KR20220023465A - Battery Module Having Water-Cooled Type Cooling Structure composed of aluminium profile - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 상용차에 장착되는 수냉식 배터리팩 구조로서, 다수의 배터리 팩 모듈이 위치하도록 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비된 프로파일이 암수로 다수개가 각각 연결되어 형성되고, 압출제 수로를 통해 압출제가 순환되어 압출제 상부에 위치하는 배터리 팩 모듈을 전도 및 대류방식으로 유체를 통해 배터리 셀을 냉방 또는 난방을 할 수 있는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a water-cooled battery pack structure for an electric vehicle equipped with an aluminum profile, and more particularly, the present invention relates to a water-cooled battery pack structure mounted on a commercial vehicle. The provided profile is formed by connecting a plurality of male and female profiles, respectively, and the extruding agent is circulated through the extruder channel to conduct cooling or heating the battery cell through the fluid in conduction and convection methods for the battery pack module located on the top of the extruder. It relates to a water-cooled battery pack structure for an electric vehicle with an aluminum profile.
또한, 본 발명은 소용량 원통형 리튬이온 전지셀이 방열패널에 삽입되어 구비된 배터리 셀이 다수개가 직렬과 병렬로 연결하여 대용량 배터리 전지팩을 제작할 때 각 셀에 발생하는 열이 방열패널에 의해 냉각되고, 배터리 팩 모듈이 알루미늄 프로파일로 암수가 체결되어 구비된 압출제 상부에 안착되고 압출제 하부의 수로를 통해 압출제가 순환되어 배터리 전지팩에서 발생하는 열을 냉각할 수 있도록 동작하는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조에 관한 것이다.In addition, the present invention is a small-capacity cylindrical lithium-ion battery cell is inserted into the heat dissipation panel, a plurality of provided battery cells are connected in series and parallel to manufacture a large-capacity battery battery pack, the heat generated in each cell is cooled by the heat dissipation panel, , the battery pack module is seated on the upper part of the extruder provided with the male and female parts fastened with an aluminum profile, and the extruder is circulated through the water channel at the bottom of the extruder to cool the heat generated from the battery pack. It relates to the structure of a water-cooled battery pack for an electric vehicle.
전기 자동차는 자동차의 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료의 연소로부터가 아닌 전기에너지로부터 얻는 자동차이다. 전기 자동차는 배기가스가 전혀 없으며, 소음이 아주 작은 장점이 있으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 공해문제의 심각화, 화석 연료의 고갈 등의 문제가 제기되면서 그 개발이 다시 가속화되고 있다. 특히, 전기자동차가 실용화되기 위해서는 전기 자동차의 연료공급원인 배터리 팩이 경량화 및 소형화됨과 동시에 그 충전시간이 단축되어야 하는바, 상기 배터리 팩에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.An electric vehicle is a vehicle in which the driving energy of the vehicle is obtained from electric energy, not from the combustion of fossil fuels, like a conventional vehicle. Electric vehicles have the advantage of no exhaust gas and very little noise, but have not been put to practical use due to problems such as the heavy weight of the battery and charging time. Its development is accelerating again. In particular, in order for the electric vehicle to be put to practical use, the battery pack, which is a fuel supply source of the electric vehicle, needs to be lightened and miniaturized and the charging time thereof must be shortened. Therefore, research on the battery pack is being actively conducted.
상기 배터리 팩은 직렬로 연결된 복수의 전지셀을 포함하고 있는데, 상기 배터리팩의 충전과 방전이 이루어지면 상기 전지셀에 열이 발생한다. 그리고 상기 전지셀에 발생한 열이 그대로 방치할 경우 전지셀의 성능이 저하되고 전지셀의 수명이 단축된다. 따라서 전기자동차에는 통상적으로 배터리팩 냉각시스템이 구비된다.The battery pack includes a plurality of battery cells connected in series. When the battery pack is charged and discharged, heat is generated in the battery cells. And when the heat generated in the battery cell is left as it is, the performance of the battery cell is deteriorated and the lifespan of the battery cell is shortened. Accordingly, an electric vehicle is typically provided with a battery pack cooling system.
배터리 팩 냉각시스템은 냉각유체의 유형에 따라 공냉식과 수냉식으로 구분될 수 있다. 공냉식 냉각시스템에서는 배터리팩 냉각을 위해 냉각기체가 이용되고 수냉식 냉각시스템에서서는 배터리팩 냉각을 위해 냉각수가 이용된다.The battery pack cooling system may be divided into an air cooling type and a water cooling type according to the type of cooling fluid. In the air-cooled cooling system, cooling gas is used to cool the battery pack, and in the water-cooled cooling system, cooling water is used to cool the battery pack.
이러한 전기 차량에 적용되는 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 셀 유닛이 많이 이용되고 있다. 여기서, 배터리 셀 유닛들은 하나의 배터리 팩 케이스 내부에 다수개가 적층되어 수용되며, 요구되는 전력크기에 따라 배터리 셀 유닛의 개수가 결정되는데, 배터리 모듈의 구비되는 배터리 셀은 충전 또는 방전시 열이 발생됨에 따라 이를 냉각시키기 위한 냉각구조가 적용된다.As a battery module applied to such an electric vehicle, a battery cell unit composed of a plurality of battery cells is widely used. Here, a plurality of battery cell units are stacked and accommodated inside one battery pack case, and the number of battery cell units is determined according to the required power size, and the battery cells provided in the battery module generate heat when charging or discharging. Accordingly, a cooling structure for cooling it is applied.
수냉각 플레이트에는 냉각수가 유통되고 수냉각 플레이트와 배터리 셀 사이에는 계면 열접촉 소재가 구비되어 수냉각 플레이트와 배터리 셀 사이에 열저항이 저감되도록 구성된다. 그러나 수냉각 플레이트의 접촉면 표면 조도나 가공 편평도가 좋지 않을 경우 배터리 셀과 불균일한 접촉으로 인해 내부 열교환 저항이 커지는 문제가 있다.Cooling water is circulated in the water cooling plate, and an interface thermal contact material is provided between the water cooling plate and the battery cell to reduce thermal resistance between the water cooling plate and the battery cell. However, when the surface roughness or processing flatness of the contact surface of the water cooling plate is not good, there is a problem in that the internal heat exchange resistance increases due to non-uniform contact with the battery cell.
아울러, 수냉각 플레이트는 열전도도가 높은 알루미늄 또는 구리 등의 금속 재질로 이루어지는데, 수냉각 플레이트 내부에 냉각수가 흐르는 냉각파이프를 구성하는데도 어려움이 발생된다.In addition, since the water cooling plate is made of a metal material such as aluminum or copper having high thermal conductivity, it is difficult to construct a cooling pipe through which the cooling water flows inside the water cooling plate.
이에 본 출원인은 소형 원통셀들을 직렬과 병렬로 연결하여 대용량 배터리 팩으로 만들 때, 배터리 내부에서 열이 발생할 경우 이 열을 효율적으로 배출하고, 배터리 셀이 저온에 노출되어 있을 때에는 열을 배출하는 동일 경로를 통해 열을 흡수 할 수 있는 배터리 팩 및 냉난방 구조를 제안하고자 한다.Accordingly, the applicant of the present applicant has proposed that, when making a large-capacity battery pack by connecting small cylindrical cells in series and parallel, this heat is efficiently discharged when heat is generated inside the battery, and heat is discharged when the battery cell is exposed to low temperatures. We would like to propose a battery pack and heating/cooling structure that can absorb heat through the path.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원통형 리듐 전지, 배터리 셀, 냉각패널 및 알루미늄 프로파일 형태의 수로가 구비된 압출제를 포함하여 다수의 배터리 팩 모듈이 위치하도록 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비된 프로파일이 암수로 다수개가 각각 연결되어 형성되고, 압출제 수로를 통해 압출제가 순환되어 압출제 상부에 위치하는 배터리 팩 모듈을 전도 및 대류방식으로 유체를 통해 배터리 셀을 냉방 또는 난방을 할 수 있는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조를 제공한다.The present invention is to solve the above problems, and the extruded water channel made of aluminum material is provided so that a plurality of battery pack modules are located, including the extruded material having a cylindrical lithium battery, a battery cell, a cooling panel, and an aluminum profile type water channel. The provided profile is formed by connecting a plurality of male and female profiles, respectively, and the extruding agent is circulated through the extruder channel to conduct cooling or heating the battery cell through the fluid in conduction and convection methods for the battery pack module located on the top of the extruder. It provides a water-cooled battery pack structure for an electric vehicle equipped with an aluminum profile.
또한, 본 발명은 소용량 원통형 리튬이온 전지셀이 냉각패널에 삽입되어 구비된 배터리 셀이 다수개가 직렬과 병렬로 연결하여 대용량 배터리 전지팩을 제작할 때 각 셀에 발생하는 열이 냉각패널에 의해 냉각되고, 배터리 팩 모듈이 알루미늄 프로파일로 암수가 체결되어 구비된 압출제 상부에 안착되고 압출제 하부의 수로를 통해 압출제가 순환되어 배터리 전지팩에서 발생하는 열을 냉각할 수 있도록 동작하는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조를 제공한다.In addition, according to the present invention, when a small-capacity cylindrical lithium-ion battery cell is inserted into a cooling panel and a plurality of provided battery cells are connected in series and parallel to produce a large-capacity battery battery pack, the heat generated in each cell is cooled by the cooling panel, and , the battery pack module is seated on the upper part of the extruder provided with the male and female parts fastened with an aluminum profile, and the extruder is circulated through the water channel at the bottom of the extruder to cool the heat generated from the battery pack. It provides a water-cooled battery pack structure for electric vehicles.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조는 다수개의 배터리 셀이 배터리 셀 케이스에 삽입되는 배터리 팩 모듈, 다수개의 배터리 셀 케이스의 직.병렬로 연결된 배터리 팩 모듈이 안착되어 위치하도록 플레이트 형태로 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비되고 다수개의 알루미늄 프로파일이 암수로 각각 체결되어 형성 베이스 플레이트, 상기 다수개의 배터리 팩 모듈이 상기 베이스 플레이트 상에 종방향으로 안착되면 수의 배터리 셀의 상면과 대응되는 평면적으로 이루어져 전후방측이 상기 다수의 연결 단자들과 전기적으로 연결되는데, 베이스 플레이트의 좌측 및 우측에서 배터리 셀을 보호하도록 알루미늄 재질의 박판으로 형성되고 볼트로 체결되는 좌측 및 우측 엔드 플레이트, 상기 베이스 플레이트 상에 종방향으로 적층되는 다수의 배터리 셀이 적층될 때 엔드 플레이트로 좌우측이 밀착되어 베이스 플레이트와 볼트로 고정된 후, 각 엔드 플레이트 상부 끝단에서 안착되어 실장된 배터리 셀을 보호하기 위해 엔드 플레이트와 볼트로 체결되어 고정되는 상부 플레이트, 및 배터리 케이스 내부에 배열된 다수의 배터리가 삽입되어 안착되도록 배터리 안착홈이 구비되어 배터리케이스 내부에 삽입되고, 배터리 셀 사이에 배치되어 배터리 셀에서 발생된 열을 방출하는 방열패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the water-cooled battery pack structure of an electric vehicle having an aluminum profile according to an embodiment of the present invention includes a battery pack module in which a plurality of battery cells are inserted into a battery cell case, and a plurality of battery cell cases directly. An extruded water channel made of aluminum is provided in the form of a plate so that the battery pack modules connected in parallel are seated, and a plurality of aluminum profiles are respectively fastened to form a base plate, wherein the plurality of battery pack modules are mounted on the base plate. When seated in the direction, it is made in a planar shape corresponding to the upper surface of the number of battery cells, and the front and rear sides are electrically connected to the plurality of connection terminals. Left and right end plates fastened with bolts, and when a plurality of battery cells stacked in the longitudinal direction on the base plate are stacked, the left and right sides are in close contact with the end plate and fixed with the base plate with bolts, then at the upper end of each end plate In order to protect the mounted battery cell, the top plate is fastened to the end plate and fixed with bolts, and a battery seating groove is provided so that a plurality of batteries arranged inside the battery case are inserted and seated, and is inserted into the battery case, It is disposed between the battery cells and characterized in that it is configured to include a heat dissipation panel for dissipating heat generated in the battery cells.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조의 상기 베이스 플레이트는 사각판의 형태로 각 끝단이 암.수로 구비되어 각 플레이트가 슬라이딩으로 체결되는 연결구조를 가지고, 압출제 수로는 냉각수가 유입되는 유입파이프홀과 유출파이프홀이 베이스플레이트의 내부에 위치하되 베이스플레이트의 중앙부를 가운데 두고 일정 이격되어 일직선으로 배열되도록 구비되어 유입된 냉각수가 수냉식 단위서브모듈에 결합한 상태로 압출제 수로를 통해 내부에서 순환구조를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the base plate of the water-cooled battery pack structure of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to an embodiment of the present invention has a connection structure in which each end is provided in the form of a square plate, male and female, and each plate is slidably fastened. , the extruded water passage is provided so that the inlet pipe hole and the outlet pipe hole through which the coolant flows are located inside the base plate, but are arranged in a straight line with a certain distance from the center of the base plate. It is characterized in that it has a circulation structure from the inside through the extruder channel in the state.
본 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조는, 다수의 배터리 팩 모듈이 위치하도록 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비된 프로파일이 암수로 다수개가 각각 연결되어 형성되고, 압출제 수로를 통해 압출제가 순환되어 압출제 상부에 위치하는 배터리 팩 모듈을 전도 및 대류방식으로 유체를 통해 배터리 셀을 냉방 또는 난방을 할 수 있어 안정적인 배터리 팩을 제공한다.The water-cooled battery pack structure of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to the present invention is formed by connecting a plurality of male and female profiles provided with extruded water channels made of aluminum so that a plurality of battery pack modules are located, and extruded water channels The extruder circulates through the extruder, and the battery pack module located on the top of the extruder can cool or heat the battery cell through the fluid in conduction and convection methods, thereby providing a stable battery pack.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조는 소용량 원통형 리튬이온 전지셀이 냉각패널에 삽입되어 구비된 배터리 셀이 다수개가 직렬과 병렬로 연결하여 대용량 배터리 전지팩을 제작할 때 각 셀에 발생하는 열이 냉각패널에 의해 냉각되고, 배터리 팩 모듈이 알루미늄 프로파일로 암수가 체결되어 구비된 압출제 상부에 안착되고 압출제 하부의 수로를 통해 압출제가 순환되어 배터리 전지팩에서 발생하는 열을 2차적으로 냉각하여 안정적인 배터리 팩을 제공할 수 있다.In addition, in the water-cooled battery pack structure of an electric vehicle having an aluminum profile according to an embodiment of the present invention, a small-capacity cylindrical lithium-ion battery cell is inserted into a cooling panel and a plurality of battery cells are connected in series and parallel to form a large-capacity battery cell When the pack is manufactured, the heat generated in each cell is cooled by the cooling panel, and the battery pack module is seated on the top of the extruder provided with male and female fastened with an aluminum profile, and the extruding agent is circulated through the water channel at the bottom of the extruder to ensure battery cells It is possible to provide a stable battery pack by secondary cooling the heat generated by the pack.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조는 배터리모듈은 하부 베이스 플레이트 상의 내부에 형성되는 다수개의 냉각 유로를 통해 냉각 효율을 높이고, 냉각 유로가 형성된 하부 베이스 플레이트의 냉각 유로의 상부에 배터리 모듈의 외부에 위치하므로 냉각수 유출에 따른 안전성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the water-cooled battery pack structure of an electric vehicle having an aluminum profile according to an embodiment of the present invention, the battery module increases cooling efficiency through a plurality of cooling passages formed inside the lower base plate, and the lower base in which the cooling passages are formed. Since it is located outside the battery module in the upper part of the cooling passage of the plate, it is possible to not only ensure safety due to coolant leakage, but also to reduce costs.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조의 사시도
도 2는 도 1에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩의 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩의 베이스 플레이트의 상태도
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리 모듈에 냉각패널이 부착된 상태도
도 5는 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리 팩의 체결상태를 도시한 사시도
도 6은 도 5에 따른 배터리 팩의 분해사시도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩이 리듐전지가 삽입되는 냉각패널의 상태도
도 8은 본 발명에 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리 모듈의 유체의 흐름을 도시한 상태도1 is a perspective view of a water-cooled battery pack structure of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to the present invention;
2 is an exploded perspective view of a water-cooled battery pack of an electric vehicle provided with an aluminum profile according to FIG. 1;
3 is a state diagram of a base plate of a water-cooled battery pack of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to the present invention;
4 is a state diagram in which a cooling panel is attached to a water-cooled battery module of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to the present invention;
5 is a perspective view illustrating a fastening state of a water-cooled battery pack of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to the invention;
6 is an exploded perspective view of the battery pack according to FIG. 5;
7 is a state diagram of a cooling panel in which a lithium battery is inserted into a battery pack according to an embodiment of the present invention;
8 is a state diagram showing the flow of fluid in a water-cooled battery module of an electric vehicle equipped with an aluminum profile in the present invention;
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, detailed description of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조는 크게 배터리 셀 케이스(10), 베이스 플레이트(20), 엔드 플레이트(30), 상부 플레이트(40) 및 방열패널(50)로 구성되는데, 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조의 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩의 베이스 플레이트의 상태도를 나타낸다.The water-cooled battery pack structure of an electric vehicle equipped with an aluminum profile of the present invention is largely composed of a
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조를 살펴보면, 다수개의 배터리 셀(111)이 배터리 셀 케이스(10)에 삽입되어 배터리 셀 모듈이 구비되는데, 상기 베이스 플레이트(20)는 다수개의 배터리 셀 케이스(10)의 직.병렬로 연결된 배터리 팩 모듈이 안착되어 위치하도록 플레이트 형태로 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비된 다수개의 알루미늄 프로파일이 암수로 각각 체결되어 형성된다.Hereinafter, looking at the structure of a water-cooled battery pack of an electric vehicle equipped with an aluminum profile with reference to FIGS. 1 to 3 , a plurality of
즉, 상기 베이스 플레이트(20a,20b)는 서로 체결될 수 있도록 알루미늄 프로파일의 끝단이 각각 암.수로 형성되어 연결구조를 가지고 압출제 수로는 냉각수가 유입되는 유입파이프홀(22) 및 유출파이프홀(24)가 구비되어 수냉식 단위서브모듈에 결합한 상태로 압출제 수로를 통해 내부에서 냉각수를 순환구조를 갖는다.That is, the
상기 베이스 플레이트(20a,20b)는 사각판의 형태로 각 끝단이 암.수로 구비되어 각 베이스 플레이트가 슬라이딩으로 체결될 수 있고, 상기 유입파이프홀(22)과 유출파이프홀(24)은, 베이스플레이트(20a,20b)의 내부에 위치하되 베이스플레이트의 중앙부를 가운데 두고 일정 이격되어 일직선으로 배열 위치하는데, 각 홀(22,24)을 따라 베이스 플레이트(20a,20b) 내부에 각 수로를 형성한다.The
베이스 플레이트(20a,20b) 내부에서 형성된 수로를 따라 외부로부터 공급되는 냉각수를 유입수로 내부로 유도하고 유입된 냉각수가 유출수로를 따라 배출되도록 각 끝단이 연결구조를 갖는다.Each end of the
따라서, 상기 베이스 플레이트(20) 상부에 다수개의 배터리 팩 모듈이 위치하도록 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비된 프로파일이 암수로 다수개가 각각 연결되어 형성되고, 압출제 수로를 통해 냉각수가 순환되어 베이스 플레이트(20) 상부에 위치하는 배터리 팩 모듈을 전도 및 대류방식으로 유체를 통해 배터리 셀을 냉방 또는 난방을 할 수 있도록 동작한다.Therefore, a plurality of male and female profiles provided with extruded water channels made of aluminum are respectively connected to each other so that a plurality of battery pack modules are positioned on the base plate 20, and cooling water is circulated through the extruded channel to the base plate. (20) The battery pack module located on the upper part operates to cool or heat the battery cell through the fluid in a conduction and convection method.
상기 다수개의 배터리 팩 모듈이 상기 베이스 플레이트(20) 상에 종방향으로 안착되면 수의 배터리 셀(10)의 상면과 대응되는 평면적으로 이루어져 전후방측이 상기 다수의 연결 단자들과 전기적으로 연결되는데, 베이스 플레이트(20)의 좌측 및 우측에서 배터리 셀을 보호하도록 알루미늄 재질의 박판으로 형성되고 볼트로 체결되는 좌측 및 우측 엔드 플레이트(30a,30b)가 구비된다.When the plurality of battery pack modules are seated on the base plate 20 in the longitudinal direction, they are formed in a planar shape corresponding to the upper surface of the number of
즉, 엔드 플레이트(30)는 베이스 프레이트(20)에 안착된 배터리 셀 전지의 좌우측에 둘러싸는 구조로서 배터리 셀 전지에서 발생하는 열을 방열하도록 알루미늄 재질로 형성된다.That is, the
또한, 상기 베이스 플레이트(20) 상에 종방향으로 적층되는 다수의 배터리 셀(10)이 적층될 때 엔드 플레이트(30)로 좌우측이 밀착되어 베이스 플레이트(20)와 볼트로 고정되고, 각 엔드 플레이트(30) 상부 끝단에서 안착되어 실장된 배터리 셀(10)을 보호하기 위해 상부 플레이트(40)가 엔드 플레이트(30)와 볼트로 체결되어 고정된다.In addition, when a plurality of
또한, 상기 방열패널(50)은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 배터리 셀 케이스(10) 내부에 배열된 다수의 배터리가 삽입되어 안착되도록 배터리 안착홈(53)이 구비되어 배터리케이스 내부에서 배터리 셀 사이에 배치되어 배터리 셀에서 발생된 열을 방열하게 된다. 즉 배터리 셀(111)과 방열패널(50)은 배터리 셀 케이스(10)의 내부에 삽입되어 고정된다. In addition, the
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리 모듈에 냉각패널이 부착된 상태도이고, 도 5는 발명에 따른 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리 팩의 체결상태를 도시한 사시도를 나타내며, 도 6은 도 5에 따른 배터리 팩의 분해사시도를 도시한 것으로서, 배터리 팩(10)은 외부프레임(100a,100b)은 서로 체결구조를 갖는 제 1 외부프레임(100a) 및 제 2 외부프레임(100b)로 구성된다. 4 is a view showing a state in which a cooling panel is attached to a water-cooled battery module of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to the present invention, and FIG. It shows a perspective view, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the battery pack according to FIG. 5 , wherein the
제 1 외부프레임(100a)은 4개의 소형 원통 배터리 셀(111)이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈(110)이 형성되고 배터리 삽입홈(110)의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯(120)이 구비되고, 제 2 외부프레임(100b)은 제 1 외부프레임(100a)과 동일한 구조를 가지며 원통형 배터리 셀(111)의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈(110)이 구비되어 제 1 외부프레임(100a)과 체결된다.The first
이때, 상기 배터리 셀(111)은 방열패널(50)의 안착홈(53)에 체결되어 방열패널(11)와 함께 배터리 삽입홈(110)에 안착되고 외부프레임(100a,100b)의 체결에 의해 고정되된다.At this time, the
상기 외부프레임(100a,100b)은 배터리 삽입홈(110) 내측에 배터리 셀(111)이 전기적 연결을 위해 사출된 스프링 전극단자(130)가 구비되는데, 각 외부프레임 내에 단자 사출공간(132)과 함께 스프링 전극단자(130)가 일체로 사출되어 성형되어 구성된다.The
한편, 상기 배터리 삽입홈(110)에 삽입되는 배터리 셀(111)은 방열판(50)에 끼워져 외부프레임(100) 내부에 삽입되어 체결되는데, 방열패널(50)에 형성된 원형의 배터리 안착홈(53)에 배터리 셀(111)이 삽입되고 외부프레임 내에 단자 사출공간(132)에 배터리 셀(111)이 삽입되어 스프링 전극단자(130)에 의해 전기적으로 도통되도록 동작한다.On the other hand, the
따라서, 방열패널(50)의 배터리 안착홈(53)에 삽입된 배터리 셀(111)은 각 외부프레임(100a,100b)의 체결에 따라 배터리 케이스 내부에서 배터리 셀에서 발생되는 열을 방열하게 된다.Accordingly, the
한편, 배터리 셀(111)에 전기적 연결을 위해 외부프레임(100a,100b)에 사출된 일체형 스프링 전극 단자(130)와 단자 사출 공간(132)이 존재하고, 일체형 스프링 전극 단자(130)와 부스바(170)를 연결하기 위해 외부 프레임(100a,100b)의 중앙에 나사 홀(140)이 구비되고, 각 외부프레임(100a,100b)에 일체로 연장되어 부설된 가이드 바(150a,150b)에 의해 각각 연결되도록 구성된다.On the other hand, the integrated spring electrode terminal 130 and the terminal injection space 132 injected into the
도 8은 본 발명에 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리 모듈의 유체의 흐름의 상태를 도시한 것으로서, 베이스 플레이트(20)의 내부에 구비된 유로(22,24)를 통해 유입된 냉각수가 내부 유로를 따라 유동하여 배터리 셀에서 발생하는 열을 하부에서 방열하고, 다수개의 배터리 셀이 종방향으로 적층됨으로서 외부 프레임(100a,100b) 내부에 삽입된 배터리 셀(111)은 방열패널(50)을 통해 분리되어 관로 저항과 와류발생을 줄이고, 유체의 유동속도를 빠르게 하여 배터리의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.8 is a view showing the state of the fluid flow of the water-cooled battery module of an electric vehicle equipped with an aluminum profile according to the present invention. The
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms are used, these are only used in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and help the understanding of the present invention. , it is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
10 : 배터리 셀 케이스
100 : 제 1 외부프레임
100b : 제 2 외부프레임
110 : 배터리 삽입홈
111 : 배터리 셀
120 : 원형 슬롯
130 : 일체형 스프링 단자
140 : 나사홀
150a : 제 1 가이드 바
150b : 제 2 가이드바
20 : 베이스 플레이트
30 : 엔드 플레이트(30)
40 : 상부 플레이트
50 : 방열패널
53 : 안착홈10 : battery cell case
100: first
110: battery insertion groove 111: battery cell
120: circular slot 130: integral spring terminal
140: screw hole
150a:
20: base plate
30: end plate (30)
40: upper plate
50: heat dissipation panel 53: seating groove
Claims (4)
다수개의 배터리 셀 케이스(10)의 직.병렬로 연결된 배터리 팩 모듈이 안착되어 위치하도록 플레이트 형태로 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비되고 다수개의 알루미늄 프로파일이 암수로 각각 체결되어 형성 베이스 플레이트(20),
상기 다수개의 배터리 팩 모듈이 상기 베이스 플레이트(20) 상에 종방향으로 안착되면 수의 배터리 셀(10)의 상면과 대응되는 평면적으로 이루어져 전후방측이 상기 다수의 연결 단자들과 전기적으로 연결되는데, 베이스 플레이트(20)의 좌측 및 우측에서 배터리 셀을 보호하도록 알루미늄 재질의 박판으로 형성되고 볼트로 체결되는 좌측 및 우측 엔드 플레이트(30),
상기 베이스 플레이트(20) 상에 종방향으로 적층되는 다수의 배터리 셀(10)이 적층될 때 엔드 플레이트(30)로 좌우측이 밀착되어 베이스 플레이트(20)와 볼트로 고정된 후, 각 엔드 플레이트(30) 상부 끝단에서 안착되어 실장된 배터리 셀(10)을 보호하기 위해 엔드 플레이트(30)와 볼트로 체결되어 고정되는 상부 플레이트(40), 및
배터리 셀 케이스(10) 내부에 배열된 다수의 배터리가 삽입되어 안착되도록 배터리 안착홈(53)이 구비되어 배터리케이스 내부에 삽입되고, 배터리 셀 사이에 배치되어 배터리 셀에서 발생된 열을 방출하는 방열패널(50)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조
A battery pack module in which a plurality of battery cells 111 are inserted into the battery cell case 10;
A plurality of battery pack modules connected in series and in parallel of the battery cell case 10 are provided with an aluminum extruded water channel in the form of a plate to be seated and a plurality of aluminum profiles are respectively fastened to male and female to form a base plate 20 ,
When the plurality of battery pack modules are seated on the base plate 20 in the longitudinal direction, they are formed in a planar shape corresponding to the upper surface of the number of battery cells 10 so that the front and rear sides are electrically connected to the plurality of connection terminals, Left and right end plates 30 formed of a thin aluminum plate and fastened with bolts to protect the battery cells on the left and right sides of the base plate 20;
When a plurality of battery cells 10 stacked in the longitudinal direction on the base plate 20 are stacked, the left and right sides are in close contact with the end plate 30 and fixed to the base plate 20 with bolts, and then each end plate ( 30) The upper plate 40 is fastened with bolts to the end plate 30 to protect the mounted battery cell 10 seated at the upper end, and
A battery seating groove 53 is provided so that a plurality of batteries arranged inside the battery cell case 10 are inserted and seated, and inserted into the battery case, and disposed between the battery cells to radiate heat generated from the battery cells. Water-cooled battery pack structure of an electric vehicle with an aluminum profile, characterized in that it comprises a panel (50)
상기 베이스 플레이트(20a,20b)는 사각판의 형태로 각 끝단이 암.수로 구비되어 각 플레이트가 슬라이딩으로 체결되는 연결구조를 가지고, 압출제 수로는
냉각수가 유입되는 유입파이프홀(22)과 유출파이프홀(24)이 베이스플레이트(20a,20b)의 내부에 위치하되 베이스플레이트의 중앙부를 가운데 두고 일정 이격되어 일직선으로 배열되도록 구비되어 유입된 냉각수가 수냉식 단위서브모듈에 결합한 상태로 압출제 수로를 통해 내부에서 순환구조를 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조
The method of claim 1,
The base plates (20a, 20b) have a connection structure in which each end is provided with a male and female end in the form of a square plate and each plate is slidably fastened, and the extruded water channel
The inlet pipe hole 22 and the outlet pipe hole 24 through which the coolant is introduced are located inside the base plates 20a and 20b, but spaced apart from the center of the base plate and arranged in a straight line so that the introduced coolant is Water-cooled battery pack structure of an electric vehicle with an aluminum profile, characterized in that it has a circulation structure inside through an extruded water channel in a state of being coupled to a water-cooled unit sub-module
상기 베이스 플레이트(20) 상부에 다수개의 배터리 팩 모듈이 위치하도록 알루미늄 재질의 압출제 수로가 구비된 프로파일이 암수로 다수개가 각각 연결되어 형성되고, 압출제 수로를 통해 냉각수가 순환되어 베이스 플레이트(20) 상부에 위치하는 배터리 팩 모듈을 전도 및 대류방식으로 유체를 통해 배터리 셀을 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조
The method of claim 1,
A plurality of male and female profiles provided with extruded water channels made of aluminum are respectively connected to each other so that a plurality of battery pack modules are positioned on the base plate 20, and cooling water is circulated through the extruded water channels to circulate the base plate 20 ) Water-cooled battery pack structure of an electric vehicle with an aluminum profile, characterized in that the battery pack module located on the upper part is configured to cool the battery cells through a fluid in a conduction and convection manner
상기 배터리 셀 케이스(10)는
4개의 소형 원통 배터리 셀(111)이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈(110)이 형성되고 배터리 삽입홈(110)의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯(120)이 구비되는 제 1 외부프레임(100a),
제 1 외부프레임(100a)과 동일한 구조를 가지며 원통형 배터리 셀(111)의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈(110)이 구비되어 제 1 외부프레임(100a)과 체결되는 제 2 외부프레임(100b),
방열패널(50)의 안착홈(53)에 체결되어 배터리 셀(11)와 함께 배터리 삽입홈(110)에 안착되고 각 프레임(100a,100b)이 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일이 구비된 전기차량의 수냉식 배터리팩 구조.
The method of claim 1,
The battery cell case 10 is
The battery insertion groove 110 is formed so that the four small cylindrical battery cells 111 are respectively inserted in parallel, and a plurality of circular slots 120 therein to help the air flow along the circumference of the battery insertion groove 110 are provided. A first external frame (100a) provided,
The second outer frame having the same structure as the first outer frame 100a and having a battery insertion groove 110 to insert the opposite electrode of the cell from the opposite side of the cylindrical battery cell 111 is fastened to the first outer frame 100a. frame 100b;
An aluminum profile characterized in that it is fastened to the seating groove 53 of the heat dissipation panel 50 and is seated in the battery insertion groove 110 together with the battery cell 11, and each frame 100a, 100b is fastened and fixed. The structure of a water-cooled battery pack for an electric vehicle.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20200821 |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20211220 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20220302 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20220303 Patent event code: PR07011E01D |
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Payment date: 20220303 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
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| PG1601 | Publication of registration |