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KR102596227B1 - 전기자동차용 배터리 냉각장치 - Google Patents

전기자동차용 배터리 냉각장치 Download PDF

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KR102596227B1
KR102596227B1 KR1020180086681A KR20180086681A KR102596227B1 KR 102596227 B1 KR102596227 B1 KR 102596227B1 KR 1020180086681 A KR1020180086681 A KR 1020180086681A KR 20180086681 A KR20180086681 A KR 20180086681A KR 102596227 B1 KR102596227 B1 KR 102596227B1
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battery
cooling
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magnetic control
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현대자동차주식회사
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Abstract

배터리 모듈에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 전기자동차용 배터리 냉각장치를 제공한다.
전기자동차용 배터리 냉각장치는 케이스, 상기 케이스 내부에 마련되며, 복수의 배터리 셀과 상기 복수의 배터리 셀 각각의 사이에 부착되는 복수의 냉각판을 포함하는 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 내부에 자성유체가 채워지고 바닥면에 상기 복수의 배터리 셀과 나란한 방향으로 복수의 유로를 갖는 냉각채널, 상기 복수의 유로 양 끝단인 상기 냉각채널의 양 측면에 마련되어 상기 배터리 모듈에서 발생되는 열을 흡수하는 히트싱크 및 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분에 장착되는 자기제어부를 포함한다.

Description

전기자동차용 배터리 냉각장치{COOLING APPARATUS OF BATTERY FOR ELECTRIC VEHICLES}
본 발명은 배터리에 발생되는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 전기자동차용 배터리 냉각장치에 관한 것이다.
일반 자동차가 내연기관에서 석유계의 연료를 연소시켜 그 에너지로 주행하는데 반해, 전기자동차는 전기를 그 원동력으로 하는 것으로, 일반적으로 전기자동차는 배기가스의 대책의 일환으로 개발된 자동차로 소음이 적고, 배기가스가 전혀 없는 장점이 있다.
이러한 전기자동차는 전기에너지로 전동기를 구동하고, 이를 동력 전달 장치를 통해 바퀴를 회전시켜 주행하는 무공해 자동차로서, 구동력에 필요한 동력을 공급해 주기 위해 배터리가 사용된다.
배터리는 차량의 저면에 복수로 장착되며, 각각의 배터리가 직렬 또는 병렬로 연결되어 전동기에 필요한 적정 전압을 만든다.
이러한 배터리는 충, 방전 시 셀에서 발열 현상이 발생하여 온도가 올라가게 되는데, 배터리의 온도 상승은 배터리의 전기적인 성능 및 내구성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 에너지 밀도 향상에 따른 배터리 용량의 증대뿐만 아니라, 배터리의 수명 및 내구성 향상을 위하여 배터리의 사용 온도를 최적 온도 범위내에서 일정하게 유지시켜줄 수 있는 배터리 냉각장치가 필요하다.
본 발명의 일 측면은 배터리 모듈에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 전기자동차용 배터리 냉각장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 배터리 냉각장치는 케이스, 상기 케이스 내부에 마련되며, 복수의 배터리 셀과 상기 복수의 배터리 셀 각각의 사이에 부착되는 복수의 냉각판을 포함하는 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 내부에 자성유체가 채워지고 바닥면에 상기 복수의 배터리 셀과 나란한 방향으로 복수의 유로를 갖는 냉각채널, 상기 복수의 유로 양 끝단인 상기 냉각채널의 양 측면에 마련되어 상기 배터리 모듈에서 발생되는 열을 흡수하는 히트싱크 및 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분에 장착되는 자기제어부를 포함한다.
상기 히트싱크는 상기 냉각채널 내부의 양 측면에 마련되는 내부 히트싱크를 포함할 수 있다.
상기 냉각채널은 상기 배터리 모듈의 하부에 위치하는 냉각채널 상판과, 상기 복수의 유로가 형성되는 바닥면을 갖는 냉각채널 하면과, 상기 냉각채널 상판과 상기 냉각채널 하판 사이를 씰링하는 패킹 씰을 포함할 수 있다.
상기 히트싱크는 상기 냉각채널 내부의 양 측면에 마련되는 내부 히트싱크와, 상기 냉각채널 상판과 연결되도록 마련되는 외부 히트싱크를 포함할 수 있다.
상기 히트싱크는 상기 냉각채널 내부의 양 측면에 마련되는 내부 히트싱크와, 상기 냉각채널 하판과 연결되도록 마련되는 외부 히트싱크를 포함할 수 있다.
상기 복수의 냉각판 각각의 내부에는 자성유체가 채워진 마이크로 채널이 마련될 수 있다.
상기 케이스는 공기가 유입되는 유입구와, 유입된 공기가 배출되는 배출구를 포함하고, 상기 배출구에는 공기의 유동을 향상시키는 팬이 마련될 수 있다.
상기 자기제어부는 자석 또는 전자석일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 배터리 냉각장치는 케이스, 상기 케이스 내부에 마련되며, 복수의 배터리 셀과 상기 복수의 배터리 셀 각각의 사이에 부착되는 복수의 냉각판을 포함하는 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 내부에 자성유체가 채워지고 바닥면에 상기 복수의 배터리 셀과 나란한 방향으로 복수의 유로를 갖는 냉각채널, 상기 복수의 유로 양 끝단인 상기 냉각채널의 양 측면에 마련되어 상기 배터리 모듈에서 발생되는 열을 흡수하는 히트싱크 및 상기 냉각채널에 채워진 자성유체에 의해 상기 배터리 모듈에서 발생되는 열이 상기 히트싱크로 전달되는 것을 향상시키는 자기제어부를 포함한다.
상기 자기제어부는 자석 또는 전자석일 수 있다.
상기 냉각채널은 상기 배터리 모듈의 하부에 위치하는 냉각채널 상판과, 상기 복수의 유로가 형성되는 바닥면을 갖는 냉각채널 하면과, 상기 냉각채널 상판과 상기 냉각채널 하판 사이를 씰링하는 패킹 씰을 포함할 수 있다.
상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분에 장착될 수 있다.
상기 자기제어부는 상기 냉각채널 하판의 하부에 배치될 수 있다.
상기 자기제어부는 상기 냉각채널 상판의 상부에 배치될 수 있다.
상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분과, 상기 냉각채널 하판의 하부에 배치될 수 있다.
상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분과, 상기 냉각채널 상판의 상부에 배치될 수 있다.
상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분과, 상기 냉각채널 하판의 하부와, 상기 냉각채널 상판의 상부에 배치될 수 있다.
상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 좌측 끝단 또는 우측 끝단에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 배터리에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리의 개략적으로 도시한 분해사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각채널 하판에 자기제어부가 장착되는 모습을 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각채널 하판에 형성된 복수의 유로를 따라 배터리 모듈에서 발생된 열이 이동되는 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각판의 내부에 마이크로 채널이 형성된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널 내부와, 냉각채널의 하부에 배치된 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널 내부와, 냉각채널의 상부에 배치된 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널 내부와, 냉각채널의 상하부에 배치된 모습을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널의 하부에 배치된 모습을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널의 상부에 배치된 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널의 상하부에 배치된 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 다른 외부 히트싱크가 냉각채널 상판에 마련된 모습을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부 히트싱크가 냉각채널 하판에 마련된 모습을 도시한 도면.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "선단", "후단", "상부", "하부", "상단" 및 "하단"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 냉각장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각채널 하판에 자기제어부가 장착되는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 전기자동차용 배터리 냉각장치는 케이스(10)와, 케이스(10) 내부에 마련되는 배터리 모듈(20)과, 배터리 모듈(20)의 하부에 배치되며 내부에 자성유체가 채워진 냉각채널(30)과, 냉각채널(30)의 양 측면에 마련되어 배터리 모듈(20)에서 발생되는 열을 흡수하는 히트싱크(40)와, 냉각채널(30)에 채워진 자성유체에 의해 배터리 모듈(20)에서 발생된 열이 히트싱크(40)로 전달되는 것을 향상시키는 자기제어부(50)를 포함할 수 있다.
케이스(10)는 공기가 유입되는 유입구(미도시)와, 유입된 공기가 배출되는 배출구(미도시)를 포함할 수 있다.
유입구로 유입된 공기는 배터리 모듈(20)에서 발생된 열에 의해 온도가 높아진 상태로 배출구를 통해 배출됨으로써, 배터리 모듈(20)에서 발생된 열을 방열시킬 수 있다.
이때, 배터리 모듈(20)에서 발생된 열을 효율적으로 방열시키기 위해 배출구에는 팬(미도시)이 마련될 수 있다.
배터리 모듈(20)은 케이스(10) 내부에 마련되며, 복수의 배터리 셀(21)과, 복수의 배터리 셀(21) 각각의 사이에 부착되는 복수의 냉각판(23)을 포함할 수 있다.
복수의 배터리 셀(21)에서 열이 발생하게 되고, 발생된 열은 복수의 냉각판(23)을 통해 배터리 모듈(20) 하부에 배치되는 냉각채널(30)로 전달될 수 있다.
냉각채널(30)은 배터리 모듈(20)의 하부에 위치하는 냉각채널 상판(31)과, 냉각채널 상판(31)의 하부에 위치하는 냉각채널 하판(33)과, 냉각채널 상판(31)과 냉각채널 하판(33) 사이를 씰링하는 패킹 씰(39)을 포함할 수 있다.
냉각채널(30) 내부에는 배터리 모듈(20)에서 발생된 열을 효율적으로 히트싱크(40)로 전달하기 위해 자성유체가 채워질 수 있다.
자성유체는 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정, 분산시킨 다음 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체이다.
자성유체는 점도(1 ~ 150mPa·s) 및 밀도(900 ~ 2000kg/㎥)가 최대한 낮고 유동성이 좋아야 한다.
또한, 자성유체의 베이스 오일의 열전도율(150mW/m·K 이상)은 최대한 높아야 하지만, 누설 시 누전 안정성은 확보되어야 한다.
또한, 외부 자석에 의한 높은 열전달 촉진율을 얻기 위하여 자성유체의 자화값(10mT 이상)이 커야 하므로 강자성체입자 함량(5% 이상)이 높아야 하지만, 유동성은 확보되어야 한다.
냉각채널 하판(33)의 바닥면에는 배터리 모듈(20)의 복수의 배터리 셀(21)과 나란한 방향으로 복수의 유로(35)가 형성될 수 있다.
냉각채널 하판(33)의 바닥면에는 자기제어부(50)가 장착되는 자기제어부 장착홈(37)이 마련될 수 있다.
히트싱크(40)는 냉각채널(30) 내부의 양 측면에 마련되며, 배터리 모듈(20)에서 발생된 열을 흡수할 수 있다.
자기제어부(50)는 자석 또는 전자석일 수 있고, 냉각채널(30) 내부에서 온도차에 의한 자성유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다.
자기제어부(50)는 냉각채널(30) 내부에서 온도차에 의한 자성유체의 흐름이 원활해지도록 냉각채널 하판(33)에 형성된 복수의 유로(35)와 수직한 방향으로 냉각채널 하판(33)의 바닥면 중앙부분에 장착될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각채널 하판에 형성된 복수의 유로를 따라 배터리 모듈에서 발생된 열이 이동되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(20)에서 발생된 열을 전달받아 온도가 높아진 자성유체는 실선으로 표시된 화살표 방향대로 냉각채널(30)의 중앙 부분에서 양 측면에 배치된 히트싱크(40)를 향하여 이동할 수 있다.
이때, 히트싱크(40)에 의해 온도가 낮아진 자성유체는 점선으로 표시된 화살표 방향대로 양 측면에 배치된 히트싱크(40)에서 냉각채널(30)의 중앙 부분을 향하여 이동할 수 있다.
상기와 같이, 온도가 높아진 자성유체는 히트싱크(40)쪽으로 이동하고, 히트싱크(40)에 의해 온도가 낮아진 자성유체는 냉각채널(30)의 중앙부분으로 이동함으로써, 배터리 모듈(20)에서 발생된 열은 효율적으로 방열될 수 있다.
이때, 냉각채널(30)의 중앙부분에 자석 또는 전자석으로 이루어진 자기제어부(50)가 냉각채널(30)의 중앙부분에 장착되면, 자성유체의 흐름이 보다 원활해 질 수 있다.
이는, 히트싱크(40)에 의해 냉각된 저온의 자성유체는 큰 자기체적력을 갖기 때문에, 자기제어부(50)를 향하여 이동하게 되고, 온도가 높아진 고온의 자성유체는 작은 자기체적력을 갖기 때문에, 자기제어부(50)로부터 멀어지는 방향인 히트싱크(40)를 향하여 이동하게 되기 때문이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각판의 내부에 마이크로 채널이 형성된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 냉각판(23)의 내부에는 자성유체가 채워진 마이크로 채널(25)이 마련될 수 있다.
냉각판(23)의 내부에 자성유체가 채워진 마이크로 채널(25)이 마련되면, 복수의 배터리 셀(21)에서 발생된 열은 자성유체에 의해 보다 효율적으로 냉각채널(30)로 전달될 수 있다.(도 1 참조)
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널 내부와, 냉각채널의 하부에 배치된 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널 내부와, 냉각채널의 상부에 배치된 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널 내부와, 냉각채널의 상하부에 배치된 모습을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널의 하부에 배치된 모습을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널의 상부에 배치된 모습을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기제어부가 냉각채널의 상하부에 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 자기제어부(50)는 냉각채널(30) 내부의 중앙부분에 배치되는 자기제어부(51)와, 냉각채널(30)의 하부에 배치되는 자기제어부(53)를 포함할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 자기제어부(50)는 냉각채널(30) 내부의 중앙부분에 배치되는 자기제어부(51)와, 냉각채널(30)의 상부에 배치되는 자기제어부(55)를 포함할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 자기제어부(50)는 냉각채널(30) 내부의 중앙부분에 배치되는 자기제어부(51)와, 냉각채널(30)의 하부에 배치되는 자기제어부(53)와, 냉각채널(30)의 상부에 배치되는 자기제어부(55)를 포함할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 자기제어부(50)는 냉각채널(30)의 하부에 배치되는 자기제어부(53)만을 포함할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 자기제어부(50)는 냉각채널(30)의 상부에 배치되는 자기제어부(55)만을 포함할 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 자기제어부(50)는 냉각채널(30)의 하부에 배치되는 자기제어부(53)와, 냉각채널(30)의 상부에 배치되는 자기제어부(55)를 포함할 수 있다.
또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 자기제어부(50)는 냉각채널 하판(33)에 형성된 복수의 유로(35)와 수직한 방향으로 냉각채널 하판(33)의 바닥면 좌측 끝단 또는 우측 끝단에 장착될 수 있다.
이때, 자기제어부(50)가 냉각채널 하판(33)의 바닥면 좌측 끝단에 장착될 경우에 히트싱크(40)는 냉각채널 하판(33)의 우측 끝단에 마련될 수 있다.
또한, 자기제어부(50)가 냉각채널 하판(33)의 바닥면 우측 끝단에 장착될 경우에 히트싱크(40)는 냉각채널 하판(33)의 좌측 끝단에 마련될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 다른 외부 히트싱크가 냉각채널 상판에 마련된 모습을 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부 히트싱크가 냉각채널 하판에 마련된 모습을 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 히트싱크(40)는 냉각채널(30) 내부에서의 냉각성능을 촉진시키기 위해 냉각채널(30) 내부의 양 측면에 마련되는 내부 히트싱크(41)와, 냉각채널 상판(31)에 마련되는 외부 히트싱크(43)를 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 외부 히트싱크(43)는 냉각채널 하판(33)의 양 측벽에 마련될 수도 있다.
이때, 냉각채널 하판(33)의 양 측벽에는 냉각채널 하판(33)의 바닥면과 마찬가지로 유로(35)가 형성될 수 있고, 냉각채널 하판(33)의 양 측벽에 형성되는 유로(35)는 내부 히트싱크(41)과 연결될 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 전기자동차용 배터리 냉각장치를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 이는 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 케이스
20 : 배터리 모듈 21 : 배터리 셀
23 : 냉각판 25 : 마이크로 채널
30 : 냉각채널 31 : 냉각채널 상판
33 : 냉각채널 하판 35 : 유로
37 : 자기제어부 장착홈 39 : 패킹 씰
40 : 히트싱크 41 : 내부 히트싱크
43 : 외부 히트싱크
50 : 자기제어부

Claims (18)

  1. 케이스;
    상기 케이스 내부에 마련되며, 복수의 배터리 셀과 상기 복수의 배터리 셀 각각의 사이에 부착되는 복수의 냉각판을 포함하는 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 내부에 자성유체가 채워지고 바닥면에 상기 복수의 배터리 셀과 나란한 방향으로 복수의 유로를 갖는 냉각채널;
    상기 복수의 유로 양 끝단인 상기 냉각채널의 양 측면에 마련되어 상기 배터리 모듈에서 발생되는 열을 흡수하는 히트싱크; 및
    상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분에 장착되는 자기제어부;
    를 포함하고,
    상기 복수의 냉각판 각각의 내부에는 자성유체가 채워진 마이크로 채널이 마련되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 상기 냉각채널 내부의 양 측면에 마련되는 내부 히트싱크를 포함하는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각채널은 상기 배터리 모듈의 하부에 위치하는 냉각채널 상판과, 상기 복수의 유로가 형성되는 바닥면을 갖는 냉각채널 하판과, 상기 냉각채널 상판과 상기 냉각채널 하판 사이를 씰링하는 패킹 씰을 포함하는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 상기 냉각채널 내부의 양 측면에 마련되는 내부 히트싱크와, 상기 냉각채널 상판에 마련되는 외부 히트싱크를 포함하는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 상기 냉각채널 내부의 양 측면에 마련되는 내부 히트싱크와, 상기 냉각채널 하판에 마련되는 외부 히트싱크를 포함하는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 공기가 유입되는 유입구와, 유입된 공기가 배출되는 배출구를 포함하고, 상기 배출구에는 공기의 유동을 향상시키는 팬이 마련되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 자석 또는 전자석인 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  9. 케이스;
    상기 케이스 내부에 마련되며, 복수의 배터리 셀과 상기 복수의 배터리 셀 각각의 사이에 부착되는 복수의 냉각판을 포함하는 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 내부에 자성유체가 채워지고 바닥면에 상기 복수의 배터리 셀과 나란한 방향으로 복수의 유로를 갖는 냉각채널;
    상기 복수의 유로 양 끝단인 상기 냉각채널의 양 측면에 마련되어 상기 배터리 모듈에서 발생되는 열을 흡수하는 히트싱크; 및
    상기 냉각채널에 채워진 자성유체에 의해 상기 배터리 모듈에서 발생되는 열이 상기 히트싱크로 전달되는 것을 향상시키는 자기제어부;
    를 포함하고,
    상기 복수의 냉각판 각각의 내부에는 자성유체가 채워진 마이크로 채널이 마련되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 자석 또는 전자석인 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 냉각채널은 상기 배터리 모듈의 하부에 위치하는 냉각채널 상판과, 상기 복수의 유로가 형성되는 바닥면을 갖는 냉각채널 하판과, 상기 냉각채널 상판과 상기 냉각채널 하판 사이를 씰링하는 패킹 씰을 포함하는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분에 장착되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 상기 냉각채널 하판의 하부에 배치되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 상기 냉각채널 상판의 상부에 배치되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분과, 상기 냉각채널 하판의 하부에 배치되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분과, 상기 냉각채널 상판의 상부에 배치되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 중앙부분과, 상기 냉각채널 하판의 하부와, 상기 냉각채널 상판의 상부에 배치되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기제어부는 상기 복수의 유로와 수직한 방향으로 상기 냉각채널의 바닥면 좌측 끝단 또는 우측 끝단에 장착되는 전기자동차용 배터리 냉각장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114788073A (zh) * 2020-04-09 2022-07-22 株式会社Lg新能源 电池模块及包括该电池模块的电池组
KR102165553B1 (ko) * 2020-05-18 2020-10-14 군산대학교산학협력단 배터리 냉각용 히트싱크
KR102405016B1 (ko) 2020-07-20 2022-06-07 전북대학교산학협력단 수냉 쿨러를 이용한 공랭식 배터리 열관리 시스템
KR20230036159A (ko) * 2020-09-16 2023-03-14 쩌지앙 길리 홀딩 그룹 씨오., 엘티디. 신에너지 자동차에 사용되는 배터리 팩 및 신에너지 자동차
KR20220080621A (ko) * 2020-12-07 2022-06-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP2024504809A (ja) * 2021-02-23 2024-02-01 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
CN113241486A (zh) * 2021-04-02 2021-08-10 孙启煜 一种户外抗寒锂电池
CN114243149B (zh) * 2021-10-12 2023-09-15 杭州伯坦新能源科技有限公司 一种基于磁流变液的锂离子电池包及其智能温控方法
KR20230165033A (ko) * 2022-05-26 2023-12-05 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈
CN115172940B (zh) * 2022-08-17 2024-05-24 山东大学 基于金属导热颗粒循环的电池冷却系统及控制方法
WO2024132196A1 (en) * 2022-12-20 2024-06-27 Mercedes-Benz Group AG Thermal management system for battery with automatic hot spot detection to deliver variable cooling rate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017069033A (ja) 2015-09-30 2017-04-06 富士重工業株式会社 車載用バッテリー
KR101778667B1 (ko) * 2015-03-09 2017-09-26 주식회사 엘지화학 냉각 플레이트들을 포함하는 전지모듈

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3332447A1 (de) * 1983-09-08 1985-03-21 Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen Verfahren zur befreiung von siliciumbruchstuecken von verunreinigungen
KR20090049277A (ko) * 2007-11-13 2009-05-18 현대자동차주식회사 자기 냉각을 이용한 연료전지 차량의 냉각장치
KR101057558B1 (ko) * 2010-01-27 2011-08-17 에스비리모티브 주식회사 전지 팩

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101778667B1 (ko) * 2015-03-09 2017-09-26 주식회사 엘지화학 냉각 플레이트들을 포함하는 전지모듈
JP2017069033A (ja) 2015-09-30 2017-04-06 富士重工業株式会社 車載用バッテリー

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