KR102051251B1 - 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수개의 배터리셀 모듈이 장착된 배터리팩 내부의 위치하여 저면으로부터 일정 높이 이상 액체가 차오르면 이를 감지하여 배터리관리시스템(BMS) 측으로 알려줌으로써, 발생된 액체에 의해 배터리셀이 쇼트를 일으켜 화재가 발생되는 사고를 미연에 방지하도록 한 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서에 관한 것으로, 2개의 단자부(120)가 고정 장착되어 센싱을 수행하는 센싱부(111)와, 상기 센싱부(111)의 일측으로 형성되어 상기 센싱부(111)의 위치를 고정하여 주는 고정부(113)로 이루어진 본체부(110); 및 2개의 전선(130) 단자에 저항소자(140)를 병렬 고정하고, 선단부가 상기 센싱부(111)의 저면 단부로부터 일정높이(h) 상부로 이격 설치되며 상기 센싱부(111)에 몰딩되는 단자부(120)를 포함하도록 구성된다.

Description

전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서{LIQUID DETECTION SENSOR OF BATTERY PACK FOR ELECTRIC VEHICLES}
본 발명은 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 배터리셀 모듈이 장착된 배터리팩 내부의 위치하여 저면으로부터 일정 높이 이상 액체가 차오르면 이를 감지하여 배터리관리시스템(BMS: Battery Management System) 측으로 알려줌으로써, 발생된 액체에 의해 배터리셀이 쇼트를 일으켜 화재가 발생되는 사고를 미연에 방지하도록 한 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차나 하이브리드 자동차와 같은 친환경 차량은 다수개의 배터리셀 모듈이 장착된 배터리팩을 구비한다.
또한 상기 배터리팩에는 수냉식 또는 공랭식 쿨러를 구비하는데, 상기 쿨러는 배터리의 사용 또는 충전 시 발생되는 열을 낮추어 일정한 온도를 유지하도록 하는 역할을 수행하게 된다.
그런데, 상기 수냉식 쿨러의 경우, 사용하는 냉각수가 누출되어 배터리셀에서 쇼트(short)가 발생되어 화재로 이어질 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 배터리팩은 외부와의 온도차에 의해서 발생되는 내부의 이슬 또는 습기가 누수감지센서 자체에 침투하여 센싱 단자 간 쇼트로 인한 오작동이 발생될 소지가 있었다.
이러한 오작동은 누수감지센서 하나의 불량으로 인해 배터리팩 전체를 교환해야 되는 심각한 상황이 발생되곤 한다.
공개특허공보 10-2014-0083553
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 다수개의 배터리셀 모듈이 장착된 배터리팩 내부의 위치하여 저면으로부터 일정 높이 이상 액체가 차오르면 이를 감지하여 배터리관리시스템(BMS: Battery Management System) 측으로 알려줌으로써, 발생된 액체에 의해 배터리셀이 쇼트를 일으켜 화재가 발생되는 사고를 미연에 방지하도록 한 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 2개의 단자부가 고정 장착되어 센싱을 수행하는 센싱부와, 상기 센싱부의 일측으로 형성되어 상기 센싱부의 위치를 고정하여 주는 고정부로 이루어진 본체부; 및 2개의 전선 단자에 저항소자를 병렬 고정하고, 선단부가 상기 센싱부의 저면 단부로부터 일정높이 상부로 이격 설치되며 상기 센싱부에 몰딩되는 단자부를 포함하고,
상기 센싱부는,
상기 단자부가 삽입 장착된 후 수지로 몰딩되는 장착홈과, 상기 장착홈의 저면에 형성되는 바닥판부와, 상기 바닥판부의 상단으로 일정간격을 두고 수직 설치되어 삽입되는 2개의 단자부를 각각 지지하는 2개의 지지부와, 상기 지지부의 하부 바닥판부에 천공되어 상기 단자부가 관통되도록 한 관통부와, 상기 지지부에 대향되게 설치되어 삽입되는 단자부를 걸림 고정시켜 주는 가이드후크와, 상기 센싱부의 저면 사방으로 형성되어 액체의 유출입이 가능하도록 한 개방부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 센싱부는 바닥판부의 중앙에 상기 2개의 단자부를 사이에 두고 돌출 형성되는 차단벽부를 더 형성하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 센싱부는 상기 지지부의 일측 양단에는 지지턱이 형성되고, 상기 가이드후크의 상단에는 끼움돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 단자부는 전선의 단자와 저항소자의 단자를 함께 고정 결합하는 결합편과, 단자부의 삽입 시 센싱부의 지지부의 지지턱에 걸림 고정되는 걸림돌기와, 상기 걸림돌기의 걸림 고정 시 가이드후크의 끼움돌기가 걸림 고정되는 걸림공으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 다수개의 배터리셀 모듈이 장착된 배터리팩 내부의 위치하여 저면으로부터 일정 높이 이상 액체가 차오르면 이를 감지하여 배터리관리시스템(BMS) 측으로 알려줌으로써, 발생된 액체에 의해 배터리셀이 쇼트되어 발생될 수 있는 화재를 미연에 방지하는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 외부와의 온도차에 의해서 발생되는 배터리팩 내부의 이슬 또는 습기에 의해 센서 자체가 오작동하는 문제점을 해결한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 본체부의 부분 절개 사시도,
도 4의 (a)(b)은 본 발명에 단자부의 상세 구성도,
도 5의 (a)(b)는 본 발명 액체감지센서의 주요부분의 측단면도 및 정단면도,
도 6은 본 발명에 따른 본체부의 저면 사시도,
도 7는 본 발명 액체감지센서가 고정부재에 체결된 구조,
도 8는 본 발명 액체감지센서가 배터리팩의 베이스 플레이트에 장착된 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서의 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서는,
본체부(110), 단자부(120), 전선(130), 저항소자(140) 및 몰딩부(150)를 포함한다.
상기 본체부(110)는 2개의 단자부(120)가 고정 장착되어 센싱을 수행하는 센싱부(111)와, 상기 센싱부(111)의 일측으로 형성되어 상기 센싱부(111)의 위치를 고정하여 주는 고정부(113)을 포함한다.
상기 센싱부(111)는 도 3에서와 같이 상기 단자부(120)가 삽입 장착된 후 수지로 몰딩되는 장착홈(112)과, 상기 장착홈(112)의 저면에 형성되는 바닥판부(114)와, 상기 바닥판부(114)의 상단으로 일정간격을 두고 수직 설치되어 삽입되는 2개의 단자부(120)를 각각 지지하는 2개의 지지부(115)와, 상기 지지부(115)의 하부 바닥판부(114)에 천공되어 상기 단자부(120)가 관통되도록 한 관통부(116)와, 상기 지지부(115)에 대향되게 설치되어 삽입되는 단자부(120)를 걸림 고정시켜 주는 가이드후크(117)와, 상기 센싱부(111)의 저면 사방으로 형성되어 액체의 유출입이 가능하도록 한 개방부(118)와, 상기 바닥판부(114)의 중앙에 상기 2개의 단자부(120)를 사이에 두고 돌출 형성되는 차단벽부(119)를 포함한다.
상기 지지부(115)의 일측 양단에는 지지턱(115a)이 형성되어 상기 단자부(120)의 삽입 위치를 제한할 수 있도록 하여준다.
상기 가이드후크(117)의 상단에는 도 5에서와 같이 끼움돌기(117a)가 형성되어 상기 단자부(120)가 제한된 삽입 위치에서 고정될 수 있도록 하여준다.
상기 고정부(113)는 내측으로 체결공(113a)이 형성되어 도 7 및 도 8에서와 같이 배터리팩의 베이스플레이트(170)에 고정되는 고정부재(160)에 체결나사(161)를 통해 고정될 수 있도록 구성된다.
또한 상기 고정부(113)의 저면에는 도 6과 같이 위치돌기(113b)가 더 형성되어 상기 고정부재(160)와의 결합 고정 시 위치를 잡아 줄 수 있도록 구성된다.
상기 단자부(120)는 도 4에서와 같이 전선(130)의 단자와 저항소자(140)의 단자를 함께 고정 결합하는 결합편(121)과, 단자부(120)의 삽입 시 센싱부(111)의 지지부(115)의 지지턱(115a)에 걸림 고정되는 걸림돌기(122)와, 상기 걸림돌기(122)의 걸림 고정 시 가이드후크(117)의 끼움돌기(117a)가 걸림 고정되는 걸림공(123)으로 구성된다.
또한 상기 단자부(120)에서 전선(130) 단자와 저항소자(140)의 단자는 결합편(121)에 압착공법으로 고정된다.
여기서 상기 본체부(110)에 상기 단자부(120)가 장착 고정되는 구조를 보다 상세히 살펴보면, 도 5의 (a)(b)에서와 같이 상기 단자부(120)가 센싱부(111)의 장착홈(112)을 통해 지지부(115)를 거쳐 관통공(116)에 삽입되면, 상기 단자부(120)의 선단부는 바닥판부(114)의 하부로 노출되고 동시에 걸림돌기(122)가 지지부(115)의 지지턱(115a)에 걸리면서 일정한 위치에서 정지된다.
이때 상기 단자부(120)의 걸림공(123)이 센싱부(111) 가이드후크(117)의 끼움돌기(117a)에 자동 끼움 되면서 상기 단자부(120)는 상기 지지부(115)와 가이드후크(117) 사이에서 완전하게 고정되게 된다.
그런 다음, 상기 장착홈(122) 내부를 에폭시 수지 등으로 몰딩하여 몰딩부(150)를 형성하여 줌으로써, 외부 이물질이 침투하지 못하게 하고 보다 견고한 고정 상태를 유지하도록 하여주게 된다.
한편 상기 본체부(110)에 결합된 단자부(120)는 도 5에서와 같이 센싱부(111)의 저면으로부터 일정높이(h) 상부에 위치한 상태를 유지하게 된다.
또한 상기 2개의 단자부(120)는 그 사이에 액체가 접촉되면, 즉 바닥면으로부터 일정높이(h) 이상 액체가 차오르면 상기 단자부(120)가 통전되면서 병렬 연결된 저항소자(140)에 의해 전체 저항값이 낮아지게 되어 액체의 감지를 수행하게 된다.
또한 상기 차단벽부(118)는 상기 바닥판부(114)의 중앙에 상기 2개의 단자부(120)를 사이에 두고 돌출 형성되어 있다.
상기 차단벽부(118)는 외부와의 온도차에 의해 배터리팩 내부에서 발생되는 이슬 또는 습기가 센서부(111) 내부로 침투하는 경우, 즉 수분이 센서부(111)의 바닥판부(114)로 침투하는 경우, 상기 차단벽부(118)가 표면장력 현상을 이용하여 이를 차단함으로써 2개의 단자부(120)가 통전되는 오작동을 방지하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서의 조립 과정과 작동 및 작용을 이하 설명한다.
먼저, 도 4의 (a)와 같이 단자부(120)의 결합편(121)에 2개의 전선(130)의 단자를 일측으로 배치하고, 타측으로 저항소자(140)의 단자를 배치한다.
그런 다음, 상기 결합편(121)을 압착하여 도 4의 (b)와 같이 2개의 단자부(120)와, 전선(130) 및 저항소자(140)가 결합되도록 하여준다.
그런 다음, 상기 단자부(120)를 본체부(110)의 센싱부(111) 장착홈(112)으로 삽입한다.
이때 상기 단자부(120)는 지지부(115)를 거쳐 관통공(116)에 삽입되어 상기 단자부(120)의 선단부는 바닥판부(114)의 하부로 노출되고 동시에 걸림돌기(122)가 지지부(115)의 지지턱(115a)에 걸리면서 일정한 위치에서 정지된다.
동시에 상기 단자부(120)의 걸림공(123)이 센싱부(111) 가이드후크(117)의 끼움돌기(117a)에 자동 끼움 되면서 상기 단자부(120)는 상기 지지부(115)와 가이드후크(117) 사이에서 완전하게 고정되게 된다.
이때의 결합 상태가 도 5의 측단면도(a) 및 정단면도(b)와 같이 구성되며, 상기 본체부(110)에 결합된 단자부(120)는 센싱부(111)의 저면으로부터 일정높이(h) 상부에 위치한 상태가 된다.
이와 같이 센싱부(111)에 단자부(120)의 결합 고정이 완료되면, 상기 장착홈(122) 내부를 에폭시 수지로 몰딩(몰딩부(150))하여 액체감지센서의 제작을 완료한다.
이와 같이 제작된 액체감지센서는 도 8에서와 같이 배터리팩의 베이스 플레이트(170)에 고정 설치되는 고정부재(160)에 도 7과 같이 체결나사(161)를 통해 고정 결합된다.
이때의 상태가 도 8에서와 같이 센싱부(111)의 저면이 배터리팩의 베이스플레이트(170)와 일치하게 된다.
이와 같은 상태에서 누액이 발생되어 소정의 액체가 베이스 플레이트(170) 상부로 점차 차오르게 되고 일정 높이(h)에 다다르면, 상기 누액은 상기 본체부(110)의 개방부(118)를 통해 2개의 단자부(120)의 선단부에 접촉된다.
이때 상기 단자부(120)가 통전되면서 액체감지센서는 액체를 감지하게 되고, 감지된 누액감지신호는 전선(130)을 통해 미 도시된 배터리관리시스템(BMS)로 전송된다.
또한 본 발명은 외부와의 온도차에 의해 배터리팩 내부에서 이슬 또는 습기와 같은 수분이 발생되면, 발생된 수분이 센서부(111)의 바닥판부(114)를 타고 침투하게 되는 데, 이때 발생된 수분이 차단벽부(118)에 의한 표면장력에 의해 반대편 단자부(120)로 넘어가지 않게 된다.
따라서 2개의 단자부(120)가 통전되는 오작동이 방지된다.
이상에서와 같이 본 발명은 다수개의 배터리셀 모듈이 장착된 배터리팩 내부의 위치하여 저면으로부터 일정 높이 이상 액체가 차오르면 이를 감지하여 배터리관리시스템(BMS) 측으로 알려줌으로써, 발생된 액체에 의해 배터리셀이 쇼트되어 발생될 수 있는 화재를 미연에 방지하는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 외부와의 온도차에 의해서 발생되는 배터리팩 내부의 이슬 또는 습기에 의해 센서 자체가 오작동하는 문제점을 해결한다.
110: 본체부 111: 센싱부
112: 장착홈 113: 고정부
113a: 고정공 114: 바닥판부
115: 지지부 115a: 지지턱
116: 관통공 117: 가이드후크
117a: 끼움돌기 118: 개방부
119: 차단벽부 120: 단자부
121: 결합편 122: 걸림돌기
123: 걸림공 130: 전선
140: 저항소자 150: 몰딩부

Claims (4)

  1. 2개의 단자부(120)가 고정 장착되어 센싱을 수행하는 센싱부(111)와, 상기 센싱부(111)의 일측으로 형성되어 상기 센싱부(111)의 위치를 고정하여 주는 고정부(113)로 이루어진 본체부(110); 및
    2개의 전선(130) 단자에 저항소자(140)를 병렬 고정하고, 선단부가 상기 센싱부(111)의 저면 단부로부터 일정높이(h) 상부로 이격 설치되며 상기 센싱부(111)에 몰딩되는 단자부(120)를 포함하고,
    상기 센싱부(111)는,
    상기 단자부(120)가 삽입 장착된 후 수지로 몰딩되는 장착홈(112)과, 상기 장착홈(112)의 저면에 형성되는 바닥판부(114)와, 상기 바닥판부(114)의 상단으로 일정간격을 두고 수직 설치되어 삽입되는 2개의 단자부(120)를 각각 지지하는 2개의 지지부(115)와, 상기 지지부(115)의 하부 바닥판부(114)에 천공되어 상기 단자부(120)가 관통되도록 한 관통부(116)와, 상기 지지부(115)에 대향되게 설치되어 삽입되는 단자부(120)를 걸림 고정시켜 주는 가이드후크(117)와, 상기 센싱부(111)의 저면 사방으로 형성되어 액체의 유출입이 가능하도록 한 개방부(118)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센싱부(111)는 바닥판부(114)의 중앙에 상기 2개의 단자부(120)를 사이에 두고 돌출 형성되는 차단벽부(119)를 더 형성하여 된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 센싱부(111)는 상기 지지부(115)의 일측 양단에는 지지턱(115a)이 형성되고, 상기 가이드후크(117)의 상단에는 끼움돌기(117a)가 형성된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자부(120)는 전선(130)의 단자와 저항소자(140)의 단자를 함께 고정 결합하는 결합편(121)과, 단자부(120)의 삽입 시 센싱부(111)의 지지부(115)의 지지턱(115a)에 걸림 고정되는 걸림돌기(122)와, 상기 걸림돌기(122)의 걸림 고정 시 가이드후크(117)의 끼움돌기(117a)가 걸림 고정되는 걸림공(123)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리팩의 액체감지센서.
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