KR101279416B1 - 전기 자동차용 배터리 케이스 - Google Patents

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KR101279416B1 KR1020120010067A KR20120010067A KR101279416B1 KR 101279416 B1 KR101279416 B1 KR 101279416B1 KR 1020120010067 A KR1020120010067 A KR 1020120010067A KR 20120010067 A KR20120010067 A KR 20120010067A KR 101279416 B1 KR101279416 B1 KR 101279416B1
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Abstract

본 발명은 전기 자동차용 배터리 케이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 강성이 우수하면서도 자중을 최소화할 수 있고, 제작이 용이하고 편리하며 제조원가 및 유지비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 교체가 신속하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 전기 자동차용 배터리 케이스에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 전기 자동차용 배터리 케이스에 있어서, 내부에 배터리 셀이 수납되는 수납공간이 마련되도록 복수의 골격 프로파일이 서로 연결되어 형성된 프로파일 구조체; 상기 프로파일 구조체의 모서리 부위에 설치되어 적층 또는 탑재시 자중을 지지하는 복수의 사이드 블록; 상기 프로파일 구조체에 마주보게 쌍을 이루도록 설치되고, 전기 자동차의 배터리 장착부에 마련된 고정홀더 또는 배터리의 교체를 위해 마련된 이송홀더가 접속되는 클램프 블록; 상기 수납공간을 밀폐하기 위해 상기 프로파일 구조체의 외면에 설치되는 케이스커버; 및 상기 프로파일 구조체에 설치되는 전원연결장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 주조방식이 아니라 프로파일을 조립하여 기본 골격을 형성하고 사이드 블록, 클램프 블록, 케이스커버 등을 순차적으로 조립, 제작하는 것이므로 중량을 현저히 절감할 수 있으면서도 배터리 케이스의 강성을 극대화할 수 있다. 이로 인해, 원자재의 감소에 따른 제작 원가의 절감과, 배터리의 경량화에 따른 전기 자동차의 주행거리를 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 조립 방식에 의해 제작되는 것이므로 제작이 용이하고 배터리 모델이 변경되더라도 상대적으로 적은 투자비용으로 신속하게 대응할 수 있다. 또한, 사용중 부분적 손상이 발생 될 경우 종래와 같이 전체적으로 폐기하거나 교체할 필요없이 해당 부위만을 교체할 수 있으므로 소비자의 비용부담을 줄일 수 있고 자원의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

전기 자동차용 배터리 케이스{BATTERY CASE FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차용 배터리 케이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 강성이 우수하면서도 자중을 최소화할 수 있고, 제작이 용이하고 편리하며 제조원가 및 유지비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 교체가 신속하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 전기 자동차용 배터리 케이스에 관한 것이다.
현대 산업사회에서 인간의 생활이나 사회활동에 필수적인 운송수단으로 자리매김한 자동차는 석유와 같은 화석에너지를 에너지원으로 움직이는 이동수단이다. 하지만, 화석에너지는 매장량이 한정된 자원으로 시간이 갈수록 고갈되고 있고 그 가격 또한 지속적으로 상승되고 있다.
그리고, 화석에너지는 그 사용과정에서 대기 환경을 오염시키는 다양한 배기가스가 배출될 뿐만 아니라 지구 온난화의 주요원인으로 작용하고 있는 이산화탄소를 다량으로 배출하는 문제점으로 인해 전기를 에너지원으로 이동하는 전기 자동차가 개발되고 있다.
이러한 전기 자동차는 석유(휘발유, 경유 등)를 이용하거나 천연가스를 이용하는 자동차와 달리 플러그인 방식으로 배터리에 전력을 충전하게 되므로 긴 대기시간으로 인한 소비자의 불편과 충전시설 운영업체의 경제성 결여가 수반되는 문제점이 있었다. 이에 따라 전기 자동차의 배터리에 전원을 직접 충전하지 않고 사전에 배터리를 충전하여 완충된 배터리 자체를 교환하는 방식(이하, '배터리 교체방식'이라 한다)이 개시되어 있다.
이러한, 배터리 교체방식에 이용되는 전기 자동차용 배터리는 전기가 충전되는 다수의 배터리 셀과, 이 배터리 셀을 수납, 보관할 수 있는 배터리 케이스로 이루어져 있다.
그리고, 종래 배터리 케이스는 내부에 수용되는 배터리 셀을 안전하게 보호하기 위해 알루미늄과 같은 경량의 소재를 이용하여 주조방식으로 제작하게 되는데, 이러한 주조방식은 제조공정의 특성상에 배터리 케이스의 두께가 전체적으로 두꺼워지므로 배터리 자중이 지나치게 증가 되는 단점이 있다.
이러한 배터리 케이스의 자중 증가는 배터리 전체 하중의 증가로 이어지고, 전기 자동차 전체 하중의 증가를 초래하는 원인이 되어 전기 자동차에서 가장 중요한 전력사용량의 증가로 이어져 운행거리가 단축되게 된다.
또한, 종래 배터리 케이스는 주조방식으로 제작됨에 따라 원자재인 알루미늄의 소요량이 과다하고, 차종이나 주행거리에 따라 다양한 주조 형틀이 요구되는 등 제조원가가 지나치게 높은 단점이 있다.
그리고, 종래 배터리 케이스는 주조방식에 의해 단일 또는 두 개의 수납함 형태로 형성되는 것이므로 일부분이 손상될 경우에도 배터리 전체를 교체하여야 하므로 교체비용 또한 상승 되면서 소비자 부담이 가중되는 단점이 있다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 강성이 우수하면서도 자중을 최소화할 수 있도록 한 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제작이 용이하고 편리하며 제조원가 및 유지비용이 절감되도록 한 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 배터리의 교체가 신속하고 안정적으로 이루어지도록 한 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 전기 자동차용 배터리 케이스에 있어서, 내부에 배터리 셀이 수납되는 수납공간이 마련되도록 복수의 골격 프로파일이 서로 연결되어 형성된 프로파일 구조체; 상기 프로파일 구조체의 모서리 부위에 설치되어 적층 또는 탑재시 자중을 지지하는 복수의 사이드 블록; 상기 프로파일 구조체에 마주보게 쌍을 이루도록 설치되고, 전기 자동차의 배터리 장착부에 마련된 고정홀더 또는 배터리의 교체를 위해 마련된 이송홀더가 접속되는 클램프 블록; 상기 수납공간을 밀폐하기 위해 상기 프로파일 구조체의 외면에 설치되는 케이스커버; 및 상기 프로파일 구조체에 설치되는 전원연결장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 클램프 블록은 상기 이송홀더가 걸림되는 상부 걸림턱과 상기 고정홀더가 걸림되는 하부 걸림턱과 상기 상부 및 하부 걸림턱 사이에 상부 홀더홈 및 하부 홀더홈이 형성되도록 경계턱이 형성된 클램프 프로파일; 및 상기 클램프 프로파일을 상기 골격 프로파일에 고정하기 위해 좌우 양측에 종방향으로 설치되는 클램프 고정부재를 구비할 수 있다.
또한, 상기 클램프 블록은 상기 프로파일 구조체의 전면부에 좌우로 이격, 배치되는 제1 및 제2 클램프 블록과, 상기 프로파일 구조체의 후면부에 대칭되게 배치되는 제3 및 제4 클램프 블록으로 구성될 수 있다.
상기 프로파일 구조체는 가로방향 골격 프로파일과 세로방향 골격 프로파일에 의해 사각틀 형태로 형성된 상부 및 하부 프레임이 종방향 골격 프로파일에 의해 서로 연결되어 육면체 형상의 틀로 구성되고, 상기 하부 프레임의 가로방향 골격 프로파일 사이를 가로질러 배치되는 복수의 지지 프로파일이 구비되되 상기 지지 프로파일은 상기 가로방향 골격 프로파일의 하방에 삽입부가 형성되도록 돌출되게 이격, 배치될 수 있다.
한편, 상기 사이드 블록은, 상기 상부 프레임의 모서리 부분에 고정되고 상면에 상부 콘안착부가 요입된 상지지부, 상기 하부 프레임의 모서리 부분에 고정되고 저면에 하부 콘안착부가 형성된 하지지부, 및 상기 상지지부 및 상기 하지지부 사이에 연결되는 연결부로 이루어진 블록몸체; 상기 상부 콘안착부에 안착, 결합되는 상부 콘부재; 및 상기 하부 콘안착부에 안착, 결합되는 하부 콘수용부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 상부 콘부재는 상부콘, 상기 상부콘이 이탈되지 않도록 상기 상부 콘안착부에 체결되는 콘고정링, 및 상기 상부 콘안착부에 안착되어 상기 상부콘의 이동을 안내하는 슬라이딩판을 구비하고, 상기 콘고정링은 상기 상부콘이 내부에 삽입되어 움직일 수 있도록 유격홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스에 의하면, 주조방식이 아니라 프로파일을 조립하여 기본 골격을 형성하고 사이드 블록, 클램프 블록, 케이스커버 등을 순차적으로 조립, 제작하는 것이므로 중량을 현저히 절감할 수 있으면서도 배터리 케이스의 강성을 극대화할 수 있다. 이로 인해, 원자재의 감소에 따른 제작 원가의 절감과, 배터리의 경량화에 따른 전기 자동차의 주행거리를 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 조립 방식에 의해 제작되는 것이므로 제작이 용이하고 배터리 모델이 변경되더라도 상대적으로 적은 투자비용으로 신속하게 대응할 수 있다. 또한, 사용중 부분적 손상이 발생 될 경우 종래와 같이 전체적으로 폐기하거나 교체할 필요없이 해당 부위만을 교체할 수 있으므로 소비자의 비용부담을 줄일 수 있고 자원의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스가 배터리 장착부에 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 나타낸 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 나타낸 분리 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 프로파일 구조체를 나타낸 사시도,
도5a 및 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 사이드 블록을 설명하기 위한 도면,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 클램프 블록을 나타낸 사시도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 전원연결장치를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다. 그리고, 전기 자동차는 승용차, 승합차, 버스 등이 있지만 본 실시예에서는 버스를 일례로 들어 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스가 배터리 장착부에 장착된 상태를 나타낸 사시도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 나타낸 사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 나타낸 분리 사시도이다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 전기 자동차의 에너지원으로 사용되는 배터리 셀이 수납되는 케이스로서 내부 배터리 셀을 안전하게 보호할 수 있도록 일정한 강성이 유지되면서 자중이 최소화되도록 프로파일 구조체(11), 사이드 블록(12), 클램프 블록(13), 케이스커버(14), 및 전원연결장치(15) 등이 구성되어 있다.
프로파일 구조체(11)는 내부에 배터리 셀(미도시)이 수납되는 수납공간이 마련되도록 비교적 경량이고 전기절연 특성이 우수한 알루미늄(Al)을 이용하여 프로파일 형태로 성형한 복수의 골격 프로파일을 서로 연결하여 구성한다.
그리고, 프로파일 구조체(11)는 전기 자동차의 차종, 전기 자동차의 배터리 장착부 구조, 배터리 셀의 형태 및 수량 등에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 버스(b)용 배터리에 효과적으로 적용될 수 있는 구조로 형성되어 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 프로파일 구조체를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 프로파일 구조체(11)는 가로방향으로 배치되는 가로방향 골격 프로파일(113)과 세로방향 골격 프로파일(114)에 의해 사각틀 형태로 형성된 상부 프레임(111), 이 상부 프레임(111)과 대응하는 형상으로 형성되어 하부에 배치되는 하부 프레임(112), 및 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112) 사이에 종방향으로 배치되는 종방향 골격 프로파일(115)에 의해 서로 연결되어 육면체 형상의 틀로 구성된다.
그리고, 하부 프레임(112)에는 가로방향 골격 프로파일(113) 사이를 가로질러 배치되는 복수의 지지 프로파일(116)이 연결, 설치되되, 이 지지 프로파일(116)은 가로방향 골격 프로파일(113)의 하방으로 돌출되어 지게차의 포크(미도시)와 같은 운반장치의 견인부가 삽입될 수 있는 삽입부(a)가 형성되도록 이격되어 있다. 아울러, 프로파일 구조체(11)의 일측 및 타측방향에는 종방향 골격 프로파일(115) 사이에 연결되는 보강용 세로방향 골격 프로파일(117)이 구비되어 있다.
사이드 블록(12)은 도3에 도시된 바와 같이 프로파일 구조체의 모서리 부위에 설치되어 적층 또는 탑재시 자중을 지지하는 부재로서 실질적인 하중을 지지하는 블록몸체(121), 상방향 또는 하방향으로 적층되는 배터리들이 서로 접속되도록 블록몸체(121)의 상부 및 하부에 결합되는 상부 콘부재(122), 및 하부 콘수용부재(123)로 구성되어 있다.
도5a 및 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 사이드 블록을 설명하기 위한 도면으로, 도5a는 분리 사시도이고, 도5b는 부분 절개 사시도이다.
도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이 블록몸체(121)는 주조방식으로 제작되는 것으로 상부 프레임(111)의 모서리 부분에 안착, 고정되는 상지지부(121a), 하부 프레임(112)의 모서리 부분에 안착, 고정되는 하지지부(121b), 및 상지지부(121a) 및 하지지부(121b) 사이에 연결되는 연결부(121c)로 이루어진다.
상지지부(121a)는 내측에 프로파일 구조체(11)의 상측 모서리 부분이 감싸져 수용되는 형태가 되도록 상판(121e)의 외측에 측판(121f)이 하방으로 연장 형성된 구조로 형성되고, 상판(121e)에는 원형홈 형태의 상부 콘안착부(121d)가 형성되어 있다.
하지지부(121b)는 내측에 프로파일 구조체(11)의 하측 모서리 부분이 감싸져 수용되는 형태가 되도록 하판(121h)의 외측에 측판(121i)이 상방으로 연장 형성된 구조로 형성되고, 하판에는 원형홀 형태의 하부 콘안착부(121g)가 관통되어 있다.
연결부(121c)는 상지지부(121a) 및 하지지부(121b) 사이에 하중을 지지할 수 있도록 대략 지주 구조로 형성되는 것으로 단면 구조가 대략 "ㄴ" 자 형상을 갖되 강성의 보강을 위한 리브(121j)가 돌출된 구조로 형성되어 있다.
상부 콘부재(122)는 배터리의 적재시 상부에 적층되는 또 다른 배터리 케이스가 올려지는 부분으로 상부콘(122a)과 콘고정링(122b)으로 구성되어 상지지부(121a)의 상부 콘안착부(121d)에 안착, 결합된다. 상부콘(122a)은 하부 콘 안착부(121d)에 삽입되도록 대략 반구형 캡 형태로 형성되고, 콘고정링(122b)은 상부콘(121a)이 이탈되지 않도록 상부 콘안착부(121d)에 체결되는 부재로서 복수의 체결공이 형성된 원형 링 형태의 몸체 중앙에 상부콘(122a)의 삽입을 위한 관통홀이 관통된 구조로 형성되어 있다. 이때 상부콘(122a)은 배터리의 효과적인 적층을 위해 콘고정링(122b) 내부에서 움직일 수 있는 유격을 갖도록 설치되어 있다.
이를 위해 상부콘(122a)은 반구형 몸체의 하단이 걸림링(122d)이 형성되어 있고, 콘고정링(122b)은 복수의 체결공이 형성된 몸체의 관통홀(122f) 하측 부분에 걸림링(122d)이 삽입되어 전후좌우로 움직일 수 있도록 유격홈(122e)이 형성되어 있다. 그리고, 상부 콘안착부(121d)에는 상부콘(122a)의 원활한 움직임을 위해 슬라이딩판(122c)이 삽입, 안착되어 있다. 이 슬라이딩판(122c)은 대략 원판 형상으로 형성되어 상부 콘안착부(121d)에 하면이 안착되고 상면에 상부콘(122a)의 저면이 밀착되도록 되어 있다.
하부 콘수용부재(123)는 하부 콘안착부(121g)에 안착, 결합되는 부재로서 중앙에 관통홀(123a)이 형성되고 그 둘레로 복수의 체결공이 형성된 원형 링으로 형성되어 있다.
클램프 블록(13)은 전기 자동차에 마련된 배터리 장착부(2) 또는 배터리 보관장소의 적재대(미도시)로 배터리를 이송, 로딩 및 언로딩 하는 과정에서 배터리를 효과적으로 파지하기 위해 마련된 것으로, 프로파일 구조체(11)에 마주보게 쌍을 이루도록 배치되어 있고, 전기 자동차의 배터리 장착부(2)에 마련된 고정홀더(22) 또는 배터리의 교체를 위해 마련된 이송장치의 이송홀더(미도시, 예컨대, 이송로봇의 로봇팔 등으로 구성됨)가 용이하게 접속 및 이탈될 수 있는 구조로 형성되어 있다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 클램프 블록을 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 클램프 블록(13)은 자중의 감소, 제작성의 향상 및 제조원가의 절감을 위해 알루미늄 프로파일 방식으로 제작되고 고정홀더(22) 및 이송홀더(미도시)가 접속되는 클램프 프로파일(131)과 이 클램프 프로파일(131)을 골격 프로파일(가로방향 골격 프로파일(113), 종방향 골격 프로파일(115))에 고정하기 위해 좌우 양측에 종방향으로 설치되는 클램프 고정부재(132)로 구성된 점에 특징이 있다.
클램프 프로파일(131)은 이송홀더의 클램핑 동작시 파지되는 상부 걸림턱(131a), 고정홀더(22)의 클램핑 동작시 파지되는 하부 걸림턱(131b), 이송홀더 및 고정홀더(22)가 삽입, 수용되는 상부 홀더홈(131c) 및 하부 홀더홈(131d)이 형성되도록 중앙에 경계턱(131e)이 돌출된 형태로 구성되어 있다.
그리고, 상기 클램프 블록(13)은 배터리의 용량 및 중량, 프로파일 구조체(11)의 크기, 형상 등에 따라 배치 위치 및 배치 수량을 가감할 수 있지만, 본 실시예에서는 도2에 도시된 바와 같이 배터리 장착부(2)에 구성되는 고정홀더(22)가 전후 한 쌍으로 마련되어 있고, 이송장치(미도시)의 이송홀더(미도시) 또한 전후 한 쌍으로 마련되어 있으므로 프로파일 구조체(11)의 전면부에 좌우로 이격, 배치되는 제1 및 제2 클램프 블록(13a,13b)과, 프로파일 구조체(11)의 후면부에 대칭되게 배치되는 제3 및 제4 클램프 블록(13c,13d)으로 구성되어 있다.
케이스커버(14)는 배터리 셀이 수납되는 수납공간을 밀폐하기 위해 프로파일 구조체(11)의 외면에 설치되는 것으로, 프로파일 구조체(11)의 상부에 설치되는 상부 케이스커버(141), 프로파일 구조체(141)의 양쪽 측부에 설치되는 측부 케이스커버(142), 프로파일 구조체의 전후부에 설치된 전,후부 케이스커버(미도시), 및 프로파일 구조체의 하부에 설치되는 하부 케이스커버(144)로 구성되어 있다. 그리고, 상부 케이스커버(141)는 강성의 확보를 위한 복수의 보강홈(141a)이 요입, 형성되어 있고, 측부 케이스커버(142)는 방열을 위한 복수의 방열슬릿(142a)이 천공되어 있다. 아울러 도3에서 케이스커버(14) 중 일부 케이스커버는 도시상 편의를 위해 구체적으로 도시하지 않았다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 전원연결장치를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 전원연결장치(15)는 외부 충전장치로부터 충전전원을 공급받거나 배터리 셀에 충전된 전원을 버스의 구동부로 인가하기 위해 배터리 장착부(2)에 마련된 수전 커넥터(251)에 접속되는 장치로서 프로파일 구조체(11)의 내부 일측에 설치되어 있다.
그리고, 전원연결장치(15)는 전원공급 커넥터(151a)를 구비한 전원연결부재(151), 이 전원연결부재(151)를 프로파일 구조체(11)에 고정하기 위한 전원부 지지박스(152)를 구비한다. 전원부 지지박스(152)는 플레이트를 이용하여 하방이 개구된 육면체형 박스 형태로 제작한 것으로 중앙에는 전원연결부재(151)가 삽입되는 삽입홀(152a)이 형성되어 있다.
한편, 배터리 장착부(2)는 전술한 배터리 케이스(1)의 탑재 및 분리가 용이한 구조라면 형태나 구조에 제한 없이 다양한 방식으로 설계된 것이 적용될 수 있지만, 본 실시예에서 도2에 도시된 구조로 설계된 것이 적용되는 것으로 이하 간략하게 설명한다.
배터리 장착부(2)는 배터리 케이스(1)가 안착되는 접속콘(211)이 구비된 베이스(21)와, 베이스(21)에 장착되어 클램핑 및 언클램핑 동작을 수행하는 고정홀더(22), 베이스(21)의 가장자리 부분에 배치되어 배터리의 장착 및 이탈시에 가이드 작용을 수행하는 가이드부재(23), 및 고정홀더(22)의 클램핑 및 언클램핑 동작의 수행을 위한 동력을 인가하는 고정홀더 구동장치(24, 베이스의 저면에 배치되는 것으로 도2에서는 일부분만 도시됨) 전원공급 커넥터(151a)와 접속되는 수전 커넥터(251)를 구비한 수전장치(25) 등이 갖추어져 있다.
고정홀더 구동장치(24)는 동력을 생성하는 구동모터(미도시)와, 구동모터로부터 인가되는 회전력을 고정홀더로 전달하기 위해 기어, 회전축 등을 구비한 동력전달장치(미도시)가 구비된 것으로 도1의 베이스(21)의 저면에 구성되어 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 제조과정 및 작용을 간략하게 설명한다.
먼저, 배터리 케이스(1)의 중량, 배터리 셀의 중량, 배터리의 탑재 및 적재시 충격 하중을 견딜 수 있는 단면 구조를 갖도록 골격 프로파일을 성형하여 준비한다. 이때, 골격 프로파일은 사이드 블록(12), 클램프 블록(13), 및 케이스커버(14)와의 조립성을 고려하여 결합홈과 결합리브가 요입 또는 돌출된 구조의 사각봉 형태가 형성되도록 형성한다.
준비된 골격 프로파일을 설계된 배터리 케이스(11)의 가로 및 세로방향 길이, 높이에 맞게 절단하여 가로방향 골격 프로파일(113), 세로방향 골격 프로파일(14), 및 종방향 골격 프로파일(115)을 제작하고, 조립작업을 수행하여 상부 및 하부 프레임(111)(112)을 형성한 후 종방향 골격 프로파일(115)을 결합하여 직육면체 형상의 프로파일 구조체(11)를 형성한다. 이때, 하부 프레임(112)에 설치되는 지지 프로파일(116)은 가로방향 골격 프로파일(113)의 하방으로 돌출되어 조립하되 삽입부(a)가 형성될 수 있는 정도의 간격을 갖도록 조립한다.
그리고, 주조방식으로 제작된 블록몸체(121)의 상지지부(121a) 및 하지지부(121b)에 상부 콘부재(122) 및 하부 콘수용부재(123)를 조립하여 사이드 블록(12)을 완성한 후 프로파일 구조체(11)의 각 모서리에 배치하여 결합한다.
이후, 프로파일 구조체(11)의 내부에 전원연결장치(15)를 조립하고 배터리 셀을 투입, 배치한 후 프로파일 구조체(11)의 외부에 케이스커버(14)를 체결부재를 이용하여 고정하게 되면 배터리 케이스(1)의 조립이 완료된다.
한편, 전술한 배터리 케이스(1)의 조립방법은 하나의 조립예에 불과한 것으로 현장조건이나 조립수량 등의 제반조건에 따라 생산성을 향상시킬 수 있는 다양한 조립방법을 채택하여 시행할 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스(1)는 케이스 전체를 주조방식을 통해 제조하는 것이 아니고 골격 프로파일을 서로 조립하여 제작하게 되므로 배터리 케이스(1)의 자중을 최소화할 수 있고, 원자재의 소요량을 현저히 줄일 수 있다.
즉, 알루미늄(Al)을 이용하여 프로파일 형태로 성형한 경량의 골격 프로파일을 서로 연결하여 메인 골격체인 프로파일 구조체(11)를 제작한 후, 사이드 블록(12), 클램프 블록(13), 케이스커버(14) 등을 순차적으로 조립하는 방식으로 시행하는 것이므로 종래와 같이 불필요하게 배터리 케이스의 두께가 두꺼워지는 문제점을 해소하여 중량을 줄일 수 있고, 주조방식으로 제작된 고강성 사이드 블록(12)이 4개의 지점에 배치되어 프로파일 구조체(11)를 하나의 몸체로 묶어 지지하게 되므로 배터리 케이스의 강성을 극대화할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스(1)는 프로파일 구조체(11), 사이드 블록(12), 클램프 블록(13), 및 케이스커버(14) 등을 분리할 수 있으므로 사용중 부분적 손상이 발생 될 경우 종래와 같이 전체적으로 폐기하거나 교체할 필요없이 해당 부위만을 교체할 수 있으므로 소비자의 비용부담을 줄일 수 있고 자원의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스(1)는 사이드 블록(12)의 상부콘(122a) 부분이 콘고정링(122b) 내부에서 움직일 수 있는 유격을 갖는 구조로 형성되어 배터리 장착부(2)에 탑재하는 과정을 신속하고 안정적으로 수행할 수 있고, 배터리 보관장소의 적재대에 배터리를 적재 또는 적층하는 작업을 신속하고 안정적으로 수행할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스(1)는 프로파일 구조체(11)에 마주보게 쌍을 이루도록 상부 홀더홈(131c) 및 하부 홀더홈(131d)이 형성된 클램프 블록(13)이 프로파일로 제작(압출방식으로 제조), 설치되어 전기 자동차의 배터리 장착부(2)에 마련된 고정홀더(22) 및 배터리의 교체를 위해 마련된 이송홀더(미도시)가 용이하게 접속 및 이탈될 수 있으므로 구조가 간결, 단순하면서도 배터리의 로딩 및 언로딩 작업을 안정적으로 수행할 수 있다. 아울러, 클램프 블록(13) 또한 알루미늄을 이용하여 압출방식으로 제작하는 것이므로 충분한 강성을 유지하면서도 조립이 신속하고 용이하게 수행되는 장점이 있다.
그리고, 프로파일 구조체(11)는 하부 프레임(112)의 지지 프로파일(116) 사이에 지게차와 같은 운반장치의 포크가 삽입될 있는 삽입부(a)가 형성되어 있으므로 취급, 운반, 보관 등이 용이한 장점이 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
1:배터리 케이스 11:프로파일 구조체
111:상부 프레임 112:하부 프레임
113:가로방향 골격 프로파일 114:세로방향 골격 프로파일
115:종방향 골격 프로파일 116:지지 프로파일
117:보강용 세로방향 골격 프로파일 12:사이드 블록
121:블록몸체 122:상부 콘부재
123:하부 콘수용부재 13:클램프 블록
131:클램프 프로파일 132:클램프 고정부재
14:케이스커버 141:상부 케이스커버
142:측부 케이스커버 144:하부 케이스커버
15:전원연결장치 151:전원연결부재
152:전원부 지지박스 2:배터리 장착부
21:베이스 22:고정홀더
23:가이드부재 25:수전장치

Claims (5)

  1. 전기 자동차용 배터리 케이스에 있어서,
    내부에 배터리 셀이 수납되는 수납공간이 마련되도록 복수의 골격 프로파일이 서로 연결되어 형성된 프로파일 구조체;
    상기 프로파일 구조체의 모서리 부위에 설치되어 적층 또는 탑재시 자중을 지지하는 복수의 사이드 블록;
    상기 프로파일 구조체에 마주보게 쌍을 이루도록 설치되고, 전기 자동차의 배터리 장착부에 마련된 고정홀더 또는 배터리의 교체를 위해 마련된 이송홀더가 접속되는 클램프 블록;
    상기 수납공간을 밀폐하기 위해 상기 프로파일 구조체의 외면에 설치되는 케이스커버; 및
    상기 프로파일 구조체에 설치되는 전원연결장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램프 블록은 상기 이송홀더가 걸림되는 상부 걸림턱과 상기 고정홀더가 걸림되는 하부 걸림턱과 상기 상부 및 하부 걸림턱 사이에 상부 홀더홈 및 하부 홀더홈이 형성되도록 경계턱이 형성된 클램프 프로파일; 및
    상기 클램프 프로파일을 상기 골격 프로파일에 고정하기 위해 좌우 양측에 종방향으로 설치되는 클램프 고정부재를 구비하고,
    상기 클램프 블록은 상기 프로파일 구조체의 전면부에 좌우로 이격, 배치되는 제1 및 제2 클램프 블록과, 상기 프로파일 구조체의 후면부에 대칭되게 배치되는 제3 및 제4 클램프 블록으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로파일 구조체는 가로방향 골격 프로파일과 세로방향 골격 프로파일에 의해 사각틀 형태로 형성된 상부 및 하부 프레임이 종방향 골격 프로파일에 의해 서로 연결되어 육면체 형상의 틀로 구성되고, 상기 하부 프레임의 가로방향 골격 프로파일 사이를 가로질러 배치되는 복수의 지지 프로파일이 구비되되 상기 지지 프로파일은 상기 가로방향 골격 프로파일의 하방에 삽입부가 형성되도록 돌출되게 이격, 배치된 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사이드 블록은,
    상기 상부 프레임의 모서리 부분에 고정되고 상면에 상부 콘안착부가 요입된 상지지부, 상기 하부 프레임의 모서리 부분에 고정되고 저면에 하부 콘안착부가 형성된 하지지부, 및 상기 상지지부 및 상기 하지지부 사이에 연결되는 연결부로 이루어진 블록몸체;
    상기 상부 콘안착부에 안착, 결합되는 상부 콘부재; 및
    상기 하부 콘안착부에 안착, 결합되는 하부 콘수용부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 콘부재는 상부콘, 상기 상부콘이 이탈되지 않도록 상기 상부 콘안착부에 체결되는 콘고정링, 및 상기 상부 콘안착부에 안착되어 상기 상부콘의 이동을 안내하는 슬라이딩판을 구비하고,
    상기 콘고정링은 상기 상부콘이 내부에 삽입되어 움직일 수 있도록 유격홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016093539A1 (ko) * 2014-12-12 2016-06-16 주식회사 코캄 이차전지 모듈 및 이를 이용한 이차전지 팩
WO2016093538A1 (ko) * 2014-12-12 2016-06-16 주식회사 코캄 이차전지 모듈용 양면형 셀 카트리지, 이를 이용한 이차전지 모듈 및 이차전지 팩
KR20170000950A (ko) * 2015-06-25 2017-01-04 한화테크윈 주식회사 차량용 배터리 케이스
WO2017048203A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-23 Heksagon Muhendislik Ve Tasarim Anonim Sirketi A battery pack and placement system
KR101816912B1 (ko) * 2016-03-02 2018-01-09 김윤환 전기차용 배터리 케이스 및 그것의 제조방법
WO2017217652A3 (ko) * 2016-06-15 2018-08-02 주식회사 엘지화학 클램핑 방식의 체결 부재로 결합된 외장 부재를 포함하는 전지모듈
CN110254201A (zh) * 2019-07-01 2019-09-20 天津恒天新能源汽车研究院有限公司 一种商用电动车电池安装支架
KR102251094B1 (ko) 2020-02-07 2021-05-12 주식회사 모아 전기자동차용 배터리 케이스 조립장치
CN115312952A (zh) * 2022-09-16 2022-11-08 江苏奥特帕斯新能源科技有限公司 电动汽车复合框架式电池箱体、组装工装及其组装方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556546U (ja) * 1991-12-27 1993-07-27 トヨタ車体株式会社 バッテリの車両係止構造およびバッテリの車両格納構造
JPH09240288A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリフレーム構造
JP2011009177A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 Aisin Keikinzoku Co Ltd 車両用電池モジュールの車両搭載用フレーム構造体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556546U (ja) * 1991-12-27 1993-07-27 トヨタ車体株式会社 バッテリの車両係止構造およびバッテリの車両格納構造
JPH09240288A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリフレーム構造
JP2011009177A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 Aisin Keikinzoku Co Ltd 車両用電池モジュールの車両搭載用フレーム構造体

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016093539A1 (ko) * 2014-12-12 2016-06-16 주식회사 코캄 이차전지 모듈 및 이를 이용한 이차전지 팩
WO2016093538A1 (ko) * 2014-12-12 2016-06-16 주식회사 코캄 이차전지 모듈용 양면형 셀 카트리지, 이를 이용한 이차전지 모듈 및 이차전지 팩
KR20170000950A (ko) * 2015-06-25 2017-01-04 한화테크윈 주식회사 차량용 배터리 케이스
KR102359326B1 (ko) * 2015-06-25 2022-02-04 한화디펜스 주식회사 차량용 배터리 케이스
WO2017048203A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-23 Heksagon Muhendislik Ve Tasarim Anonim Sirketi A battery pack and placement system
KR101816912B1 (ko) * 2016-03-02 2018-01-09 김윤환 전기차용 배터리 케이스 및 그것의 제조방법
WO2017217652A3 (ko) * 2016-06-15 2018-08-02 주식회사 엘지화학 클램핑 방식의 체결 부재로 결합된 외장 부재를 포함하는 전지모듈
US10541393B2 (en) 2016-06-15 2020-01-21 Lg Chem, Ltd. Battery module comprising external members coupled by means of clampingtype coupling members
CN110254201A (zh) * 2019-07-01 2019-09-20 天津恒天新能源汽车研究院有限公司 一种商用电动车电池安装支架
KR102251094B1 (ko) 2020-02-07 2021-05-12 주식회사 모아 전기자동차용 배터리 케이스 조립장치
CN115312952A (zh) * 2022-09-16 2022-11-08 江苏奥特帕斯新能源科技有限公司 电动汽车复合框架式电池箱体、组装工装及其组装方法
CN115312952B (zh) * 2022-09-16 2023-09-22 江苏奥特帕斯新能源科技有限公司 电动汽车复合框架式电池箱体、组装工装及其组装方法

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