KR102497916B1 - 슈퍼커패시터 패키징 구조 - Google Patents
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Abstract
슈퍼커패시터를 위한 패키징 구조가 개시된다. 본 발명에 따르면, 상부케이스; 상부케이스와 체결되어 슈퍼커패시터 모듈을 내부에 수용하는 케이스 구조를 형성하는 하부케이스; 상부케이스와 슈퍼커패시터 모듈 사이에 체결되는 제1모듈브라켓; 및 하부케이스와 슈퍼커패시터 모듈 사이에 체결되는 제2모듈브라켓;을 포함하되, 상부케이스는, 상부케이스상면; 상부케이스상면의 일 측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제1측면; 및 상부케이스제1측면과 대응되게, 상부케이스상면의 반대 측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제1측면;을 포함하고, 하부케이스는, 하부케이스저면; 하부케이스저면의 전단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스전면; 및 하부케이스저면의 후단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스후면;을 포함하는 패키징 구조가 제공된다.
Description
본 발명은 슈퍼커패시터를 위한 패키징 구조에 관한 것이다.
축전용량이 매우 큰 커패시터의 일종으로 슈퍼커패시터(Supercapacitor)가 알려져 있다. 초고용량 커패시터, 울트라커패시터(Ultracapacitor) 등으로도 불리는 슈퍼커패시터는 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다. 이에 따라 슈퍼커패시터는 급속 충방전이 가능하고 높은 충방전 효율을 가져 리튬이온전지로 대별되는 배터리를 대체하거나 보완하는 수단으로 활용되고 있다. 또한 최근 슈퍼커패시터는 높은 에너지 밀도와 안전성을 바탕으로 전기차 분야에서의 활용도 함께 모색되고 있다. 일 예로 등록특허 제10-1372506호는 배터리와 슈퍼커패시터를 병용하는 하이브리드형 전기자동차의 전력 운용방법을 제안한 바 있다.
전기차의 실용화에 따라 리튬이온전지 등의 배터리는 원통형, 각형, 파우치형 등 다양한 패키징 방법이 개발되어 사용 중에 있다. 다만 슈퍼커패시터는 관련된 패키징 기술의 개발이 아직 미진한 상태이다. 특히 전기차 등 이동체에 장착되는 슈퍼커패시터는 진동이나 충격에 노출되게 되고, 이에 대한 효과적인 대응방법이 요구된다. 지속적인 진동은 슈퍼커패시터 모듈의 고정력을 약화시켜 화재 발생의 위험을 야기할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 슈퍼커패시터 모듈에 가해지는 진동이나 충격을 효과적으로 완충시킬 수 있고, 고정력 약화에 따른 화재 발생의 위험성을 저감할 수 있는 슈퍼커패시터 패키징 구조를 제공하고자 한다.
다만 본 발명의 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제들은 반드시 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상부케이스; 상기 상부케이스와 체결되어 슈퍼커패시터 모듈을 내부에 수용하는 케이스 구조를 형성하는 하부케이스; 상기 상부케이스와 상기 슈퍼커패시터 모듈 사이에 체결되는 제1모듈브라켓; 및 상기 하부케이스와 상기 슈퍼커패시터 모듈 사이에 체결되는 제2모듈브라켓;을 포함하되, 상기 상부케이스는, 상부케이스상면; 상기 상부케이스상면의 일 측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제1측면; 및 상기 상부케이스제1측면과 대응되게, 상기 상부케이스상면의 반대 측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제1측면;을 포함하고, 상기 하부케이스는, 하부케이스저면; 상기 하부케이스저면의 전단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스전면; 및 상기 하부케이스저면의 후단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스후면;을 포함하는 슈퍼커패시터 패키징 구조가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 슈퍼커패시터 패키징 구조는 상부케이스가 상부케이스상면, 상부케이스제1측면 및 상부케이스제2측면으로 구성되고, 하부케이스가 하부케이스저면, 하부케이스전면 및 하부케이스후면으로 구성되어, 상부케이스 및 하부케이스가 각각 좌우 또는 전후방향의 진동이나 충격을 보다 효과적으로 완충시킬 수 있다. 또한 이를 통해 고정력 약화에 따른 슈퍼커패시터 모듈의 파손이나, 화재 발생의 위험성을 저감시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 슈퍼커패시터 패키징 구조는 슈퍼커패시터 모듈 외부의 케이스 구조를 상하로 분할된 상부케이스 및 하부케이스로 단순화시키고, 상부케이스제1측면 및 상부케이스제2측면이나, 하부케이스전면 및 하부케이스후면에 경사각을 두어, 슈퍼커패시터 모듈 외부의 케이스 구조를 보다 쉽게 조립 제작할 수 있다. 이는 자동화 조립라인의 구축 또한 용이하게 하는 측면이 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 슈퍼커패시터 패키징 구조는 제1모듈브라켓을 상부케이스의 하부영역에 배치하고, 제2모듈브라켓을 하부케이스의 상부영역에 배치하여, 상기와 같은 분할 방식에도 불구하고 상부케이스 및 하부케이스를 견고하게 고정 지지할 수 있다. 또한 제1, 2모듈브라켓에 형성된 인입홈은 탄성발포체를 슈퍼커패시터 모듈 등에 보다 긴밀하게 밀착시키고, 상부 및 하부공간 사이의 공기의 유통경로를 제공해 케이스 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 한다.
다만 본 발명의 실시예들을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과들은 반드시 상기에서 언급한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 효과들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼커패시터 패키징 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1모듈브라켓의 확대도이다.
도 3은 도 1에 표시된 Ⅰ-Ⅰ'선의 단면도이다.
도 4는 도 1에 표시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1모듈브라켓의 확대도이다.
도 3은 도 1에 표시된 Ⅰ-Ⅰ'선의 단면도이다.
도 4는 도 1에 표시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조해 설명한다. 이하의 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공될 수 있다. 다만 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이고 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명의 기술적 요지를 불분명하게 하거나 공지된 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼커패시터 패키징 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 슈퍼커패시터 패키징 구조(이하, 패키징 구조(100))는 슈퍼커패시터 모듈(110), 슈퍼커패시터 모듈(110)을 내부에 수용하도록 케이스 구조를 형성하는 상부케이스(120) 및 하부케이스(130), 상부케이스(120)와 슈퍼커패시터 모듈(110) 간을 고정하는 제1모듈브라켓(140), 하부케이스(130)와 슈퍼커패시터 모듈(110) 간을 고정하는 제2모듈브라켓(150)을 포함할 수 있다.
전체적으로, 본 실시예의 패키징 구조(100)는 상, 하부케이스(120, 130)가 슈퍼커패시터 모듈(110)을 수용하기 위한 공간을 형성하고, 제1, 2모듈브라켓(140, 150)이 슈퍼커패시터 모듈(110)과 상, 하부케이스(120, 130) 간을 고정해 진동 등에 대응할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기서 본 실시예의 패키징 구조(100)는 상, 하부케이스(120, 130)의 분할 구조, 제1, 2모듈브라켓(140, 150)의 특유한 형태 등을 통해 진동 등에 보다 효과적으로 대응하는데 하나의 특징을 둔다.
이하 상기의 각 구성들에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
먼저 본 실시예의 패키징 구조(100)는 상부케이스(120)를 포함할 수 있다.
상부케이스(120)는 소정 형상을 갖는 판형 부재로 이뤄질 수 있다. 상부케이스(120)는 전, 후면 및 저면이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상부케이스(120)는 슈퍼커패시터 모듈(110)이 수용되는 수용공간의 좌, 우측면 및 상면을 형성할 수 있다.
구체적으로, 상부케이스(120)는 상부케이스상면(121), 상부케이스상면(121)의 제1측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제1측면(122), 상부케이스제1측면(122)과 대응되도록 반대측의 제2측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제2측면(123)을 포함할 수 있다. 상부케이스상면(121), 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)은 대략 하측을 향해 개방된 'ㄷ'자형의 단면을 형성하며 전후방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게 상부케이스상면(121), 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)은 하나의 판형 부재를 각 접선에서 절곡해 성형함으로써 제작될 수 있다.
상부케이스(120)는 슈퍼커패시터 모듈(110)을 외부 충격 등으로부터 적절히 보호할 수 있도록 소정의 강성 및 탄성을 가진 재질이나 구조로 이뤄질 수 있다. 예컨대 상부케이스(120)는 알루미늄, 스틸, 복합소재시트 중 어느 하나 이상을 재질로 포함할 수 있고, 바람직하게는 복수의 재질을 적층해 형성될 수 있다.
필요에 따라 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)은 상부케이스상면(121)로부터 바깥쪽으로 소정 정도 벌어지게 연장 형성될 수 있다. 즉, 상부케이스제1측면(122)는 상부케이스상면(121)에 수직한 방향에 대해, 상부케이스제2측면(123)의 반대측으로 약간의 경사각(S1)을 이루며 연장 형성될 수 있고, 이와 유사하게, 상부케이스제2측면(123)은 상부케이스상면(121)에 수직한 방향에 대해, 상부케이스제1측면(122)의 반대측으로 약간의 경사각(S1)을 이루며 연장 형성될 수 있다. 상기의 경사각(S1)은 상부케이스(120) 및 하부케이스(130) 간의 조립 편의성을 제공할 수 있다. 한편 상기의 경사각(S1)은 후술할 제1모듈브라켓(140)과의 조립에 따른 상부케이스제1측면(122) 등의 탄성 변형에 의해 적절히 제거될 수 있다.
한편 본 실시예의 패키징 구조(100)는 하부케이스(130)를 포함할 수 있다.
하부케이스(130)는 상부케이스(120)와 대응되도록 소정 형상을 갖는 판형 부재로 이뤄질 수 있다. 하부케이스(130)는 좌우 측면 및 상면이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 하부케이스(130)는 슈퍼커패시터 모듈(110)이 수용되는 수용공간의 전, 후면 및 저면을 형성할 수 있다.
구체적으로, 하부케이스(130)는 하부케이스저면(131), 하부케이스저면(131)의 전단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스전면(132), 하부케이스전면(132)과 대응되도록 하부케이스저면(131)의 후단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스후면(133)을 포함할 수 있다. 하부케이스저면(131), 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)은 대략 상측을 향해 개방된 'ㄷ'자형의 단면을 형성하며 좌우방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게 하부케이스저면(131), 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)은 하나의 판형 부재를 각 접선에서 절곡해 성형함으로써 제작될 수 있다.
전술한 상부케이스(120)의 경우와 유사하게, 하부케이스(130)는 슈퍼커패시터 모듈(110)을 외부 충격 등으로부터 적절히 보호할 수 있도록 소정의 강성 및 탄성을 가진 재질이나 구조로 이뤄질 수 있다. 예컨대 하부케이스(130)는 알루미늄, 스틸, 복합소재 시트 중 어느 하나 이상을 재질로 포함할 수 있고, 바람직하게는 복수의 재질을 적층해 형성될 수 있다.
또한 전술한 상부케이스(120)의 경우와 유사하게, 필요에 따라 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)은 하부케이스저면(131)으로부터 바깥쪽으로 소정 정도 벌어지게 연장 형성될 수 있다. 즉, 하부케이스전면(132)은 하부케이스저면(131)에 수직한 방향에 대해, 하부케이스후면(133)의 반대측으로 약간의 경사각(S2)을 이루며 연장 형성될 수 있고, 이와 유사하게, 하부케이스후면(133)은 하부케이스저면(131)에 수직한 방향에 대해, 하부케이스전면(132)의 반대측으로 약간의 경사각(S2)을 이루며 연장 형성될 수 있다. 이는 전술한 상부케이스(120)와 유사한 취지이다.
상기와 같은 상부케이스(120) 및 하부케이스(130)는 그 구조 및 형상을 통해 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전후 또는 좌우방향 진동을 보다 효과적으로 지지할 수 있다. 즉, 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)이 일체로 형성된 상부케이스(120)는 슈퍼커패시터 모듈(110)의 좌우방향 진동을 효과적으로 지지할 수 있고, 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)이 일체로 형성된 하부케이스(130)는 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전후방향 진동을 효과적으로 지지할 수 있다.
한편 본 실시예의 패키징 구조(100)는 제1모듈브라켓(140)을 포함할 수 있다.
제1모듈브라켓(140)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 좌우 측면에 체결될 수 있다. 또한 제1모듈브라켓(140)은 상부케이스제1측면(122) 또는 상부케이스제2측면(123)과 체결될 수 있다. 이에 의해 제1모듈브라켓(140)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 각 측면이 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
제1모듈브라켓(140)은 대체로 소정의 횡단면을 갖고 전후로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 바람직하게 제1모듈브라켓(140)은 슈퍼커패시터 모듈(110) 측면 길이의 절반 이상으로 연장 형성될 수 있고, 보다 바람직하게는 슈퍼커패시터 모듈(110) 측면 길이의 70~90%에 대응되도록 연장 형성될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 제1모듈브라켓의 확대도이다.
도 2를 참조하면, 제1모듈브라켓(140)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 결합되는 상부결합플랜지(141), 상부연장부(142)를 통해 상부결합플랜지(141)로부터 하측으로 연장 형성되는 케이스접합부(143), 케이스접합부(143)로부터 하측으로 연장 형성되어 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 결합되는 하부결합플랜지(145)를 포함할 수 있다. 제1모듈브라켓(140)은 대략 상부결합플랜지(141), 케이스접합부(143) 및 하부결합플랜지(145)가 형성하는 소정의 횡단면 형상을 갖고, 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면을 따라 전후로 연장 형성될 수 있다.
상부결합플랜지(141)는 소정의 결합수단을 통해 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 결합될 수 있다. 예컨대 상부결합플랜지(141)는 볼트, 용접, 기계적 결합 등을 통해 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 결합될 수 있다. 또는 상부결합플랜지(141)는 필요에 따라 일부 또는 전부가 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 일체화될 수 있다.
케이스접합부(143)는 상부연장부(142)를 통해 상부결합플랜지(141)로부터 연장 형성될 수 있다. 상부연장부(142)는 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면으로부터 이격되는 방향으로 소정 폭 연장 형성될 수 있고, 케이스접합부(143)는 다시 상부연장부(142)의 단부에 하측으로 소정 길이 연장 형성될 수 있다. 케이스접합부(143)는 제1모듈브라켓(140)과의 체결을 위해 대체로 수직방향의 평면을 이루며 연장 형성될 수 있다.
케이스접합부(143)는 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면과 소정의 이격공간(E1)을 갖고 이격 배치될 수 있다. 이에 따라 케이스접합부(143) 내지 이에 체결된 상부케이스(120)는 외부로부터 슈퍼커패시터 모듈(110)로 전달되는 진동, 하중 등을 완충시킬 수 있다. 한편 이격공간(E1)에는 후술할 바와 같이 탄성발포체(148)가 부가될 수 있다.
케이스접합부(143)는 상부케이스제1측면(122) 또는 상부케이스제2측면(123)과 체결될 수 있다. 바람직하게 케이스접합부(143)는 후술할 바와 같이 체결볼트(148a)를 통해 상부케이스제1측면(122) 또는 상부케이스제2측면(123)과 체결될 수 있고, 이를 위해 케이스접합부(143)에는 체결홀(146)이 형성될 수 있다. 체결홀(146)은 케이스접합부(143)를 횡방향으로 관통하도록 형성될 수 있고, 케이스접합부(143)의 길이방향(전후)을 따라 복수개가 이격 배치될 수 있다.
필요에 따라 케이스접합부(143)에는 복수의 인입홈(147)이 부가될 수 있다. 인입홈(147)은 케이스접합부(143)가 슈퍼커패시터 모듈(110)을 향해 소정 정도 오목하게 인입되어 형성될 수 있다. 또한 인입홈(147)은 소정 폭을 갖고 케이스접합부(143)의 상단에서 하단에 이르도록 상하로 연장 형성될 수 있다. 이러한 인입홈(147)은 상부결합플랜지(141)가 배치된 상부공간과 하부결합플랜지(145)가 배치된 하부공간 사이에서 공기의 유통경로를 제공할 수 있다. 또한 인입홈(147)은 복수개가 구비될 수 있고, 복수의 인입홈(147)은 각 체결홀(146)을 사이에 두고 전후로 이격 배치될 수 있다.
상기와 같은 인입홈(147)은 제1모듈브라켓(140)을 중심으로 한 상부공간과 하부공간 사이에서 공기의 유통경로를 제공할 수 있다. 이에 따라 슈퍼커패시터 모듈(110)과 상부케이스제1측면(122) 또는 상부케이스제2측면(123) 간에 횡방향의 구조물이 부가됨에도 불구하고, 상, 하부공간 간에 고르게 온도분포를 조성할 수 있다.
또한 인입홈(147)은 후술할 탄성발포체(148)와 케이스접합부(143) 간을 보다 밀착시킬 수 있도록 한다. 즉, 인입홈(147)의 내측면이 탄성발포체(148)를 소정 정도 가압해 탄성 변형시킴으로써, 케이스접합부(143)와 탄성발포체(148)가 보다 밀착 배치된 상태를 유지할 수 있다. 이는 탄성발포체(148)를 통한 진동 등의 흡수 성능을 개선하는데 기여할 수 있다.
한편 하부결합플랜지(145)는 하부연장부(144)를 통해 케이스접합부(143)로부터 연장 형성될 수 있다. 하부연장부(144)는 케이스접합부(143) 하단에서 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면으로 접근되는 방향으로 소정 폭 연장 형성될 수 있고, 하부결합플랜지(145)는 하부연장부(144)의 단부에서 하측으로 연장 형성될 수 있다. 하부결합플랜지(145)는 대체로 상부결합플랜지(141)와 대응되는 좌우 위치에서 상하방향으로 연장 형성될 수 있다.
상부결합플랜지(141)와 유사하게, 하부결합플랜지(145)는 소정의 결합수단을 통해 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 결합될 수 있다. 예컨대 하부결합플랜지(145)는 볼트, 용접, 기계적 결합 등을 통해 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 결합될 수 있다. 또는 하부결합플랜지(145)는 필요에 따라 일부 또는 전부가 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면에 일체화될 수 있다.
한편 제1모듈브라켓(140)은 슈퍼커패시터 모듈(110)과 상부케이스(120) 사이에서 외부 충격 등을 적절히 완충시킬 수 있도록 일부 또는 전부가 탄성재질로 형성될 수 있다. 예컨대 제1모듈브라켓(140)은 알루미늄, 스틸, 복합소재시트 중 어느 하나 이상을 재질로 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 표시된 Ⅰ-Ⅰ'선의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 필요에 따라 제1모듈브라켓(140)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 하부영역에 배치될 수 있다. 즉, 제1모듈브라켓(140)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 높이방향 중심선(L1)을 기준으로 하측으로 소정 정도 치우치게 배치될 수 있다. 이는 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)의 하단이 자유단으로 형성된 점을 고려한 것이다. 즉, 제1모듈브라켓(140)을 하부영역에 배치시켜 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)의 하단 부위가 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 이는 상부케이스(120)의 견고한 고정구조나 진동 개선에도 기여할 수 있다.
한편 본 실시예의 패키징 구조(100)는 탄성발포체(148)를 더 포함할 수 있다.
탄성발포체(148)는 제1모듈브라켓(140)과 슈퍼커패시터 모듈(110) 사이에 설치될 수 있다. 탄성발포체(148)는 탄성 재질로 형성될 수 있고, 예컨대 발포폴리프로필렌(Expanded Polypropylene; EPP)을 재질로 형성될 수 있다.
탄성발포체(148)는 슈퍼커패시터 모듈(110)과 케이스접합부(143) 사이의 공간에 대응되도록 소정의 좌우 폭 및 상하 높이를 가질 수 있다. 또한 탄성발포체(148)는 제1모듈브라켓(140)에 대응되도록 전후방향으로 소정 길이 연장 형성될 수 있다(도 1 참조).
바람직하게 탄성발포체(148)는 슈퍼커패시터 모듈(110)과 케이스접합부(143) 사이에서 좌우로 밀착될 수 있도록, 슈퍼커패시터 모듈(110)과 케이스접합부(143) 사이의 공간에 대응되는 좌우 폭을 가질 수 있다. 또는 탄성 변형을 고려하여, 탄성발포체(148)는 슈퍼커패시터 모듈(110)과 케이스접합부(143) 사이의 공간보다 소폭 큰 좌우 폭을 가질 수 있다.
상기에 있어서, 전술한 인입홈(147)은 대응되는 부위에서 탄성발포체(148)와 케이스접합부(143) 간을 보다 긴밀하게 밀착시키는 기능을 가질 수 있다. 즉, 일정한 횡단면을 가진 탄성발포체(148)가 인입홈(147) 부위에서 소정 정도 가압 탄성 변형되어, 케이스접합부(143) 및 슈퍼커패시터 모듈(110) 사이에서 보다 긴밀하게 밀착 접촉될 수 있다.
한편 상부케이스제1측면(122) 또는 상부케이스제2측면(123)은 체결볼트(148a)를 통해 케이스접합부(143)와 결합될 수 있다. 바람직하게 체결볼트(148a)는 케이스접합부(143)를 관통해 단부 일부가 탄성발포체(148)의 내측으로 삽입되도록 체결될 수 있다. 이와 같은 결합구조는 탄성발포체(148)를 슈퍼커패시터 모듈(110)과 케이스접합부(143) 사이에서 고정시키는 한편, 상부케이스제1측면(122) 또는 상부케이스제2측면(123)과 탄성발포체(148)를 보다 긴밀하게 밀착시킬 수 있도록 한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시예의 패키징 구조(100)는 제2모듈브라켓(150)을 포함할 수 있다.
제2모듈브라켓(150)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전면 및 후면에 체결될 수 있다. 또한 제2모듈브라켓(150)은 하부케이스전면(132) 또는 하부케이스후면(133)과 체결될 수 있다. 이에 의해 제2모듈브라켓(150)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전후면이 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
제2모듈브라켓(150)은 대체로 전술한 제1모듈브라켓(140)과 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 제2모듈브라켓(150)은 소정의 횡단면을 가지고 좌우로 길게 연장 형성될 수 있다. 바람직하게 제2모듈브라켓(150)은 슈퍼커패시터 모듈(110) 좌우 폭의 절반 이상으로 연장 형성될 수 있고, 보다 바람직하게는 슈퍼커패시터 모듈(110) 좌우 폭의 70~90%에 대응되도록 연장 형성될 수 있다.
도 4는 도 1에 표시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제2모듈브라켓(150)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전면 또는 후면에 결합되는 상부결합플랜지(151), 상부연장부(152)를 통해 상부결합플랜지(151)로부터 하측으로 연장 형성되는 케이스접합부(153), 케이스접합부(153)로부터 하측으로 연장 형성되어 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전면 또는 후면에 결합되는 하부결합플랜지(155)를 포함할 수 있다. 제2모듈브라켓(150)은 대략 상부결합플랜지(151), 케이스접합부(153) 및 하부결합플랜지(155)가 형성하는 소정의 횡단면 형상을 갖고, 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전면 또는 후면을 따라 좌우로 연장 형성될 수 있다.
또한 필요에 따라 제2모듈브라켓(150)의 케이스접합부(153)에는 복수의 인입홈(157)이 부가될 수 있다(도 1 참조). 인입홈(157)은 전술한 제1모듈브라켓(140)의 인입홈(147)과 대응되는 것으로, 제2모듈브라켓(150)을 중심으로 한 상부공간과 하부공간 사이에서 공기의 유통경로를 제공할 수 있다.
또한 제2모듈브라켓(150)의 케이스접합부(153)과 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전면 또는 후면 사이에는 탄성발포체(158)가 설치될 수 있다.
상기와 같은 제2모듈브라켓(150)의 구성은 대체로 전술한 제1모듈브라켓(140)의 경우와 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편 필요에 따라 제2모듈브라켓(150)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 상부영역에 배치될 수 있다. 즉, 제2모듈브라켓(150)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 높이방향 중심선(L2)을 기준으로 상측으로 소정 정도 치우치게 배치될 수 있다. 이는 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)의 상단이 자유단으로 형성된 점을 고려한 것으로, 전술한 제1모듈브라켓(140)의 배치와 대비될 수 있다. 제2모듈브라켓(150)은 슈퍼커패시터 모듈(110)의 상부영역에 배치되어, 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)의 상단 부위가 벌어지는 것을 방지하고, 하부케이스(130)의 견고한 고정구조나 진동 개선에도 기여할 수 있다.
이상 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 패키징 구조(100)는 상부케이스(120)가 상부케이스상면(121), 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)으로 구성되고, 하부케이스(130)가 하부케이스저면(131), 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)으로 구성되어, 상부케이스(120) 및 하부케이스(130)가 각각 좌우 또는 전후방향의 진동이나 충격을 보다 효과적으로 완충시킬 수 있다. 또한 이를 통해 고정력 약화에 따른 슈퍼커패시터 모듈(110)의 파손이나, 화재 발생의 위험성을 저감시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 패키징 구조(100)는 슈퍼커패시터 모듈(110) 외부의 케이스 구조를 상하로 분할된 상부케이스(120) 및 하부케이스(130)로 단순화시키고, 상부케이스제1측면(122) 및 상부케이스제2측면(123)이나, 하부케이스전면(132) 및 하부케이스후면(133)에 경사각(S1, S2)을 두어, 슈퍼커패시터 모듈(110) 외부의 케이스 구조를 보다 쉽게 조립 제작할 수 있다. 이는 자동화 조립라인의 구축 또한 용이하게 하는 측면이 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 패키징 구조(100)는 제1모듈브라켓(140)을 상부케이스(120)의 하부영역에 배치하고, 제2모듈브라켓(150)을 하부케이스(130)의 상부영역에 배치하여, 상기와 같은 분할 방식에도 불구하고 상부케이스(120) 및 하부케이스(130)를 견고하게 고정 지지할 수 있다. 또한 제1, 2모듈브라켓(140, 150)에 형성된 인입홈(147, 157)은 탄성발포체(148, 158)를 슈퍼커패시터 모듈(110) 등에 보다 긴밀하게 밀착시키고, 상부 및 하부공간 사이의 공기의 유통경로를 제공해 케이스 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 한다.
이상 본 발명의 실시예들에 대해 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 슈퍼커패시터 패키징 구조 110: 슈퍼커패시터 모듈
120: 상부케이스 130: 하부케이스
140: 제1모듈브라켓 150: 제2모듈브라켓
120: 상부케이스 130: 하부케이스
140: 제1모듈브라켓 150: 제2모듈브라켓
Claims (7)
- 상부케이스(120);
상기 상부케이스(120)와 체결되어 슈퍼커패시터 모듈(110)을 내부에 수용하는 케이스 구조를 형성하는 하부케이스(130);
상기 상부케이스(120)와 상기 슈퍼커패시터 모듈(110) 사이에 체결되는 제1모듈브라켓(140); 및
상기 하부케이스(130)와 상기 슈퍼커패시터 모듈(110) 사이에 체결되는 제2모듈브라켓(150);을 포함하되,
상기 상부케이스(120)는,
상부케이스상면(121);
상기 상부케이스상면(121)의 일 측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제1측면(122); 및
상기 상부케이스제1측면(122)과 대응되게, 상기 상부케이스상면(121)의 반대 측단으로부터 하측으로 절곡되어 연장 형성된 상부케이스제2측면(123);을 포함하고,
상기 하부케이스(130)는,
하부케이스저면(131);
상기 하부케이스저면(131)의 전단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스전면(132); 및
상기 하부케이스저면(131)의 후단으로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 하부케이스후면(133);을 포함하는 슈퍼커패시터 패키징 구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1모듈브라켓(140)은,
상기 슈퍼커패시터 모듈(110)에 체결되는 상부결합플랜지(141);
상부연장부(142)를 통해 상기 상부결합플랜지(141)로부터 하측으로 연장 형성되되, 상기 슈퍼커패시터 모듈(110)의 외면과 이격공간(E1)을 형성하며 이격 배치되고, 상부케이스(120)와 체결되는 케이스접합부(143);
하부연장부(144)를 통해 상기 케이스접합부(143)로부터 하측으로 연장 형성되고, 상기 슈퍼커패시터 모듈(110)에 체결되는 하부결합플랜지(145); 및
상기 이격공간(E1)에 배치되어 상기 케이스접합부(143)와 상기 슈퍼커패시터 모듈(110)의 외면 사이를 탄성 지지하는 탄성발포체(148);를 포함하는 슈퍼커패시터 패키징 구조. - 청구항 2에 있어서,
상기 탄성발포체(148)는,
발포폴리프로필렌(Expanded Polypropylene; EPP)을 재질로 형성되어, 상기 케이스접합부(143)와 상기 슈퍼커패시터 모듈(110)의 외면 사이에 밀착 접촉되는 슈퍼커패시터 패키징 구조. - 청구항 2에 있어서,
상기 제1모듈브라켓(140)은,
상기 케이스접합부(143)에 형성되어 상기 상부케이스(120)와의 결합을 위한 체결볼트(148a)가 체결되고, 복수개가 상기 케이스접합부(143)를 따라 전후로 이격 배치되는 체결홀(146); 및
상기 케이스접합부(143)가 오목하게 인입되도록 형성되어, 내측의 상기 탄성발포체(148)를 소정 정도 가압하고, 상기 케이스접합부(143)의 상단에서 하단에 이르도록 상하로 연장되어, 상기 케이스접합부(143)의 상부공간과 하부공간 사이의 유통경로를 형성하며, 복수개가 상기 케이스접합부(143)를 따라 전후로 이격 배치되는 인입홈(147);을 포함하는 슈퍼커패시터 패키징 구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 상부케이스(120)는,
상기 제1모듈브라켓(140)과 분리된 초기상태에서, 상기 상부케이스제1측면(122) 및 상기 상부케이스제2측면(123)이 각각 수직방향에 대해 바깥쪽으로 소정의 경사각(S1)을 이루며 벌어지게 연장 형성되고,
상기 하부케이스(130)는,
상기 제2모듈브라켓(150)과 분리된 초기상태에서, 상기 하부케이스전면(132) 및 상기 하부케이스후면(133)이 각각 수직방향에 대해 바깥쪽으로 소정의 경사각(S2)을 이루며 벌어지게 연장 형성되는 슈퍼커패시터 패키징 구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1모듈브라켓(140)은,
상기 상부케이스제1측면(122) 및 상기 상부케이스제2측면(123)의 하단 자유단에 보다 인접하도록, 상기 슈퍼커패시터 모듈(110)의 높이방향 중심선(L1)을 기준으로 하부영역에 배치되고,
상기 제2모듈브라켓(150)은,
상기 하부케이스전면(132) 및 상기 하부케이스후면(133)의 상단 자유단에 보다 인접하도록, 상기 슈퍼커패시터 모듈(110)의 높이방향 중심선(L2)을 기준으로 상부영역에 배치되는 슈퍼커패시터 패키징 구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1모듈브라켓(140)은,
상기 슈퍼커패시터 모듈(110)의 측면을 따라 전후방향으로 연장 형성되고,
상기 제2모듈브라켓(150)은,
상기 슈퍼커패시터 모듈(110)의 전면 또는 후면을 따라 좌우방향으로 연장 형성되는 슈퍼커패시터 패키징 구조.
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| Date | Code | Title | Description |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |