WO2013089508A1 - 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템 - Google Patents

전기 자동차의 배터리 냉각 시스템 Download PDF

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장태영
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to a battery cooling system of an electric vehicle that can improve the cooling performance of the battery by smoothing the air flow inside the battery.
  • a vehicle is a machine that drives with a prime mover, carries people or cargo, or performs various tasks.
  • the automobile can be classified according to the type of prime mover.
  • the motor vehicle includes a gasoline car using a gasoline engine as a prime mover, a diesel car using a diesel engine as a prime mover, an LPG car using liquefied petroleum gas as a fuel, a gas turbine car using a gas turbine as a prime mover, and a motor as a prime mover. It can be classified as an electric vehicle (EV) that uses electricity charged in a battery.
  • EV electric vehicle
  • Electric vehicles are attracting attention as eco-friendly vehicles because they do not emit carbon dioxide as compared to engines powered by fossil fuels such as gasoline or diesel by using a driving motor that receives power from a battery.
  • fossil fuels such as gasoline or diesel
  • driving motor that receives power from a battery.
  • soaring oil prices and tightening emission regulations have accelerated the development of electric vehicles, and the market is growing rapidly.
  • the overall weight should be lighter and the overall size should be more compact. Therefore, a method for efficiently cooling the inside of the compact battery is required.
  • An object of the present invention is to provide a battery cooling system of an electric vehicle that can cool the battery more efficiently.
  • the battery cooling system of an electric vehicle includes a battery in which a battery case is divided into a plurality of rooms, a cell module assembly is mounted in each of the plurality of rooms, and cool air flows into the plurality of rooms, respectively, And a battery cooling unit for separately sucking and discharging air in the plurality of rooms.
  • the air flow between the cell module assemblies does not affect each other, and each room is independent. As air passes through and exits, the cooling performance can be further improved by independent air flow.
  • the suction fan is provided in the discharge duct for guiding the discharge of the air inside the battery to the outside, the flow resistance is significantly reduced compared to the case in which the suction fan is provided in the inlet duct to blow air into the battery, the air flow is more Smoothing can improve cooling performance.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery cooling system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a battery cooling system of the electric vehicle illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the inside of the battery cover of FIG. 2.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery cooling system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a battery cooling system of the electric vehicle illustrated in FIG. 1.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 2.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 2.
  • a battery cooling system of an electric vehicle includes a battery 10, which is used as a power source by supplying electric power and has an interior partitioned into a plurality of rooms, and the battery 10. And a battery cooling unit for cooling the interior.
  • the battery 10 is also called an energy storage module (ESM), hereinafter referred to as a battery.
  • ESM energy storage module
  • the battery 10 includes a battery case 16 and 18 forming an appearance, and a plurality of cell module assemblies 21 and 22 provided inside the battery case 16 and 18. (23) and (24).
  • the plurality of cell module assemblies 21, 22, 23, and 24 generate a current, and the plurality of cell modules 22a and 24a are stacked in the vertical direction.
  • the battery cases 16 and 18 are mounted on the battery carrier 18 on which the plurality of cell module assemblies 21, 22, 23 and 24 are mounted, and on the upper side of the battery carrier 18. And a battery cover 16 surrounding the plurality of cell module assemblies 21, 22, 23, and 24.
  • the battery carrier 18 may be coupled to the floor of the vehicle body by a fastening member or the like.
  • a battery cooling unit or the like may be coupled to the battery cover 16.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the inside of the battery cover of FIG. 2.
  • the battery cover 16 has a plurality of rooms 11, 12, 13, and 14 in accordance with the number of cell module assemblies 21, 22, 23, and 24. It is divided into In the present embodiment, the plurality of cell module assemblies 21, 22, 23, and 24 are divided into four first, second, third, and four cell module assemblies 21, 22, 23, and 24. It will be described with an example consisting of. Accordingly, the inside of the battery cover 16 has four first, second, third and fourth cell module assemblies 21, 22, 23, and 24 so that the four first, second, third, and fourth cell module assemblies 21 are seated. For example, it will be described as consisting of four rooms 11, 12, 13, 14.
  • the first, second, third and fourth rooms 11, 12, 13 and 14 are the first, second, third and fourth cell module assemblies 21 and 22.
  • 23 and 24 may be formed in a convex groove shape so as to be mounted respectively.
  • a partition wall 15 may be formed in the battery cover 16 to partition the first, second, third and fourth rooms 11, 12, 13, and 14.
  • the partition wall 15 may be provided between the first room 11 and the third room 13 and between the second room 12 and the fourth room 14.
  • the battery cooling unit includes inlet ducts (30) (31) (32) for guiding outside air into the first, second, third and fourth rooms (11, 12, 13, 14), respectively. 33, 34, and the first, second, third and fourth rooms 11, 12, 13, and 14, respectively, and include the first, second, third and fourth cell module assemblies 21.
  • Discharge ducts 51, 52, 53 and 54 for guiding the air cooled by the cooling of the 22, 23 and 24, and the discharge ducts 51, 52 and 53 ( A plurality of suction fans 41 and 42 respectively provided at 54 to suck and discharge air that has cooled the first, second, third and fourth cell module assemblies 21, 22, 23, and 24. (43) (44).
  • the inlet duct is provided on the outside of the battery cover 16 and is connected to an outer inlet duct 30 for guiding external air into the battery cover 16 and the outer inlet duct 30.
  • First, second, third and fourth internal inlet ducts 31 and 32 provided inside the battery cover 16 and branched to be connected to the plurality of rooms 11, 12, 13, and 14. (33) (34).
  • the outer inlet duct 30 is one, for example described as having four inner inlet ducts connected to the outer inlet duct 30, but is not limited to this, the outer inlet duct 30 It is of course also possible that four are provided to be individually connected to the plurality of rooms 11, 12, 13, 14, respectively.
  • the external inflow duct 30 may be connected to a vehicle compartment or an air conditioner for cooling the compartment, and may guide the cool air cooled in the air conditioner to the inside of the battery 10. It is of course also possible to guide the inside of the battery 10.
  • the outer inlet duct 30 may be coupled to be located at the center between the first, second, third and fourth cell module assemblies 21, 22, 23, 24.
  • the first, second, third, and fourth inner inlet ducts 31, 32, 33, and 34 are divided into four branches in the outer inlet duct 30.
  • the first, second, third and fourth inner inlet ducts 31, 32, 33 and 34 are respectively connected to the first, second, third and fourth rooms 11, 12, 13 and 14. It is also possible to be coupled, and may be coupled to the 1,2,3,4-cell module assemblies 21, 22, 23, 24, respectively.
  • the first, second, third and fourth inner inlet ducts 31, 32, 33, 34 are respectively the first, second, third and fourth cell module assemblies 21, 22. It will be described as limited to (23) and (24).
  • the 1,2,3,4 cell module assemblies 21, 22, 23, 24 are each a plurality of cell modules are stacked in the vertical direction, the cell modules are spaced apart from each other by a predetermined distance, the cell module An air flow path is formed between the air so that air can flow.
  • a plurality of cell modules 22a are stacked in a vertical direction, and the plurality of cell modules 22a are spaced apart from each other by a predetermined distance. Arranged, an air passage 22b through which air flows is formed between the plurality of cell modules 22a.
  • the second inner inlet duct 32 is connected to the inside of the second room 12 and is coupled to the second cell module assembly 22 so as to communicate with the air passage 22b.
  • the air introduced through the second inner inlet duct 32 may pass through the air passage 22b and cool the inside of the second cell module assembly 22.
  • first inner inlet duct 31 is coupled to communicate with a space formed in the first cell module assembly 21, and the third inner inlet duct 33 is connected to the third cell module assembly. It is coupled to communicate with the space formed in the interior of the 23, the fourth inner inlet duct 34 may also be coupled to communicate with the air flow path formed in the fourth cell module assembly 24.
  • the discharge ducts may include first, second, third and fourth discharge ducts 51, 52, and 53 connected to the first, second, third and fourth rooms 11, 12, and 13 (14), respectively. 54).
  • the first, second, third and fourth discharge ducts 51, 52, 53, and 54 are air inside the first, second, third and fourth rooms 11, 12, 13, and 14, respectively.
  • the first, second, third and fourth rooms 11, 12, 13 and 14 are coupled to each other so as to discharge the same.
  • the first, second, third and fourth discharge ducts 51, 52, 53, and 54 are not limited to the above embodiment, and the first, second, third and fourth cell module assemblies 21 are not limited thereto. It is of course also possible to couple directly to (22) (23) (24).
  • the suction fan includes first, second, third and fourth suction fans 41, 42, and 43 installed in the first, second, third and fourth discharge ducts 51, 52, 53, and 54, respectively. It consists of 44.
  • the first, second, third, and fourth rooms 11, 12, 13, and 14 each of the first, second, third, and fourth discharge ducts 51, 52, 53, 54, and the first, 2, 3, 4 suction fans 41, 42, 43, 44 are provided, respectively, so that the air flow in the first, second, third and fourth rooms 11, 12, 13, 14 is reduced. It can be done independently.
  • the inlet duct is divided into a plurality of branches in the battery 10.
  • the inlet duct is not limited thereto, and a plurality of inlet ducts are separately provided for each of the rooms outside the battery case. It is of course also possible to combine.
  • the first, second, third and fourth suction fans 41, 42, 43 and 44 are driven.
  • the air flow passage 22b inside the second cell module assembly 22 is a very narrow gap, it is very difficult to force the outside air into the air flow passage 22b.
  • the air in the air passage 22b is discharged to the second discharge duct 52 side by the suction force of the second suction fan 42 provided on the second discharge duct 52 side. Since the air is sucked in, the outside air can easily pass through the air passage 22b.
  • Outside air may cool the second cell module assembly 22 while passing through the air passage 22b inside the second cell module assembly 22.
  • the air passing through the second cell module assembly 22 exits the inside of the second room 12 and is then externally passed through the second discharge duct 52 by the suction force of the second suction fan 42. Can be discharged.
  • the outside air passes through the air flow path inside the third cell module assembly 23 through the third inner inlet duct 33 and the third cell module.
  • the assembly 23 is cooled. Air cooled while passing through the third cell module assembly 23 exits the inside of the third room 13 and is discharged to the outside through the third discharge duct 53.
  • the outside air passes through the air flow path inside the fourth cell module assembly 24 through the fourth inner inlet duct 34 and the fourth cell module.
  • the assembly 24 is cooled.
  • the air cooled while passing through the fourth cell module assembly 24 is discharged into the fourth room 14 and then discharged to the outside through the fourth discharge duct 54.
  • the first, second, third and fourth suction fans 41, 42, 43 and 44 are driven, respectively, and the first, second, third and fourth rooms 11 are driven by respective suction forces. Air passes and exits independently in each of the 12, 13 and 14, so that cooling by independent air flow can be achieved.
  • first, second, third, and fourth rooms 11, 12, 13, and 14 are not partitioned and do not affect each other, the air flow is prevented from being biased to one side, thereby improving cooling performance. Can be.

Abstract

본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템은, 배터리 케이스 내부가 셀 모듈 어셈블리가 각각 장착된 복수의 룸들로 구획되기 때문에, 셀 모듈 어셈블리들 간 공기의 흐름이 서로 영향을 주지 않고, 각 룸마다 독립적으로 공기가 통과하고 빠져나게 되므로, 독립적인 공기 유동에 의해 냉각성능이 보다 향상될 수 있다. 또한, 각 룸들의 배출 덕트에 각각 석션 팬이 구비됨으로써, 각 셀 모듈 어셈블리 단위의 독립 배출이 가능해지기 때문에, 냉각성능이 보다 향상될 수 있다.

Description

전기 자동차의 배터리 냉각 시스템
본 발명은 전기 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 내부의 공기 흐름을 원활하게 하여, 배터리의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 원동기를 동력원으로 하여 주행하고 사람이나 화물을 운반하거나 각종 작업을 하는 기계를 말한다. 상기 자동차는 원동기의 종류에 따라 분류할 수 있다. 상기 자동차는 가솔린 기관을 원동기로 하는 가솔린 자동차와, 디젤 기관을 원동기로 하는 디젤 자동차와, 액화 석유가스를 연료로 하는 LPG차와, 가스 터빈을 원동기로 하는 가스 터빈 자동차와, 모터를 원동기로 하고 배터리에 충전된 전기를 사용하는 전기 자동차(EV, Electric Vehicle)로 분류할 수 있다.
가솔린, 디젤, LPG 등의 화석 연료를 사용하는 자동차의 경우, 배기 가스로 인한 환경오염과 석유 자원의 고갈을 일으켜 그 대안으로 전기를 동력으로 움직이는 전기 자동차가 대두되고 있다.
전기 자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 얻는 구동 모터를 이용함으로써, 가솔린이나 디젤 등의 화석연료를 이용하여 동력을 얻는 엔진에 비해 이산화탄소의 배출이 없으므로 친환경 자동차로 각광받고 있다. 최근 들어 치솟는 유가와 배기가스 규제 강화가 전기 자동차 개발의 속도를 빠르게 하고 있으며, 시장 규모도 급성장 중이다.
그러나, 전기 자동차의 경우 고효율을 내기 위해서는 전체 중량이 가볍고 전체 크기가 보다 컴팩트해져야 하므로, 컴팩트화된 배터리의 내부를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 목적은, 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템은, 배터리 케이스 내부가 복수의 룸들로 구획되고, 상기 복수의 룸들에 셀 모듈 어셈블리가 각각 장착된 배터리와, 상기 복수의 룸들에 각각 냉기를 유입하고, 상기 복수의 룸들 내부의 공기를 각각 별도로 흡입하여 배출시키는 배터리 냉각 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템은, 배터리 케이스 내부가 셀 모듈 어셈블리가 각각 장착된 복수의 룸들로 구획되기 때문에, 셀 모듈 어셈블리들 간 공기의 흐름이 서로 영향을 주지 않고, 각 룸마다 독립적으로 공기가 통과하고 빠져나게 되므로, 독립적인 공기 유동에 의해 냉각성능이 보다 향상될 수 있다.
또한, 각 룸들의 배출 덕트에 각각 석션 팬이 구비됨으로써, 각 셀 모듈 어셈블리 단위의 독립 배출이 가능해지기 때문에, 냉각성능이 보다 향상될 수 있다.
또한, 배터리 내부의 공기를 외부로 배출 안내하는 배출 덕트에 석션 팬이 구비됨으로써, 석션 팬이 유입 덕트에 구비되어 공기를 배터리 내부로 불어넣는 경우에 비해 유동저항이 현저히 감소되므로, 공기 흐름이 보다 원활해져 냉각성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템이 도시된 평면도이다.
도 3은 도 2에서 A-A선으로 자른 단면도이다.
도 4는 도 2에서 B-B선으로 자른 단면도이다.
도 5는 도 2에서 배터리 커버의 내부가 도시된 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 냉각 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템이 도시된 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템이 도시된 평면도이다. 도 3은 도 2에서 A-A선으로 자른 단면도이다. 도 4는 도 2에서 B-B선으로 자른 단면도이다
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템은, 전력을 공급하여 동력원으로 사용되고 내부가 복수의 룸들로 구획된 배터리(10)와, 상기 배터리(10) 내부를 냉각시키는 배터리 냉각 유닛을 포함한다.
상기 배터리(10)는 에너지 저장 모듈(ESM, Energy Storage Module)라고도 하며, 이하 배터리라고 한다.
상기 배터리(10)는 외관을 형성하는 배터리 케이스(16)(18)와, 상기 배터리 케이스(16)(18) 내부에 구비된 복수의 셀 모듈 어셈블리(Cell Module Assembly, CMA)(21)(22)(23)(24)들을 포함한다.
상기 복수의 셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)은 전류를 생성하는 것으로, 복수의 셀 모듈들(22a)(24a)이 상하방향으로 적층된다. 물론, 복수의 셀 모듈들이 전후 또는 좌우방향으로 적층되는 것도 물론 가능하다.
상기 배터리 케이스(16)(18)는 상기 복수의 셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)이 올려지는 배터리 캐리어(18)와, 상기 배터리 캐리어(18)의 상측에 장착되어 상기 복수의 셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)을 감싸는 배터리 커버(16)를 포함한다.
상기 배터리 캐리어(18)는 체결부재 등에 의해 차체의 플로어에 결합될 수 있다.
상기 배터리 커버(16)에는 배터리 냉각 유닛 등이 결합될 수 있다.
도 5는 도 2에서 배터리 커버의 내부가 도시된 사시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 배터리 커버(16) 내부는 상기 셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)의 개수에 맞게 복수의 룸들(11)(12)(13)(14)로 구획된다. 본 실시예에서는 상기 복수의 셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)이 4개의 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)로 구성된 것으로 예를 들어 설명한다. 따라서, 상기 배터리 커버(16)의 내부는 4개의 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)이 각각 안착되도록 4개의 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)은 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)이 각각 장착될 수 있도록 상측으로 볼록한 홈 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 배터리 커버(16)의 내부에는 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)사이를 구획하도록 격벽(15)이 형성될 수 있다. 상기 격벽(15)은 상기 제 1룸(11)과 상기 제 3룸(13)사이와, 상기 제 2룸(12)과 상기 제 4룸(14)사이에 구비될 수 있다.
상기 배터리 냉각 유닛은, 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14) 내부로 각각 외부 공기가 유입되도록 안내하는 유입 덕트(30)(31)(32)(33)(34)와, 상기 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)마다 각각 구비되어, 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)를 냉각시킨 공기가 배출되도록 안내하는 배출 덕트들(51)(52)(53)(54)과, 상기 배출 덕트들(51)(52)(53)(54)에 각각 구비되어 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)를 냉각시킨 공기를 흡입하여 배출시키는 복수의 석션 팬들(41)(42)(43)(44)를 포함한다.
상기 유입 덕트는, 상기 배터리 커버(16)의 외부에 구비되어, 외부의 공기를 상기 배터리 커버(16) 내부로 안내하기 위한 외부 유입 덕트(30)와, 상기 외부 유입 덕트(30)에 연결되고 상기 배터리 커버(16) 내부에 구비되어, 상기 복수의 룸들(11)(12)(13)(14)에 연결되도록 분기되는 제 1,2,3,4내부 유입 덕트들(31)(32)(33)(34)을 포함한다. 본 실시예에서는, 상기 외부 유입 덕트(30)는 1개이고, 상기 외부 유입 덕트(30)에 연결되는 내부 유입 덕트가 4개인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 외부 유입 덕트(30)도 상기 복수의 룸들(11)(12)(13)(14)에 각각 개별적으로 연결되도록 4개가 구비되는 것도 물론 가능하다.
상기 외부 유입 덕트(30)는 차실이나 차실을 냉방시키기 위한 공기조화장치 등과 연결되어, 상기 공기조화장치에서 냉각된 냉기를 상기 배터리(10)내부로 안내하는 것도 가능하고, 차실내의 냉기를 상기 배터리(10) 내부로 안내하는 것도 물론 가능하다. 상기 외부 유입 덕트(30)는 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24) 사이의 중앙부에 위치되도록 결합될 수 있다.
상기 제 1,2,3,4내부 유입 덕트들(31)(32)(33)(34)은 상기 외부 유입 덕트(30)에서 4개로 분기되어 이루어진 것이다. 상기 제 1,2,3,4내부 유입 덕트들(31)(32)(33)(34)은 각각 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)에 결합되는 것도 가능하고, 각각 상기 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)에 결합되는 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 상기 제 1,2,3,4내부 유입 덕트들(31)(32)(33)(34)은 각각 상기 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)에 결합되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)은 각각 복수의 셀 모듈들이 상하방향으로 적층되되, 셀 모듈들은 서로 소정간격 이격되게 배치되어, 셀 모듈들 사이에는 공기가 유동할 수 있도록 공기 유로가 형성된다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22)는 복수의 셀 모듈들(22a)이 상하방향으로 적층되되, 상기 복수의 셀 모듈들(22a)은 서로 소정간격 이격되게 배치되어, 상기 복수의 셀 모듈들(22a)사이에는 공기가 유동할 수 있는 공기 유로(22b)가 형성된다.
따라서, 상기 제 2내부 유입 덕트(32)는 상기 제 2룸(12)의 내부로 연결되되, 상기 공기 유로(22b)와 연통되도록 상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22)에 결합된다. 상기 제 2내부 유입 덕트(32)를 통해 유입되는 공기는 상기 공기 유로(22b)를 통과하면서, 상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22) 내부를 냉각시킬 수 있다.
마찬가지로, 상기 제 1내부 유입 덕트(31)는 상기 제 1셀 모듈 어셈블리(21)의 내부에 형성되는 이격공간에 연통되도록 결합되고, 상기 제 3내부 유입 덕트(33)는 상기 제 3셀 모듈 어셈블리(23)의 내부에 형성되는 이격공간에 연통되도록 결합되며, 상기 제 4내부 유입 덕트(34)도 상기 제 4셀 모듈 어셈블리(24)의 내부에 형성되는 공기 유로에 연통되도록 결합될 수 있다.
상기 배출덕트는, 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13(14)에 각각 연결되는 제 1,2,3,4배출덕트(51)(52)(53)(54)로 구성된다.
상기 제 1,2,3,4배출덕트(51)(52)(53)(54)는 각각 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14) 내부의 공기를 배출할 수 있도록 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)에 각각 결합된다. 물론, 상기 실시예에 한정되지 않고, 상기 제 1,2,3,4배출덕트(51)(52)(53)(54)가 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)에 직접 결합되는 것도 물론 가능하다.
상기 석션 팬은, 상기 제 1,2,3,4배출덕트(51)(52)(53)(54)에 각각 설치된 제 1,2,3,4석션 팬(41)(42)(43)(44)로 구성된다.
상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)마다 상기 제 1,2,3,4배출덕트(51)(52)(53)(54)와 제 1,2,3,4석션 팬(41)(42)(43)(44)이 각각 구비됨으로써, 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)의 공기 유동이 독립적으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는 상기 유입 덕트가 상기 배터리(10)내부에서 복수개로 분기되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 복수의 유입 덕트들이 상기 배터리 케이스의 외부에서 상기 복수의 룸들마다 따로 결합되는 것도 물론 가능하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.
상기 배터리(10)를 냉각시키고자 하면, 상기 제 1,2,3,4석션 팬(41)(42)(43)(44)를 각각 구동시킨다.
상기 제 1,2,3,4석션 팬(41)(42)(43)(44)이 각각 구동되면, 상기 제 1,2,3,4석션 팬(41)(42)(43)(44)의 흡입력에 의해, 외부 공기가 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리(21)(22)(23)(24)를 거쳐 상기 제 1,2,3,4석션 팬(41)(42)(43)(44)을 향한 방향으로 흐르게 된다.
도 4를 참조하여, 상기 제 2석션 팬(42)이 구동되는 경우를 대표적으로 설명한다.
*상기 제 2석션 팬(42)이 구동되면, 상기 제 2석션 팬(42)의 흡입력에 의해 외부 공기가 상기 외부 유입 덕트(30)와 상기 제 2내부 유입 덕트(32)를 통해 상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22)내부의 공기 유로(22b)를 통과하게 된다.
상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22)내부의 공기 유로(22b)가 매우 좁은 틈이기 때문에, 외부 공기를 상기 공기 유로(22b)로 강제 유입시키는 것은 매우 어려운 일이다. 그러나, 본 실시예에서는 상기 제 2출덕트(52)측에 구비된 상기 제 2석션 팬(42)의 흡입력에 의해 상기 공기 유로(22b)내의 공기가 상기 제 2배출덕트(52)측으로 빠져나오도록 흡입하기 때문에, 외부 공기가 상기 공기 유로(22b)를 쉽게 통과할 수 있다.
상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22)내부의 공기 유로(22b)를 통과하면서 외부 공기가 상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22)를 냉각시킬 수 있다.
상기 제 2셀 모듈 어셈블리(22)를 통과한 공기는 상기 제 2룸(12)내부로 빠져 나온 후, 상기 제 2석션 팬(42)의 흡입력에 의해 상기 제 2배출 덕트(52)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기와 같이 상기 제 2석션 팬(42)이 구동하는 동안, 나머지 상기 제 1석션 팬(41)과, 상기 제 3,4석션 팬(43)(44)도 각각 구동하게 된다.
상기 제 1석션 팬(41)의 흡입력에 의해, 외부 공기가 상기 제 1내부 유입 덕트(31)를 통해 상기 제 1셀 모듈 어셈블리(21) 내부의 공기 유로를 통과하면서 상기 제 1셀 모듈 어셈블리(21)를 냉각시키게 된다. 상기 제 1셀 모듈 어셈블리(21)를 통과하면서 냉각시킨 공기는 상기 제 1룸(11)내부로 빠져 나온 후, 상기 제 1배출 덕트(51)를 통해 외부로 배출된다.
또한, 상기 제 3석션 팬(43)의 흡입력에 의해, 외부 공기가 상기 제 3내부 유입 덕트(33)를 통해 상기 제 3셀 모듈 어셈블리(23) 내부의 공기 유로를 통과하면서 상기 제 3셀 모듈 어셈블리(23)를 냉각시키게 된다. 상기 제 3셀 모듈 어셈블리(23)를 통과하면서 냉각시킨 공기는 상기 제 3룸(13)내부로 빠져 나온 후, 상기 제 3배출 덕트(53)를 통해 외부로 배출된다.
또한, 상기 제 4석션 팬(44)의 흡입력에 의해, 외부 공기가 상기 제 4내부 유입 덕트(34)를 통해 상기 제 4셀 모듈 어셈블리(24) 내부의 공기 유로를 통과하면서 상기 제 4셀 모듈 어셈블리(24)를 냉각시키게 된다. 상기 제 4셀 모듈 어셈블리(24를 통과하면서 냉각시킨 공기는 상기 제 4룸(14)내부로 빠져 나온 후, 상기 제 4배출 덕트(54)를 통해 외부로 배출된다.
상기와 같이, 상기 제 1,2,3,4석션 팬(41)(42)(43)(44)이 각각 구동하게 되고, 각각의 흡입력에 의해 상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)마다 독립적으로 공기가 통과하고 빠져나가게 되어, 독립적인 공기 유동에 의한 냉각이 이루어질 수 있다.
상기 제 1,2,3,4룸들(11)(12)(13)(14)로 구획되어 서로 공기 유동에 영향을 주지 않기 때문에, 공기 흐름이 한쪽으로 치우치는 현상이 방지되어 냉각성능이 향상될 수 있다.
따라서, 상기 제 1,2,3,4셀 모듈 어셈블리들(21)(22)(23)(24)간에 온도 편차가 발생되지 않고, 모두 고르게 균일한 온도로 냉각될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따르면 냉각 성능이 향상될 수 있는 배터리 냉각 시스템을 제조할 수 있다.

Claims (8)

  1. 배터리 케이스 내부가 복수의 룸들로 구획되고, 상기 복수의 룸들에 셀 모듈 어셈블리가 각각 장착된 배터리와;
    상기 복수의 룸들에 각각 냉기를 유입하고, 상기 복수의 룸들 내부의 공기를 각각 별도로 흡입하여 배출시키는 배터리 냉각 유닛을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 냉각 유닛은,
    상기 복수의 룸들에 각각 연결되게 설치되어, 상기 복수의 룸들 내부를 냉각시킨 공기를 흡입하여 외부로 배출시키는 복수의 석션 팬들을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 냉각 유닛은,
    상기 복수의 룸들 내부로 외부 공기가 유입되도록 안내하는 유입 덕트와;
    상기 복수의 룸들에 각각 연결되고, 상기 복수의 룸들 내부를 냉각시킨 공기를 각각 배출하는 복수의 배출 덕트들과;
    상기 복수의 배출 덕트들에 각각 설치되어, 상기 복수의 룸들 내부를 냉각시킨 공기를 각각 흡입하여 외부로 배출시키는 복수의 석션 팬들을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유입 덕트는,
    상기 배터리 케이스의 외부에 설치되고, 외부의 공기를 상기 배터리 케이스로 안내하는 외부 유입 덕트와;
    상기 외부 유입 덕트에 연결되고 상기 배터리 케이스의 내부에서 상기 복수의 룸들에 각각 연결되도록 분기되어, 상기 외부 유입 덕트로부터 유입된 외부 공기를 상기 복수의 룸들로 각각 분배하는 내부 유입 덕트들을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 유입 덕트는,
    상기 복수의 룸들에 각각 연결되어, 외부 공기를 상기 복수의 룸들로 직접 안내하는 복수의 유입 덕트들을 포함하는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 셀 모듈 어셈블리는 복수의 셀 모듈들이 서로 소정간격 이격되어 공기 유로를 형성하며 적층되고,
    상기 유입 덕트는 상기 공기 유로와 직접 연통되도록 상기 셀 모듈 어셈블리에 결합되는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 배출덕트는 상기 룸에 결합되는 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 케이스는,
    상기 복수의 셀 모듈 어셈블리들이 올려져 장착되는 배터리 캐리어와,
    상기 배터리 캐리어의 상측에 구비되고, 상기 복수의 룸들로 구획되고, 상기 복수의 룸들 중 적어도 일부 룸들 사이에 격벽이 형성된 배터리 커버를 포함하는 자동차의 냉각 시스템.
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