具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统技术领域
本发明涉及一种具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统，
更具体些为，是有关利用具备将现有水冷式转换为气冷式冷却方式的Peltier
素子的密封型电池组，具备为了在可运转的状态下进行车辆驱动的气冷式冷
却基础的密封型电池组的车辆驱动系统。
背景技术
最近，二氧化碳的增加及地球温暖化等环境问题成为焦点的同时，对绿
色环保车辆的关注度变高，开发出了各种绿色环保车辆，并进行量产.具有
代表性的车辆有使用电作为驱动源的Hybrid汽车、Motor汽车、Plug汽车及
燃料电池汽车等.
像这样，将电用作驱动源的车辆全部搭载了电池，安装在车辆Floor
Panel或者TireWell上.像这样，需对电池在车辆驱动时发生的热进行冷
却.
另一方面，图1是显示普通商用车辆上安装电池组的商用车辆图纸.参
考图1，包括TractionMotor(tractionmotor：a2)，MotorDrive(motordrive：
a1)以外电池组(1)的商用车辆上，由于电池组(1)位于车辆下部，因此要求水
密结构.即，商用车辆的情况时，比起轿车，在非铺装的道路及运行条件更
加恶劣的情况下进行行驶的时候很多，轿车的情况时，电池组(1)虽然安装在
后备箱，但是，由于在车辆下部安置了电池组(1)，因此要求为了水密结构及
防止发热的技术开发.
另外，不仅提供为了防止发热的结构，还提供利用电池组(1)的驱动力，
对电池组(1)的温度及电压、电流等进行长期Monitoring来提供数据，因此
要求为了对电池组(1)保持最佳化状态的同时驱动车辆的技术开发.
相关技术文献
1.车辆驱动系统用流体冷却电池组(Afluidcooledbatterypackfora
vehicledrivesystem)(专利申请号码：第10-2004-7003613号)
2.车辆用电池组的电源切断装置(Apparatusforshuttingoffpower
ofbatterypackinvehicle)(专利申请号码：第10-2012-0157705号)。
发明内容
本发明为了解决上述问题点，将现有水冷式转换成气冷式的冷却方式，
为了在密封空间里可进行放热，提供利用Peltier素子的新概念气冷式放热
方式，对气冷式冷却基础的密封型电池组的温度及电压、电流等长期进行
Monitoring，提供数据，最终，保持对电池组的最佳化状态的同时驱动车辆，
为了提供具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统.
另外，本发明是为了提供需要在BMS(batterymanagementsystem)与电
池Cell的车辆振动、温度、湿度等残酷环境下进行运转，因此不仅根据放热，
还根据密封及断热的结构，切断外部热气及灰尘等状态的气冷式冷却基础的
密封型电池组的CellBalancing及电池液位长期进行Monitoring，发生异
常时，具备为了停止或中断车辆驱动的气冷式冷却基础的密封型电池组的车
辆驱动系统.
但是，本发明的目的不局限于上述提及的目的，未提及到的其他其他目
的通过下列记载，从业人员将可明确地进行理解。
为了达到上述目的，根据本发明的实施范例，具备气冷式冷却基础的密
封型电池组的车辆驱动系统具备BMA(batterymoduleassembly)(10)、
BMS(batterymanagementsystem(2)及BDU(batterydisconnectunit)(3)、
此外，还具备电源及控制Plug(4)的气冷式冷却基础的密封型电池组(1)以外，
具备包括MCU(motorcontrollerunit)(5)及驱动Motor(6)的气冷式冷却基
础的密封型电池组的车辆驱动系统上，BMS(2)包括，对于进行构成BMA(10)
的各电池Cell(11)的温度、电压、CellBalancing、开放线路(openwire)
探测的至少一种以上的Monitoring部位：及通过对气冷式冷却基础的密封型
电池组(1)进行的电流测定、SOC运算、CAN收发器(Transceiver)(16)控制的
CAN通信，提供对Relay控制Module(13a)的控制，对BMA(10)的(+)电源的
移动途径上的BMS(2)电源Relay(3c)进行控制，以LogMemory(14)进行Log
数据保存的CPU(13).
此时，CPU(13)确认安装在电池Cell(11)的CellCartridge(11a)上的温
度Sensor(未图示)测定的实时温度信息，通过确认电压Sensor(未图示)测定
的实时电压信息，利用气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的商用车辆用锂离
子电池系统的电压进行Monitoring是正确的.
另外，CPU(13)均等保持锂离子电池Cell-各电池Cell(11)之间的电压
Level(cellbalancing)，测定气冷式冷却基础的密封型电池组(1)内部的温
度，控制有无Peltier素子(50)的动作，防止过充电及过放电，测定电池液
位，测定消耗电流，进行短路防止机能是正确的.
另外，内部Connector(15)与气冷式冷却基础的密封型电池组(1)内部的
Relay控制Module(13a)及CAN收发器(Transceiver)(16)进行连接，外部与
BDU(3)的各构成要素-信号Connector(3a)、电源Connector(3b)、电源
Relay(3c)及ShuntRegister(3d)进行连接的结构而形成是正确的.
另外，信号Connector(3a)为了收取BMS(2)内部Connector(15)发出的
控制信号，对应I/OInterface，电源Connector(3b)，具备气冷式冷却基础
的密封型电池组(1)内部与从BMA(10)发出的(+)电源及(-)电源进行连接，气
冷式冷却基础的密封型电池组(1)的外部与MCU(5)进行连接的结构是正确的.
另外，ShuntRegister(3d)在电源Connector(3b)以及气冷式冷却基础
的密封型电池组(1)的(-)电源的线路之间形成，根据CPU(13)的控制，Shunt
Register(3d)进行切断传达到MCU(5)的电源的机能是正确的.
另外，电源Relay(3c)在电源Connector(3b)以及气冷式冷却基础的密封
型电池组(1)的(-)电源的线路之间形成，根据CPU(13)的控制，收取Relay
控制Module(13a)发出的信号，形成传达到MCU(5)电源的Relay是正确的.
另外，气冷式冷却基础的密封型电池组(1)除了包括多数电池Cell(11)
的BMA(10)以外，还包括下部面向第1散热片(60)形成的散热片用Housing(61)
内部的插入槽(62)进行插入，根据散热片用Housing(61)，密封的结构内形
成的Peltier素子(50)是正确的.
另外，气冷式冷却基础的密封型电池组(1)以支撑多数电池Cell(11)的
下部面结构，与多数电池Cell(11)直接接触，提供1次降低多数电池Cell(11)
温度的效果，以板形状形成的1次Heatsink(20)；及支撑1次Heatsink(20)
的下部面，上部面与前面及后面以开放的六面体形状形成，通过对于多数电
池Cell(11)的发热，将温度进行2次降低作用的2次Coldsink(30)，Peltier
素子(50)根据散热片用Housing(61)内部形成的1次密封Housing(20a)及2
次密封Housing(30a)，位于多重密封结构内是正确的。
发明效果
根据本发明的实施范例，具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱
动系统，将现有水冷式转换为气冷式的冷却方式，为了可在密封空间进行放
热，提供利用Peltier素子的新概念气冷式放热方式，对气冷式冷却基础的
密封型电池组的温度及电压、电流等长期进行Monitoring提供数据，最终，
提供为了保持对电池组的最佳化状态的同时驱动车辆的效果.
不仅如此，根据本发明的其他实施范例，具备气冷式冷却基础的密封型
电池组的车辆驱动系统对于BMS(batterymanagementsystem)与电池Cell
需要在车辆的振动、温度、湿度等残酷环境下进行运转，因此不但根据放热，
还根据密封及断热的结构，切断外部热气及灰尘等状态的气冷式冷却基础的
密封型电池组，用CellBalancing及电池液位长期进行Monitoring，发生
异常时，提供可停止或者中断车辆驱动的效果。
附图说明
图1所示为安装普通电池组的商用车辆的图；
图2所示根据本发明的实施范例，具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车
辆驱动系统(100)的构成要素的图纸；
图3所示为对于图2具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统
(100)，具体的构成要素的图纸：
图4所示为图2具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统(100)
中，与气冷式冷却基础的密封型电池组(1)与MCU(motorcontrollerunit)(5)
及驱动Motor(6)连接关系的方框图：
图5所示为图2具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统(100)
中，以在气冷式冷却基础的密封型电池组(1)内部形成的Peltier素子
(peltier：50)为中心的构成要素之间的结合关系的图纸：
图6所示为图5构成气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的BMA(battery
moduleassembly)(10)中，电池Cell(11)与第2散热片(11b)结构的图纸：
图7所示为为了说明图5构成气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的
BMA(batterymoduleassembly)(10)与2次Coldsink构成关系的图纸；
图8所示为为了说明图5气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的密封型结构的
立体图：
图9所示为为了将图5气冷式冷却基础的密封型电池组(1)安装到车辆，安装
副材形成的实施范例图纸：
图10所示为表示图5全部气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的构成要素的
分解立体图。
符号说明
1：气冷式冷却基础的密封型电池组
2：BMS(batterymanagementsystem)
3：BDU(batterydisconnectunit)
3a：信号Connector
3b：电源Connector
3c：电源Relay
3d：ShuntRegister
4：电源及控制Plug
5：MCU(motorcontrollerunit)
6：驱动Motor
10：BMA(batterymoduleassembly)
11：电池Cell
11a：CellCartridge
11b：第2散热片
12a：第1Monitoring部位
12b：第2Monitoring部位
13：CPU
13a：Relay控制Module
14：LogMemory
15：内部Connector
16：CAN收发器(Transceiver)
20：1次Heatsink(heatsink)
20a：1次密封Housing
30：2次Coldsink
30a：2次密封Housing
40：Coldblock
50：Peltier素子(peltier)
60：第1散热片
信号Connector(3a)
电源Connector(3b)
电源Relay(3c)
ShuntRegister(3d)
具体实施方式
以下，本发明的正确实施范例的详细说明参考附件图纸进行说明.在下
述本发明
的说明上，相关公告机能或者对构成的具体说明，在说明本发明的要点
上判断为不必要时，将省略详细说明.
本明细书中，任何一个构成要素向其他构成要素‘传送’数据或者信号
时，
构成要素可直接向其他构成要素传送上述数据或者信号，至少通过一种
其他构成要素，可将数据或者信号传送成其他构成要素.
图2是所示根据本发明的实施范例，具备气冷式冷却基础的密封型电池
组的车辆驱动系统(100)构成要素的图纸.
图3是所示图2具备气冷式冷却基础的密封型电池组的对于车辆驱动系
统(100)的具体构成要素的图纸.
图4是所示图2具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统
(100)中，与气冷式冷却基础的密封型电池组(1)与MCU(motorcontroller
unit)(5)及驱动Motor(6)连接关系的方框图.
参考图2至图4，具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统
(100)包括气冷式冷却基础的密封型电池组(1)、MCU(motorcontroller
unit)(5)及驱动Motor(6).
另外，气冷式冷却基础的密封型电池组(1)包括BMA(10)、BMS(2)及BDU(3)
以及电源及控制Plug(power&controlplug)(4，参考图8).
BMS(2)包括第1Monitoring部位(12a)、第2Monitoring部位(12b)、
CPU(13)、Relay控制Module(13a)、LogMemory(14)、内部Connector(15)
及CAN收发器(Transceiver)(16).
第1Monitoring部位(12a)及第2Monitoring部位(12b)为了说明的便
利，分2个进行图示，但是，进行对于构成BMA(batterymoduleassembly)(10)
的电池Cell(11)的温度、电压、CellBalancing、开放线路(openwire)的
探测，传送到CPU(13).
CPU(13)提供对气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的电流测定、SOC运
算、CAN收发器(Transceiver)(16)的控制，进行CAN通信，提供对Relay控
制Module(13a)的控制，进行对于BMA(10)的(+)电源的移动途径中的BMS(2)
电源Relay(3c)的控制，向LogMemory(14)进行Log数据保存.在这里，
CPU(13)进行SOC(StateOfCharge)计算时，利用对电池Cell(11)的电流
Sensor(未图示)，测定电压后，用测定的电压运用移动平均法(Moving
average)，对电压测定的样品Point的前后几个样品的平均进行计算，进行
缓和实绩值的歪曲部分的Filtering.之后，对于CPU(13)以OCV(OpenCircuit
Voltage)Table为基准测定的电池Cell(11)的初期SOC(StateOfCharge)进
行计算.
即，BMS(2)的CPU(13)对于构成气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的电
池Cell(11)，为了将温度Sensing与电池Cell(11)的状态进行Monitoring
而形成，BMS(2)不仅确认安装到电池Cell(11)的CellCartridge(11a)温度
Sensor(未图示)进行测定的实时温度信息，还通过在电压Sensor(未图示)测
定的实时电压信息，将利用气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的商用车辆用
锂离子电池系统的电压进行Monitoring.
不仅如此，BMS(2)的CPU(13)如上所述，均匀(cellbalancing)保持锂
离子电池Cell-各电池Cell(11)之间的电压Level，测定气冷式冷却基础的
密封型电池组(1)内部温度，不仅控制有无Peltier素子(50)的动作，还防止
过充电及过放电、测定电池液位、测定消耗电流、进行短路防止机能.
内部Connector(15)与气冷式冷却基础的密封型电池组(1)内部的Relay
控制Module(13a)及CAN收发器(Transceiver)(16)等进行连接，外部与BDU(3)
的各构成要素-信号Connector(3a)、电源Connector(3b)、电源Relay(3c)
及ShuntRegister(3d)进行连接的结构而形成.
通过这种构成，以BMS(2)与BMA(10)连接的结构，车辆内无Host电脑，
与用Mike对应Controller或装置的MCU(5)互相可进行CAN(ControllerArea
Network)通信的OnBoard形式进行提供.
接下来，BDU(3)包括信号Connector(3a)、电源Connector(3b)、电源
Relay(3c)及ShuntRegister(3d).
信号Connector(3a)为了收取BMS(2)内部Connector(15)发出的控制信
号，对应I/OInterface，电源Connector(3b)具备气冷式冷却基础的密封型
电池组(1)内部从BMA(10)与(+)电源及(-)电源进行连接，气冷式冷却基础的
密封型电池组(1)的外部与MCU(5)进行连接的结构.
另一方面，电源Connector(3b)，以及气冷式冷却基础的密封型电池组(1)
的(-)电源的线路之间形成ShuntRegister(3d)，根据CPU(13)的控制，Shunt
Register(3d)进行切断向MCU(5)进行传达的电源的机能.
电源Relay(3c)在电源Connector(3b)以及气冷式冷却基础的密封型电
池组(1)的(-)电源的线路之间形成，根据CPU(13)的控制，收取Relay控制
Module(13a)发出的信号，形成对于向MCU(5)传达的电源的Relay.
图5是所示图2具备气冷式冷却基础的密封型电池组的车辆驱动系统
(100)中，以气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的内部形成的Peltier素子
(peltier：50)为中心的构成要素之间的结合关系的图纸.图6是所示图5构
成气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的BMA(batterymoduleassembly)(10)
中，电池Cell(11)与第2散热片(11b)结构的图纸.图7是为了说明图5构
成气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的BMA(batterymoduleassembly)(10)
与2次Coldsink的构成关系的图纸.
另外，图8是为了说明图5气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的密封型
结构的立体图.图9是所示图5为了安装在气冷式冷却基础的密封型电池组
(1)车辆上的安装副材所形成的实施范例的图纸.图10是表示图5全部气冷
式冷却基础的密封型电池组(1)的构成要素的分解立体图.
参考图5至图10，BMS(2)及BDU(3)为了共同安装到散热片用Housing(61)
的第2插入端(61b)，分别设计成了小型.
即，在与散热片用Housing(61)的第1插入端(61a)上形成的气冷式冷却
基础的密封型电池组(1)进行连接，形成的BMS(2)的前端，以及电源及控制
Plug(4)的后端上形成.
气冷式冷却基础的密封型电池组(1)为了覆盖散热片用Housing(61)的第
1插入端(61a)上部，为了增强外装Case(70)、BMS(2)、BDU(3)及电源及控制
Plug(4)，为了覆盖第2插入端(61b)上部，具备1次密封Housing(20a)及2
次密封Housing(30a)的各上部客体，不仅可安装到车辆上，还能完美防止灰
尘进行保护及提供对于从所有方向喷射的低压水的完美水密结构的电池
Case.
另一方面，对于气冷式冷却基础的密封型电池组(1)的结构进行具体分析
时，气冷式冷却基础的密封型电池组(1)包括多数电池Cell(11)的BMA(10)、
1次Heatsink(heatsink：20)、2次Coldsink(coldsink：30)、1次密封
Housing(20a)、2次密封Housing(30a)、Coldblock(40)、Peltier素子
(peltier：50)以及第1散热片(60).
包括多数电池Cell(11)的BMA(10)在下部，以根据1次Heatsink(20)及
2次Coldsink(30)进行支撑的形式而形成.
1次Heatsink(20)以支撑多数电池Cell(11)下部面的结构，与多数电池
Cell(11)直接接触，为了1次提供降低多数电池Cell(11)温度的效果，以板
形状而形成.
2次Coldsink(30)支撑1次Heatsink(20)的下部面，上部面与前面及后
面以开放的六面体形状形成，提供对于多数电池Cell(11)的发热，进行将温
度进行2次降低的作用.
在这里，1次密封Housing(20a)的上部面以开放的六面体形状形成上部
客体及下部客体，与1次Heatsink(20)及2次Coldsink(30)进行接触的多数
电池Cell(11)上为了1次密封而形成.
另一方面，2次密封Housing(30a)在包住1次密封Housing(20a)外围面
的上部面以开放的六面体形状，形成上部客体及下部客体，对于与1次
Heatsink(20)及2次Coldsink(30)进行接触的多数电池Cell(11)，为了进行
2次密封而形成.
冷却集中用Coldblock(40)与2次密封Housing(30a)以相连的四角板形
状形成，其下部具备与Peltier素子(50)相连的结构.
Peltier素子(50)向第1散热片(60)形成的散热片用Housing(61)内部的
插入槽(62)进行插入，上部面与冷却集中用Coldblock(40)相连.为此，散
热片用Housing(61)以上部客体与下部客体进行实现，上部客体及下部客体
分别为了将2次密封Housing(30a)插入到内部预先设定的高度为止，分为第
1插入端(61a)与为了增强后述BMS(2)、BDU(3)及电源及控制Plug(4)的第2
插入端(61b)，上部面以开放的六面体形状形成.在这里，预先设定的高度是
指在2次密封Housing(30a)的散热片用Housing(61)上，向第1插入端(61a)
进行插入时，向第1插入端(61a)的插入槽(62)内部插入的Peltier素子(50)
及与其上部的冷却集中用Coldblock(40)的叠层结构上部面相连的位置.
利用这种Peltier素子(50)的气冷式冷却基础的密封型电池组(1)，以
HEV车辆用锂离子电池Cell进行实现的电池Cell(11)运用瞬间高电流而引发
的发热严重，由于电池Cell(11)的寿命最受热的影响，因此，通过上述放热
结构，阻止外部流入的高热，根据Peltier素子(50)，为了保持冷却的内部
温度，根据与2次密封Housing(30a)相连的散热片用Housing(61)，提供断
热结构设计.结果，为了满足防震及防水等级，对于密封结构的气冷式冷却
基础的密封型电池组(1)内部的Peltier素子(50)位置及放热板所对应的第1
散热片(60)及第2散热片(11b)，提供最佳形状结构.
另外，如上所述，为了进行冷却，从现有水冷式转换为气冷式，为了可
在密封空间进行放热，提供运用Peltier素子(50)的新概念气冷式放热方式
的同时，利用Peltier素子(50)，在冬季，为了提高气冷式冷却基础的密封
型电池组(1)内部温度，具有可运用热电效果的效果.
第1散热片(60)在散热片用Housing(61)的下部面，多数板形状的散热
片分别以相同隔离间隔向下部进行形成.第1散热片(60)在车辆运行时，与
外部空气接触，为了进行热交换而形成.
另外，构成BMA(10)的多数电池Module(11u)分别在区分多数电池
Cell(11)的CellCartridge(11a)的两头形成第2散热片(11b).在这里，第
2散热片(11b)与在一个电池Module(11u)内的全部多数电池Cell(11)直接进
行接触的位置上，向着电池Module(11u)的双方面上进行直交的方向，形成
的多数板形状的散热片以相同的隔离间隔而形成.
多数电池Module(11u)以锂离子电池Module，将6个串联连接在气冷式
冷却基础的密封型电池组(1)上形成BMA(batterymoduleassembly)(10).
如上所述，在本明细书与图纸上，从本发明的正确实施范例开始，虽然
使用了特定用语，但是这只是为了简单说明本发明的技术内容，帮助理解发
明，并非是局限本发明范围.除了在这里开始的实施范例以外，也可实施以
本发明的技术思想为基础的其他变形例子，对于在本发明所属的技术领域具
备通常知识的人是不证自明的。