KR101646336B1

KR101646336B1 - 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치

Info

Publication number: KR101646336B1
Application number: KR1020140104326A
Authority: KR
Inventors: 임해규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2016-08-05
Also published as: KR20160019699A

Abstract

본 발명은 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 파우치형 고전압배터리를 수용하고, 상기 고전압배터리의 스웰링 시 상기 고전압배터리가 돌출되는 개방홀이 형성된 배터리커버(10)와; 상기 고전압배터리에 전원을 전달하는 고전압케이블(100)과; 상기 개방홀에서 돌출된 상기 고전압배터리에 의해 이동하여 상기 고전압케이블(100)을 스위칭하는 스위치(200)로 구성되어, 전기자동차의 고전압배터리(B)가 과충전되어 스웰링 현상이 발생하게 될 때 부풀어 오르는 정도가 기준 이상일 경우 스웰링 현상을 통해 전압케이블을 회전시켜 고전압배터리(B)에 공급하는 전원을 차단할 수 있게 하여 안전성을 향상시키는 동시에 스웰링으로 인해 고전압배터리(B) 전체를 교체하게 되는 현상을 미연에 방지하여 상품성을 증대시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치{Overcharge preventing device of high voltage battery for Electric Vehicle}

본 발명은 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 전기자동차의 고전압배터리가 과충전되는 경우 스웰링 현상이 발생하게 되는데 부풀어 오르는 정도가 기준 이상일 경우 고전압배터리에 공급하는 전원을 차단할 수 있게 하기 위한 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차분야에서도 대체 에너지원이 절실히 필요해지고 있는 실정이며, 이에 대한 대안으로 공해가 없는 동력원인 전기를 연료로 하는 전기자동차의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

전기자동차는 구동모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 구동모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 구동모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.

이러한 전기자동차는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와 더불어, 구동모터에 전력을 공급하는 축전수단으로서 배터리를 포함하는데, 배터리의 예로는 니켈-수소, 리튬-폴리머 계열의 배터리들이 잘 알려져 있다.

이때, 배터리는 배터리 모듈 복수 개가 직렬 또는 병렬로 조합된 고전압배터리로 구성되고, 케이스에 수납된 상태에서 전기자동차에 설치된다.

그러나, 종래의 전기자동차용 고전압배터리는 장시간의 과충전 시 고전압배터리가 부풀어 오르게 되는 스웰링 현상이 발생하게 되며, 이로 인해 단자 연결 부위가 파열되고 폭발하게 되는 것과 같이 안전성이 저하되는 문제점이 있었다.

특허 1 : 대한민국 등록특허 10-0914839

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 전기자동차의 고전압배터리가 과충전되는 경우 스웰링 현상이 발생하게 되는데 부풀어 오르는 정도가 기준 이상일 경우 고전압배터리에 공급하는 전원을 차단할 수 있게 하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 내부에 고전압배터리가 구비되며, 외측면에 개방홀이 형성되어 상기 고전압배터리 일부가 개방되는 배터리커버와; 상기 배터리커버의 상기 개방홀 양단에 고정되며, 외부로부터 전원을 공급받아 상기 고전압배터리에 전원을 전달하는 고전압케이블과; 외주면에 스위치레버가 형성되며, 상기 고전압케이블 사이에 회동 가능하게 삽입되어 상기 고전압배터리에서 스웰링 발생 시 회동하여 상기 고전압배터리에 전원 공급을 차단하는 스위치;을 포함함으로써 달성된다.

상기 고전압케이블은 제1고전압케이블과 제2고전압케이블로 이루어져 상기 개방홀 양단에 각각 고정 장착되되; 상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블은 소정 길이의 내심이 돌출 형성되며, 상기 내심의 외주면 상부와 하부에는 제1전원연결부가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 스위치는 원통 형상으로 이루어져 양단이 상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블의 상기 내심에 삽입되며, 상기 스위치의 내주면 상부와 하부에는 제2전원연결부가 형성되어 상기 제1전원연결부에 접촉하게 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블 외주면에는 결합홀이 형성된 결합부가 상하방향으로 연장 형성되어 상기 배터리커버에 볼트 체결되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블의 상기 결합부의 내측면에는 고정홈이 형성되며, 상기 스위치의 스위치레버 양단에는 고정돌기가 돌출 형성되어 상기 고정홈에 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 고전압케이블의 내심 전방 측에는 제1걸림턱이 형성되며, 상기 스위치의 상기 제2전원연결부 일단에는 제2걸림턱이 형성되어 상기 스위치의 회동 각도를 제한하도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 전기자동차의 고전압배터리가 과충전되어 스웰링 현상이 발생하게 될 때 부풀어 오르는 정도가 기준 이상일 경우 스웰링 현상을 통해 전압케이블을 회전시켜 고전압배터리에 공급하는 전원을 차단할 수 있게 하여 안전성을 향상시키는 동시에 스웰링으로 인해 고전압배터리 전체를 교체하게 되는 현상을 미연에 방지하여 상품성을 증대시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치의 요부를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에서 고전압배터리의 스웰링 발생에 따른 작동 상태를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에서 고전압배터리의 스웰링 발생에 따른 작동 상태를 도시하는 단면도,
도 5는 본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에서 스위치의 회전 상태를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에서 스위치의 회전 상태를 도시하는 단면도,
도 7은 본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치에서 스위치의 고정돌기의 실시예를 도시하는 도면,

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 개방홀(11)을 통해 고전압배터리(B) 일부가 개방되는 배터리커버(10)와, 개방홀(11)에 고정되는 고전압케이블(100)과, 고전압케이블(100)을 스위칭하는 스위치(200)을 포함한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리커버(10)는 전기자동차에 구비되는 파우치형 고전압배터리(B)를 커버링하는 것으로, 내부에 고전압배터리(B)가 구비되며, 외측면에는 개방홀(11)이 형성되어 고전압배터리(B) 일부가 개방될 수 있게 한다.

또한, 배터리커버(10)의 다른 외측면은 개구되어 고전압배터리(B)와 고전압케이블이 연결될 수 있게 하여 외부의 전원 공급이 가능하게 한다.

고전압케이블(100)은 배터리커버(10)의 개방홀(11) 양단에 고정되어 외부로부터 전원을 공급받아 고전압배터리(B)에 전원을 전달할 수 있게 한다.

이때, 고전압케이블(100)은 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)로 이루어져 소정 간격 이격된 상태로 배터리커버(10)의 개방홀(11) 양단에 각각 고정 장착된다.

스위치(200)은 고전압케이블(100) 사이에 구비되어 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)을 연결한다.

즉, 외부로부터 공급되는 전원이 별도의 전선을 통해 제1고전압케이블(101)로 전달되며, 제1고전압케이블(101)로 전달된 전원은 스위치(200)을 통해 제2고전압케이블(102)로 전달되어 제2고전압케이블(102)이 별도의 전선을 통해 고전압배터리(B)와 연결되어 전원 공급이 이루어지게 된다.

이때, 스위치(200)의 외주면에는 스위치레버(201)이 형성되어 배터리커버(10)의 개방홀(11) 측에 위치하도록 하며, 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102) 사이에 회동 가능하게 삽입되어 고전압배터리(B)에서 스웰링 발생 시 팽창되는 고전압배터리(B)가 개방홀(11)을 통해 외부로 돌출되어 스위치레버(201)을 회동시켜 스위치레버(201)과 일체로 형성된 스위치(200)이 회전하게 되면서 고전압배터리(B)에 전원 공급을 차단하여 기준 이상의 스웰링 현상 발생을 방지한다.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)은 소정 길이의 내심(110)이 돌출 형성되며, 스위치(200)은 원통 형상으로 이루어져 스위치(200) 양단이 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)에서 돌출된 내심(110)에 삽입되도록 하여 고전압케이블(100)과 스위치(200)이 회동 가능하게 결합되도록 한다.

또한, 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)의 내심(110) 외주면 상부와 하부에는 제1전원연결부(111)가 형성되도록 하며, 스위치(200)의 내주면 상부와 하부에는 제2전원연결부(211)가 형성되어 스위치(200)이 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)에 회동 가능하게 결합된 상태에서 스위치(200)이 회동하지 않는 경우(고전압배터리(B) 스웰링 발생 이전)에는 제1전원연결부(111)와 제2전원연결부(211)가 접촉하여 전원 공급이 이루어질 수 있게 하고, 스위치(200)이 회동한 경우(고전압배터리(B) 스웰링 발생 이후)에는 제1전원연결부(111)와 제2전원연결부(211)의 접촉이 끊어져 전원 공급이 중단될 수 있게 하여 더 이상의 충전을 차단하고 고전압배터리(B)의 스웰링 현상을 방지한다.

한편, 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102) 외주면에는 결합홀(121)이 형성된 결합부(120)가 상하방향으로 연장 형성되어 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)이 배터리커버(10)에 볼트 체결을 통해 고정될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이때, 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)의 결합부(120)의 내측면에는 고정홈(122)이 형성되게 하며, 제1고전압케이블(101)과 제2고전압케이블(102)의 내심(110)에 삽입되는 스위치(200)의 스위치레버(201) 양단에는 고정돌기(202)가 돌출 형성되어 고정홈(122)에 삽입될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

여기서, 고정돌기(202)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 돌기 형상으로 형성될 수도 있으며, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 단턱 형상으로 형성될 수도 있다.

그 결과, 고전압배터리(B)에 스웰링 현상이 발생하기 전에는 스위치(200)이 고전압케이블(100)에 고정된 상태를 유지할 수 있게 하며, 스웰링 현상이 발생하게 되면 고전압배터리(B)의 팽창력으로 인해 스위치(200)의 스위치레버(201)이 회전하면서 스위치(200)의 고정돌기(202)가 고전압케이블(100)의 고정홈(122)으로부터 이탈되어 고정 상태가 해제된다.

또한, 고전압케이블(100)의 내심(110) 전방 측에는 제1걸림턱(112)이 형성되며, 스위치(200)의 제2전원연결부(211) 일단에는 제2걸림턱(212)이 형성되어 고전압배터리(B)의 스웰링 현상으로 인해 스위치(200)이 회동하게 될 때 스위치(200)의 회동 각도를 제한하도록 하여 스위치(200) 회동에 의해 제1전원연결부(111)와 제2전원연결부(211)의 접촉이 끊어졌다가 더 회동하게 되어 제1전원연결부(111)와 제2전원연결부(211)가 다시 접촉하게 되는 현상을 방지할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이처럼, 본 발명은 개방홀(11)을 통해 고전압배터리(B) 일부가 개방되는 배터리커버(10)와, 배터리커버(10)의 개방홀(11)에 고정되며 고전압배터리(B)에 전원을 전달하는 고전압케이블(100)과, 고전압케이블(100)에 회동 가능하게 삽입되어 고전압배터리(B)에서 스웰링 발생 시 고전압배터리(B)에 전원 공급을 차단하는 스위치(200)로 구성되어 고전압배터리(B)가 과충전되어 스웰링 현상이 발생하게 되는 경우 스웰링 현상을 통해 전압케이블을 회전시켜 고전압배터리(B)에 공급하는 전원을 차단할 수 있게 하여 안전성을 향상시키는 동시에 스웰링으로 인해 고전압배터리(B) 전체를 교체하게 되는 현상을 미연에 방지하여 상품성을 증대시킨다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 배터리커버 11 : 개방홀
100 : 고전압케이블 101 : 제1고전압케이블
102 : 제2고전압케이블 110 : 내심
111 : 제1전원연결부 120 : 결합부
121 : 결합홀 200 : 스위치
201 : 스위치레버 202 : 고정돌기
211 : 제2전원연결부

Claims

파우치형 고전압배터리를 수용하고, 상기 고전압배터리의 스웰링 시 상기 고전압배터리가 돌출되는 개방홀이 형성된 배터리커버와;
상기 고전압배터리에 전원을 전달하는 고전압케이블과;
상기 개방홀에서 돌출된 상기 고전압배터리에 의해 이동하여 상기 고전압케이블을 스위칭하는 스위치를 포함하고,
상기 고전압케이블은 제1고전압케이블과 제2고전압케이블로 이루어져 상기 개방홀 양단에 각각 고정 장착되되;
상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블은 소정 길이의 내심이 돌출 형성되며, 상기 내심의 외주면 상부와 하부에는 제1전원연결부가 형성되고,
상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블 외주면에는 결합홀이 형성된 결합부가 상하방향으로 연장 형성되어 상기 배터리커버에 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스위치 외측에 구비되며, 상기 개방홀에 위치하여 상기 고전압배터리 돌출 시 상기 스위치와 일체로 회동하게 되는 스위치레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 스위치는 원통 형상으로 이루어져 양단이 상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블의 상기 내심에 삽입되며, 상기 스위치의 내주면 상부와 하부에는 제2전원연결부가 형성되어 상기 제1전원연결부에 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치.
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 제1고전압케이블과 상기 제2고전압케이블의 상기 결합부의 내측면에는 고정홈이 형성되며, 상기 스위치의 스위치레버 양단에는 고정돌기가 돌출 형성되어 상기 고정홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 고전압케이블의 내심 전방 측에는 제1걸림턱이 형성되며, 상기 스위치의 상기 제2전원연결부 일단에는 제2걸림턱이 형성되어 상기 스위치의 회동 각도를 제한하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 고전압배터리의 과충전 방지 장치.