KR101947887B1 - 배터리 팩 하우징 - Google Patents

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Abstract

상부판 및 하부판이 결합된 하나의 판을 형성하도록 압출 성형으로 제작된 판 형상으로, 상부판 및 하부판 중 어느 한 곳에서 판면에 나란한 방향을 따라 내부를 관통하는 관통 홀이 형성되는 바닥 판, 관통 홀의 일단에 접하도록 바닥 판의 일 모서리에 결합되며, 그 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제1 중공 및 바닥 판의 관통 홀과 제1 중공을 통통하는 제1 연통 홀이 형성된 제1 측벽, 관통 홀의 타단에 접하도록 바닥 판의 반대편 모서리에 결합되며, 그 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제2 중공 및 바닥 판의 관통 홀과 제2 중공을 연통하는 제2 연통 홀이 형성된 제2 측벽, 제1 측벽 또는 제2 측벽에 형성되며 제1 중공 또는 제2 중공으로 냉각수가 주입되기 위한 주입구 및 제1 측벽 또는 제2 측벽에 형성되며 제1 중공 또는 제2 중공으로부터 냉각수가 외부로 배출되기 위한 배출구를 포함하는 차량용 배터리 팩 하우징이 개시된다.

Description

배터리 팩 하우징 {BATTERY PACK HOUSING}
본 발명은 배터리 팩 하우징 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 랩탑이나 전기 자동차 등과 같은 전기 장치는 이동석 전원으로 다수 개의 배터리 모듈이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 팩을 이용한다. 이러한 배터리 팩의 하우징에는 과열로부터 배터리 모듈을 보호하기 위한 냉각수가 지나갈 수 있는 별도의 파이프가 매립되어 형성되어 있다. 그리고 차량 등의 하부에서 오는 충격으로부터 배터리 팩을 보호하기 위한 별도의 커버를 구비하고 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예는 별도의 보호 커버 없이 차량 등의 하부에서 오는 충격으로부터 배터리 팩을 충분히 보호할 수 있는 효과적인 배터리 팩 하우징을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 냉각수용 유로가 일체로 형성되는 배터리 팩 하우징을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 팩 하우징은, 상부판 및 하부판이 결합된 하나의 판을 형성하도록 압출 성형으로 제작된 판 형상으로, 상기 상부판 및 하부판 중 어느 한 곳에서 판면에 나란한 방향을 따라 내부를 관통하는 관통 홀이 형성되는 바닥 판; 상기 관통 홀의 일단에 접하도록 상기 바닥 판의 일 모서리에 결합되며, 그 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제1 중공 및 상기 바닥 판의 관통 홀과 상기 제1 중공을 통통하는 제1 연통 홀이 형성된 제1 측벽; 상기 관통 홀의 타단에 접하도록 상기 바닥 판의 반대편 모서리에 결합되며, 그 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제2 중공 및 상기 바닥 판의 관통 홀과 상기 제2 중공을 연통하는 제2 연통 홀이 형성된 제2 측벽; 상기 제1 측벽 또는 상기 제2 측벽에 형성되며 상기 제1 중공 또는 상기 제2 중공으로 냉각수가 주입되기 위한 주입구; 및 상기 제1 측벽 또는 상기 제2 측벽에 형성되며 상기 제1 중공 또는 상기 제2 중공으로부터 상기 냉각수가 외부로 배출되기 위한 배출구를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽은 압출 중 적어도 하나는 압출 성형으로 제작된다.
또한, 상기 제1 측벽의 제1 중공 및 상기 제2 측벽의 제2 중공의 양단을 각각 폐색하기 위한 폐색 부재를 더 포함한다.
또한, 상기 관통 홀은 상기 상부판에 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부판은 상기 상부판에서 상기 하부판 방향으로 연장되어 상기 하부판까지 이어지도록 형성되는 돌출부를 포함하며, 상기 관통 홀은 상기 돌출부에 형성된다.
또한, 상기 돌출부는 상기 상부판과 상기 하부판을 연결하는 브리지 역할을 하도록 형성된다.
또한, 상기 관통 홀의 단면은 상기 상부판으로 가까워질수록 넓은 면적을 갖는다. 그리고, 상기 돌출부와 상기 관통 홀의 단면의 중심부는 상기 하부판보다 상기 상부판에 더 가깝게 형성된다.
또한, 상기 바닥 판의 관통 홀은 복수 개 형성되어 서로 나란하게 배열된다.
또한, 상기 주입구 및 상기 배출구는 상기 제1 측벽에 형성되어, 상기 제1 측벽의 길이를 따라 이격되게 배열되고, 상기 제1 측벽의 제1 중공 상에서 상기 주입구와 상기 배출구 사이를 공간적으로 분리하기 위한 분할 판이 설치되되, 상기 주입구 및 상기 배출구가 상기 복수 개의 관통 홀 중 일부와 각각 연통하도록 배치된다.
또한, 상기 주입구는 상기 제1 측벽에 형성되고, 상기 배출구는 상기 제2 측벽에 형성되며, 상기 제1 측벽의 제1 중공 상에서 이웃하는 임의의 두 관통 홀 사이를 공간적으로 분할하기 위한 제1 분할 판 및 상기 제2 측벽의 제2 중공 상에서 이웃하는 다른 두 관통 홀 사이를 분할하기 위한 제2 분할판이 설치되되, 상기 관통 홀이 형성된 방향으로 수직인 일 방향을 기준으로 할 때, 상기 주입구, 상기 제1 분할판, 상기 제2 분할판 및 상기 배출구 순서대로 배열된다.
또한, 상기 바닥 판의 복수 개의 관통 홀 중 일부는 다른 일부와 그 형성된 방향에 수직인 단면의 면적 또는 형상이 다르게 형성된다.
또한, 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽 사이에 걸쳐 형성되는 보강 대를 더 포함한다.
또한, 상기 바닥 판 중 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽이 결합되지 않은 나머지 모서리에 결합되는 제3 측벽을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징은 별도의 보호 커버 없이도 부품수를 줄이면서 단단한 하체 보호판을 제공하여 차량 등의 하부에서 오는 충격으로부터 배터리 팩을 충분히 보호할 수 있는 배터리 팩 하우징을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시예는 각 구성 요소가 예컨대 압출 성형으로 제작됨으로써 그 내부에 냉각수용 유로가 일체로 형성되어 구조가 단순하고 제조도 용이한 배터리 팩 하우징을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징의 바닥 판의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 하부판의 측면도를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 다른 배터리 팩의 다양한 형태의 단면도를 나타낸다.
도 6과 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징의 제1 측벽의 사시도이다.
도 8은 도 2에서 A 평면에 의한 부분 단면도이다.
도 9는 도 2에서 B-B 선에 의한 단면도이다.
도 10과 11은 변형된 냉각수의 유로에 대한 예시이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(P)의 사시도로서, 배터리 모듈(M)의 형상은 개략적으로만 표현되어 있다. 또한 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징(100)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징(100)의 바닥 판(110)의 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 하부판의 측면도이며, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 다른 배터리 팩의 다양한 형태의 단면도이다. 그리고 도 6과 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징(100)의 제1 측벽(121)의 사시도로서, 서로 다른 방향에서 바라본 상태로 나타나 있다. 또한 도 8은 도 2에서 A 평면에 의한 부분 단면도이다. 또한 도 9는 도 2에서 B-B 선에 의한 단면도로서, 바닥 판(110), 제1 측벽(121), 제2 측벽(122) 및 분할 판(125)만 도시되어 있다.
단 도면에서 각 구성 요소들은 이해의 편의상 그 크기나 비율이 일부 과장되게 나타나 있으며, 통상의 기술자라면 개별적인 실시 조건에 따라 적절한 크기나 비율로 변형할 수 있음이 자명할 것이다.
먼저 도 1과 2를 참조하면, 배터리 모듈(M)은 배터리 팩 하우징(100) 상에 설치되는데, 패터리 팩 하우징(100)은 바닥 판(110), 측벽(120), 폐색 부재(130) 및 보강 대(140)를 포함한다.
보다 구체적으로 도 3을 참조하면, 바닥 판(110)은 대략 판 형상으로 형성되어, 배터리 모듈(M)의 하부를 받친다. 배터리 모듈(M)이 바닥 판(110) 상에 배치되는 일반적인 양상이나 배터리 팩(P)의 전체적인 공간적 활용도 등을 고려할 때, 바닥 판(110)이 실질적인 사각형으로 형성되는 것이 바람직하겠지만, 필요에 따라서는 원형이나 그밖에 다른 다각형으로 형성될 수도 있을 것이다. 단 이하에서는 바닥 판(110)이 도 3에 도시된 바와 같이 사각형으로 형성되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
바닥 판(110)에는 일 모서리에서부터 그 반대쪽 모서리까지 판면에 나란한 방향을 따라 내부를 관통하는 관통 홀(110a)이 형성된다. 관통 홀(110a)은 복수 개로 형성되어, 서로 평행하게 배열될 수 있다. 이러한 관통 홀(110a)은 후술할 바와 같이 냉각수가 지나가기 위한 유로의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥 판(110) 중 불필요한 부분을 제거함으로써, 전체적으로 경량화하는 역할도 할 수 있다.
특히 바닥 판(110)은 위와 같은 구조를 갖기 위해 압출 성형으로 제작될 수 있다. 이 경우 압출 성형 시 맨드릴이 지나간 자리에 그 압출되는 방향을 따라 관통 홀(110a)이 형성될 것이다.
이에 의하면 바닥 판(110)에 별도로 홀을 가공할 필요 없이, 압출되는 과정에서 상기 맨드릴에 의해 자연적으로 관통 홀(110a)이 형성될 수 있으므로, 제작 시간이나 비용 등이 절감된다. 또한 길게 압출된 대상을 필요한 길이로 절단해 나감으로써, 바닥 판(110)의 길이를 용이하게 조절할 수 있다. 나아가 그 절단된 대상들을 압출된 방향에 수직인 방향으로 덧붙여 나감으로써, 다양한 너비의 바닥 판(110)을 얻을 수도 있다.
도 4를 참조하면, 바닥 판(110)은 상부판(110b)과 하부판(110c)를 포함하는 2중 판 구조를 갖는다. 바닥 판(110)은 압출 성형으로 제작되어 상기 상부판(110b)과 하부판(110c)를 하나의 결합된 판으로 압출되는 과정으로 형성할 수 있다. 이 과정에서 관통 홀(110a)도 같이 형성된다. 또한 상부판(110b)과 하부판(110c)사이에는 관통 홀(110a)이 없는 구간은 상기 상부판(110b)과 하부판(110c)사이의 빈 공간으로 남아 외부 충격으로부터 배터리 팩들을 보호할 수 있는 완충 공간이 될 수 있다.
한편, 측벽(120)은 바닥 판(110)의 모서리에 결합되어, 배터리 모듈(M)의 측면을 지지한다. 만약 바닥 판(110)이 앞서 언급한 바와 같이 사각형으로 형성된다면, 측벽(120)은 총 네 개로 구비되어, 그 사각형의 모서리마다 각각 결합될 수 있다. 이하에서는 편의상 각 측벽(120)들을 제1 측벽(121), 제2 측벽(122), 제3 측벽(123) 및 제4 측벽(124)이라 한다.
도 5a 내지 도 5e를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 형태의 바닥판 단면도를 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 바닥 판(110)의 상부판(110b)에는 상부판(110b)에서 하부판(110c) 방향으로 돌출된 돌출부(110d)를 포함한다. 그리고 이 돌출부(110d) 중앙에 관통 홀(110a)이 형성된다. 그리고 이 돌출부(110d)는 상부판(110b)과 하부판(110c) 사이를 지지하는 역할을 한다.
도 5a와 5b를 참조하면, 돌출부(110d)는 상부판(110b)에만 형성된다. 도 5a는 돌출부(110d)의 끝단이 하부판(110c)에 닿아 있도록 성형 압출되고, 도 5b의 돌출부(110d)는 그 끝단이 하부판(110c)에 닿지 않도록 성형 압출된다. 이 경우 압출 성형 과정에서 관통 홀(110a)은 상부판(110b)에 형성되도록 압출된다.
도 5c를 참조하면, 돌출부(110d)는 상부판(110b)과 하부판(110c)에 같이 연결된 브리지 형태로 형성된다. 돌출부(110d)는 상부판(110b)과 하부판(110c) 사이의 빈 공간을 두고 소정 간격으로 떨어져 형성된다. 그리고 관통 홀(110a)은 돌추부(110d) 중앙에 형성된다.
도 5d를 참조하면, 돌출부(110d)는 역 삼각형 형태로 상부판(110b)에서 아래쪽으로 내려갈수록 폭이 좁아지는 형태를 갖는다. 이때 돌출부(110d)의 아래쪽 끝단은 하부판(110c)에 연결될 수도 있으며, 떨어져 형성될 수도 있다.
도 5e를 참조하면, 돌출부(110d)는 상부판(110b)과 하부판(110c) 사이에 직사각형 형태로 형성된다.
한편, 도 5a, 도 5b, 도 5d를 참조하면, 관통 홀(110a) 또는 돌출부(110d)가 상부판(110b)에만 형성되거나, 상부판(110b)에 더 가깝게 형성된다. 또한, 돌출부(110d) 또는 관통 홀(110a)의 단면 중심부가 하부판(110c) 보다 상부판(110b)에 더 가깝게 형성되어 있음을 알 수 있다. 이는 배터리 팩이 바닥 판(110)의 상부판(110b) 위에 배치되기 때문에 관통 홀(110a)로 흐르는 냉각수가 배터리 팩에 더 가까이 흐르게 하여 냉각 효과를 높이기 위해서이다.
한편, 도6 내지 도 8을 참조하면, 제1 측벽(121)에는 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제1 중공(121a)이 형성된다. 이러한 제1 중공(121a)도 후술할 바와 같이 냉각수가 지나가기 위한 유로의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥 판(110) 중 불필요한 부분을 제거함으로써, 전체적으로 경량화하는 역할도 할 수 있다. 나아가 이처럼 중공이 형성된 결과로서, 제1 측벽(121)은 이중벽의 구조를 갖게 되는데, 이는 외부로부터 충격을 받아 그 외측의 벽이 변형될 때, 내측의 벽도 함께 변형되는 현상을 일정 부분 방지함으로써, 배터리 모듈(M)을 보다 효과적으로 보호할 수 있다.
제1 측벽(121) 역시 위와 같은 구조를 갖기 위해 압출 성형으로 제작될 수 있다. 이 경우 압출 성형 시 맨드릴이 지나간 자리에 그 압출되는 방향을 따라 제1 중공(121a)이 형성될 것이다.
제1 측벽(121)은 바닥 판(110)의 일 모서리에 결합되는데, 바닥 판(110)의 관통 홀(110a)의 일단에 접하도록 결합된다. 이때 제1 측벽(121)에는 관통 홀(110a)과 제1 중공(121a)을 연통하는 제1 연통 홀(121b)이 형성된다. 관통 홀(110a)이 복수 개로 형성될 경우, 제1 연통 홀(121b)도 복수 개로 형성되어, 복수 개의 관통 홀(110a)이 위치하는 각 지점마다 배치될 수도 있고, 복수 개의 관통 홀(110a) 중 일부가 위치하는 지점에만 배치될 수도 있다. 전자의 경우에는 모든 관통 홀(110a)이 제1 중공(121a)과 연통하여, 냉각수의 유로로 역할을 하게 될 것이다. 반면 후자의 경우에는 그 일부 관통 홀(110a)만 제1 중공(121a)과 연통하여 냉각수의 유로로 역할을 하고, 나머지 관통 홀(110a)은 제1 측벽(121)에 의해 일단이 폐색되어 있기 때문에 단지 경량화의 역할을 하게 될 것이다.
또한 제1 측벽(121)에는 바닥 판(110)이 결합되는 지점을 한정함으로써, 조립성을 높이기 위한 결합 가이드(121c)가 형성될 수 있다.
제2 측벽(122)에도 제1 측벽(121)과 마찬가지로 압출 성형으로 제작됨으로써, 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제2 중공(122a)이 형성되는 구조를 갖는다. 또한 제2 측벽(122)은 바닥 판(110)의 관통 홀(110a)의 타단에 접하도록, 바닥 판(110)의 반대쪽 모서리에 결합되며, 관통 홀(110a)과 제2 중공(122a)을 연통하는 제2 연통 홀(122b)이 형성된다. 그밖에 사항은 앞서 제1 측벽(121)을 통해 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편 제1 측벽(121)의 제1 중공(121a)과 제2 측벽(122)의 제2 중공(122a)의 양단은 각각 폐색된다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 폐색 부재(130)가 결합됨으로써 이루어질 수도 있고, 그 양단이 용접됨으로써 이루어질 수도 있다. 또는 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124)이 제1 중공(121a)과 제2 중공(122a)의 양단을 각각 막도록 결합됨으로써 이루어질 수도 있다. 즉 제1 측벽(121)과 제2 측벽(122)이 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124) 사이에 각각 배치되어, 제1 중공(121a)과 제2 중공(122a)의 양단이 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124)에 각각 접하도록 결합될 수 있다. 이 경우에는 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124)이 폐색 부재(130)의 역할을 대신하게 될 것이다.
또한 제1 측벽(121)이나 제2 측벽(122)에는 외부로부터 제1 중공(121a)이나 제2 중공(122a)으로 냉각수를 주입하기 위한 주입구(I)와 그 냉각수를 외부로 배출하기 위한 배출구(O)가 형성된다.
먼저 도 9에는 주입구(I)와 배출구(O) 모두 제1 측벽(121)에 형성된 경우가 예시되어 있다. 도 9를 참조하면, 주입구(I)와 배출구(O)는 제1 측벽(121)의 길이 방향을 따라 이격되게 배열된다. 이때 제1 측벽(121)의 제1 중공(121a) 상에는 그 주입구(I)와 배출구(O) 사이를 공간적으로 분리하는 분할 판(125)이 설치될 수 있다. 단 냉각수가 주입구(I)를 통해 주입되어 제1 중공(121a), 관통 홀(110a) 및 제2 중공(122a) 상을 순환한 후 배출구(O)를 통해 배출될 수 있도록, 분할 판(125)은 주입구(I)와 배출구(O)가 복수 개의 관통 홀(110a) 중 일부와 각각 연통할 수 있도록 배치되어야 할 것이다.
이 경우 냉각수는 분할 판(125)에 의해 분할된 제1 중공(121a)의 두 영역 중 주입구(I) 측의 영역으로부터 그와 연통하는 일부 관통 홀(110a)을 따라 제2 중공(122a)으로 흐르고, 다시 그 나머지 관통 홀(110a)을 따라 제1 중공(121a)의 두 영역 중 배출구(O) 측의 영역으로 흘러, 최종적으로 배출구(O)를 통해 배출된다.
여기서 분할 판(125)의 개수와 위치만 변경함으로써, 도 10에 예시된 바와 같이 냉각수가 유동하는 형태를 용이하게 변형할 수도 있다. 도 10에서는 제1 중공(121a) 상에 두 개의 분할 판(125)이 설치되고, 제2 중공(122a) 상에 한 개의 분할 판이 설치되되, 관통 홀(110a)이 형성된 방향에 수직인 일 방향을 기준으로 볼 때, 제2 중공(122a) 상의 분할 판(125)이 제1 중공(121a) 상의 두 개의 분할 판(125) 사이에 배치되어 있다. 앞서 도 7을 참조하여 설명한 경우에서 냉각수의 유로가 대략 U자 형으로 구현되었다면, 본 경우에서는 냉각수의 유로가 대략 M자 형으로 구현된다고 말할 수 있다.
물론 도 11에 예시된 바와 같이 주입구(I)는 제1 측벽(121)에 형성되고, 배출구(O)는 제2 측벽(122)에 형성되어, 분할 판(125)이 제1 중공(121a)과 제2 중공(122a) 상에 각각 설치될 수도 있다. 이 경우 관통 홀(110a)이 형성된 방향에 수직인 일 방향을 기준으로 볼 때, 주입구(I), 제1 중공(121a) 상의 분할 판(125), 제2 중공(122a) 상의 분할 판(125), 배출구(O)가 순서대로 배열된다. 단 냉각수가 주입구(I)를 통해 주입되어 제1 중공(121a), 관통 홀(110a) 및 제2 중공(122a) 상을 순환한 후 배출구(O)를 통해 배출될 수 있도록, 제1 중공(121a) 상의 분할 판(125)은 이웃하는 임의의 두 관통 홀(110a) 사이에 배치되고, 제2 중공(122a) 상의 분할 판(125)은 이웃하는 다른 두 관통 홀(110a) 사이에 배치되어야 할 것이다. 그러면 이제는 도 9에서 화살표로 표시한 바와 같이 냉각수의 유로가 대략 N자 형으로 구현된다.
그밖에도 분할 판(125)의 개수와 위치만 더 변경함으로써, 냉각수가 유동하는 형태를 얼마든지 다양하게 정의할 수 있으며, 더 이상의 예시는 생략하기로 한다.
다시 도 2를 참조하면 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124)은 바닥 판(110) 중 제1 측벽(121)과 제2 측벽(122)이 결합되어 있지 않은 나머지 모서리에 각각 결합된다. 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124)도 압출 성형으로 제작되어, 이중벽의 구조를 가짐으로써, 앞서 언급한 바와 같이 배터리 모듈(M)을 효과적으로 보호할 수 있다.
특히 제1 측벽(121), 제2 측벽(122), 제3 측벽(123) 및 제4 측벽(124)은 하나의 길게 압출된 대상으로부터 정해진 길이로 각각 절단됨으로써 제작될 수 있다. 즉 그 절단된 대상에 제1 연통 홀(121b)과 제2 연통 홀(122b)만 더 가공하면 제1 측벽(121)과 제2 측벽(122)으로 각각 사용할 수 있고, 다른 홀을 가공하지 않으면 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124)으로 각각 사용할 수 있을 것이다.
한편 보강 대(140)는 측벽(120)들 사이에 걸쳐 형성되어, 그 구조적인 강도를 보강하는 역할을 한다. 비록 도 2에는 보강 대(140)가 제1 측벽(121)과 제2 측벽(122) 사이에 걸쳐, 그리고 제3 측벽(123)과 제4 측벽(124) 사이에 걸쳐 형성되어 있으나, 배터리 모듈(M)이 배치되는 양상에 따라, 예컨대 제1 측벽(121)과 제3 측벽(123) 사이에 걸쳐 형성될 수도 있을 것이다.
한편, 도 5a 내지 도 5e에 도시된 바와 같이 바닥 판(210)의 복수 개의 관통 홀(210a)은 각기 다른 면적이나 형상으로 형성된다. 일반적으로 냉각수는 하류 측으로 갈수록 배터리 모듈(M)로부터 전달받은 열에 의해 그 온도가 높아지므로, 하류 측으로 갈수록 관통 홀(210a)이 더 넓은 면적에 걸쳐 열을 교환할 수 있도록 형성된다면, 전체적인 배터리 모듈(M)을 보다 균일한 수준으로 냉각할 수 있게 된다.
이러한 관통 홀(210a)의 면적이나 형상도 바닥 판을 압출 성형으로 제작할 경우, 그 맨드릴의 면적이나 형상을 각기 다르게 적용함으로써, 용이하게 형성할 수 있다.
그밖에 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징(100)과 동일하므로, 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 하우징은 별도의 보호 커버 없이 제작될 수 있으며, 배터리 팩 하우징의 바닥판이 보호 커버 역할을 할 수 있다. 또한, 바닥판이 상부판과 하부판으로 구성된 2개의 판으로 형성되며, 이 2개의 판은 압출 성형으로 형성되어 부품수를 줄이면서 단단한 하체 보호판을 제공하여 차량 등의 하부에서 오는 충격으로부터 배터리 팩을 충분히 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시예는 각 구성 요소가 예컨대 압출 성형으로 제작됨으로써 그 내부에 냉각수용 유로가 일체로 형성되어 구조가 단순하고 제조도 용이하다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 ; 배터리 팩 하우징 110 ; 바닥 판
110a ; 관통 홀 110b ; 상부판
110c ; 하부판 110d ; 돌출부
120 ; 측벽 121 ; 제1 측벽
122 ; 제2 측벽 123 ; 제3 측벽
124 ; 제4 측벽 121a ; 제1 중공
121b ; 제1 연통홀 121c ; 결합 가이드
122a ; 제2 중공 122b ; 제2 연통홀
121 ; 제1 측벽 122 ; 제2 측벽
123 ; 제3 측벽 124 ; 제4 측벽
125 ; 분할판 130 ; 폐색부재
140 ; 보강 대 I ; 주입구
O ; 배출구 M ; 배터리 모듈

Claims (14)

  1. 차량용 배터리 팩 하우징에 있어서,
    상부판과, 하부판과, 상기 상부판 및 하부판 중 어느 한 곳에서 판면에 나란한 방향을 따라 내부를 관통하며 냉각수가 흐르는 관통 홀을 포함하는 바닥 판;
    상기 관통 홀의 일단에 접하도록 상기 바닥 판의 일 모서리에 결합되며, 그 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제1 중공 및 상기 바닥 판의 관통 홀과 상기 제1 중공을 연통하는 제1 연통 홀이 형성된 제1 측벽;
    상기 관통 홀의 타단에 접하도록 상기 바닥 판의 반대편 모서리에 결합되며, 그 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 제2 중공 및 상기 바닥 판의 관통 홀과 상기 제2 중공을 연통하는 제2 연통 홀이 형성된 제2 측벽;
    상기 제1 측벽 또는 상기 제2 측벽에 형성되며 상기 제1 중공 또는 상기 제2 중공으로 냉각수가 주입되기 위한 주입구; 및
    상기 제1 측벽 또는 상기 제2 측벽에 형성되며 상기 제1 중공 또는 상기 제2 중공으로부터 상기 냉각수가 외부로 배출되기 위한 배출구;를 포함하고,
    상기 바닥 판은 상기 상부판과, 하부판 및 관통 홀이 압출 성형에 의해 일체로 형성되며,
    상기 바닥 판의 내부에서 상기 관통 홀의 외측에는 배터리 팩을 외부 충격으로부터 보호하도록 내부가 빈 완충 공간이 형성되고,
    상기 바닥 판의 관통 홀은 복수 개 형성되어 서로 나란하게 배열되고, 상기 관통 홀들 사이에는 상기 완충 공간이 배열된 차량용 배터리 팩 하우징.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽은 압출 중 적어도 하나는 압출 성형으로 제작되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 측벽의 제1 중공 및 상기 제2 측벽의 제2 중공의 양단을 각각 폐색하기 위한 폐색 부재를 더 포함하는 차량용 배터리 팩 하우징.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통 홀은 상기 상부판에 형성되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부판은 상기 상부판에서 상기 하부판 방향으로 연장되어 상기 하부판까지 이어지도록 형성되는 돌출부를 포함하며,
    상기 관통 홀은 상기 돌출부에 형성되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 상부판과 상기 하부판을 연결하는 브리지 역할을 하도록 형성되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통 홀의 단면은 상기 상부판으로 가까워질수록 넓은 면적을 갖는 차량용 배터리 팩 하우징.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌출부와 상기 관통 홀의 단면의 중심부는 상기 하부판보다 상기 상부판에 더 가깝게 형성되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입구 및 상기 배출구는 상기 제1 측벽에 형성되어, 상기 제1 측벽의 길이를 따라 이격되게 배열되고,
    상기 제1 측벽의 제1 중공 상에서 상기 주입구와 상기 배출구 사이를 공간적으로 분리하기 위한 분할 판이 설치되되, 상기 주입구 및 상기 배출구가 상기 복수 개의 관통 홀 중 일부와 각각 연통하도록 배치되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입구는 상기 제1 측벽에 형성되고, 상기 배출구는 상기 제2 측벽에 형성되며,
    상기 제1 측벽의 제1 중공 상에서 이웃하는 임의의 두 관통 홀 사이를 공간적으로 분할하기 위한 제1 분할 판 및 상기 제2 측벽의 제2 중공 상에서 이웃하는 다른 두 관통 홀 사이를 분할하기 위한 제2 분할판이 설치되되,
    상기 관통 홀이 형성된 방향으로 수직인 일 방향을 기준으로 할 때, 상기 주입구, 상기 제1 분할판, 상기 제2 분할판 및 상기 배출구 순서대로 배열되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 바닥 판의 복수 개의 관통 홀 중 일부는 다른 일부와 그 형성된 방향에 수직인 단면의 면적 또는 형상이 다르게 형성되는 차량용 배터리 팩 하우징.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽 사이에 걸쳐 형성되는 보강 대를 더 포함하는 차량용 배터리 팩 하우징.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 바닥 판 중 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽이 결합되지 않은 나머지 모서리에 결합되는 제3 측벽을 더 포함하는 차량용 배터리 팩 하우징.
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