KR101655813B1 - 배터리히터의 과열 방지장치 - Google Patents

배터리히터의 과열 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리히터의 과열 방지장치에 관한 것으로서, 특히, 전원을 공급받아 배터리를 가열시키는 열교환유체를 가열하는 히터부, 상기 히터부로부터 열을 받아 온도가 소정값(Tf) 이상이 되면 상기 히터부로 인가되는 전원을 차단시키는 온도감응스위치, 기 히터부와 상기 온도감응스위치 사이에 배치되고, 상기 히터부로부터 열을 상기 온도감응스위치에 전달하는 열전달부재 및 상기 열전달부재의 일면에 상기 온도감응스위치의 일면이 탄성 지지되도록 고정시키는 고정부재를 포함함으로써, 안정성을 확보할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

배터리히터의 과열 방지장치{Apparatus for preventing overheating}
본 발명은 배터리히터의 과열 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기자동차용 배터리의 효율 유지를 위해 열을 공급하는 배터리히터가 과열되는 것을 막기 위한 배터리히터의 과열 방지장치에 관한 것이다.
본 발명은, 전기자동차용 이외 용도의 배터리히터에 응용 가능하고, 배터리히터 외의 가열장치에 응용 가능하다.
전기자동차의 차륜을 구동시키는 모터는 배터리의 전원 공급에 의해 구동된다. 전기자동차용 배터리의 성능은 여러 요소에 의하여 영향을 받으나, 특히 온도에 민감하여 배터리의 충전 및 방전시 최대전류는 온도에 따라 달라지게 된다. 즉, 배터리의 온도는 배터리 내부의 화학반응 및 배터리의 외부환경에 따라 달라지는데, 전기자동차용 배터리는 그 효율성을 위해 최적의 온도를 유지하고 온도 변화를 억제할 필요성이 있다.
이에 대한 개선책으로서, 2012. 11. 22. 미국에서 공개된 US20120295141A1호(발명의 명칭 : Coolant Circulation Heater for An Electric Vehicle Battery(전기자동차 배터리용 냉매 순환 히터)", 이하 '선행문헌'이라 한다)는, 액체인 쿨런트(a liquid coolant)와 전기자동차용 배터리가 서로 열교환하도록 구비되는 시스템이 개시되었다.
선행문헌에 개시된 냉매 순환 히터는, 쿨런트의 유입구 및 유출구가 구비된 히터용기(Heater housing)와, 히터용기 내에 위치하여 쿨런트와 열교환하는 히터부(a heating element)와, 쿨런트의 온도를 감지하여 신호를 출력하는 온도센서(a thermistor)와, 신호에 따라 쿨런트의 온도가 기설정된 하한값보다 작은 경우 히터부에 전원을 인가하고, 쿨런트의 온도 증가속도가 기설정된 한계값을 초과하는 경우 히터부에 전원을 차단하는 제어부(a controller)로 구성되어 있다.
이와 같은 선행문헌에 공개된 기술적 특징은 전기자동차 배터리의 효율성 향상에 크게 기여한 점이 있으나, 전기자동차는 사람이 탑승하는 것인 바, 전기자동차의 배터리 효율성 못지 않게 그에 따른 사용 안정성도 확보되어야 하는 문제점이 있다.
예를 들면, 선행문헌에 공개된 기술적 특징에 따르면, 히터부는 시스템의 정상적인 제어하에서는 안정성에 전혀 문제가 없으나, 쿨런트의 부재, 온도센서의 고장, 제어부의 고장, 기타 차량의 고장 등 비정상 상태에서는, 히터부에 공급되는 전원이 차단되어야 함에도 불구하고, 계속적으로 전원이 인가되어, 온도가 계속 상승되는 결과 히터부 자체의 고장 뿐만 아니라 화재가 발생할 위험이 존재하는 것이다.
US20120295141A1호(미국 2012.11.22. 공개)
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기자동차의 배터리 온도 제어 시스템에서 안정성을 확보할 수 있는 배터리히터의 과열 방지장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 배터리히터에 전원을 차단해야 하는 온도값 설정을 용이하게 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 안정성 확보를 위한 장치를 구성하는 부품의 조립 및 교체가 용이하게 하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 특허청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 바람직한 일실시예는, 전력을 공급받아 배터리를 가열시키는 열교환유체를 가열하는 히터부, 히터부로부터 열을 받아 온도가 제1설정값(Tf) 이상이 되면 히터부로부터 전원을 차단시키는 온도감응스위치, 히터부와 온도감응스위치 사이에 배치되고, 히터부로부터 열을 온도감응스위치에 전달하는 열전달부재 및 열전달부재의 일면에 온도감응스위치의 일면이 탄성 지지되도록 고정시키는 고정부재를 포함한다.
여기서, 열전달부재는, 한쪽면이 히터부 또는 열교환유체와 접촉하고 그 반대쪽 면은 온도감응스위치와 접촉하여 열을 전도시킬 수 있다.
또한, 고정부재는 압착력으로 온도감응스위치를 열전달부재에 고정시키는 탄성부를 포함할 수 있다.
또한, 고정부재는 온도감응스위치의 일측 및 타측과 온도감응스위치의 열전달부재에 대한 접촉면에 대향되는 면(이하, '대향면'이라 함)을 감싸도록 'ㄷ'자 형상으로 상측으로 돌출되게 절곡된 돌출부 및 압착력으로 온도감응스위치를 열전달부재에 고정시키는 탄성부를 포함할 수 있다.
또한, 탄성부는, 대향면을 향하여 접촉되게 돌출부의 일부가 하방으로 'V'자 형상으로 절곡 형성될 수 있다. 또한, 온도감응스위치가 배치된 측의 열전달부재의 표면에 배치되되, 온도감응스위치의 접촉면이 열전달부재의 표면에 관통하여 배치되도록 개구부가 형성된 유동방지부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 개구부의 테두리에는 온도감응스위치가 면 방향으로 걸림되도록 온도감응스위치를 향하여 돌출된 절곡부가 형성될 수 있다.
또한, 히터부는 배터리로부터 전원을 인가받을 수 있다.
또한, 히터부 또는 열교환유체의 온도를 감지하는 온도센서 및 온도센서에서 감지된 온도 또는 온도상승속도가 소정기준 이상이 되면 히터부로 인가되는 전원을 차단시키는 제어부를 더 포함하고, 온도감응스위치와 온도센서는 동시에 작동될 수 있다.
또한, 온도감응스위치는, 온도가 제1설정값(Tf) 이상이 되면 용융에 의한 회로 개방으로 히터부로 인가되는 전원을 차단시키는 온도퓨즈일 수 있다.
또한, 상기 열전달부재의 두께에 따라 상기 제1설정값(Tf)이 변경 설정될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 배터리히터의 과열 방지장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫재, 비정상 상태에서도, 온도감응스위치가 작동함으로써 배터리히터의 과열을 방지하고 화재를 예방할 수 있다.
둘째, 열전달부재의 두께를 통하여 제1설정값(Tf) 설정을 용이하게 할 수 있다.
셋째, 고정부재 및 유동방지부재를 통하여 온도감응스위치의 조립 및 교체가 용이한 장점을 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 블록 개념도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 히터용기를 제외한 내부 투시도이며,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 열교환유체 배관도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 히터용기를 포함한 외부 투시도이며,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 과열방지기능 논리 흐름도이고,
도 6은 도 2의 A-A'선을 따라 취한 종단면도이며,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구성 중 히터부 표면온도와 열전달부재 두께에 따른 온도감응스위치의 온도 관계 실험 등고선도이고,
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구성 중 온도감응스위치를 열전달부재에 접촉 및 고정시키기 위한 조립도이며,
도 9는 도 2의 B-B'선을 따라 취한 고정부재의 종단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 의하여 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치는, 전원을 공급받아 배터리(10)를 가열시키는 열교환유체를 가열하는 히터부(20)와, 히터부(20)로부터 열을 받아 온도가 제1설정값(Tf) 이상이 되면 히터부(20)로 인가되는 전원을 차단시키는 온도감응스위치 (30)와, 히터부(20)와 온도감응스위치(30) 사이에 배치되고, 히터부(20)로부터 열을 온도감응스위치(30)에 전달하는 열전달부재(40) 및 열전달부재(40)의 일면에 온도감응스위치(30)의 일면이 탄성 지지되도록 고정시키는 고정부재(51)를 포함한다.
여기서, 열전달부재(40)의 일면에 접하는 온도감응스위치(30)의 일면을 이하에서는 온도감응스위치(30)의 '접촉면'이라 칭하고, 접촉면에 대향되는 온도감응스위치(30)의 타면을 이하에서는 온도감응스위치(30)의 '대향면'이라 칭하여 설명하기로 한다.
아울러, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치는, 온도감응스위치(30) 외에, 히터부(20) 또는 열교환유체의 온도를 감지하는 온도센서(미도시)와, 온도센서에서 감지된 온도 또는 온도상승속도가 소정기준 이상이 되면 히터부(20)로 인가되는 전원을 차단시키는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
온도감응스위치(30)는, 열팽창계수가 상이한 두 종류의 금속으로 이루어진 바이메탈 온도 조절 스위치일 수 있다. 여기서 채용되는 열팽창계수는, 히터부(20)로부터 전달되는 열이 안정성 기준을 초과하는 온도에 도달한 경우(즉, 제1설정값(Tf))에 전원 차단 기능이 발휘될 수 있는 정도일 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구성 중 히터부(20)의 구조 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
히터부(20)에 전원을 인가해주는 전원부는 별도로 존재할 수 있지만, 바람직한 일실시예에서는 도 1에 참조된 바와 같이 배터리(10)가 히터부(20)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 배터리(10)로부터 히터부(20)까지 HV(High Voltage) 케이블로 연결되어 있고, HV 케이블 연결선로 상에는 제어부에 의해 회로를 개폐하는 ON/OFF스위치와 자체의 온도에 따라 작동하는 온도감응스위치(30)가 연결되어 있다. 따라서 ON/OFF스위치 또는 온도감응스위치(30) 중 어느 하나라도 개방시에는 히터부(20)로의 전원이 차단된다.
히터부(20)는, 전류가 흐를 때 저항에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 발열체와, 발열체를 외부와 전기 절연시키고 발열체의 열을 외부로 전달시키는 절연체를 포함한다. 본 실시예에서 발열체는 니크롬와이어(Nicrom Wire)이고, 절연체는 마그네슘산화물(Mgnesium Oxide)이다.
도 2를 참조하면, 히터부(20)는 발열체와 절연체로 이루어진 히터튜브 형상으로 되어있다. 이는 열교환유체와 접촉면적을 넓히어 효율적으로 열교환할 수 있도록 돕는다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 열교환유체의 순환과정을 설명하면 다음과 같다.
배터리히터(1)의 히터용기(5)내에서 히터부(20)는 열교환유체를 가열한다. 열교환유체 순환 펌프(3)가 작동하면 열교환유체는 열교환유체 배관(2)을 따라 순환한다. 가열된 열교환유체는, 배터리히터(1)의 열교환유체 유출구(7)로 나와 열교환유체 배관(2)을 따라 배터리(10)에 도달하고, 배터리(10)와 열교환한다. 배터리(10)와 열교환한 열교환 유체는, 열교환유체 배관(2)을 따라 배터리히터(1)에 도달하고, 배터리히터(1)의 열교환유체 유입구(6)로 들어가 히터부(20)와 열교환한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구성 중 온도감응스위치(30)의 구조 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
온도감응스위치(30)는 HV케이블과 양각부와 응각부를 끼워맞추는 구조로 연결되어 있다. 이하, 연결구조를 콜드핀(Cold Pin)(31)이라 정의한다. 콜드핀(31)은 온도감응스위치(30)의 교체를 편리하게 해준다. 콜드핀(31)을 사용해 전원회로에 삽입되어있는 온도감응스위치(30)가 개방시 히터부(20)로의 전원이 차단된다
온도감응스위치(30)는 히터부(20)로부터 열을 받아 온도가 제1설정값(Tf) 이상이 되면 개방된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 온도감응스위치(30)로서 녹는점이 제1설정값(Tf)인 합금의 용융에 의해 회로가 개방되는 온도퓨즈를 사용할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 실시예에 따라서는 상술한 바와 같이, 온도감응스위치(30)로서 제1설정값(Tf) 이상에서 회로가 개방되도록 설정된 바이메탈(Bimetal)을 사용할 수 있다.
온도감응스위치(30)는 단독으로 사용되어 히터부(20)의 과열을 막을 수 있으나, 바람직하게는 온도센서 및 제어부와 함께 사용될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 5를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구성 중 온도센서 및 제어부의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 일실시예에는, 히터부(20) 또는 열교환유체의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함할 수 있다. 온도센서는, 히터부(20) 근처의 열교환유체의 온도를 감지하는 역할을 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예는, 온도센서에서 감지된 온도가 소정값(Tc) 이상이 되면 히터부(20)로 인가되는 전원을 차단시키는 제어부를 더 포함할 수 있다. 그러나, 제어부의 제어 모습에 따라, 온도센서에서 감지된 온도의 상승속도가 소정기준(Vc) 이상이 되면 히터부(20)로 인가되는 전원을 차단시키도록 제어하는 것도 가능하다. 이하에서는 전자를 기준으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예는 다음과 같은 논리 흐름에 따른다. 본 논리 흐름에는 온도감응스위치(30)의 작용을 포함하여 설명한다.
히터부(20)로의 전원 공급이 차단되어 있는 상태에서는, 온도센서의 감지온도가 소정값(Tc) 이상이면 히터부(10)의 전원 차단 상태를 유지하고, 온도센서의 감지온도가 소정값(Tc) 미만이면 정상적인 상태에서는 히터부(10)에 전원을 인가시킨다. 이 경우, 열교환유체의 부재, 온도센서의 고장, 제어부의 고장, 기타 차량의 고장등 비정상 상태에서, 온도센서의 감지온도가 소정값(Tc) 미만임에도 불구하고 전원 차단 상태를 유지한다고 하더라도, 화재위험 등의 안전상 문제는 없다.
반대로 히터부(20)에 전원이 인가되어 있는 상태에서는, 온도센서의 감지온도가 소정값(Tc)미만이면 히터부(10)의 전원 인가 상태를 유지하고, 온도센서의 감지온도가 소정값(Tc)이상이면 정상적인 상태에서는 히터부(10)의 전원을 차단시킨다. 비정상 상태에서 온도센서의 감지온도가 소정값(Tc) 이상일 경우에는, 온도감응스위치(30)의 온도가 제1설정값(Tf) 이하이면 전원 인가 상태를 유지하고, 온도감응스위치(30)의 온도가 제1설정값(Tf) 이상이면 온도감응스위치(30)가 개방되어 히터부(20)의 전원을 차단시킨다.
상기 논리 흐름에 있어서, 안전성을 위한 히터부(20)의 온도값인 제2설정값(Ts)은 히터부(20)가 파손되거나 화재가 발생할 수 있는 온도보다 작게 정하는 것이 바람직하다. 제2설정값(Ts)을 정했다면, 히터부(20)의 온도가 소정값(Ts) 이상이 되었을 때, 온도감응스위치(30)의 온도값인 제1설정값(Tf) 이상이 되어야 바람직하다. 비정상 상태에서도 히터부(20)의 온도가 제2설정값(Ts) 이상이 되면 온도감응스위치(30)가 개방될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 논리 흐름에 있어서, 온도감응스위치(30)의 작동은 안전을 보장하기 위한 보충적인 것이다. 따라서, 온도센서의 감지온도가 소정값(Tc)일 때의 히터부(20)의 온도(Ts1)와, 온도감응스위치(30)로 전달되는 열이 가지는 온도가 제1설정값(Tf)일 때의 히터부(20)의 온도(Ts)를 비교시, 후자(Ts)가 전자(Ts1)보다 더 큰 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 정상적인 제어로 히터부(20)로의 전원을 차단할 수 있는 상황에서도 온도감응스위치(30)가 개방 될 수 있고, 온도감응스위치(30)로 온도퓨즈를 사용하였다면 온도퓨즈 교체 소요가 발생하기 때문이다.
도 1, 도 6 및 도7을 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구성 중 열전달부재(40)의 구조 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
열전달부재(40)는 플레이트 구조로서, 한쪽면이 히터부(20) 또는 열교환유체와 접촉하고 그 반대쪽 면은 온도감응스위치(30)와 접촉한다. 그리하여 히터부(20)의 열을 온도감응스위치(30)로 전도한다.
온도감응스위치(30)의 개방을 위한 제1설정값(Tf)이 정해졌다면, 열전달부재(40)의 두께를 변경함에 따라 제2설정값(Ts)이 조절되는데 상세하게는 다음과 같다. 다른 조건은 동일하다고 가정할 때, 열전달부재(40)의 두께가 커지면 히터부(20)로부터 온도감응스위치(30)로의 열전도율이 낮아지고, 반대로 두께가 작아지면 열전도율이 높아진다. 따라서, 온도감응스위치(30)의 온도가 같은 값이라 하더라도, 열전달부재(40)의 두께가 클수록 히터부(20)의 온도는 더 높은 값을 가질 수 있다.
도 7을 참조하여 예를 들어 설명하면, 제1설정값(Tf)이 125℃인 경우에 제2설정값(Ts)을 830℃로 설정하기 위해서는, 열전달부재(40)의 두께를 9mm로 정하면 된다. 이 경우, 히터부(20)의 온도가 830℃ 이상이 되면 온도감응스위치(30)의 온도가 125℃ 이상이 되어 온도감응스위치(30)가 개방될 것이다.
상기 예로든 도 7은 열전달부재(40)의 재질, 히터부(20) 및 상기 온도감응스위치(30)의 위치관계와 형상 등에 따라 그 등고선도도 다르게 나올 것이나, 상기 조건들을 동일하게 한 상태에서는 실험을 통해서 온도감응스위치(30)의 온도, 열전달부재(40)의 두께 및 히터부(20)의 온도 관계를 구할 수 있다. 이와 같은 관계를 구한다면 상기 예로든 바와 같이, 상기 제1설정값(Tf)과 상기 제2설정값(Ts) 그리고 열전달부재(40)의 두께라는 세 가지 변수 중 어느 두 가지를 설정하면 나머지 한 가지는 정해지는 것이 된다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 구성 중 고정부재(51)와 유동방지부재(52)의 구조 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
고정부재(51)는, 온도감응스위치(30)를 열전달부재(40)에 고정시킨다. 상기 고정부재(51)는 압착력으로 상기 온도감응스위치(30)를 상기 열전달부재(40)에 고정시키는 탄성부(56)를 포함한다. 상기 탄성부(56)는 상기 온도감응스위치(30)를 상기 열전달부재(40)에 고정시 탄성변형이 생긴다. 이때 상기 탄성변형에 따른 복원력이 상기 온도감응스위치(30)에 작용하면서 상기 열전달부재(40) 방향으로 상기 온도감응스위치(30)를 압착시키게 된다.
고정부재(51)는, 온도감응스위치(30)의 일측 및 타측과 온도감응스위치(30)의 대향면을 감싸도록 'ㄷ'자 형상으로 상측으로 돌출되게 절곡된 돌출부(도면부호 미표기)가 형성될 수 있다. 돌출부 내에는 온도감응스위치(30)가 위치하도록 배치되고, 돌출부에 의하여 온도감응스위치(30)가 고정된다.
한편, 고정부재(51)에는, 소정의 압착력으로 온도감응스위치(30)를 열전달부재(40)에 압착하여 고정시키는 탄성부(56)가 더 형성될 수 있다. 이와 같은 탄성부(56)는, 돌출부의 일부가 절개되어 온도감응스위치(30)의 대향면을 향하여 하방으로 'V'자 형상으로 절곡 형성될 수 있다.
탄성부(56)는, 온도감응스위치(30)의 접촉면이 열전달부재(40)의 표면에 압착되도록 하는 동시에 후술하는 유동방지부재(52)의 절곡부(54)에 의하여 고정된 온도감응스위치(30)가 이탈되지 않도록 하는 기능을 수행한다.
한편, 본 발명에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 바람직한 일실시예는, 온도감응스위치(30)가 배치된 측의 열전달부재(40)의 표면에 배치되되, 온도감응스위치(30)의 접촉면이 열전달부재(40)의 표면에 관통하여 배치되도록 개구부(53)가 형성된 유동방지부재(52)를 더 포함할 수 있다.
유동방지부재(52)는, 온도감응스위치(30)가 열전달부재(40)의 표면 상에서 유동하는 것을 방지하기 위한 부재이다. 보다 상세하게는, 유동방지부재(52)에는 열전달부재(40)의 표면 상에 고정되고, 온도감응스위치(30)가 열전달부재(40)에 접촉하도록 개구된 개구부(53)가 형성될 수 있다.
개구부(53)로 온도감응스위치(30)의 접촉면이 삽입되어 온도감응스위치(30)의 접촉면이 열전달부재(40)의 표면에 안착될 수 있다. 개구부(53)의 테두리에는 온도감응스위치(30)가 면 방향으로 걸림되도록 온도감응스위치(30)를 향하여 돌출된 절곡부(54)가 형성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 절곡부(54)는 복수개가 서로 이격되어 형성되어 있고 상측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 절곡부(54)는 온도감응스위치(30)의 열전달부재(40) 표면 상에서 면 방향으로의 움직임을 막을 수 있도록 온도감응스위치(30)의 측면과 접촉하여 고정시킨다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 고정부재(51)는 유동방지부재(52)와는 별도의 성형되어 결합되되, 열전달부재(40), 고정부재(51) 및 유동방지부재(52)에는 상호 대응되는 부분에 나사 결합홀(47,57',57)이 각각 형성되고, 나사 결합홀(47,57',57)을 전부 관통하는 나사(S)에 의하여 열전달부재(40)에 전부 고정되는 바, 조립 및 설치가 용이한 이점을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 배터리히터의 과열 방지장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
1: 배터리히터 2: 열교환유체 배관
3: 열교환유체 순환 펌프 5: 히터용기
6: 열교환유체 유입구 7: 열교환유체 유출구
10: 배터리 20: 히터부
30: 온도감응스위치 31: 콜드핀(Cold Pin)
40: 열전달부재 51: 고정부재
52: 유동방지부재 53: 개구부
54: 절곡부 56: 탄성부
57,57': 나사 결합홀
Tc: 제어를 위한 온도센서의 감지온도인 소정값(c는 Controller의 약자)
Tf: 전원 공급 차단을 위한 온도감응스위치의 온도인 제1설정값(f는 Fuse의 약자)
Ts: 안전을 위한 히터부의 온도값인 제2설정값(s는 Safety의 약자)

Claims (11)

  1. 전원을 공급받아 배터리를 가열시키는 열교환유체를 가열하는 히터부;
    상기 히터부로부터 열을 받아 온도가 소정값(Tf) 이상이 되면 상기 히터부로 인가되는 전원을 차단시키는 온도감응스위치;
    상기 히터부와 상기 온도감응스위치 사이에 배치되고, 상기 히터부로부터 열을 상기 온도감응스위치에 전달하는 열전달부재; 및
    상기 열전달부재의 일면에 상기 온도감응스위치의 일면이 탄성 지지되도록 고정시키는 고정부재; 를 포함하고,
    상기 고정부재는 압착력으로 상기 온도감응스위치를 상기 열전달부재에 고정시키는 탄성부를 포함하는 배터리히터의 과열 방지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전달부재는,
    한쪽면이 상기 히터부 또는 상기 열교환유체와 접촉하고, 반대쪽면은 상기 온도감응스위치와 접촉하여 열을 전도시키는 배터리히터의 과열 방지장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 온도감응스위치의 일측 및 타측과 상기 온도감응스위치의 상기 열전달부재에 대한 접촉면에 대향되는 면(이하, '대향면'이라 함)을 감싸도록 'ㄷ'자 형상으로 상측으로 돌출되게 절곡된 돌출부; 및
    압착력으로 상기 온도감응스위치를 상기 열전달부재에 고정시키는 탄성부를 포함하는 배터리히터의 과열 방지장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 대향면을 향하여 접촉되게 상기 돌출부의 일부가 절개되어 하방으로 'V'자 형상으로 절곡 형성된 배터리히터의 과열 방지장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 온도감응스위치부가 배치된 측의 상기 열전달부재의 표면에 배치되되, 상기 온도감응스위치의 접촉면이 상기 열전달부재의 표면에 관통하여 배치되도록 개구부가 형성된 유동방지부재를 더 포함하는 배터리히터의 과열 방지장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 개구부의 테두리에는 상기 온도감응스위치가 면 방향으로 걸림되도록 상기 온도감응스위치부를 향하여 돌출된 절곡부가 형성된 배터리히터의 과열 방지장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터부는, 상기 배터리로부터 전원을 인가받는 배터리히터의 과열 방지장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터부 또는 상기 열교환유체의 온도를 감지하는 온도센서; 및
    상기 온도센서에서 감지된 온도 또는 온도상승속도가 소정 기준 이상이 되면 상기 히터부로 인가되는 전원을 차단시키는 제어부; 를 더 포함하는 배터리히터의 과열 방지장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도감응스위치는, 온도가 상기 소정값(Tf) 이상이 되면 용융에 의한 회로 개방으로 상기 히터부로 인가되는 전원을 차단시키는 온도퓨즈인 배터리히터의 과열 방지장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 소정값(Tf)을 제1설정값이라 정의하고, 상기 히터부의 안정성을 위하여 상기 제1설정값(Tf) 보다 높게 설정된 소정값(Ts)을 제2설정값이라 정의할 때,
    상기 열전달부재의 두께를 변경함에 따라 상기 제2설정값(Ts)이 조절되는 배터리히터의 과열 방지장치.
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