KR101645715B1

KR101645715B1 - 차량용 배터리팩 케이스

Info

Publication number: KR101645715B1
Application number: KR1020150113200A
Authority: KR
Inventors: 김문기
Original assignee: (주)세원물산
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2016-08-04

Abstract

본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는, 배터리 모듈이 안착 가능한 바닥판과, 상기 바닥판의 후단으로부터 수직으로 세워지는 후방판과, 상기 후방판의 상단으로부터 후방을 향해 수평 연장되는 후방플랜지를 구비하는 하부케이스; 상기 바닥판의 좌우 측단에 밀착되도록 수직으로 세워지는 한 쌍의 측판과, 상기 한 쌍의 측판 선단을 연결하는 전방판과, 상기 측판 및 전방판의 상단으로부터 외측을 향해 수평 연장되는 측벽플랜지와, 상기 측판 및 전방판의 하단으로부터 내측을 향해 수평 연장되어 상기 바닥판의 저면에 용접되는 바닥플랜지를 구비하는 측벽케이스; 상기 하부케이스와 상기 측벽케이스로 둘러싸인 공간의 상부를 덮는 상판과, 상기 상판의 가장자리로부터 외측을 향해 수평 연장되어 상기 후방플랜지 및 상기 측벽플랜지의 상면에 적층되는 상부플랜지를 구비하는 상부케이스; 상기 바닥플랜지 상면과 상기 바닥판 저면 사이를 밀폐시키는 실란트; 상기 상부플랜지 저면과 상기 측벽플랜지 및 후방플랜지의 상면 사이에 압착되는 개스킷;을 포함한다.

Description

차량용 배터리팩 케이스 {BATTERY PACK CASE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 배터리팩 케이스에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량 외부에 장착되더라도 수분 유입 및 과열 발생을 방지할 수 있어 내구성 및 안정성이 향상된 차량용 배터리팩 케이스에 관한 것이다.

하이브리드 전기 자동차와 연료전지 자동차 그리고 전기 자동차는 모두 전기모터를 이용해서 차량을 구동시키는 구성으로, 전기모터에 구동전력을 제공하는 고전압 배터리팩이 필수적으로 장착되어 있다.

상기 고전압 배터리팩은 내부에 공간을 구비하는 케이스와, 상기 케이스 내에 고정 설치된 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈을 구성하는 각 단위전지의 전압과 전류 및 온도 등을 감지하고 작동을 제어하는 BMS(Battery Management System; 미도시)를 포함한 구성으로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 고전압 배터리팩은 트렁크룸의 공간에 설치된 구조가 주를 이루고 있지만, 최근 차량의 성능이 향상됨에 따라 이에 부합되도록 배터리 사이즈가 커지고 또한 수량이 증가하는 추세인 바, 이로 인해 공간이 협소한 트렁크룸에 더 이상 고전압 배터리팩을 설치할 수 없어서 차량 외부에서 언더 플로어패널에 고정 설치하는 방안이 활용되고 있다. 특히, 상용차의 경우 차량 내부공간이 협소함으로 인하여, 외부 장착형 고전압 배터리팩이 필수적으로 요구되고 있다.

그러나 종래의 고전압 배터리팩은 대부분 케이스가 개방형으로 구성되어 있어서, 빗물 등과 같은 외부 수분이 케이스 내부로 유입됨으로 인해 배터리 모듈의 손상 및 감전사고가 발생될 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 케이스가 개방형으로 이루어진 경우 하절기와 같이 외부 지열이 높게 발생될 때 열량이 케이스의 내부로 쉽게 전달되어 배터리 모듈의 온도가 급격하게 상승하고, 이에 따라 배터리 모듈의 폭발 우려가 있다는 문제점이 있다. 반대로, 동절기에는 매우 차가운 외기가 케이스 내로 유입되어 배터리 모듈이 과냉각되는바, 배터리 모듈의 성능 및 수명이 감소하게 된다는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 내부에 단열재가 내장된 고전압 배터리팩(대한민국 등록특허 10-1383721호)가 제안된 바 있으나, 이와 같은 고전압 배터리팩은 외부의 열기나 냉기의 유입을 어느 정도 차단하는 기능만 있을 뿐, 배터리 모듈의 온도를 능동적으로 제어하지는 못한다는 단점이 있다.

이외에도, 종래의 케이스는 각 부위가 일체로 제작되는바, 케이스의 어느 한 부위만이 파손되더라도 케이스 전체를 교체해야 한다는 문제점이 있었다. 예를 들어, 케이스를 차량 하부에 장착시키는 경우, 케이스의 하부가 주로 손상되고 케이스의 상부는 거의 손상되지 아니하는데, 종래의 케이스는 상부와 하부가 일체로 제작되는바, 케이스 교체에 과도한 비용이 소모된다는 단점이 있다.

KR 10-1383721 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 수분이나 이물질 유입을 효과적으로 방지할 수 있고, 내부에 장착된 배터리 모듈의 온도 조절을 능동적으로 할 수 있으며, 각 부위가 착탈 가능한 구조로 구성되어 유지 및 보수가 용이한 차량용 배터리팩 케이스를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는,

배터리 모듈이 안착 가능한 바닥판과, 상기 바닥판의 후단으로부터 수직으로 세워지는 후방판과, 상기 후방판의 상단으로부터 후방을 향해 수평 연장되는 후방플랜지를 구비하는 하부케이스;

상기 바닥판의 좌우 측단에 밀착되도록 수직으로 세워지는 한 쌍의 측판과, 상기 한 쌍의 측판 선단을 연결하는 전방판과, 상기 측판 및 전방판의 상단으로부터 외측을 향해 수평 연장되는 측벽플랜지와, 상기 측판 및 전방판의 하단으로부터 내측을 향해 수평 연장되어 상기 바닥판의 저면에 용접되는 바닥플랜지를 구비하는 측벽케이스;

상기 하부케이스와 상기 측벽케이스로 둘러싸인 공간의 상부를 덮는 상판과, 상기 상판의 가장자리로부터 외측을 향해 수평 연장되어 상기 후방플랜지 및 상기 측벽플랜지의 상면에 적층되는 상부플랜지를 구비하는 상부케이스;

상기 바닥플랜지 상면과 상기 바닥판 저면 사이를 밀폐시키는 실란트;

상기 상부플랜지 저면과 상기 측벽플랜지 및 후방플랜지의 상면 사이에 압착되는 개스킷;

상기 상부플랜지와 상기 개스킷과 상기 후방플랜지를 관통하도록 체결되고, 상기 상부플랜지와 상기 개스킷과 상기 측벽플랜지를 관통하도록 체결되어, 상기 하부케이스와 상기 측벽케이스와 상기 상부케이스를 일체로 결합시키는 체결볼트 및 체결너트;

를 포함한다.

상기 상부케이스는, 상기 상부플랜지의 끝단으로부터 하향 연장되어 상기 측벽플랜지의 끝단 또는 상기 후방플랜지의 끝단에 밀착되는 절곡단을 더 포함한다.

상기 전방판에는 하나 이상의 흡기구가 형성되고, 상기 후방판에는 하나 이상의 배기구가 형성되며,

차량의 공조시스템에서 발생된 공기를 상기 흡기구로 안내하는 송풍관과, 상기 배기구를 통해 배출되는 공기의 흐름 방향을 안내하는 배기관을 더 포함한다.

상기 바닥판의 상면에 결합되어 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도를 감지하는 습도센서와 온도센서를 더 포함하고,

상기 습도센서와 온도센서는, 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 제1 기준치를 초과하는 경우 운전자에게 경고신호를 전송하고, 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 상기 제1 기준치보다 높은 제2 기준치를 초과하는 경우 상기 배터리 모듈의 전류 흐름을 차단시키는 셧다운(Shutdown) 신호를 발생시키도록 구성된다.

상기 습도센서와 온도센서는, 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 제1 기준치를 초과하는 경우 상기 송풍관을 통해 유입되는 공기의 온도 및 풍량을 가변시키도록 구성된다.

각 측판의 후방측 끝단에 회전 가능한 구조로 결합되어 상기 측벽케이스에 결합된 하부케이스의 후방판 외측면에 밀착되는 한 쌍의 보강판과, 상기 한 쌍의 보강판 끝단으로부터 후방을 향해 연장되어 상기 한 쌍의 보강판이 상기 후방판의 외측면에 밀착되었을 때 상호 포개어지는 한 쌍의 체결단과, 상호 포개어진 한 쌍의 체결단을 결합시키는 결합볼트 및 결합너트를 더 포함한다.

상기 한 쌍의 보강판은 상기 후방판의 외측면 전체를 덮을 수 있는 형상으로 형성되고, 상기 배기구와 대응되는 지점에 관통공이 형성되며,

상기 보강판의 상단으로부터 외측을 향해 수평 연장되어 상기 후방플랜지의 저면에 밀착되는 제1 보강플랜지와, 상기 보강판의 하단으로부터 내측을 향해 수평 연장되어 상기 바닥판의 저면에 밀착되는 제2 보강플랜지를 더 포함하고,

상기 실란트는 상기 바닥판 저면과 상기 제2 보강플랜지 상면 사이를 밀폐시키도록 구성된다.

본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스를 이용하면, 수분이나 이물질 유입을 효과적으로 방지할 수 있고, 내부에 장착된 배터리 모듈의 온도 조절을 능동적으로 할 수 있으며, 각 부위가 착탈 가능한 구조로 구성되어 유지 및 보수가 용이하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스 제2 실시예의 분해사시도이다.
도 5는 한 쌍의 보강판 결합구조를 도시하는 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스의 단면도이다.

본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는, 전기 자동차 등과 같이 고전압이 요구되는 차량에 장착되는 배터리팩의 케이스에 관한 것으로서, 다수 개의 배터리 모듈(미도시)이 직렬 또는 병렬로 연결되는 구조로 내장되되, 차량의 외부에 장착되더라도 외부로부터 수분이나 이물질이 유입되지 아니하도록 구성된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.

즉, 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는 일정 크기의 내부공간을 갖도록 결합되는 하부케이스(100)와 측벽케이스(200)와 상부케이스(300)를 기본 구성요소로 구비하되, 하부케이스(100)와 측벽케이스(200) 사이를 밀봉시키는 실란트(400)와, 상부케이스(300)와 측벽케이스(200) 사이를 밀봉시키는 개스킷(500)과, 상부케이스(300)와 측벽케이스(200)와 하부케이스(100)를 나사결합 구조로 결합시키는 체결볼트(610) 및 체결너트(620)를 추가로 구비한다는 점에 특징이 있다.

상기 하부케이스(100)는, 배터리 모듈이 안착 가능하도록 일정 크기 이상의 면적을 갖는 바닥판(110)과, 상기 바닥판(110)의 후단으로부터 수직으로 세워지는 후방판(120)을 포함하여, 상기 다수 개의 배터리 모듈이 안착되는 공간의 저면과 후면을 덮는 역할을 한다. 또한, 측벽케이스(200)는, 상기 바닥판(110)의 좌우 측단에 밀착되도록 수직으로 세워지는 한 쌍의 측판과, 상기 한 쌍의 측판 선단을 연결하는 전방판(220)을 포함하여, 다수 개의 배터리 모듈이 안착되는 공간의 전면과 좌우측면을 덮는 역할을 한다. 마지막으로 상부케이스(300)는, 상기 하부케이스(100)와 상기 측벽케이스(200)로 둘러싸인 공간의 상부를 덮는 상판(310)을 포함하여, 다수 개의 배터리 모듈이 안착되는 공간의 상면을 덮는 역할을 한다.

이때, 상기 하부케이스(100)와 측벽케이스(200)와 상부케이스(300)가 선접촉을 이루도록 결합되면, 각 케이스 간의 결합력이 낮아질 뿐만 아니라, 각 케이스 사이에 이격공간이 발생되어 외부의 수분이나 이물질이 유입될 수 있다는 문제점이 있다. 따라서 상기 하부케이스(100)는 후방판(120)의 상단으로부터 후방을 향해 수평 연장되는 후방플랜지(130)를 구비하고, 상기 측벽케이스(200)는 측판 및 전방판(220)의 상단 및 하단으로부터 수평 연장되는 측벽플랜지(230) 및 바닥플랜지(240)를 구비하여, 상부케이스(300)는 상판(310)의 가장자리로부터 외측을 향해 수평 연장되는 상부플랜지(320)를 구비하도록 구성된다.

상기 후방플랜지(130)와 측벽플랜지(230)는 상부플랜지(320)의 저면에 밀착되도록 외측을 향해 연장되고, 상기 바닥플랜지(240)는 바닥판(110)의 저면에 밀착되도록 내측을 향해 연장되는바, 하부케이스(100)와 측벽케이스(200)와 상부케이스(300)는 상호 면접촉 방식으로 결합된다. 따라서 하부케이스(100)와 측벽케이스(200)와 상부케이스(300) 간의 결합력이 매우 높게 형성될 뿐만 아니라, 각 케이스 간의 밀폐력이 매우 우수해지므로 외부의 수분이나 이물질이 내부공간으로 유입될 우려가 없어진다는 장점이 있다.

한편, 바닥플랜지(240)와 바닥판(110)이 단순히 압착되도록 구성되면, 바닥플랜지(240)와 바닥판(110) 사이가 완벽하게 밀폐되지 못하므로, 바닥플랜지(240)와 바닥판(110) 사이로 수분이나 이물질이 유입될 우려가 있다. 물론, 바닥플랜지(240)와 바닥판(110)을 심용접 방식으로 결합시키면 바닥플랜지(240) 상면과 바닥판(110) 저면 사이가 완벽하게 밀폐될 수 있지만, 심용접을 위해서는 많은 시간과 비용이 소요되므로 제품의 생산성이 저하되고 제조원가가 상승된다는 문제가 야기될 수 있다. 따라서 바닥플랜지(240)의 상면과 바닥판(110) 저면 사이에는 실란트(400)가 마련됨이 바람직하다.

이와 같이 바닥플랜지(240)와 바닥판(110) 사이에 실란트(400)가 마련되면, 바닥플랜지(240)와 바닥판(110)을 점용접 방식으로 결합시키더라도 바닥플랜지(240)와 바닥판(110) 사이가 완벽하게 밀폐되는바, 제품의 생산성 향상 및 제조원가 절감들 구현할 수 있다는 효과가 있다. 이때, 실란트(400)가 외부로 노출되지 아니하도록 바닥플랜지(240)와 바닥판(110)을 결합시키는 점용접부(W)는 도 3에 도시된 바와 같이, 바닥플랜지(240) 중 실란트(400)가 마련된 지점보다 끝단측에 형성됨이 바람직하다. 상기 실란트(400)는 두 개의 부품 간 틈새를 메우기 위한 실링재의 일종으로서, 본 발명이 해당하는 기술분야에서 널리 상용화되어 있는바, 상기 실란트(400)의 성분 및 효과에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상부플랜지(320)와 측벽플랜지(230) 역시 상호 면접촉을 이룬다고 하더라도 단순히 압착되는 구조로 결합되면, 상부플랜지(320)와 측벽플랜지(230) 사이로 수분이나 이물질이 외부로부터 유입될 우려가 있다. 따라서 상부플랜지(320) 저면과 대응되는 측벽플랜지(230)의 상면 및 후방플랜지(130)의 상면에는 개스킷(500)이 추가로 마련되고, 상부플랜지(320)와 개스킷(500)과 후방플랜지(130), 상부플랜지(320)와 개스킷(500)과 측벽플랜지(230)는 각각 체결볼트(610) 및 체결너트(620)에 의해 결합된다. 이와 같이 각 부품들이 체결볼트(610) 및 체결너트(620)에 의해 결합되면, 각 케이스 간의 접촉부위를 밀폐시킬 수 있으면서 상부케이스(300)를 탈착시킬 수 있으므로, 내부에 안착된 배터리 모듈의 수리나 교체 등과 같은 유지, 보수작업이 용이해진다는 장점이 있다. 또한, 배터리팩 케이스를 차량 외부에 설치시키는 경우에는 배터리팩 케이스의 저면과 측면이 주로 손상되고 상면은 거의 손상되지 아니하는데, 상기 언급한 바와 같이 상부케이스(300)가 탈착 가능한 구조로 결합되면 하부케이스(100)와 측벽케이스(200) 손상 시 하부케이스(100)와 측벽케이스(200)만을 교체하고 상부케이스(300)는 재사용할 수 있으므로, 유지비용이 절감된다는 이점도 있다.

한편, 상부플랜지(320)와 측벽플랜지(230) 사이, 상부 플랜지와 후방플랜지(130) 사이에 마련되는 개스킷(500)이 외부로 직접 노출되면, 외부 수분 및 이물질이 개스킷(500)에 접촉되어 상기 개스킷(500)을 손상시킬 수 있다. 따라서 상부케이스(300)는 외부 수분 및 이물질이 개스킷(500)에 접촉되는 현상을 최소화시킬 수 있도록, 상부플랜지(320)의 끝단으로부터 하향 연장되어 측벽플랜지(230)의 끝단 또는 후방플랜지(130)의 끝단에 밀착되는 절곡단(330)을 추가로 구비할 수 있다.

일반적으로 배터리 모듈이 동작될 때에는 일정 수준의 열이 발생되는데, 배터리 모듈이 과열되면 배터리 모듈의 성능이 저하되거나, 배터리 모듈이 폭발되는 현상이 발생될 수 있다. 따라서 종래의 차량용 배터리팩 케이스는 배터리 모듈에서 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 다수 개의 방열공이 형성되는 것이 일반적인데, 이와 같이 방열공이 형성되면 외부의 수분이나 이물질이 방열공을 통해 케이스 내부로 유입될 수 있다. 특히, 차량용 배터리팩 케이스가 차량의 외부에 장착되는 경우, 상기 방열공을 통해 수분이나 이물질이 유입될 우려가 더욱 높아진다.

본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는 배터리 모듈에서 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있으면서 외부의 수분이나 이물질은 유입되지 못하도록, 전방판(220)에는 하나 이상의 흡기구(222)가 형성되고, 후방판(120)에는 하나 이상의 배기구(122)가 형성되며, 상기 흡기구(222)로 공기를 불어 넣는 송풍관(10)과, 배기구(122)로부터 배출되는 케이스 내부의 열을 외부로 안내하는 배기관(20)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 별도의 송풍펌프 없이도 흡기구(222)로 공기를 불어 넣을 수 있고, 흡기구(222)로 불어 넣는 공기의 온도를 사용자가 선택할 수 있도록, 상기 송풍관(10)은 차량의 공조시스템에서 발생된 공기를 흡기구(222)로 안내하도록 장착됨이 바람직하다.

이와 같이 송풍관(10)을 통해 공급된 공기가 배터리 모듈이 안착된 공간을 지난 후 배기관(20)을 통해 배출되도록 구성되면, 외부 수분 및 이물질이 케이스 내부로 유입되는 현상을 방지할 수 있으면서, 상기 배터리 모듈의 과열 우려가 있는 경우 차량의 공조시스템에서 저온의 공기가 발생되도록 하고 상기 저온의 공기를 케이스 내부로 제공함으로써 배터리 모듈 과열로 인한 성능 저하 및 폭발을 예방할 수 있게 된다. 반대로, 외기의 온도가 낮아 배터리 모듈이 과도하게 냉각되고 이에 따라 배터리 모듈의 성능이 저하될 우려가 있는 경우, 차량의 공조시스템에서 고온의 공기가 발생되도록 하고 상기 고온의 공기를 케이스 내부로 제공함으로써, 상기 배터리 모듈의 성능이 항상 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

한편, 전방판(220)에는, 배터리 모듈의 전원을 외부로 전달하기 위한 커넥터가 결합될 수 있도록 단자구(224)가 마련되는데, 상기 단자구(224)는 종래의 차량용 배터리팩 케이스에도 유사하게 마련되어 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 언급한 바와 같이 케이스 내부로의 수분 유입 방지를 위한 여러 가지 구성이 마련되더라도, 상기 케이스 내부로의 수분 유입이 발생되어 배터리 모듈의 손상이나 감전사고가 발생될 수도 있다. 또한, 배터리 모듈이 안착된 케이스 내부 공간의 온도가 기준치 이상으로 초과하는 경우, 배터리가 폭발하는 심각한 문제가 발생될 수 있다.

본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는 배터리 모듈이 안착되는 공간 즉, 케이스 내부공간의 습도 및 온도가 과도하게 상승되는 경우, 이를 사용자에게 알려 사고 발생을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는, 바닥판(110)의 상면에 결합되어 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도를 감지하는 습도센서(710)와 온도센서(720)를 더 포함할 수 있다. 상기 습도센서(710)와 온도센서(720)는, 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 제1 기준치를 초과하는 경우 운전자에게 경고신호를 전송하여 운전자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 구성될 수 있다.

이때, 사용자가 별도의 조치를 취하지 아니하더라도 케이스 내부의 습도 및 온도가 정상범위 이내로 복구될 수 있도록, 습도센서(710)와 온도센서(720)는 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 제1 기준치를 초과하는 경우 송풍관(10)을 통해 유입되는 공기의 온도 및 풍량을 가변시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어 케이스 내부의 습도가 기준치 이상으로 상승하는 경우 상기 습도센서(710)는 고온 건조한 공기가 송풍관(10)으로 유입되도록 차량의 공조장치 동작신호를 발생시킴으로써, 케이스 내부가 빠르게 건조되도록 할 수 있다. 또한, 케이스 내부의 온도가 기준치 이상으로 상승하는 경우, 상기 온도센서(720)는 저온의 공기가 송풍관(10)으로 유입되도록 차량의 공조장치 동작신호를 발생시킴으로써, 케이스 내부가 냉각되도록 할 수 있다.

한편, 상기와 같이 사용자에게 경고신호를 전송하더라도 사용자가 적절한 조치를 취하지 아니하면 각종 사고가 발생될 수 있는바, 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는 이와 같은 경우 배터리 모듈에서 인출되는 전류의 흐름을 차단 시키도록 구성될 수 있다. 즉, 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 제1 기준치보다 높은 제2 기준치를 초과하는 경우, 상기 습도센서(710)와 온도센서(720)는 배터리 모듈의 전류 흐름을 차단시키는 셧다운(Shutdown) 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다. 이때 상기 셧다운(Shutdown) 신호는, 차량의 ECU로 전달되어 ECU가 배터리 모듈의 전류 흐름을 차단 시키도록 구성될 수도 있고, 배터리 모듈의 전기흐름을 제어하는 별도의 제어부(미도시)로 전달되어 배터리 모듈의 전류 흐름을 차단 시키도록 구성될 수도 있다.

도 4는 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스 제2 실시예의 분해사시도이고, 도 5는 한 쌍의 보강판(250) 결합구조를 도시하는 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 측벽플랜지(230) 끝단이 후방플랜지(130)의 좌우측단에 선접촉을 하게 되면, 측벽플랜지(230)와 후방플랜지(130) 사이가 완벽하게 실링되지 못하여 외부의 수분 및 이물질이 내부로 유입될 수 있다. 또한, 송풍관(10)을 통해 케이스 내부로 공급되는 고압의 공기는 후방플랜지(130)를 가압하게 되는바, 하부케이스(100)가 후방으로 밀리는 현상이 발생될 우려도 있다.

본 발명에 의한 차량용 배터리팩은 이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 힌지축(252)에 의해 각 측판의 후방측 끝단에 결합되어 회전 가능한 구조로 장착되는 한 쌍의 보강판(250)과, 상기 한 쌍의 보강판(250) 끝단으로부터 후방을 향해 연장되는 한 쌍의 체결단(258)과, 상기 한 쌍의 체결단(258)을 결합시키는 결합볼트(262) 및 결합너트(264)를 더 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 보강판(250)은 하부케이스(100)가 측벽케이스(200)에 결합된 이후 후방판(120) 외측면에 밀착되도록 회전되고, 상기 한 쌍의 체결단(258)은 상기 언급한 바와 같이 한 쌍의 보강판(250)이 후방판(120) 외측면에 밀착되었을 때 포개어지는바, 상기 결합볼트(262)는 한 쌍의 체결단(258)을 관통하도록 체결된다.

이와 같이 한 쌍의 체결단(258)이 결합볼트(262) 및 결합너트(264)에 의해 상호 밀착되도록 결합되면, 상기 한 쌍의 측판은 서로 가까워지는 방향으로 가압되므로 측판의 후단과 후방판(120)의 측단 사이가 더욱 확실하게 밀폐될 수 있고, 케이스 내부압력이 상승되더라도 보강판(250)이 파손되거나 체결단(258)이 파손되지 아니하는 한 하부케이스(100)가 뒤로 밀리지 아니하게 된다는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 한 쌍의 보강판(250)은 후방판(120)을 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 후방플랜지(130)의 외측면 전체를 덮을 수 있는 형상으로 형성됨이 바람직한데, 이때 한 쌍의 보강판(250)이 후방판(120)의 후면을 덮더라도 배기관(20)이 배기구(122)에 장착될 수 있도록 상기 한 쌍의 보강판(250) 중 배기구(122)와 대응되는 지점에는 관통공(254)이 형성된다.

또한, 본 발명에 의한 차량용 배터리팩 케이스는, 보강판(250) 상단과 후방플랜지(130) 사이가 확실하게 밀폐될 수 있도록, 보강판(250)의 상단으로부터 외측을 향해 수평 연장되어 후방플랜지(130)의 저면에 밀착되는 제1 보강플랜지(256)를 추가로 구비하고, 보강판(250) 하단과 바닥판(110) 사이가 확실하게 밀폐될 수 있도록, 상기 보강판(250)의 하단으로부터 내측을 향해 수평 연장되어 상기 바닥판(110)의 저면에 밀착되는 제2 보강플랜지(257)를 구비할 수 있다. 상기 제1 보강플랜지(256)와 제2 보강플랜지(257)는 각각 후방플랜지(130)와 바닥판(110)에 면접촉되어 기밀성을 향상시키는 기능을 수행하는데, 이와 같은 제1 보강플랜지(256)와 제2 보강플랜지(257)의 기능은 측벽플랜지(230)나 후방플랜지(130)에 면접촉 방식으로 장착되는 상부플랜지(320)의 기능과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이때, 바닥플랜지(240) 상면과 바닥판(110) 저면 사이에 마련되는 실란트(400)는, 제2 보강플랜지(257) 상면과 바닥판(110) 저면 사이에도 마련되어, 제2 보강플랜지(257)와 바닥판(110) 사이가 보다 확실하게 밀폐되도록 할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 송풍관 20 : 배기관
100 : 하부케이스 110 : 바닥판
120 : 후방판 122 : 배기구
130 : 후방플랜지 200 : 측벽케이스
210 : 측판 220 : 전방판
222 : 흡기구 224 : 단자구
230 : 측벽플랜지 240 : 바닥플랜지
250 : 보강판 252 : 힌지축
254 : 관통공 256 : 제1 보강플랜지
257 : 제2 보강플랜지 258 : 체결단
262 : 결합볼트 264 : 결합너트
300 : 상부케이스 310 : 상판
320 : 상부플랜지 330 : 절곡단
400 : 실란트 500 : 개스킷
610 : 체결볼트 620 : 체결너트
710 : 습도센서 720 : 온도센서

Claims

배터리 모듈이 안착 가능한 바닥판(110)과, 상기 바닥판(110)의 후단으로부터 수직으로 세워지는 후방판(120)과, 상기 후방판(120)의 상단으로부터 후방을 향해 수평 연장되는 후방플랜지(130)를 구비하는 하부케이스(100);
상기 바닥판(110)의 좌우 측단에 밀착되도록 수직으로 세워지는 한 쌍의 측판과, 상기 한 쌍의 측판 선단을 연결하는 전방판(220)과, 상기 측판 및 전방판(220)의 상단으로부터 외측을 향해 수평 연장되는 측벽플랜지(230)와, 상기 측판 및 전방판(220)의 하단으로부터 내측을 향해 수평 연장되어 상기 바닥판(110)의 저면에 용접되는 바닥플랜지(240)를 구비하는 측벽케이스(200);
상기 하부케이스(100)와 상기 측벽케이스(200)로 둘러싸인 공간의 상부를 덮는 상판(310)과, 상기 상판(310)의 가장자리로부터 외측을 향해 수평 연장되어 상기 후방플랜지(130) 및 상기 측벽플랜지(230)의 상면에 적층되는 상부플랜지(320)를 구비하는 상부케이스(300);
상기 바닥플랜지(240) 상면과 상기 바닥판(110) 저면 사이를 밀폐시키는 실란트(400);
상기 상부플랜지(320) 저면과 상기 측벽플랜지(230) 및 후방플랜지(130)의 상면 사이에 압착되는 개스킷(500);
상기 상부플랜지(320)와 상기 개스킷(500)과 상기 후방플랜지(130)를 관통하도록 체결되고, 상기 상부플랜지(320)와 상기 개스킷(500)과 상기 측벽플랜지(230)를 관통하도록 체결되어, 상기 하부케이스(100)와 상기 측벽케이스(200)와 상기 상부케이스(300)를 일체로 결합시키는 체결볼트(610) 및 체결너트(620);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩 케이스.
청구항 1에 있어서,
상기 상부케이스(300)는, 상기 상부플랜지(320)의 끝단으로부터 하향 연장되어 상기 측벽플랜지(230)의 끝단 또는 상기 후방플랜지(130)의 끝단에 밀착되는 절곡단(330)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩 케이스.
청구항 1에 있어서,
상기 전방판(220)에는 하나 이상의 흡기구(222)가 형성되고, 상기 후방판(120)에는 하나 이상의 배기구(122)가 형성되며,
차량의 공조시스템에서 발생된 공기를 상기 흡기구(222)로 안내하는 송풍관(10)과, 상기 배기구(122)를 통해 배출되는 공기의 흐름 방향을 안내하는 배기관(20)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩 케이스.
청구항 3에 있어서,
상기 바닥판(110)의 상면에 결합되어 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도를 감지하는 습도센서(710)와 온도센서(720)를 더 포함하고,
상기 습도센서(710)와 온도센서(720)는, 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 제1 기준치를 초과하는 경우 운전자에게 경고신호를 전송하고, 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 상기 제1 기준치보다 높은 제2 기준치를 초과하는 경우 상기 배터리 모듈의 전류 흐름을 차단시키는 셧다운(Shutdown) 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩 케이스.
청구항 4에 있어서,
상기 습도센서(710)와 온도센서(720)는, 상기 배터리 모듈이 안착된 내부 공간의 습도와 온도가 제1 기준치를 초과하는 경우 상기 송풍관(10)을 통해 유입되는 공기의 온도 및 풍량을 가변시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩 케이스.
청구항 3에 있어서,
각 측판의 후방측 끝단에 회전 가능한 구조로 결합되어 상기 측벽케이스(200)에 결합된 하부케이스(100)의 후방판(120) 외측면에 밀착되는 한 쌍의 보강판(250)과, 상기 한 쌍의 보강판(250) 끝단으로부터 후방을 향해 연장되어 상기 한 쌍의 보강판(250)이 상기 후방판(120)의 외측면에 밀착되었을 때 상호 포개어지는 한 쌍의 체결단(258)과, 상호 포개어진 한 쌍의 체결단(258)을 결합시키는 결합볼트(262) 및 결합너트(264)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩 케이스.
청구항 6에 있어서,
상기 한 쌍의 보강판(250)은 상기 후방판(120)의 외측면 전체를 덮을 수 있는 형상으로 형성되고, 상기 배기구(122)와 대응되는 지점에 관통공(254)이 형성되며,
상기 보강판(250)의 상단으로부터 외측을 향해 수평 연장되어 상기 후방플랜지(130)의 저면에 밀착되는 제1 보강플랜지(256)와, 상기 보강판(250)의 하단으로부터 내측을 향해 수평 연장되어 상기 바닥판(110)의 저면에 밀착되는 제2 보강플랜지(257)를 더 포함하고,
상기 실란트(400)는 상기 바닥판(110) 저면과 상기 제2 보강플랜지(257) 상면 사이를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩 케이스.