KR102576835B1 - 배터리 연결 장치 - Google Patents

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세바스티안 타우베르트
소린 안드레이
에두아르드 이오시프 트리프
젠스 라이터
토마스 슈미트
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비테스코 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

차량의 배터리(12)에 연결되기 위한 배터리 연결 장치(10)가 개시된다. 배터리 연결 장치(10)는 상부 부재(20); 측벽(18)과, 상기 측벽(18)에 연결된 하부 벽(16)을 갖는 하부 부재(14)로서, 상기 측벽(18)이 상기 상부 부재(20)에 연결될 때 상기 상부 부재(20)와 상기 하부 부재(14)는 박스형 인클로저(22)를 형성하고, 상기 하부 벽(16)은 둘레면(28)을 갖는 관통 구멍(24)을 더 포함하는, 상기 하부 부재(14); 상기 박스형 인클로저(22) 내부에 배열되고, 상기 배터리(12)와의 연결을 위해 상기 관통 구멍(24)을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 어댑터 부재(26)로서, 상기 어댑터 부재(26)의 치수는 상기 관통 구멍(24)의 치수보다 작아서, 상기 둘레면(28)을 향하는 상기 어댑터 부재(26)의 외부면(30)과 상기 둘레면(28) 사이에 갭이 형성되는, 상기 어댑터 부재(26); 및 상기 어댑터 부재(26)와 상기 하부 부재(14)에 연결되고, 상기 외부면(30)과 상기 둘레면(28) 사이의 갭을 폐쇄하는 가요성 연결 부재(32)를 포함하고, 상기 가요성 연결 부재(32)는 전자기 복사선을 차폐하기 위한 전자파 차폐 기능과, 먼지 및/또는 수분으로부터 상기 갭을 밀봉하기 위한 밀봉 기능을 포함한다.

Description

배터리 연결 장치{BATTERY CONNECTION DEVICE}
본 발명은 차량의 배터리에 연결하기 위한 배터리 연결 장치에 관한 것이다.
오늘날, 전기 자동차, 플러그인 하이브리드 전기 자동차 및 기타 유형의 하이브리드 전기 자동차는 모두 일종의 배터리를 포함한다. 이러한 배터리는 당면한 특정 작업에 따라 충전, 방전 또는 보다 일반적인 방식으로 제어되어야 한다. 따라서 일반적으로 배터리는 일종의 전자 제어 박스에 연결되고, 전자 제어 박스에는 배터리와 통신하고 배터리를 제어하는 모든 전자 장치가 탑재되어 있다.
그러나, 배터리와의 물리적 연결이 때때로 어려울 수 있다는 것이 발견되었다. 그 이유는 일반적으로 배터리에 일부 종류의 미리 정해진 장착 포트가 부착되어 있기 때문이다. 이 장착 포트는 전자 제어 박스를 배터리에 장착하는 데 사용되며 배터리의 공급자에 의해 지정된다. 그러나, 이러한 장착 포트의 위치는 예를 들어 제조상의 이유로 인해 공차에 따라 달라질 수 있다. 그 결과, 이러한 장착 포트와 배터리의 실제 전기 포트 사이의 위치(이 곳이 전자 제어 박스와 배터리 사이의 실제 전도성 연결이 적용되는 곳임)는 실제 공차, 배터리 제조, 및 사전에 알려지지 않은 기타 요인에 따라 배터리마다 다를 수 있다. 그 결과, 전자 제어 박스의 전기 연결 포트는 높은 기계적 응력을 받을 수 있고, 그 결과 전자 제어 박스의 조기 고장이 발생하여 교체에 비용이 들고 시간이 많이 소요된다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량의 배터리에 용이하게 연결될 수 있으면서 기계적 응력을 최소화할 수 있는 배터리 연결 장치를 제공하는 것이다.
본 목적은 청구항 1에 따른 배터리 연결 장치에 의해 해결된다. 추가 이점 및 개선 사항은 종속 청구항에 제시된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 차량의 배터리에 연결되도록 구성된 배터리 연결 장치가 개시된다. 배터리 연결 장치는 상부 부재; 및 측벽과, 상기 측벽에 연결된 하부 벽을 갖는 하부 부재를 포함하고, 여기서 측벽은 상부 부재에 연결될 때 상부 부재와 하부 부재는 함께 박스형 인클로저를 형성한다. 하부 벽은 둘레면을 갖는 관통 구멍을 더 포함한다. 배터리 연결 장치는, 박스형 인클로저 내부에 배열되고, 배터리와의 연결을 위해 관통 구멍을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 어댑터 부재를 더 포함한다. 어댑터 부재의 치수는 관통 구멍의 치수보다 작아서, 둘레면을 향하는 어댑터 부재의 외부면과 둘레면 사이에 갭이 형성된다. 배터리 연결 장치는 어댑터 부재와 하부 부재에 연결되는 가요성 연결 부재를 더 포함하고, 가요성 연결 부재는 외부면과 둘레면 사이의 갭을 폐쇄하도록 배열되고, 여기서 가요성 연결 부재는 전자기 복사선을 차폐하기 위한 전자파 차폐 기능과, 먼지 및/또는 수분으로부터 갭을 밀봉하기 위한 밀봉 기능을 더 포함한다.
본 발명은 외부면과 둘레면 사이의 갭이 배터리의 배터리 포트에 연결되도록 구성된 어댑터 부재와, 배터리의 장착 포트에 연결되도록 구성된 하부 부재 사이에 상대적인 움직임을 허용한다는 아이디어에 적어도 부분적으로 기초한다. 따라서, 예를 들어, 배터리의 공차 및/또는 제조 환경으로 인해 배터리 보고서의 위치와 장착 포트의 위치 사이에 편차(거리 방향)가 있을 때마다, 이 편차는 어댑터 부재와 하부 부재 사이의 상대적인 움직임에 의해 보상될 수 있다. 동시에, 본 발명에 따라 전자파 차폐 기능과 밀봉 기능을 포함하는 가요성 연결 부재에 의해 외부면과 둘레면 사이의 갭이 폐쇄된다. 이것은 먼지 및/또는 수분이 배터리 연결 장치의 내부 또는 인클로저로 침투할 수 없는 것을 보장한다. 또한, 전자파 차폐 기능은 전자기 복사선이 갭을 통해 인클로저를 떠나거나 인클로저에 들어가는 것을 방지한다. 전자기 복사선은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 복사선 방출로 알려져 있다. 따라서 본 발명에 따른 배터리 연결 장치는 외부면과 둘레면 사이의 갭이 어댑터 부재와 하부 부재 사이에 일부 상대적인 움직임을 허용하는 것으로 인해 배터리 연결 장치와 배터리 사이에 기계적 연결에 대한 응력을 최소화하면서 배터리에 쉽고 신뢰성 있게 연결될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가요성 연결 부재는 밀봉 기능을 제공하기 위해 고무 재질로 만들어진 밀봉 부재; 및 전자파 차폐 기능을 제공하기 위해 전도성 물질로 만들어진 차폐 부재를 포함한다. 이 바람직한 실시예는 가요성 연결 부재를 2개의 개별 부재(하나는 밀봉 기능을 위한 것이고 다른 하나는 차폐 기능을 위한 것임)로 분할함으로써 배터리 연결 장치의 설계와 관련하여 더 많은 가요성이 가능하다는 아이디어에 적어도 부분적으로 기초한다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 밀봉 부재와 차폐 부재는 모두 하부 부재의 하부 벽과, 어댑터 부재의 하부측에 연결된다. 따라서, 밀봉 부재와 차폐 부재는 적어도 일단부가 어댑터 부재에 연결되고, 이 어댑터 부재 아래로부터 신뢰성 있는 밀봉 기능을 보장하고 배터리에 적절한 전도성 연결을 허용한다. 매우 유리한 실시예에서, 차폐 부재는 어댑터 부재의 하부측으로부터 배터리를 향해 돌출된다. 이것은 차폐 부재와 배터리 사이에 적절한 전도성 접촉을 보장한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 밀봉 부재와 차폐 부재는 플라스틱 클램프를 사용하여 하부 벽에 연결된다. 플라스틱 클램프는 차폐 부재의 전자파 차폐 기능을 방해하지 않도록 비전도성이면서 충분히 양호한 클램핑 특성을 허용하는 플라스틱 재료로 만들어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차폐 부재는 스탬핑된 구리 부분, 및 스탬핑된 구리 부분에 연결된 편조된(braided) 구리 부분을 포함한다. 편조된 구리 부분과 스탬핑 구리 부분은 모두 충분히 높은 전자파 차폐 기능을 보장한다. 또한, 편조된 구리 부분은 외부면과 둘레면 사이의 갭을 폐쇄할 수 있는 충분한 가요성을 허용한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 스탬핑된 구리 부분의 제1 단부는 어댑터 부재의 하부측에 연결되고, 스탬핑된 구리 부분의 제2 단부는 편조된 구리 부분의 제1 단부에 연결되고, 편조된 구리 부분의 제2 단부는 하부 부재의 하부 벽에 연결된다. 특히, 스탬핑된 구리 부분의 제1 단부가 어댑터 부재의 하부측으로부터 돌출되는 경우, 신뢰성 있는 전자파 차폐 기능이 제공되고, 이는 특히 편조된 구리 부분이 가요성인 것으로 인해 어댑터 부재와 하부 부재 사이에 상대적인 움직임이 가능한 것을 보장한다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 연결 장치의 일 실시예의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 배터리 연결 장치의 개략 단면도이다.
본 명세서에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
도 1을 참조하면, 배터리 연결 장치(10)가 도시되어 있다. 배터리 연결 장치(10)는 차량의 배터리(12)에 연결되도록 구성된다. 이러한 배터리(12)는 예를 들어 전기 자동차, 플러그인 하이브리드 전기 자동차 또는 기타 유형의 하이브리드 전기 자동차에 사용된다.
배터리 연결 장치(10)는 냄비형 하부 부재(14)를 포함한다. 하부 부재(14)는 예를 들어 판금을 스탬핑하고 구부려 냄비형 형상을 이루도록 함으로써 만들어질 수 있다. 하부 부재(14)는 하부 벽(16), 및 이 하부 벽(16)에 연결된 측벽(18)을 포함한다. 측벽(18)은 하부 부재(14)의 냄비형 형상을 형성하도록 하부 벽(16)으로부터 돌출된다. 하부 부재(14)는 배터리(12)의 장착 포트(19)에 연결되도록 구성된다. 장착 포트(19)는 하부 부재(14)를 배터리(12)에 고정 연결하는 목적을 제공한다. 일반적으로, 장착 포트(19)는 배터리(12)의 공급자에 의해 미리 정해진다. 따라서, 장착 포트(19)의 위치는 일반적으로 배터리(12)의 공급자에 의해 고정된다. 장착 포트(19)는 도 1에 개략적으로만 도시되어 있다.
배터리 연결 장치(10)는 상부 부재(20)를 더 포함한다. 상부 부재(20)는 예를 들어 다이 주조된 알루미늄으로 만들어질 수 있다. 상부 부재(20)는 하부 부재(14)의 측벽(18)에 연결되고 상부로부터 하부 부재(14)를 덮어서, 상부 부재(20)와 하부 부재(14)는 함께 배터리 연결 장치(10)의 특정 부품, 예를 들어, 배터리 연결 장치(10)의 전자 부품을 수용하기 위한 박스형 인클로저(22)를 형성한다. 도 1에서 볼 수 있고 도 2에서 보다 자세히 볼 수 있는 바와 같이, 하부 벽(16)은 하부 벽(16)을 통해 연장되는 관통 구멍(24)을 더 포함한다.
도 1을 계속 참조하면, 배터리 연결 장치(10)는 어댑터 부재(26)를 더 포함한다. 어댑터 부재(26)는 박스형 인클로저(22) 내부에 배열되고, 관통 구멍(24)을 통해 배터리(12)를 향해 적어도 부분적으로 연장된다. 어댑터 부재(26)는 배터리(12), 특히 배터리(12)의 배터리 포트(27)에 연결되도록 구성된다. 일반적으로, 배터리(12)는 적어도 2개의 배터리 포트(27)를 포함한다. 그러나, 개략 단면도로 인해, 도 1은 단 하나의 배터리 포트(27)만을 도시한다. 장착 포트(19)의 경우와 마찬가지로 배터리 포트(27)도 배터리(12)의 공급자로부터 미리 정해진다. 따라서, 배터리 포트(27)의 위치는 일반적으로 고정된다. 배터리(12)의 배터리 포트(27)는 배터리(12)의 제조사 및 모델에 따라 달라질 수 있고, 이것이 도 1에서 배터리 포트(27)가 개략적으로만 도시된 이유이다.
배터리(12)를 제조하는 동안 제조 공정 및/또는 공차로 인해 장착 포트(19)의 위치는 배터리 포트(27)의 위치에 따라 변할 수 있다. 그러나, 장착 포트(19)와 배터리 포트(27) 사이의 이러한 위치 편차는 배터리 연결 장치(10)를 배터리(12)에 장착할 때 약간의 어려움을 야기한다. 그 이유는 특히 하부 부재(14)가 강성 재료로 만들어지기 때문에 장착 포트(19)와 배터리 포트(27) 사이의 위치 편차를 보상할 수 없기 때문이다. 배터리 연결 장치(10)의 연결 부분에 불필요한 기계적 응력이 가해지지 않도록, 배터리 연결 장치(10)는 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 장착 포트(19)와 배터리 포트(27) 사이의 위치 편차를 보상하는 어댑터 부재(26)와 하부 벽(14) 사이의 일부 상대적인 움직임을 허용한다.
이제 도 2를 참조하면, 도 1의 배터리 연결 장치(10)의 상세한 단면도가 도시되어 있다.
알 수 있는 바와 같이, 하부 부재(14)는 하부 벽(16)을 통해 연장되는 관통 구멍(24)을 포함한다. 관통 구멍(24)은 둘레면(28)을 포함한다. 관통 구멍(24)의 치수는 어댑터 부재(26)의 치수보다 크도록 조정된다. 그 결과, 관통 구멍(24)의 둘레면(28)을 향하는 어댑터 부재(26)의 외부면(30)은 둘레면(28)과 접촉하지 않는다. 다시 말해, 둘레면(28)과 외부면(30) 사이에 갭이 있다. 이 갭은 하부 부재(14)에 대한 어댑터 부재(26)의 움직임을 허용하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 움직임은 모두 3차원일 수 있다. 하부 부재(14)가 장착 포트(19)에 연결되도록 구성되고, 어댑터 부재(26)가 배터리(12)의 배터리 포트(27)에 연결되도록 구성되므로, 장착 포트(19)와 배터리 포트(27) 사이의 위치 편차는 어댑터 부재(26)와 하부 부재(14) 사이의 상대적인 움직임에 의해 보상될 수 있다.
먼지 및/또는 수분이 배터리 연결 장치(10) 내부로 들어가는 것을 방지하기 위해, 둘레면(28)과 외부면(30) 사이의 갭은 가요성 연결 부재(32)에 의해 폐쇄된다. 가요성 연결 부재(32)는 어댑터 부재(26)와 하부 부재(14) 사이의 상대적인 움직임을 허용하는 가요성을 포함한다. 가요성 연결 부재(32)는 먼지 및/또는 수분이 배터리 연결 장치(10)의 내부 또는 인클로저(22)로 들어가는 것을 방지하기 위한 밀봉 기능을 더 포함한다. 또한, 가요성 연결 부재(32)는 전자기 복사선이 갭을 통해 인클로저(22)를 떠나고 인클로저에 들어가는 것을 방지하는 전자기 차폐 기능을 포함한다.
도 2에 도시된 특정 실시예에서, 가요성 연결 부재(32)는 밀봉 부재(34) 및 차폐 부재(36)를 포함한다. 밀봉 부재(34)는 고무 재질로 이루어지고, 밀봉 기능을 제공한다. 차폐 부재(36)는 전도성 물질로 만들어지고, 전자파 차폐 기능을 제공한다.
도 2에 도시된 실시예에서, 밀봉 부재(34)는 고무 벨로우즈 밀봉재이다. 밀봉 부재(34)의 일단부는 어댑터 부재(26)의 하부측(38)에 연결되고, 밀봉 부재(34)의 타단부는 하부 부재(14)의 하부 벽(16)에 연결된다. 마찬가지로, 차폐 부재(36)의 일단부는 어댑터 부재(26)의 하부측(38)에 연결되고, 차폐 부재(36)의 타단부는 하부 부재(14)의 하부 벽(16)에 연결된다. 밀봉 부재(34)와 차폐 부재(36)는 플라스틱 클램프(37)를 사용하여 하부 부재(14)의 하부 벽(16)에 연결된다. 플라스틱 클램프(37)는 차폐 기능을 방해하지 않으면서 우수한 밀봉 기능을 보장한다.
도 2에서 더 알 수 있는 바와 같이, 차폐 부재(36)는 S자 형상을 포함한다. S자 형상은 어댑터 부재(26)와 하부 벽(14) 사이의 상대적인 움직임을 허용한다. 추가로 알 수 있는 바와 같이, 차폐 부재(36)는 하부측(38)으로부터 배터리(12)를 향해 돌출하고, 스프링형 돌출부(40)를 포함한다. 스프링형 돌출부(40)는 어댑터 부재(26)와 배터리(12)의 연결 시에 차폐 부재(36)와 배터리(12) 사이의 전도성 연결이 달성되는 것을 보장한다. 그 결과, 전자기 복사선이 갭을 통해 들어오고/오거나 나가는 것을 적절히 차폐하는 전자기 차폐를 제공하는, 하부 부재(14)와 배터리(12) 사이의 전도성 연결이 달성된다.
도 2에 도시된 특정 실시예에서, 차폐 부재(36)는 스탬핑된 구리 부분(42), 및 스탬핑된 구리 부분(42)에 연결된 편조된 구리 부분(44)을 포함한다. 스탬핑된 구리 부분(42)은 스프링형 돌출부(40)를 더 포함하고, 구리 시트 재료로 만들어진다. 구리 시트 재료는 어댑터 부재(26)와 하부 부재(14) 사이의 상대적인 움직임을 허용할 만큼 충분히 유연하지 않을 수 있으므로 이것이 어댑터 부재(26)와 하부 부재(14) 사이의 상대적인 움직임을 보장함과 동시에 갭을 폐쇄하기 위해 차폐 부재(36)가 편조된 구리 부분(44)을 포함하는 이유이다.
보다 상세하게, 스탬핑된 구리 부분(42)의 제1 단부(46)는 하부측(38)에 연결되고, 스프링형 돌출부(40)를 포함한다. 스탬핑된 구리 부분(42)의 제2 단부(48)는 편조된 구리 부분(44)의 제1 단부(50)에 연결된다. 편조된 구리 부분(44)의 제2 단부(52)는 하부 부재(14)의 하부 벽(16)에 연결된다. 편조된 구리 부분(44)의 제2 단부(52) 및 밀봉 부재(34)는 플라스틱 클램프(37)를 사용하여 하부 부재(14)의 하부 벽(16)에 클램핑된다.
도 1 및 도 2와 관련하여 설명된 배터리 연결 장치(10)는 배터리(12)와 쉽고 신뢰성 있는 연결을 제공함과 동시에, 어댑터 부재(26)와 하부 부재(14) 사이의 상대적인 움직임을 위해 둘레면(28)과 외부면(30) 사이의 갭을 사용하여 배터리(12)의 배터리 포트(27)와 장착 포트(19) 사이의 위치 편차를 보상한다.

Claims (7)

  1. 차량의 배터리(12)에 연결되도록 구성된 배터리 연결 장치(10)로서,
    - 상부 부재(20);
    - 측벽(18)과, 상기 측벽(18)에 연결된 하부 벽(16)을 갖는 하부 부재(14)로서, 상기 측벽(18)이 상기 상부 부재(20)에 연결될 때 상기 상부 부재(20)와 상기 하부 부재(14)는 박스형 인클로저(22)를 형성하고, 상기 하부 벽(16)은 둘레면(28)을 갖는 관통 구멍(24)을 더 포함하는, 상기 하부 부재(14);
    - 상기 박스형 인클로저(22) 내부에 배열되고 상기 배터리(12)와의 연결을 위해 상기 관통 구멍(24)을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 어댑터 부재(26)로서, 상기 어댑터 부재(26)의 치수는 상기 관통 구멍(24)의 치수보다 작아서, 상기 둘레면(28)을 향하는 상기 어댑터 부재(26)의 외부면(30)과 상기 둘레면(28) 사이에 갭이 형성되는, 상기 어댑터 부재(26); 및
    - 상기 어댑터 부재(26)와 상기 하부 부재(14)에 연결되고, 상기 외부면(30)과 상기 둘레면(28) 사이의 갭을 폐쇄하는 가요성 연결 부재(32)로서, 전자기 복사선을 차폐하기 위한 전자파 차폐 기능과, 먼지 및/또는 수분으로부터 상기 갭을 밀봉하기 위한 밀봉 기능을 포함하는, 상기 가요성 연결 부재(32)
    를 포함하는, 배터리 연결 장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 연결 부재(32)는,
    - 상기 밀봉 기능을 제공하기 위해 고무 재료로 만들어진 밀봉 부재(34); 및
    - 상기 전자파 차폐 기능을 제공하기 위해 전도성 물질로 만들어진 차폐 부재(36)
    를 더 포함하는, 배터리 연결 장치(10).
  3. 제2항에 있어서, 상기 밀봉 부재(34)와 상기 차폐 부재(36)는 모두 상기 하부 부재(14)의 하부 벽(16)과, 상기 어댑터 부재(26)의 하부측(38)에 연결되는, 배터리 연결 장치(10).
  4. 제3항에 있어서, 상기 차폐 부재(36)는 상기 어댑터 부재(26)의 하부측(38)으로부터 상기 배터리(12)를 향해 돌출되는, 배터리 연결 장치(10).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 밀봉 부재(34)와 상기 차폐 부재(36)는 플라스틱 클램프(37)를 사용하여 상기 하부 벽(16)에 연결되는, 배터리 연결 장치(10).
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 차폐 부재(36)는 스탬핑된 구리 부분(42), 및 상기 스탬핑된 구리 부분(42)에 연결된 편조된(braided) 구리 부분(44)을 포함하는, 배터리 연결 장치(10).
  7. 제6항에 있어서,
    - 상기 스탬핑된 구리 부분(42)의 제1 단부(46)는 상기 어댑터 부재(26)의 하부측(38)에 연결되고,
    - 상기 스탬핑된 구리 부품(42)의 제2 단부(48)는 상기 편조된 구리 부분(44)의 제1 단부(50)에 연결되고,
    - 상기 편조된 구리 부분(44)의 제2 단부(52)는 상기 하부 부재(14)의 하부 벽(16)에 연결되는, 배터리 연결 장치(10).
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