KR102390217B1 - 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 고용량의 배터리 팩을 수용하여 장착하는 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓에 관한 것으로, 다수개의 피스로 분할하되 분할된 일측 단부에는 가스켓 본체보다 낮아지는 단락부와 상기 단락부의 내측으로 퍼줄형 오목부를 각각 형성하고, 이와 연결되는 타측 단부에는 단락부와 결합되는 단입부와 퍼즐형 오목부에 결합되는 퍼즐형 볼록부를 연설하여 단락부와 단입부의 결합 및 퍼즐형 오목부와 퍼즐형 볼록부의 퍼즐식 결합으로 일체가 되게 연결하여서 됨을 특징으로 한다.

Description

전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓 {the gasket of the battery case for electromobile}

본 발명은 전기자동차의 고용량의 배터리 팩을 수용하여 장착하는 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 트레이와 상부덮개의 사이에 압착되어 실링되는 가스켓을 다수 피스로 분할하여 조립함으로써 가스켓의 제조를 용이하게 하고 생산성을 높일 수 있도록 한 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓에 관한 것이다.

전 세계적으로 화석연료의 고갈, 유가급등, 기후변화, 배출가스 규제 등으로, 자동차분야에서도 대체에너지원이 절실히 필요해 지고 있는 실정이며, 이에 대한 대안으로, 공해가 없고 고갈될 우려가 없는 동력원인 전기를 연료로 하는 전기 자동차의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

전기 자동차는 구동모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 구동모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 구동모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.

이와 같은 전기 자동차는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와 더불어, 상기 구동모터에 전력을 공급하는 축전수단으로서 배터리를 포함하는데, 예를 들면 니켈-수소, 리튬-폴리머 계열의 배터리들이 사용되고 있다.

이러한 배터리는 배터리 모듈 복수 개가 직렬 또는 병렬로 조합된 배터리 팩으로 구성되고, 배터리 팩을 운반을 용이하게 하면서 외부 충격으로 보호하고 물, 오일이 침투하지 못하도록 케이스에 수납된 상태에서 전기자동차에 탑재된다.

배터리 케이스는 배터리 팩을 내부에 수용하는 배터리 트레이와 배터리 트레이의 상부에 덮어 배터리 팩을 커버링하는 상부덮개와, 상기 배터리 트레이와 상부덮개의 사이에 압착되어 실링하는 가스켓을 포함하여 이루어진다.

상기 배터리 케이스는 차량의 제원에 따라 상이하지만 다수개의 배터리 셀로 이루어진 배터리 팩을 수용할 수 있도록 대형 크기를 가지고 있고 실링을 위한 가스켓은 주로 고무소재로서 배터리 트레이와 상부덮개의 테두리 부분과 일치하는 무한상의 단일체로 이루어진다.

이와 같이 종래의 가스켓은 배터리 케이스의 대형 크기에 대응하는 무한상의 단일체로 이루어지므로 고무소재의 가스켓을 성형하기 위한 대형의 금형과 가류기계등 설비 비용이 많이 들어가고 장소를 많이 차지할 뿐 아니라 대형의 가스켓을 성형하는 성형과정과 가류과정 등 제조시간이 오래 걸려 생산성이 저조하면서 단가가 높아 경제성이 불량한 등 여러 가지의 문제점이 있었다.
따라서, 가스켓을 분할하여 퍼즐식으로 연결하는 구조가 안출되어 상기한 종래의 문제점을 일부 개선하고 있으나, 이는 분할된 가스켓의 단부가 단순한 퍼즐식으로 연결되어 외측으로 당기는 힘에 의해 비교적 쉽게 분리되는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 배터리 트레이와 상부덮개의 사이에 압착되어 수밀을 보장하는 가스켓을 다수개로 분할 성형하여 퍼즐식으로 조립하여 일체로 조립할 수 있게 하되 조립시 걸림턱에 의해 걸리도록 구성하여 보다 견고한 결합을 함으로써 설비비용을 줄이고 생산성을 향상시켜 경쟁력을 높일 수 있는 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓을 제공하는 데 있다.

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본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 다수개의 피스로 분할하되 분할된 피스의 일측 단부에는 가스켓 본체보다 낮아지는 단락부와 상기 단락부의 내측으로 퍼줄형 오목부를 각각 형성하고, 이와 연결되는 타측 단부에는 단락부와 결합되는 단입부와 퍼즐형 오목부에 결합되는 퍼즐형 볼록부를 연설하여 단락부와 단입부의 결합 및 퍼즐형 오목부와 퍼즐형 볼록부의 퍼즐식 결합으로 일체가 되게 연결한 배터리 케이스의 가스켓에 있어서, 상기 퍼즐형 오목부는 단락부의 표면보다 더 깊게 형성하고, 퍼즐형 볼록부는 이에 대응하는 형태로 형성하여 결합시 퍼즐형 볼록부가 퍼즐형 오목부의 내측 걸림턱에 걸리도록 구성됨을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓을 제공한다.

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이와 같은 본 발명의 제조방법에 의거 제조되는 가스켓은 다수개로 분할되어 퍼즐식 이음을 이용한 연결로서 수밀 되도록 일체가 되게 조립하되 퍼즐형 오목부에 단락부의 표면보다 더 깊게 형성하여 퍼즐형 볼록부가 퍼즐형 오목부의 내측 걸림턱에 걸리도록 구성됨으로써 종래 단일체로 된 가스켓과 수밀기능은 동일하면서 제조가 용이하여 생산성이 높을 뿐 아니라 가스켓을 성형하기 위한 금형과 가류시설 등 각종 설비의 캐퍼시티가 작으므로 설비 비용이 적게 들어 경제성이 좋으며, 특히 걸림턱에 의한 걸림구조로서 결합력이 매우 우수하므로 결합된 상태에서 쉽게 분리되지 않는 장점이 있다.

도 1은 배터리 케이스의 전개 상태 예시도
도 2는 본 발명에 따른 분할된 가스켓의 연결부에 대한 분리 예시도
도 3은 본 발명에 따른 분할된 가스켓의 연결상태를 나타낸 사시도
도 4는 도 3의 평면도
도 5는 도 3의 "가-가" 선 단면도
도 6은 본 발명의 제조공정 블록도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓은, 배터리 팩을 수용하는 배터리 트레이(10)와 상기 배터리 트레이(10)의 상부에 덮어 배터리 팩을 커버링하는 상부덮개(20)의 사이에 게재되어 압착됨으로써 배터리 케이스의 수밀을 유지시키는 것으로, 고무소재로서 배터리 트레이(10)와 상부덮개(20)의 테두리에 대응하는 형태로서 단일체가 아닌 분할식으로 조립하여 제작을 용이하게 하는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 가스켓(100)은 다수개의 피스(50)(60)로 분할하되 분할된 피스(50)(60)의 일측 단부(50a)에는 가스켓(100) 본체보다 낮아지는 단락부(11)와 상기 단락부(11)의 내측으로 퍼즐형 오목부(12)를 각각 형성하고, 이와 연결되는 타측 단부(60a)에는 단락부(11)와 결합되는 단입부(13)와 퍼즐형 오목부(12)에 결합되는 퍼즐형 볼록부(14)를 연설하여 단락부(11)와 단입부(13)의 결합 및 퍼즐형 오목부(12)와 퍼즐형 볼록부(14)의 퍼즐식 결합으로 일체가 되게 연결된다.

여기서, 퍼즐형 오목부(12)는 단락부(11)의 표면보다 더 깊게 형성하고, 퍼즐형 볼록부(14)는 이에 대응하는 형태로 형성하여 결합시 퍼즐형 볼록부(14)가 퍼즐형 오목부(12)의 내측 걸림턱(15)에 걸리도록 구성되는 것에 특징이 있다.

상기 가스켓(100)은 다수개의 피스(50)(60)로 분할될 수 있는 데, 도 1의 실시예와 같이 양측의 ㄷ 자 형태와 중간의 직선 형태로 분할하여 결합할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 또 크기에 따라 더 많은 피스(50)(60)로 분할될 수 있으며, 분할에 따른 효율성과 작업성, 조립성, 또, 세분화된 금형 설비 등 여러가지 요인을 분석하여 효율적인 방향으로 선택하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 분할된 가스켓(100)을 연결할 때에는 일측단부의 퍼즐형 볼록부(14)를 결합할 타측 단부(60a)의 퍼즐형 오목부(12)에 결합하게 되면 도 3에 도시된 바와 같이 이들은 퍼즐식으로 결합이 이루어지고 이와 함께 단락부(11)와 단입부(13)도 적층되므로 연결부는 퍼즐식 결합으로 서로 연결된다.

따라서, 분할된 단부는 1차적으로 단입부(13)와 단락부(11)의 적층결합으로 일체가 되고 또 퍼즐형 오목부(12)와 퍼즐형 볼록부(14)의 퍼즐식 결합으로 2차 결합이 이루어져 수밀 기능이 확실해 지는 데 이와 같은 결합과정에서 실리콘, 에폭시, 고무접착제 등과 같은 방수성 접착제를 동시에 사용하여 접착할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예로서 퍼즐형 오목부(12)의 깊이를 단락부(11)의 표면보다 더 깊게 형성하고, 이와 결합되는 퍼즐형 볼록부(14)는 깊게 형성한 퍼즐형 오목부(12)에 긴밀히 결합될 수 있는 형태로 형성하여 결합시 퍼즐형 볼록부(14)가 퍼즐형 오목부(12)의 내측 걸림턱(15)에 걸리도록 구성하게 되면 퍼즐형 볼록부(14)가 퍼즐형 오목부(12)에 삽입된 상태에서 걸림턱(15)에 걸려 수평방향으로 분리되지 아니하므로 더욱 튼튼한 결합이 이루어지고 또한, 퍼즐형 오목부(12)와 퍼즐형 볼록부(14)의 깊은 결합으로 수밀이 더욱 확실하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 본 발명의 실시 예에서는 가스켓(100)의 연결 단부에 형성된 퍼즐형 오목부(12)와 볼록부(14)가 마름모꼴로 형성된 것으로 설명되었으나 반드시 이에 한정되지 않고 그 외 퍼즐식으로 연결할 수 있는 원형이나 삼각형상 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.

이와 같은 다른 실시 예에 따른 구성과 작용효과는 전기한 실시예와 같으므로 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제조방법에 대한 공정 블록도이다.

블록도에서 도시된 바와 같이 본 발명의 제조방법은 먼저, 가스켓으로 사용시 수밀기능을 충분히 발휘할 수 있는 물성을 구비한 고무원재료를 약 15∼25℃ 온도와 70% 이내의 습도의 일정한 조건에서 숙성하는 원재료 준비 공정(S100), 가스켓을 여러 개의 피스로 분할하여 퍼즐식 오목부와 퍼즐식 볼록부를 각인한 분할금형을 준비하는 분할금형 준비공정(S200), 분할된 각각의 금형에 원재료를 투입하여 가스켓의 형상으로 1차 가류하여 성형하는 성형공정(S300), 성형된 제품에서 버(BURR)를 제거하는 BURR제거공정(S400), 성형공정에서 성형된 분할된 가스켓을 퍼즐식 오목부와 퍼즐식 볼록부의 퍼즐식 결합으로 접합하여 일체로 연결하는 접합공정(S500), 일체로 접합되어 연결된 가스켓을 2차 가류하여 완성하는 2차 가류공정(S600)으로 이루어진다.

여기서 2차 가류공정(S600)은 소재의 물성이나 형태 등 조건에 따라 생략할 수 도 있다.

이같은 제조공정의 핵심은 가스켓을 퍼즐식 결합부를 각인한 분할 금형에 의해 다수개로 분할 성형하여 이를 퍼즐식 결합으로 접합 연결함으로써 단일화된 가스켓을 제조하는 데 있다.

일반적으로 배터리 가스켓은 전체롤 한 개의 금형에서 단일체로 성형하여 제조하므로 금형의 크기가 커서 설비 비용이 과다하게 소요되며 설치 공간도 많이 필요하며 생산성이 저조하고 단가도 높은 단점이 있으나 상기와 같은 본 발명의 제조방법에 따르면 분할된 적은 크기로 각각의 소형금형에 의해 성형하여 일체로 접합연결함으로써 제조하므로 종래의 단점을 해소하는 효과가 있다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10 : 배터리 트레이 11 : 단락부 20 : 오목부 13 : 단입부 14 : 볼록부 15 : 걸림턱 20 : 상부덮개 50, 60 : 피스 50a : 일측 단부 60a : 타측 단부 100 : 가스켓 S100 : 원재료 준비공정 S200 : 분할금형 준비공정 S300 : 성형공정 S400 : BURR제거공정 S500 : 접합공정 S600 : 2차 가류공정

Claims (3)

1. 다수개의 피스(50)(60)로 분할하되 분할된 피스(50)(60)의 일측 단부(50a)에는 가스켓(100) 본체보다 낮아지는 단락부(11)와 상기 단락부(11)의 내측으로 퍼줄형 오목부(12)를 각각 형성하고, 이와 연결되는 타측 단부(60a)에는 단락부(11)와 결합되는 단입부(13)와 퍼즐형 오목부(12)에 결합되는 퍼즐형 볼록부(14)를 연설하여 단락부(11)와 단입부(13)의 결합 및 퍼즐형 오목부(12)와 퍼즐형 볼록부(14)의 퍼즐식 결합으로 일체가 되게 연결한 배터리 케이의 가스켓에 있어서, 상기 퍼즐형 오목부(12)는 단락부(11)의 표면보다 더 깊게 형성하고, 퍼즐형 볼록부(14)는 이에 대응하는 형태로 형성하여 결합시 퍼즐형 볼록부(14)가 퍼즐형 오목부(12)의 내측 걸림턱(15)에 걸리도록 구성됨을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 케이스의 가스켓.
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