다.
유입니플부(400)는 제1유입구(110)와 제2유입구(210)에 삽입 장착된다. 유입니플부(400)는 반구형의 제1유입구(110)와 반구형의 제2유입구(210)가 이루는 원형 부분에 삽입 장착된다.
유입니플부(400)는 유입연통부(310)의 내측면에 브레이징 용접되어 제1유입구(110)와 제2유입구(210)에서 이탈이 방지되고 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다.
유입니플부(400)는 중공형의 직선관(straight pipe)로 이루어진다. 유입니플부(400)는 직선관으로 이루어져, 곡형관에 비해 유입니플부(400)에서 유동되는 냉매의 차압이 발생되지 않는다.
유출니플부(500)는 제1유출구(120)와 제2유출구(220)에 삽입 장착된다. 유출니플부(500)는 반구형의 제1유출구(120)와 반구형의 제2유출구(220)가 이루는 원형 부분에 삽입 장착된다.
유출니플부(500)는 유출연통부(320)의 내측면에 브레이징 용접되어 제1유출구(120)와 제2유출구(220)에서 이탈이 방지되고 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다.
유출니플부(500)는 중공형의 직선관(straight pipe)로 이루어진다. 유출니플부(500)는 직선관으로 이루어져, 곡형관에 비해 유출니플부(500)에서 유동되는 냉매의 차압이 발생되지 않는다.
유입니플부(400)와 유출니플부(500)는 열전도도가 우수한 알루미늄 재질을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 전기차량용 배터리 냉각 플레이트에 의하면, 냉매가 유입, 유출되는 유입니플부(400)와 유출니플부(500)에서의 차압 발생을 방지하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 제1유입구(110)와 제2유입구(210)가 형성하는 내경과, 제1유출구(120)와 제2유출구(220)가 형성하는 내경이 테이퍼진 형상으로 이루어져, 냉매가 상판부(100)와 하판부(200) 사이로 유입되거나 상판부(100)와 하판부(200)에서 서서히 유출될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 상판부 110: 제1유입구
120: 제1유출구 200: 하판부
210: 제1유출구 220: 제2유출구
300: 클래드 310: 유입연통부
320: 유출연통부 330: 클래드몸체부
400: 유입니플부 500: 유출니플부

Claims (7)

  1. 반구형의 제1유입구와, 반구형의 제1유출구를 구비하는 상판부;
    상기 상판부의 하측에 배치되고, 상기 제1유입구에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 상기 제1유출구와 원형을 이루는 제2유입구와, 상기 제1유출구에 대응되는 위치에 반구형으로 형성되어 상기 제1유출구와 원형을 이루는 제2유출구를 구비하는 하판부;
    상기 제1유입구와 상기 제2유입구에 삽입 장착되고, 냉매가 유입되는 유입니플부; 및
    상기 제1유출구와 상기 제2유출구에 삽입 장착되고, 냉매가 유출되는 유출니플부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1유입구와 상기 제2유입구의 이격 거리는 상기 유입니플부에서 상기 상판부와 상기 하판부 측으로 향할수록 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1유출구와 상기 제2유출구의 이격 거리는 상기 상판부와 상기 하판부 측에서 상기 유출니플부로 향할수록 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1유입구, 상기 제1유출구, 상기 제2유입구, 상기 제2유출구와 연통되게 상기 상판부와 상기 하판부에 장착되는 클래드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클래드는,
    상기 상판부와 상기 하판부에 밀착되는 클래드몸체부;
    상기 클래드몸체부의 일측에 개구되게 형성되어 상기 제1유입구와 상기 제2유입구에 연통되고, 상기 유입니플부가 장착되는 유입연통부; 및
    상기 클래드몸체부의 타측에 개구되게 형성되어 상기 제1유출구와 상기 제2유출구에 연통되고, 상기 유출니플부가 장착되는 유출연통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 클래드몸체부는 상기 상판부와 상기 하판부에 브레이징 용접되는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 유입니플부는 상기 유입연통부의 내측면에 브레이징 용접되고,
    상기 유출니플부는 상기 유출연통부의 내측면에 브레이징 용접되는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 냉각 플레이트.
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