KR102078421B1 - 자동차 배터리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 가진 자동차 배터리에 관한 것으로, 상기 또는 각 배터리 모듈(10)은 배터리 모듈 벽(12)들에 의해 한정되는 복수의 배터리 셀(11)을 포함하고, 상기 또는 각 배터리 모듈(10)은 서로 반대편에 있는 두 배터리 모듈 벽(12)들을 통하여 배터리 하우징의 벽(14)들에 또는 차체 구조물의 벽들에 고정되며, 각 배터리 모듈을 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 벽(14)들에 고정하는 데 이용되는 배터리 모듈 벽들과, 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 각각의 벽(14) 사이에 각각 하나의 변형 요소(15)가 위치하며, 상기 변형 요소는 배터리 하우징 또는 차체 구조물에 각 배터리 모듈을 간접적으로 고정하는 역할을 한다.

Description

자동차 배터리{MOTOR VEHICLE BATTERY}
본 발명은, 청구항 제1항의 전제부에서 청구된 바와 같은 자동차 배터리에 관한 것이다.
당업계에 공지되어 있는, 예컨대 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차 내의 축전지 또는 트랙션 배터리들로서 이용되는 자동차 배터리들은, 통상적으로 복수의 배터리 모듈을 가지고 있으며, 각 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀을 포함한다.
공지된 자동차 배터리들의 배터리 모듈들은, 배터리 셀들 및 그와 더불어 각 배터리 모듈을 한정하는 배터리 모듈 벽들을 통해, 자동차의 배터리 하우징의 벽들 또는 차체 구조물의 벽들에 고정된다. 예컨대 후미 추돌 사고 시 큰 힘이 자동차 배터리에, 즉 자동차 배터리의 배터리 모듈에 가해지면, 배터리 모듈 또는 배터리 모듈의 배터리 셀들은 손상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 과제는 새로운 유형의 자동차 배터리를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 자동차 배터리에 의해 해결된다. 본 발명의 범주에서, 각 배터리 모듈을 배터리 하우징의 벽들 또는 차체 구조물의 벽들에 고정하는 데 이용되는 각각의 배터리 모듈의 배터리 모듈 벽들과, 배터리 하우징의 각 벽 또는 차체 구조물의 각 벽의 사이에 각각 하나의 변형 요소가 위치하고, 상기 변형 요소는 배터리 하우징 또는 차체 구조물에 각 배터리 모듈을 간접적으로 고정하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 자동차 배터리의 경우, 예컨대 교통사고 발생 시 배터리 모듈들 또는 배터리 모듈들의 배터리 셀들이 손상으로부터 보호되도록, 각 배터리 모듈은 변형 요소들을 통하여 간접적으로 배터리 하우징의 벽들 또는 차체 구조물의 벽들에 고정된다. 변형 요소들은 힘 및 모멘트를 흡수할 수 있으므로, 배터리 모듈들 또는 배터리 셀들을 허용될 수 없을 정도의 큰 하중으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 개선예에 따르면, 각 변형 요소가 바닥 벽 및 측면 에지들을 구비하여 단면이 보울형 또는 U자형으로 형성되고, 각 변형 요소의 바닥 벽은 배터리 하우징의 각 벽 또는 차체 구조물의 각 벽에 맞물리며, 각 변형 요소의 바닥 벽과 각 배터리 모듈 벽 사이에 간격이 형성되도록 각 변형 요소의 측면 에지들이 각 배터리 모듈 벽에 맞물린다. 변형 요소들의 이러한 설계는 간단하며, 큰 하중의 신뢰성 있는 흡수를 가능케 한다.
각 변형 요소의 바닥 벽은 배터리 하우징의 각 벽 또는 차체 구조물의 각 벽에 분리될 수 있게 부착되는 반면에, 각 변형 요소의 측면 에지들은 각 배터리 모듈의 각 배터리 모듈 벽에 분리될 수 없게 고정되는 것이 바람직하다. 그럼으로써 자동차 배터리의 배터리 모듈들이 간단하게 배터리 하우징의 벽들 또는 차체 구조물의 벽들로부터 분리될 수 있거나 이들 벽에 장착될 수 있는 점이 보장된다.
본 발명의 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 변형 요소들이 자동차의 길이방향에 대하여 횡 방향으로 연장된다. 변형 요소들의 이러한 연장은 교통사고의 발생 시에 작용하는 힘들을 흡수하는데 특히 바람직하다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항들과 하기의 상세한 설명을 참조한다. 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명할 것이나, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 배터리의 배터리 모듈의 사시도이다.
도 2는 배터리 하우징의 벽과 함께 도 1의 배터리 모듈의 부분 측면도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈이 도 2에 비해 90°회전된 모습의 측면도이다.
도 4는 자동차 배터리의 사시도이다.
본 발명은, 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차에서의 트랙션 배터리 또는 축전지로서 이용되는 자동차 배터리에 관한 것이다. 자동차 배터리는 자동차의 전기 기기가 모터로 작동될 때에는 더욱 강력하게 방전될 수 있고, 발전기로 작동될 때에는 더욱 강력하게 충전될 수 있다.
자동차 배터리는 복수의 배터리 모듈(10)을 가지는 것이 바람직하다. 도 1 내지 도 3은 이러한 배터리 모듈(10)의 서로 다른 도면을 도시하고 있다.
배터리 모듈(10)은 스택의 형태로 앞뒤로 나란히 또는 옆으로 나란히 배치된 복수의 배터리 셀(11)을 가진다.
배터리 셀(11)들로 구성된 이러한 스택의 측벽들에 대하여 평행하게, 그리고 그에 따라 배터리 모듈(10)의 측벽들에 인접하여 배터리 모듈(10)의 모듈 벽(12 및 13)들이 배치되거나 형성되며, 상기 모듈 벽들은 배터리 셀(11)들 및 그와 더불어 배터리 모듈(10)의 경계를 정한다.
제1 배터리 모듈 벽(12)들은 각 배터리 모듈(10)의 서로 반대편에 있는 두 면 상에서 연장되는데, 상기 제1 배터리 모듈 벽(12)들은, 자동차 배터리가 자동차에 장착된 상태에서, 자동차의 길이방향에 대하여 횡 방향으로 연장된다.
제2 배터리 모듈 벽(13)들은, 각 배터리 모듈(10)의 서로 반대편에 있는 다른 두 면 상에서, 즉 자동차 배터리의 장착 상태에서 배터리 모듈 벽들이 자동차의 길이방향으로 연장되는 방식으로, 연장된다.
자동차 배터리의 배터리 모듈(10)들은 배터리 하우징의 벽(14)들에 또는 자동차의 차체 구조물의 벽에 고정된다. 상기 벽(14)들(이들 벽 중에서 단 하나만이 도 2에 도시되어 있음)은 자동차 배터리의 설치 상태에서 자동차의 길이방향에 대하여 횡 방향으로 연장되는 배터리 모듈 벽(12)들에 평행하게 연장되며, 이때 배터리 모듈(10)들의 배터리 모듈 벽(12)들은 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 벽(14)들에 직접 고정되지 않고 변형 요소(15)를 통하여 간접적으로 고정된다.
각 변형 요소(15)는 바닥 벽(16)과 측면 에지(17)들을 구비하여 단면이 보울형 또는 U자형으로 형성된다. 각 변형 요소(15)의 바닥 벽(16)은 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 각 벽(14)에 맞물린다.
대조적으로 각 변형 요소(15)의 측면 에지(17)들은, 각 변형 요소(15)의 바닥 벽(16)과 각 배터리 모듈 벽(12) 사이에 간격(18)(도 2 참조)이 형성되도록 각 배터리 모듈 벽(12)에 맞물린다.
상기 간격(18)은 교통사고의 발생 시 자동차 배터리 또는 이 자동차 배터리의 배터리 모듈(10)들에 큰 힘이 작용할 때, 변형 요소(15)를 변형시키기 위한 변형간격으로서 이용될 수 있다. 이 경우, 각 배터리 모듈(10)의 배터리 셀(11)들을 손상으로부터 보호하기 위하여 각 변형 요소(15)에 의해 힘 및 모멘트 또는 운동에너지가 흡수될 수 있다.
각 변형 요소(15)의 바닥 벽(16)은 배터리 하우징의 각 벽(14) 또는 차체 구조물의 벽에 분리될 수 있게, 즉 도시된 실시예에서는, 고정 볼트(19)들에 의하여 부착된다.
대조적으로, 변형 요소(15)의 측면 에지(17)들은, 각 배터리 모듈(10)의 배터리 모듈 벽(12) 각각에 분리될 수 없게 특히 용접에 의하여 연결된다.
이로써, 각 배터리 모듈(10)은 변형 요소(15)를 통하여 간단하게 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 벽(14)들에 장착될 수 있고, 이들 벽으로부터 분리될 수 있다.
충돌 시 각 변형 요소(15)에 의해 제공되는 변형 포텐셜이 도 2에서, 변형 요소(15)의 바닥 벽(16)과 배터리 모듈 벽(12) 사이 또는 고정 볼트(19)와 각 배터리 모듈(10)의 배터리 모듈 벽(12) 사이의 간격에 실질적으로 해당되는 치수(A)로 도시되어 있다.
도 2에서, 충돌 시 자동차 배터리의 도시된 배터리 모듈(10)에 작용하는 힘들은 화살표(20)로 도시되어 있다. 화살표(21)는 정상적인 작동 중에, 예컨대 주행 중에, 자동차 배터리의 배터리 모듈(10)들에 작용하는 힘을 도시한 것이다.
도 2로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이 배터리 모듈 벽(13)들은, 스택 형태로 앞뒤로 나란히 또는 옆으로 나란히 배치된, 각 배터리 모듈(10)의 모든 배터리 셀(11)에 걸쳐서 자동차의 길이방향으로 연장되는 리브(22)들을 가지며, 상기 배터리 셀들이 신뢰성 있게 안내되고 수용되도록 하기 위해 서로 반대편에 있는 두 배터리 모듈 벽(13)에 형성된 상기 리브(22)들에 의하여 개별 배터리 셀(11)들이 각 배터리 모듈(10)에 대해 가압될 수 있다.
도 4는 부분적으로 개방된 자동차 배터리의 사시도를 도시하고 있다. 자동차 배터리는, 복수의 배터리 모듈(10), 즉 도시된 실시예에서는 각각 네 개의 배터리 모듈(10)로 이루어지고 상하로 배치된 두 층이 수용되어 있는 하우징(23)을 포함하고 있다. 각 배터리 모듈(10)은 복수의 개별 배터리 셀(11)을 가지고 있다. 각각 복수의 배터리 모듈(10)로 이루어진 두 층은 배터리 하우징(23) 내에 수용되며, 배터리 하우징(23)은 도시된 실시예에서 내부 하우징(24)과 외부 하우징(25)으로 형성되어 있다. 외부 하우징(25)은 경우에 따라 생략될 수도 있는데, 이 경우 하우징(23)은 내부 하우징(24)으로만 형성된다.
도 4의 실시예에서, 자동차 배터리의 개별 배터리 모듈(10)들은 배터리 하우징(23)의, 즉 배터리 하우징(23)의 내부 하우징(24)의 하우징 벽(14)들에 고정되며, 변형 요소(15)에 의해 개별 배터리 모듈(10)들이 간접적으로 고정되어 있는 상기 하우징 벽(14)들은 자동차 배터리의 설치 상태에서 자동차의 길이방향에 대하여 횡 방향으로 연장된다. 상기 하우징 벽들(14)과 함께, 각각 자동차의 길이방향으로 연장되는 추가의 하우징 벽들(26)이 배터리 하우징(23), 구체적으로는 상기 배터리 하우징의 내부 하우징(24)을 형성한다.

Claims (8)

  1. 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 가진 자동차 배터리이며, 상기 배터리 모듈(10) 또는 각 배터리 모듈(10)은 배터리 모듈 벽(12)들에 의해 한정되는 복수의 배터리 셀(11)들을 포함하고, 상기 배터리 모듈(10) 또는 각 배터리 모듈(10)은 서로 반대편에 있는 두 배터리 모듈 벽(12)들을 통하여 배터리 하우징의 벽(14)들에 또는 차체 구조물의 벽들에 고정되는, 자동차 배터리에 있어서,
    각 배터리 모듈이 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 벽(14)들에 고정되는 데 이용되는 배터리 모듈 벽(12)들과, 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 각각의 벽(14) 사이에 각각 하나의 변형 요소(15)가 위치하고, 상기 변형 요소는 배터리 하우징 또는 차체 구조물에 각 배터리 모듈을 간접적으로 고정하는 역할을 하고,
    각 변형 요소(15)는 바닥 벽(16) 및 측면 에지(17)들과 함께 단면이 보울형 또는 U자형으로 형성되며, 각 변형 요소(15)의 바닥 벽은 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 각 벽(14)에 맞물리며, 각 변형 요소(15)의 바닥 벽(16)과 각 배터리 모듈 벽(12) 사이에 간격(18)이 형성되도록 각 변형 요소(15)의 측면 에지들이 각 배터리 모듈 벽(12)에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 자동차 배터리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 각 변형 요소(15)의 바닥 벽(16)은 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 각 벽(14)에 분리될 수 있게 부착되는 것을 특징으로 하는, 자동차 배터리.
  4. 제3항에 있어서, 각 변형 요소(15)의 바닥 벽(16)은 볼트(19)에 의해 배터리 하우징 또는 차체 구조물의 각 벽(14)에 부착되는 것을 특징으로 하는, 자동차 배터리.
  5. 제1항, 제3항, 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각 변형 요소(15)의 측면 에지(17)들은 각 배터리 모듈(10)의 각 배터리 모듈 벽(12)에 분리될 수 없게 고정되는 것을 특징으로 하는, 자동차 배터리.
  6. 제5항에 있어서, 각 변형 요소(15)의 측면 에지(17)들은 각 배터리 모듈(10)의 각 배터리 모듈 벽(12)에 용접되는 것을 특징으로 하는, 자동차 배터리.
  7. 제1항, 제3항, 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 변형 요소(15)들은 자동차의 길이방향에 대하여 횡 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는, 자동차 배터리.
  8. 제1항, 제3항, 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자동차 배터리는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 트랙션 배터리의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차 배터리.
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