KR101943338B1 - 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩에 관한 것으로 구체적으로는 자동차용 배터리팩에 설치된 회로기판의 온도를 자연 냉각 시킬 수 있는 자연냉각 주고를 갖는 자동차용 배터리팩에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 시동장치에서 연장되는 시동플러그가 체결되고, 커넥터(111)를 구비한 커버(110)에 의해 상부가 밀폐되는 외부 케이스(100); 상기 외부 케이스(100) 내부에 설치되어, 복수 개의 전지셀(210)을 수용하는 내부 케이스(200); 상기 내부 케이스(200)의 일면에서 이격된 상태로 고정되어, 상기 전지셀(210)의 셀밸런싱과 이상전지의 감지, 전원 차단의 기능을 수행하는 회로기판(300); 상기 외부 케이스(100)의 외면을 사이에 두고 상기 회로기판(300)과 배치되며, 수직방향으로 연통되는 복수 개의 공기 순환유로(410)가 형성되는 자연냉각부재(400); 및 상기 전자셀(210)이 통전 가능하도록 상기 전기셀(210)의 단자에 장착되는 복수 개의 부스바(500);를 포함한다.

Description

자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩{BATTERY PACK FOR CAR WITH NATURE COOLING STRUCTURE}
본 발명은 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩에 관한 것으로 구체적으로는 자동차용 배터리팩에 설치된 회로기판의 온도를 자연 냉각 시킬 수 있는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 리튬이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 화석 연료를 사용하던 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로도 주목받고 있다.
자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템이 사용된다. 중대형 전지 시스템은 점차적으로 요구되는 출력량 또는 에너지 밀도가 높아짐에 따라 중대형 이차 전지에 포함되는 단위 모듈의 수가 점차 증가하게 될 것이다.
이와 같은 중대형 전지 시스템에 단위전지로서 많이 사용되는 파우치형 리튬이온 폴리머 이차전지는 소형 디바이스에 사용되는 동일 계열의 전지에 비해 상대적으로 큰 크기를 가지고 있다.
또한, 전기 자동차, plug-in 및 hybrid 자동차 등의 전원으로 사용되는 중대형의 리튬 이차전지의 팩 설계 시, 기존 배터리와 같이 높은 출력만을 요구하는 것이 아니라, 높은 에너지 또한 요구된다. 때문에 갈수록 중대형의 배터리는 고용량 고출력화 되어야 한다. 이를 위해서 한정된 공간에 큰 용량의 전지가 탑재되어야 하기 때문에 셀이 커지거나, 많은 수의 단위 셀들을 하나의 리튬이차전지 내에 패키징하여야 한다.
이상과 같이 하나의 배터리에 포함되는 단위셀의 수가 늘어나거나 셀의 크기가 매우 커지게 된다. 이 경우 그 패키징 공정이 복잡해지는 것은 물론 패키징의 두께 등도 늘어난다. 결과적으로 제조 공정상의 어려움과 성능감소 및 효율적 공간을 사용하지 못할 우려가 있다.
따라서, 종래에는 대용량 셀을 만들기 위한 패키징 방법 및 많은 수의 단위셀을 포함하여야 하는 배터리를 제조하는데 있어서, 간편하면서도 효율적인 리튬이차전지의 연결방식 즉, 패키징 방식 연구에 대한 필요성이 높아지고 있는 것이 현실이다.
한편, 최근에는 단위 전지를 이루는 단위셀등의 충전용량이 높아지는 고성능 전지등이 개발되고 있어 배터리팩등이 소형화되고 있는 추세이다. 즉, 골프카나 실내 전기차등 소형 전기자동차나 하이브리드카와 같은 중소형 승용차에서는 시동용 전원을 얻기 위한 소형의 시동용 배터리팩을 필요로 한다.
하지만, 위와 같이 소형 전기차의 소형 배터리팩 또는 승용차의 시동용 배터리는 한정된 공간에 설치되어야 하기에 소형화되어야 하기에 한정된 케이스 내부 공간을 보다 효율적으로 활용하기 위하여 전지셀들 간의 결합과, 부스바 및 센싱보드의 연결 구조 등을 포함하는 패키징 기술이 보다 중요시되고 있다.
또한, 위와 같이 소형화된 배터리팩에서 발생하는 열을 효과적으로 제어할 수 있도록 효율적인 열 제어 기술이 요구되고 있으나, 이와 같은 요구에 적합한 열 제어 기술이 제안된 예가 아직 없어 개발이 시급한 실정이다.
한국 공개특허공보 제10-2017-0009135호(2017.01.25, 공개)
본 발명은 자동차용 배터리팩의 케이스에 설치된 회로기판의 온도를 자연 냉각 방식으로 제어할 수 있는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩을 제공하기 위한 것이다.
또한, 자동차용 배터리팩의 내부 공간 활용도를 높일 수 있도록 그 연결구조를 개선할 수 있는 센싱보드 및 부스바의 연결구조에 의해 패키징 효율이 향상되는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩을 제공하기 위한 것이다.
발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 시동장치에서 연장되는 시동플러그가 체결되고, 커넥터(111)를 구비한 커버(110)에 의해 상부가 밀폐되는 외부 케이스(100); 상기 외부 케이스(100) 내부에 설치되어, 복수 개의 전지셀(210)을 수용하는 내부 케이스(200); 상기 내부 케이스(200)의 일면에서 이격된 상태로 고정되어, 상기 전지셀(210)의 셀밸런싱과 이상전지의 감지, 전원 차단의 기능을 수행하는 회로기판(300); 상기 외부 케이스(100)의 외면을 사이에 두고 상기 회로기판(300)과 배치되며, 수직방향으로 연통되는 복수 개의 공기 순환유로(410)가 형성되는 자연냉각부재(400); 및 상기 전자셀(210)이 통전 가능하도록 상기 전기셀(210)의 단자에 장착되는 복수 개의 부스바(500);를 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 회로기판(300)과 마주보는 상기 외부 케이스(100) 내면에는 방열패드(420)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 전지셀(210)들을 감지하는 복수 개의 센서가 장착되고, 상기 내부 케이스(200)의 타면에서 이격된 상태로 고정되어, 상기 부스바(500)를 지지하는 센싱보드(600);를 더 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 부스바(500)는, 전지셀(210)들의 서로 다른 극성의 단자들 사이에 연결되는 제1부스바(510); 최외각측에 위치된 전지셀(210)에서 전원단자로 연결되는 제2부스바(520); 및 최외각측에 위치된 전지셀(210)에서 회로기판(300)으로 연결되는 제3부스바(530);를 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 센싱보드(600)는, 인접된 전지셀(210)들간에 연결되는 제1부스바(510)가 삽입되도록 관통된 복수 개의 삽입구(610); 최외각에 위치된 전지셀(210)들에 연결되는 제2부스바(520) 또는 제3부스바(530) 중 어느 하나의 일단이 외측으로부터 인입될 수 있도록 형성된 적어도 하나의 절개홈(620); 및 상기 센서가 고정되는 복수 개의 센서공(630);을 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 내부 케이스(200)는, 바닥개구(223)를 포함하는 바닥판(220); 상기 바닥판(220)의 양측에서 각각 직립된 측판(230); 및 상기 측판(230) 상부에 체결되는 상판(240);을 포함하되, 상기 내부 케이스(200)는 내부에 전지셀(210)들이 수용되는 공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 바닥판(220)은, 상기 내부 케이스(200)에 바닥면과 맞닿는 지지바닥판(221)을 포함하고, 상기 지지바닥판(221)으로부터 상향 돌출되어 내측에 수용된 전지셀(210)들의 이탈을 방지하는 하부지지턱(222)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 측판(230)은, 상기 지지바닥판(221)의 양측 테두리에서 각각 직립 형성된 지지측판(231)을 포함하고, 상기 지지측판(231)으로부터 양측 끝단에서 내측으로 절곡되어 내측에 수용된 전지셀(210)들의 이탈을 방지하는 측부방지턱(232)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자연냉각부재(400)는, 상기 순환유로(410)에 삽입되는 알루미늄(AL) 재질의 삽입부재(411)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 자동차용 배터리팩의 케이스에 설치된 회로기판의 온도를 자연 냉각 방식으로 제어할 수 있어 별도의 냉각 장치를 구비하지 않아도 회로기판의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 자동차용 배터리팩의 내부 공간 활용도를 높일 수 있도록 그 연결구조를 개선할 수 있는 센싱보드 및 부스바의 연결구조에 의해 패키징 효율이 향상되어 배터리팩을 보다 소형화시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 정면 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 배면 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 정면 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 배면 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 내부 케이스를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 내부 케이스에 설치되는 센싱보드를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 센싱보드를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 삽입부재의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 정면 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 배면 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 정면 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩의 배면 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 내부 케이스를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩(10)은 외부 케이스(100), 내부 케이스(200), 회로기판(300), 자연냉각부재(400), 부스바(500) 및 센싱보드(600)를 포함할 수 있다.
외부 케이스(100)는 상부를 밀폐시키는 커버(110)를 포함할 수 있다. 커버(110)는 상면에서 음각된 홈에 수용되어 상하로 회전가능하게 고정되는 손잡이(112)가 구비될 수 있다. 커버(110)는 자동차의 시동장치에서 연장되는 시동플러그(미도시)가 체결되는 커넥터(113)를 구비할 수 있다. 커버(110)는 후술하는 전지셀(210)과 전기적으로 연결되어 음과 양의 전원을 각각 출력하는 전원단자(211)가 구비될 수 있다. 이때, 전원단자(211)는 커버(110)의 상면에서 착탈 가능한 단자커버(111)에 의해 밀폐될 수 있다. 외부 케이스(100)는 후술하는 내부 케이스(200)가 수용되는 빈공간을 형성한다.
외부 케이스(100)는 내측의 열을 외부로 배출시킬 수 있도록 복수 개의 방열공(120)을 포함할 수 있다.
또한, 커버(110)는 단자커버(111)의 하측에서 단자의 극성을 표시할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 내부 케이스(200)는 바닥판(220), 측판(230) 및 상판(240)을 포함할 수 있다. 내부 케이스(200)는 내부에 전지셀(210)들이 수용되는 공간이 형성될 수 있다.
바닥판(220)은 지지바닥판(221)을 포함할 수 있다. 지지바닥판(221)은 전지셀(210)에서 발생되는 열이 배출되기 용이하도록 중심부에 관통형성된 바닥개구(223)가 형성될 수 있다. 지지바닥판(221)은 전후측에서 내측의 전지셀(210)이 이탈되지 않도록 돌출되는 하부지지턱(222)이 형성될 수 있다.
측판(230)은 지지바닥판(221)의 양측 테두리에서 각각 직립형성된 지지측판(231)을 포함할 수 있다. 지지측판(231)은 전지셀(210)에서 발생되는 열이 배출되기 용이하도록 방열구(233)가 형성될 수 있다. 지지측판(231)은 상단에 후술하는 상판(240)과 체결되도록 중심부에 홀이 형성된 복수 개의 체결돌기(234)가 형성될 수 있다. 지지측판(231)은 양측단에서 각각 절곡 형성되어 내측의 전지셀(210)이 이탈되지 않도록 측부방지턱(232)이 형성될 수 있다.
상판(240)은 지지측판(231)의 상부에 체결되는 지지기판(241)을 포함할 수 있다. 지지측판(231)은 중심에 개구 형성된 지지개구(242)가 형성될 수 있다.
지지기판(241)은 내부 케이스(200)의 체결돌기(234)의 홀과 일치되는 홀이 형성되도록 측방으로 돌출되는 복수 개의 고정돌기(243)가 형성될 수 있다.
위와 같이 구성되는 내부 케이스(200)는 내측으로 전지셀(210)들을 순차적으로 적층시킨다. 이때, 전지셀(210)들은 전원단자(211)가 모두 동일한 방향에 위치되도록 적층 된다. 즉, 내부 케이스(200)에서 개방된 전면을 통하여 전지셀(210)들의 전원단자(211) 및 벤트홀(212)이 노출될 수 있도록 적층시킨다. 벤트홀(212)은 전지셀(210)에서 발생하는 가스가 방출될 수 있도록 형성된다.
전지셀(210)들은 내부 케이스(200)의 하부지지턱(222)과 측부방지턱(232)에 의해 지지 됨에 따라 외부의 진동이나 충격에 의한 이탈이 방지될 수 있다.
회로기판(300)은 내부 케이스(200)의 일면에서 이격된 상태로 고정될 수 있다. 회로기판(300)은 전지셀(210)의 셀밸런싱과 이상전지의 감지, 전원 차단의 기능을 수행할 수 있다. 회로기판(300)은 BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)가 탑재되어 위와 같은 기능을 수행할 수 있다. 셀밸런싱을 조절하여 전지셀(210)의 과충전을 방지할 수 있다. 즉, 회로기판(300)은 셀밸런싱을 조절하여 복수 개의 전지셀(210)에 균일하게 전력을 공급하고, 과충전을 방지하여 배터리팩의 고장을 방지할 수 있다.
자연냉각부재(400)는 외부 케이스(100)의 외면을 사이에 두고 회로기판(300)과 마주보도록 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정하지 않으며, 외부 케이스(100)의 상부 및 외면에 설치될 수 있다. 자연냉각부재(400)는 수직방향으로 연통되는 복수 개의 공기 순환유로(410)가 형성될 수 있다. 순환유로(410)는 공기가 상하로 순환되어 자연냉각부재(400)와 맞닿은 외부 케이스(100)의 온도를 낮출 수 있다. 또한, 회로기판(300)과 마주보는 외부 케이스(100) 내면에는 방열패드(420)가 설치될 수 있다. 방열패드(420)는 회로기판(300) 및 전지셀(210)들에 의해 발생되는 열을 외부 케이스(100)의 외부로 방열시킬 수 있다. 즉, 자연냉각부재(400) 및 방열패드(420)는 별도의 냉각장치를 구비하지 않고도 배터리팩 내부의 온도를 낮출 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 삽입부재의 사시도이다.
도 8을 참조하면, 자연냉각부재(400)는 삽입부재(411)를 포함할 수 있다. 삽입부재(411)는 순환유로(410) 내에 삽입되어 용이하게 장착 또는 탈착 될 수 있다. 삽입부재(411)는 방열 및 방수 효과를 갖는 알루미늄(AL) 재질로 형성될 수 있다. 삽입부재(411)는 순환유로(410)의 개수에 대응하도록 복수 개 일 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 삽입부재(411)는 삽입부(411a) 및 고정부(411b)를 포함할 수 있다.
삽입부(411a)는 순환유로(410)의 내부에 삽입되며, 삽입부(411a) 내부에는 수직방향으로 관통공이 형성될 수 있다.
고정부(411b)는 삽입부(411a)의 상단 관통공 외주면에서 외측으로 연장형성될 수 있다. 고정부(411b)는 자연냉각부재(400)의 상부면에 안착될 수 있다.
이에 따라, 삽입부재(411)는 순환유로(410) 상부에서 탈부착이 용이하도록 구성되어, 배터리팩 내부의 온도를 낮추고, 노후화된 삽입부재(411)를 수월하게 교체할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 내부 케이스에 설치되는 센싱보드를 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 센싱보드를 도시한 평면도이다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 부스바(500)는 전지셀(210)이 통전 가능하도록 전지셀(210)의 전원단자(211)에 장착될 수 있다. 부스바(500)는 제1부스바(510), 제2부스바(520) 및 제3부스바(530)를 포함할 수 있다.
제1부스바(510)는 전지셀(210)들의 서로 다른 극성의 단자들 사이에 연결될 수 있다. 즉, 제1부스바(510)는 인접된 전지셀(210)들에서 각각 양(+)과 음(-)의 전원을 출력하는 단자들 사이를 연결 시킨다. 예를 들면, 제1부스바(510)는 일측의 전지셀(210)의 양(+)의 단자와 타측 전지셀(210)의 음(-)의 단자 사이에 연결되어 인접된 전지셀(210)들을 직렬 또는 병렬로 연결시킨다.
제2부스바(520)는 최외각측(최상측)에 위치된 전지셀(210)과 전원단자(211)를 연결시킨다. 즉, 제2부스바(520)는 최외각측(최상측) 전지셀(210)의 양(+) 또는 음(-) 단자와 외부 케이스(100)의 전원단자를 연결 시킨다.
제3부스바(530)는 최외각측(최하측)에 위치된 전지셀(210)과 회로기판(300)을 연결 시킨다. 즉, 제3부스바(530)는 최외각측(최하측) 전지셀(210)의 양(+) 또는 음(-) 단자와 회로기판(300)을 연결 시킨다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 센싱보드(600)는 전지셀(210)들을 감지하는 복수 개의 센서가 일체화될 수 있다. 센싱보드(600)는 내부 케이스(200)의 타면에서 이격된 상태로 고정되어, 부스바(500)를 지지할 수 있다. 센싱보드(600)는 센싱기판(610), 삽입구(620), 절개홈(630), 센서공(640), 벤트공(650) 및 보드고정수단(660)을 포함할 수 있다.
센싱기판(610)은 부스바(500)와 맞닿으며, 부스바(500)를 지지할 수 있다.
삽입구(620)는 인접된 전지셀(210)들간에 연결되는 제1부스바(510)가 삽입되도록 관통 형성될 수 있다. 예를 들면, 전지셀(210)들이 순차적으로 적층되면, 제1전지셀의 음(-) 단자와 제2전지셀의 양(+)의 단자 사이를 연결하는 제1부스바(510)가 삽입구(620)를 통하여 삽입되어 연결될 수 있다.
절개홈(630)은 최외각에 위치된 전지셀(210)들에 연결되는 제2부스바(520) 또는 제3부스바(530) 중 어느 하나의 일단이 외측으로부터 인입될 수 있도록 측방향에서 절개되어 형성될 수 있다. 본원 발명에서 절개홈(630)은 상부 및 하부에 각각 형성될 수 있다. 예를 들면, 절개홈(630)은 전지셀(210)들 중 최상측에 위치된 전지셀(210)의 양(+)단자가 우측에 위치되고, 최하측에 위치된 전지셀(210)의 음(-)의 단자가 우측에 위치되면, 각 최상측과 최하측의 양(+)과 음(-) 단자에 각각 연결되는 제2부스바(520) 및 제3부스바(530)의 연결방향에 따라 결정될 수 있다.
센서공(640)은 전지셀(210)들을 감지하는 복수 개의 센서가 고정되도록 복수 개 형성될 수 있다. 여기서, 센서공(640)은 인접된 위치에서 연장되는 패턴에 연결되는 하네스/전선/케이블등이 납땜과 같은 접착수단에 의해 접착 및/또는 고정된 센서가 내측의 전지셀(210)의 온도 또는 부스바(500)에 접촉되어 전압 또는 전류를 감지할 수 있도록 관통형성된다. 센서는 전지셀(210)의 온도와 전압 등을 감지하는 센서 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 또한, 센서와 센싱기판(610)의 패턴구조는 일반적으로 공지된 것임에 따라 구체적인 설명과 도면을 생략하도록 한다.
또한, 센싱기판(610)은 일측에서 패턴에 연결되는 커넥터(미도시)를 더 구비할 수 있다. 센싱기판(610)의 커넥터(미도시)는 회로기판(300)의 BMS로 신호를 전달하는 케이블이 체결된다. 이와 같은 커넥터(미도시)와 케이블(미도시)은 일반적으로 공지된 구성임에 따라 그설명 및 도면을 생략하였다.
벤트공(650)은 전지셀(210)에서 발생되는 가스가 방출되는 벤트홀(212)에 일치되도록 복수 개가 순차 형성될 수 있다.
보드고정수단(660)은 내부 케이스(200)의 일면에 센싱기판(610)이 고정되도록 형성될 수 있다. 즉, 보드고정수단(660)은 내부 케이스(200)의 일면에서 복수 개가 각각 고정되어, 센싱기판(610)의 고정공(670)을 연통하여 체결될 수 있다.
여기서, 보드고정수단(660)은 내부 케이스(200)의 외면에서 돌출되도록 형성되고, 내측에서 고정수단(미도시)이 체결될 수 있도록 홀(미도시)이 형성된다. 따라서 보드고정수단(660)은 센싱기판(610)을 내부 케이스(200)의 일면과 이격되도록 지지할 수 있다.
즉, 센싱기판(610)은 내부 케이스(200)의 외면에 고정되고, 부스바(500)는 센싱기판(610)이 내부 케이스(200)의 외면에 고정된 상태에서 전지셀(210)들 사이를 통전 가능하도록 연결된다. 이와 같이, 센싱기판(610)에서 관통형성된 삽입구(620) 및 절개홈(630)을 통하여 부스바(500)가 삽입될 수 있어 부스바(500)의 조립과정을 용이하게 진행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 센싱기판(610)은 센서들이 일체화됨에 따라 별도로 센서 조립작업이 필요하지 않다. 즉, 센서들은 센싱기판(610)에 일체형으로서 센서공(640)을 통하여 내부 케이스(200) 측을 지향하도록 고정된 상태이고, 각 센서들은 센서기판에 형성된 패턴과 커넥터(미도시)를 통하여 회로기판(300)의 BMS에 연결된다.
따라서, 작업자는 센싱기판(610)을 고정시킨 뒤에 센싱기판(610)에 설치된 커넥터(미도시)와 회로기판(300)의 커넥터(미도시) 사이에 케이블(미도시)을 연결 시킴에 따라 센서와 BMS간의 신호전달을 가능케 한다.
그러므로, 작업자는 전지셀(210)이 수용된 내부 케이스(200)를 외부 케이스(100)의 내측에 수용한 뒤에 커버를 조립하면 해당 배터리팩의 조립이 완료된다.
이에 따라, 자동차용 배터리팩의 내부 공간 활용도를 높일 수 있으며, 연결구조를 개선하여 센싱보드(600) 및 부스바(500)의 연결구조에 의해 패키징 효율이 향상될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩
100 : 외부 케이스
110 : 커버
111 : 단자커버
112 : 손잡이
113 : 커넥터
120 : 방열공
200 : 내부 케이스
210 : 전지셀
211 : 전원단자
212 : 벤트홀
220 : 바닥판
221 : 지지바닥판
222 : 하부지지턱
223 : 바닥개구
230 : 측판
231 : 지지측판
232 : 측부방지턱
233 : 방열구
234 : 체결돌기
240 : 상판
241 : 지지기판
242 : 지지개구
243 : 고정돌기
300 : 회로기판
400 : 자연냉각부재
410 : 순환유로
411 : 삽입부재
411a : 삽입부
411b : 고정부
420 : 방열패드
500 : 부스바
510 : 제1부스바
520 : 제2부스바
530 : 제3부스바
600 : 센싱보드
610 : 센싱기판
620 : 삽입구
630 : 절개홈
640 : 센서공
650 : 벤트공
660 : 보드고정수단
670 : 고정공

Claims (9)

  1. 시동장치에서 연장되는 시동플러그가 체결되고, 커넥터(111)를 구비한 커버(110)에 의해 상부가 밀폐되는 외부 케이스(100);
    상기 외부 케이스(100) 내부에 설치되어, 복수 개의 전지셀(210)을 수용하고 상기 전지셀의 전원단자(211)가 모두 동일한 방향인 제1 면을 향하도록 구성되는 내부 케이스(200);
    상기 내부 케이스(200)의 제1 면의 반대측 면인 제2 면에서 이격된 상태로 고정되어, 상기 전지셀(210)의 셀밸런싱과 이상전지의 감지, 전원 차단의 기능을 수행하는 회로기판(300);
    상기 외부 케이스(100)의 외면을 사이에 두고 상기 회로기판(300)과 마주보도록 배치되며, 수직방향으로 연통되는 복수 개의 공기 순환유로(410)가 형성되는 자연냉각부재(400); 및
    상기 전지셀(210)이 통전 가능하도록 상기 전지셀(210)의 전원단자에 장착되는 복수 개의 부스바(500);를 포함하고, 상기 복수 개의 부스바 중 어느 하나는, 상기 내부 케이스(200)의 제1 면에 수직인 면을 감싸며 상기 제1 면에서 최외각에 배치되는 전원단자와 회로기판(300)을 연결시키는 것인 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회로기판(300)과 마주보는 상기 외부 케이스(100) 내면에는 방열패드(420)가 설치되는 것을 특징으로 하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전지셀(210)들을 감지하는 복수 개의 센서가 장착되고, 상기 내부 케이스(200)의 타면에서 이격된 상태로 고정되어, 상기 부스바(500)를 지지하는 센싱보드(600);를 더 포함하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 부스바(500)는,
    전지셀(210)들의 서로 다른 극성의 단자들 사이에 연결되는 제1부스바(510);
    최외각측에 위치된 전지셀(210)에서 전원단자로 연결되는 제2부스바(520); 및
    최외각측에 위치된 전지셀(210)에서 회로기판(300)으로 연결되는 제3부스바(530);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 센싱보드(600)는,
    인접된 전지셀(210)들간에 연결되는 제1부스바(510)가 삽입되도록 관통된 복수 개의 삽입구(610);
    최외각에 위치된 전지셀(210)들에 연결되는 제2부스바(520) 또는 제3부스바(530) 중 어느 하나의 일단이 외측으로부터 인입될 수 있도록 형성된 적어도 하나의 절개홈(620); 및
    상기 센서가 내부에 장착되는 복수 개의 센서공(630);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 케이스(200)는,
    바닥개구(223)를 포함하는 바닥판(220);
    상기 바닥판(220)의 양측에서 각각 직립된 측판(230); 및
    상기 측판(230) 상부에 체결되는 상판(240);
    을 포함하되,
    상기 내부 케이스(200)는 내부에 전지셀(210)들이 수용되는 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 바닥판(220)은,
    상기 내부 케이스(200)에 바닥면과 맞닿는 지지바닥판(221)을 포함하고,
    상기 지지바닥판(221)으로부터 상향 돌출되어 내측에 수용된 전지셀(210)들의 이탈을 방지하는 하부지지턱(222)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 측판(230)은,
    상기 지지바닥판(221)의 양측 테두리에서 각각 직립 형성된 지지측판(231)을 포함하고,
    상기 지지측판(231)으로부터 양측 끝단에서 내측으로 절곡되어 내측에 수용된 전지셀(210)들의 이탈을 방지하는 측부방지턱(232)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 자연냉각부재(400)는,
    상기 순환유로(410)에 삽입되는 알루미늄(AL) 재질의 삽입부재(411)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각 구조를 갖는 자동차용 배터리팩.
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