KR102045707B1 - 배터리 팩 케이스 - Google Patents

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KR102045707B1
KR102045707B1 KR1020190071929A KR20190071929A KR102045707B1 KR 102045707 B1 KR102045707 B1 KR 102045707B1 KR 1020190071929 A KR1020190071929 A KR 1020190071929A KR 20190071929 A KR20190071929 A KR 20190071929A KR 102045707 B1 KR102045707 B1 KR 102045707B1
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Abstract

본 발명은 배터리 팩을 외부의 충격으로부터 손상됨 없이 안전하게 보관할 수 있도록 된 배터리 팩 케이스에 관한 것이다.
본 발명의 배터리 팩 케이스(100)는 배터리 팩(B)이 수용되는 함체(110) 및 상기 배터리가 함체와 접촉되지 않도록 배터리의 주변을 따라 복수로 배치된 탄성부재(120)를 포함한다.

Description

배터리 팩 케이스{Case for battery pack}
본 발명은 배터리 팩을 외부의 충격으로부터 손상됨 없이 안전하게 보관할 수 있도록 된 배터리 팩 케이스에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터나 전기자동차 등 배터리를 구동원으로 전자장치들은 사용 중 전원이 일시적으로 차단될 경우 부품에 손상이 갈 뿐만 아니라 중요한 자료의 손실 및 인명사고를 초래할 우려가 있기 때문에 무정전 전원장치(UPS)를 설치하는 것이 필요하다.
이와 같은 무정전 전원장치는 다수의 배터리 셀(Battery cell)을 직,병렬로 연결한 배터리 팩(Battery pack)과 상기 배터리 팩이 수납되는 배터리 팩 케이스로 구성된다.
그러나, 종래의 배터리 팩 케이스는 배터리 팩을 수납할 수 있도록 단순한 함체 형태로만 이루어져 있기 때문에 외부에서 충격을 받을 경우에 내부에 보관된 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 없다.
특히, 상기 배터리 팩은 외부의 충격에 대단히 민감한 전기 전자부품이므로 외부의 충격에 쉽게 손상을 받게 되며, 이 경우 전원공급에 차질이 생기면서 무정전 전원장치의 가동이 정지되는 매우 심각한 문제를 초래하게 된다.
이러한 문제를 개선하기 위하여, 이중 겹판 구조를 가지도록 형성하여 충돌 에너지를 흡수할 수 있도록 한 플라스틱 복합재를 이용한 배터리팩 케이스가 알려져 있으나, 이중 겹판을 형성시키기 위해서는 다수의 금형을 이용해야 하므로 제작이 매우 까다롭고 제작단가도 크게 상승하게 된다.
KR 10-2012-0044853 A
본 발명은 외부의 충격을 흡수할 수 있으면서도 제작이 용이하고 제작단가가 낮은 배터리 팩 케이스를 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배터리 팩 케이스는 배터리 팩이 수용되는 함체와, 상기 배터리가 함체와 접촉되지 않도록 배터리의 주변을 따라 복수로 배치된 탄성부재를 포함한다.
또한, 상기 함체에는 상기 탄성부재를 배터리 팩에 밀착시켜 주는 조임볼트가 구비될 수 있다.
한편, 상기 함체의 일측에는 냉풍 또는 열풍을 공급하는 에어유입구가 구비되고, 상기 함체의 타측에는 배터리팩과 열교환된 상기 함체의 내부공기가 배출되는 에어배출구가 구비되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 배터리 팩 케이스는 함체와 배터리팩 사이에탄성부재가 구비되어 있기 때문에 함체 내부에 수용된 배터리팩을 외부의 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 단순한 구조로 이루어져 있어서 종래의 이중 겹판 구조에 비하여 제작이 간편하고 제작단가가도 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 탄성부재를 배터리 팩에 밀착시켜 주는 조임볼트가 구비되는 경우에 상기 조임볼트의 조임정도를 달리해 가면서 배터리 팩에 일정한 밀착력이 작용하도록 조절해 줌으로써 함체 내부에 수용된 배터리 팩을 보다 안정적으로 보호할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 함체에 냉풍 또는 열풍을 동시에 공급하는 에어유입구가 구비되는 경우에 방열과 보온기능을 동시에 갖출 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 케이스의 사용상태사시도;
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도;
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 함체에 에어유입구와 에어배출구가 구비된 도면;
도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 조임볼트가 구비된 상태를 나타내는 도면;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 케이스의 사용상태사시도;
도 6은 도 5의 단면도;
도 7은 도 5의 요부단면도로서, 투명커버와 고정핀의 구성을 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다. 먼저, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 케이스(100)는 배터리 팩(B)이 수용되는 함체(110)와, 상기 함체(110)와 배터리 팩(B) 사이에 구비된 탄성부재(120)로 구성된다.
상기 함체(110)는 배터리 팩(B)을 교체할 수 있도록 일측이 개폐되는 구조를 갖는다.
상기 탄성부재(120)는 함체(110)의 내벽면에 본딩이나 스크류와 같은 결합부재를 이용하여 견고하게 결합될 수 있다.
이와 같이 함체(110) 내부에 탄성부재(120)가 구비되면, 외부로부터 함체(110)에 충격이 가해지더라도 상기 탄성부재(120)가 배터리 팩(B)으로 전달되는 충격을 흡수해 주기 때문에 함체(110) 내부에 수용된 배터리 팩(B)은 안전하게 보호될 수 있게 된다.
한편, 상기 탄성부재(120)는 배터리 팩(B)이 함체(110)와 접촉되지 않도록 배터리 팩(B)의 주변을 따라 복수로 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 탄성부재(120)를 배터리 팩(B)의 전후좌우 및 상하측에 복수로 배치하는 것이다.
이 경우, 상기 탄성부재(120)가 배터리 팩(B)의 전후좌우 및 상하 방향에서 인가되는 충격을 모두 흡수해 주므로 배터리 팩(B)은 더욱 안전하게 보호될 수 있게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 함체(110)에는 상기 탄성부재(120)를 배터리 팩(B)에 밀착시켜 주는 조임볼트(130)가 구비될 수 있다.
이 경우, 상기 함체(110)에는 조임볼트(130)가 체결될 수 있도록 나사홀이 형성되며, 상기 탄성부재(120)는 조임볼트(130)의 단부에 결합된다. 상기 조임볼트(130)는 탄성부재(120)가 배터리 팩(B)에 적정한 압력으로 밀착될 때까지 나사홀에 체결된다.
아울러, 상기 조임볼트(130)는 배터리 팩(B)이 함체(110)와 접촉되지 않도록 배터리 팩(B)의 주변을 따라 복수로 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 조임볼트(130)를 배터리 팩(B)의 전후좌우 및 상하측에 복수로 배치하는 것이다.
이와 같이 조임볼트(130)가 구비되면, 배터리 팩(B)의 크기나 형태에 따라 각 부위에 작용하는 밀착력이 달라지더라도, 각각의 조임볼트(130)에 조임정도를 달리해 가면서 배터리 팩(B)의 전후좌우 및 상하 방향으로 일정한 밀착력이 작용하도록 조절해 줌으로써 함체(110) 내부에 수용된 배터리 팩(B)을 보다 안정적으로 보호할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 함체(110)의 일측에는 배터리 팩(B)으로 냉풍 또는 열풍을 공급하는 에어유입구(111)가 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 함체(110)의 타측에는 배터리 팩(B)과 열교환된 함체(110)의 내부공기가 외부로 배출 될 수 있도록 에어배출구(112)가 구비된다.
도시하지는 않았으나, 상기 에어유입구(111)에는 "Y" 자 형태의 분기관이 결합되고, 상기 분기관의 단부에 냉풍기와 연결된 냉풍공급호스와 열풍기와 연결된 열풍공급호스가 각각 결합된다.
이와 같이, 본 발명은 에어유입구(111)와 에어배출구(112)를 통해 배터리 팩(B)이 수용된 함체(110) 내부로 냉풍과 열풍을 선택적으로 공급해 줄 수 있게 되므로 방열과 보온기능을 동시에 갖출 수 있게 된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 케이스(100a)는 내부함체(140)와 외부함체(150)와 충격흡수부재(160)로 구성될 수 있다.
상기 내부함체(140)의 내부에는 배터리 팩(B)이 수용된다. 아울러, 상기 내부함체(140)는 배터리 팩(B)을 교체할 수 있도록 일측이 개폐되는 구조를 갖는다.
상기 외부함체(150)는 내부함체(140)를 이격된 상태로 감싸도록 형성된다. 또한, 상기 외부함체(150)는 내부함체(140)를 교체할 수 있도록 일측이 개폐되는 구조를 갖는다.
상기 충격흡수부재(160)는 내부함체(140)와 외부함체(150) 사이에 구비되어 외부함체(150)를 통해 내부함체(140)로 인가되는 충격을 흡수해 준다.
이 경우, 상기 충격흡수부재(160)는 외부함체(150)를 가로지르는 탄성스트링(161;string)과, 상기 탄성스트링(161)이 통과하도록 상기 내부함체(140)에 형성된 연결고리(162)로 구성될 수 있다.
상기 탄성스트링(161)은 고무와 같이 자체 탄성력을 가진 부재로서 양단이 외부함체(150)의 내벽면에 본딩이나 스크류와 같은 고정부재를 통해 견고하게 고정된다.
또한, 상기 탄성스트링(161)은 탄성력을 가진 몸체부(161a)와, 상기 몸체부(161a)의 일부를 이루면서 상기 외측함체(110)와 연결고리(162)의 사이 구간에 형성된 보조탄성부(161b)로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 보조탄성부(161b)는 상기 몸체부(161a)와는 다른 탄성력을 가진 압축스프링이 적당하다.
따라서, 상기 내부함체(140)로 전달되는 외부로부터의 충격은 상기 탄성스트링(161)의 몸체부(161a)와 보조탄성부(161b)를 통해 이중으로 완벽하게 흡수될 수 있게 된다.
아울러, 상기 연결고리(162)는 탄성스트링(161)이 통과하는 고리부(162a)와 상기 고리부(162a)와 내부함체(140)를 연결하는 연결부(162b)로 이루어지며, 내부함체(140)가 안정된 자세를 유지할 수 있도록 복수로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 연결고리(162)의 연결부(162b)는 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 내부함체(140)는 탄성스트링(161)과 연결고리(162)의 연결부(162b)를 통해 외부로부터의 충격이 이중으로 흡수된다. 이때, 상기 탄성스트링(161)의 충격 흡수방향과 연결부(162b)의 충격 흡수방향이 서로 달라 충격 흡수효과는 배가된다.
이와 같이 구성된 상기 충격흡수부재(160)는 전후좌우 및 상하방향에서 내부함체(140)로 인가되는 충격을 흡수할 수 있도록 상기 내부함체(140)의 전방과 후방, 좌측과 우측 그리고 상부와 하부에 위치하도록 복수로 설치되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 내부함체(140)는 상기 충격흡수부재(160)를 통해 외부함체(150)의 내부에서 외부함체(150)와 접촉하지 않으면서 부상된 상태를 유지하게 되므로 외부로부터의 충격을 매우 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 케이스(100a)는 내부함체(140)와 외부함체(150)로 이루어진 이중 구조를 가지면서 내부함체(140)와 외부함체(150) 사이에 설치된 충격흡수부재(160)를 통해 내부함체(140) 내부에 수용된 배터리 팩(B)을 외부의 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있게 된다.
한편, 상기 외부함체(150)의 일측에는 내부함체(140)측으로 냉풍 또는 열풍을 공급하는 에어유입구(151)가 구비되며, 타측에는 내부함체(140)와 열교환된 외부함체(150)의 내부공기가 배출되는 에어배출구(152)가 구비될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 에어유입구(151)에는 "Y" 자 형태의 분기관이 결합되며, 상기 분기관의 단부에는 냉풍기와 연결된 냉풍공급호스와 열풍기와 연결된 열풍공급호스가 각각 결합된다.
이와 같이, 에어유입구(151)와 에어배출구(152) 구비되면 매우 단순한 구조를 통해 배터리 팩(B)이 수용된 내부함체(140)에 냉풍과 열풍을 선택하여 공급해 줄 수 있다.
이 경우, 상기 외부함체(150)를 열전도율이 낮은 재질로 구성하고 내부함체(140)를 열전도성이 높은 재질로 구성하면 방열과 보온이 보다 효율적으로 이루어지게 된다.
한편, 상기 탄성스트링(161)의 보조탄성부(161b)에는 형상기억합금(163)이 구비되고, 상기 외부함체(150)에는 상기 형상기억합금(163)에 대응되는 관찰공(153)이 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 형상기억합금(163)은 온도변화에 따라 신축되면서 단부의 위치가 이동되며, 작업자는 상기 관찰공(153)을 통해 형상기억합금(163)의 단부 위치변화를 통해 매우 쉽게 배터리 팩(B)의 온도변화를 파악할 수 있게 된다.
상기 관찰공(153)에는 형상기억합금(163)의 위치정도를 쉽게 파악할 수 있도록 눈금(154)들이 표시되는 것이 바람직하다.
따라서, 작업자는 상기 눈금(154)을 통해 형상기억합금(163)의 단부가 이동한 위치에 따라 배터리 팩(B)의 온도상황을 신속하고 정확하게 파악하고, 외부함체(150) 내부로 냉풍 또는 열풍을 공급하는 등의 적절한 조치를 취함으로써 배터리 팩(B)의 온도를 기준 온도로 항상 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.
한편, 작업자가 육안으로 보다 쉽고 정확하게 배터리 팩(B)의 온도변화를 파악할 수 있도록 상기 형상기억합금(163)의 단부에는 관찰공(153)을 통과하여 외부로 돌출되는 게이지(164)가 더 구비될 수 있다.
이 경우, 작업자는 상기 관찰공(153)으로 돌출된 상기 게이지(164)의 위치 변화를 통해 보다 정밀하게 배터리 팩(B)의 온도를 파악할 수 있게 된다.
이때, 상기 형상기억합금(163)이 위치된 곳에 대응되어 상기 내부함체(140)에는 열전달이 용이한 금속성 재질로 이루어진 돌출부(166)가 형상기억합금(163)에 소정 이격된 위치로 구비되어 배터리 팩(B)의 온도변화를 보다 용이하게 감지할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 외부함체(150)의 외측에는 투명커버(170)가 수직방향으로 부착되고, 상기 투명커버(170)의 내부에는 지시액이 담겨진 캡슐(171)이 고정되며, 상기 외부함체(150)에는 상기 캡슐(171)에 대응되게 관통공(155)이 형성되고, 상기 내부함체(140)의 외측에는 내부함체(140)가 외부의 충격으로 일정거리 이상 이동될 때 상기 관통공(155)으로 진입하는 고정핀(180)이 부착될 수 있다.
이 경우, 상기 내부함체(140)가 일정 이상의 충격을 받거나 충격흡수부재(160)가 비정상적으로 작동하거나 충격흡수부재(160)의 설치상태가 불량해지는 등의 예기치 못한 다양한 원인으로 인하여 상기 내부함체(140)가 설정거리 이상으로 비정상 이동하게 되면, 상기 고정핀(180)이 관통공(155)으로 진입하여 캡슐(171)을 천공시키게 되고, 이를 통해 캡슐(171) 내부의 지시액이 유출되면서 투명커버(170)의 내부를 오염시키게 된다.
상기 지시액은 야간에도 용이하게 파악할 수 있도록 형광 또는 야광물질이 혼합되는 것이 바람직하다.
따라서, 작업자는 투명커버(170)로 유출되는 지시액을 통해 상기한 사고발생을 신속하게 감지하고 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
한편, 도시된 것처럼, 상기 내부함체(140)와 고정핀(180) 사이에는 고무 등과 같은 재질로 이루어진 탄성부(181)가 적용되어 고정핀(180)이 캡슐(171)를 천공한 후 투명커버(170)까지 다다른 경우에 발생하는 충격을 흡수할 수 있도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 투명커버(170) 하측에는 지시액을 보관하는 지시액흡수부(177)가 구비될 수 있다. 상기 지시액흡수부(177)는 솜이나 천재질 또는 펄프 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 별도의 시온안료가 적용되어 캡슐(171)이 천공되고 또한 기 설정 온도 이상으로 고열 상태인 경우 상기 지시액흡수부(177)의 색이 변하도록 하여 사용자에게 배터리 팩 이상 여부를 알려 줄 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100; 배터리 팩 케이스 110; 함체
111; 에어유입구 112; 에어배출구
120; 탄성부재 130; 조임볼트
B; 배터리 팩

Claims (3)

  1. 배터리 팩이 수용되는 사각 블럭 형태의 내부함체; 상기 내부함체가 소정 이격된 거리를 가지며 내부에 수용되는 사각 블럭 형태의 외부함체; 및 상기 내부함체와 외부함체 사이에 구비되는 충격흡수부재;를 포함하며,
    상기 충격흡수부재는 상기 내부함체의 외측에 구비되는 연결고리와, 상기 외부함체의 내측면을 가로지르는 탄성스트링을 포함하되,
    상기 탄성스트링은 탄성재질로 이루어지며 상기 연결고리에 관통됨과 동시에 양단이 상기 외부함체의 내벽면에 고정부재를 통해 고정되며,
    상기 연결고리는 상기 탄성스트링이 통과하는 고리부와, 상기 고리부와 상기 내부함체를 연결하는 탄성체로 이루어진 연결부로 구성되며,
    상기 탄성스트링의 기 설정 영역에는 형상기억합금이 구비되고, 상기 외부함체에는 상기 형상기억합금에 대응되는 위치로 관찰공이 구비되고,
    상기 형상기억합금에는 상기 관찰공을 통과하여 외부로 돌출되는 게이지가 구비되며,
    상기 관찰공에는 상기 게이지의 위치 변화를 파악할 수 있도록 눈금이 형성된,
    배터리 팩 케이스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부함체의 일측에는 상기 내부함체측으로 냉풍 또는 열풍을 공급하는 에어유입구가 구비되며,
    상기 외부함체의 타측에는 내부공기가 배출되는 에어배출구가 구비되는,
    배터리 팩 케이스.
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