KR102657678B1 - 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치는, 복수개의 배터리 시스템 블록(110)이 결합되는 배터리 공급장치(100)에 있어서, 상기 배터리 시스템 블록(110)은, 복수개의 배터리 셀(111)이 일방향으로 나열된 상태에서 일측면에 안착되며, 상기 배터리 셀(111)의 측면하단을 지지하기 위한 측벽(1120a, 1120b)이 상기 일측면의 양단부로부터 돌출된 지지 플레이트(1120)를 구비하는 배터리 모듈(112); 상기 지지 플레이트(1120)가 슬라이딩 결합으로 끼워지며, 상기 지지 플레이트(1120)가 슬라이딩 끼워질 때 접촉면(1130a)과 맞닿게 되는 것을 이용하여 상기 배터리 모듈(112)을 냉각시키는 쿨링 플레이트(1130)를 구비한 쿨링 시스템(113); 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 삽입되도록 일측 및 타측이 개방되어 삽입홈(1140)을 형성하며, 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)과의 체결을 위하여 체결수단이 관통될 체결공(1141a, 1142a)이 하나 이상 형성되는 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142)를 양단부에 구비한 배터리 케이스(114); 및 상기 삽입홈(1140)을 개폐시키기 위하여 상기 삽입홈(1140)의 개방된 일측 및 타측에 탈부착되는 제1 배터리 케이스 커버(115);와 제2 배터리 케이스 커버(116); 및 상기 배터리 시스템 블록(110)과 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)을 전기적으로 연결시키기 위한 전장 모듈(117);을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기차량의 성능, 제원, 사양에 상관없이 전기차량에 적용될 수 있게 다변화가 가능하게 블록형의 형태로 일원화된 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치에 관한 것이다.
종래의 배터리 공급장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 셀을 모듈화시켜 배터리 모듈(11)을 구성하고, 상기 배터리 모듈(11)을 모듈화시켜 배터리 팩(12)을 구성하며, 상기 배터리 팩(12), 쿨링 시스템 및 전장 모듈 등 필요 부품을 배터리 케이스(13)의 하판(13a)에 고정하고, 상기 배터리 케이스(13)의 상판(13b)과 하판(13a)을 결합시켜 구성될 수 있다. 즉, 상기 배터리 공급장치(10)는 하나의 배터리 케이스 내부에 배터리 팩(12), 쿨링 시스템 및 전장 모듈 등을 모듈화시키는 것이 가능하다.
그러나 상기 배터리 공급장치(10)는 도 2의 (a), (b), (c)에 도시된 바와 같이 전기차량의 성능, 제원, 사양 등의 요인에 의해 크기를 포함한 형태가 다른 형태의 배터리 공급장치(10a, 10b, 10c)로 결정됨에 따라 일원화가 불가능하여 생산 과정에서 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 배터리 공급장치(10)는 차량 충돌에 의한 배터리 파손 및 배터리의 성능 저하 등에 의해 교환 시 해당 부품의 일부분만을 교환할 수 없고, 전체 부품의 교환이 이루어져야 하므로 전기차량의 정비 과정이 간결하지 못하며, 교환 과정에서 성능이 유지되는 다른 부품도 교환되어야 하여 부품의 낭비와 교환 과정의 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 배터리 공급장치의 문제점을 개선하기 위해 전기차량의 성능, 제원, 사양에 상관없이 전기차량에 적용될 수 있게 다변화가 가능하게 블록형의 형태로 일원화되고, 전기차량의 충돌에 의한 배터리 파손 및 배터리의 성능 저하 시 해당 부품이 포함된 배터리 시스템 블록을 선별적으로 교환할 수 있는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치는, 복수개의 배터리 시스템 블록(110)이 결합되는 배터리 공급장치(100)에 있어서, 상기 배터리 시스템 블록(110)은, 복수개의 배터리 셀(111)이 일방향으로 나열된 상태에서 일측면에 안착되며, 상기 배터리 셀(111)의 측면하단을 지지하기 위한 측벽(1120a, 1120b)이 상기 일측면의 양단부로부터 돌출된 지지 플레이트(1120)를 구비하는 배터리 모듈(112); 상기 지지 플레이트(1120)가 슬라이딩 결합으로 끼워지며, 상기 지지 플레이트(1120)가 슬라이딩 끼워질 때 접촉면(1130a)과 맞닿게 되는 것을 이용하여 상기 배터리 모듈(112)을 냉각시키는 쿨링 플레이트(1130)를 구비한 쿨링 시스템(113); 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 삽입되도록 일측 및 타측이 개방되어 삽입홈(1140)을 형성하며, 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)과의 체결을 위하여 체결수단이 관통될 체결공(1141a, 1142a)이 하나 이상 형성되는 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142)를 양단부에 구비한 배터리 케이스(114); 및 상기 삽입홈(1140)을 개폐시키기 위하여 상기 삽입홈(1140)의 개방된 일측 및 타측에 탈부착되는 제1 배터리 케이스 커버(115);와 제2 배터리 케이스 커버(116); 및 상기 배터리 시스템 블록(110)과 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)을 전기적으로 연결시키기 위한 전장 모듈(117);을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지 플레이트(1120)는, 상기 배터리 셀(111)이 나열된 일측면과 대향되는 타측면으로부터 돌출되되, 상기 배터리 셀(111)이 나열된 일방향으로 연장형성되어 상기 쿨링 플레이트(1130)에 슬라이딩 결합으로 끼워지는 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d);를 포함할 수 있다.
그리고 상기 쿨링 플레이트(1130)는, 상기 접촉면(1130a)의 양단부로부터 돌출되어 일방향으로 연장형성되며, 상기 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)가 슬라이딩 결합으로 끼워지도록 상기 일방향으로 연장되는 형태의 끼움홈이 형성된 한 쌍의 측벽(1130b, 1130c);을 포함할 수 있다.
또한, 상기 쿨링 시스템(113)은, 상기 배터리 모듈(112)의 온도를 제어하기 위하여, 상기 쿨링 플레이트(1130)의 내부로 냉각수를 공급하는 냉각 수단; 및 상기 쿨링 플레이트(1130)의 내부에서 순환되어 상기 배터리 모듈(112)의 열을 흡수한 후 외부로 배출되는 폐냉각수를 열교환시켜 냉각하는 열교환 수단;을 포함할 수 있다.
그리고 상기 배터리 케이스(114)는, 상기 배터리 모듈(112)이 끼워진 쿨링 플레이트(1130)가 상기 삽입홈(1140)에 삽입된 후, 상기 제1 배터리 케이스 커버(115) 및 제2 배터리 케이스 커버(116)가 상기 삽입홈(1140)을 폐쇄시킬 때, 상기 쿨링 플레이트(1130)와 상기 냉각 수단 및 열교환 수단이 연결되도록, 상기 쿨링 플레이트(1130)의 하부면(1130d)과 인접한 일측면(1143)에 상기 냉각 수단 및 열교환 수단이 투입될 복수개의 연결구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 케이스(114)는, 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입되는 일방향을 가로지르는 타방향의 시점을 기준으로, 상기 제1 날개(1141)보다 상기 제2 날개(1142)가 상측에 구비될 수 있다.
그리고 상기 배터리 시스템 블록(110)은, 상기 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142) 간의 높이 차이를 통해, 상기 제2 날개(1142)가 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)의 제1 날개(1141)의 상측에 위치되어 상기 제2 날개(1142)의 체결공(1142a)과 상기 제1 날개(1141)의 체결공(1141a)이 겹쳐질 수 있다.
또한, 상기 배터리 시스템 블록(110)은, 상기 제2 날개(1142) 및 상기 제2 날개(1142)와 겹쳐지는 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)에 구비된 제1 날개(1141)의 체결공(1141a)이 체결수단에 의해 관통되어질 때, 상기 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)과 체결될 수 있다.
그리고 상기 전장 모듈(117)은, 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 상기 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입된 후, 상기 제1 배터리 케이스 커버(115) 및 제2 배터리 케이스 커버(116)가 상기 삽입홈(1140)을 폐쇄시킬 때, 상기 배터리 모듈(112)과 일단이 연결되고, 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)에 구비된 배터리 모듈(112)과 타단이 연결될 수 있다.
또한, 상기 배터리 케이스(114)는, 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 상기 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입될 때를 기준으로, 상기 배터리 셀(111)과 인접한 타측면(1144)에 상기 전장 모듈(117)의 일단 또는 타단이 삽입될 삽입구가 형성될 수 있다.
본 발명은 전기차량의 성능, 제원, 사양에 맞춰 간단하게 배터리 시스템 블록을 추가하거나 제거하여 전기차량에 적용 가능한 배터리 공급장치를 다양하게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 전기차량의 충돌에 의한 배터리 파손 및 배터리의 성능 저하에 의해 배터리 공급장치의 교환이 필요할 시, 해당 부품이 포함된 배터리 시스템 블록을 선별적으로 교환할 수 있어 전기차량의 정비 편의성이 향상되는 효과가 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 배터리 공급장치의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 배터리 공급장치의 종류를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 시스템 블록의 분해사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 A-A' 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치의 적용 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 배터리 공급장치의 종류를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 시스템 블록의 분해사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 A-A' 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치의 적용 예를 나타낸 도면이다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치(100)(이하에서는, '배터리 공급장치(100)'이라 한다.)는 전기차량의 성능, 제원, 사양에 상관없이 전기차량에 적용될 수 있게 다변화가 가능하게 블록형의 형태로 일원화되어 전기차량에 전기에너지를 공급하는 장치이며, 이를 위해 복수개의 배터리 시스템 블록(110)이 결합되는 형태로 이루어지는데, 상기 배터리 시스템 블록(110)의 구성요소는 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 시스템 블록의 분해사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 배터리 시스템 블록(110)은 배터리 셀(111), 배터리 모듈(112), 쿨링 시스템(113), 배터리 케이스(114), 제1 배터리 케이스 커버(115), 제2 배터리 케이스 커버(116) 및 전장 모듈(117)이 구비될 수 있다.
상기 배터리 셀(111)은 전기에너지를 충전 및 방전하여 사용할 수 있는 리튬이온 배터리를 의미하며 양극, 음극, 분리막, 전해액이 알루미늄 케이스 저장될 수 있다.
여기서, 상기 배터리 셀(111)의 외형을 이루는 알루미늄 케이스의 경우, 통상적으로 사각형으로 형성되고 있으며, 본 발명에서도 이와 동일하게 사각형의 알루미늄 케이스로 마련될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서는 육각형의 알루미늄 케이스로 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 배터리 셀(111)이 내부로 삽입될 상기 배터리 케이스 커버(114)의 삽입홈(1140)의 형태가 육각형이기 때문이다.
또한, 상기 배터리 셀(111)은 상기 배터리 모듈(112) 상에 일방향으로 나열되도록 복수개로 구비될 수 있다.
상기 배터리 모듈(112)은 일방향으로 나열된 상태인 상기 복수개의 배터리 셀(111)이 일측면에 안착될 지지 플레이트(1120)가 구비된다.
상기 지지 플레이트(1120)는 일측면에 안착된 상기 배터리 셀(111)이 상기 일측면으로부터 이탈되지 않도록 상기 배터리 셀(111)의 측면하단을 지지하기 위해 상기 일측면의 양단부로부터 돌출되는 측벽(1120a, 1120b)이 구비된다.
또한, 상기 지지 플레이트(1120)는 상기 배터리 셀(111)이 나열된 일측면과 대향되어 상기 쿨링 시스템(113)의 쿨링 플레이트(1130)와 접촉될 타측면으로부터 돌출되되, 상기 배터리 셀(111)이 나열된 일방향으로 연장형성되어 상기 쿨링 플레이트(1130)에 슬라이딩 결합으로 끼워질 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)가 구비된다.
그리고 상기 지지 플레이트(1120)는 상기 측벽(1120a, 1120b)이 상기 육각형의 배터리 셀(111)의 측면하단을 지지하도록 상기 배터리 셀(111)의 측면하단과 밀착되어 상기 배터리 셀(111)이 일측면에 안착된 상기 배터리 모듈(112)의 형상이 육각형이 되도록 함으로써, 상기 배터리 셀(111)이 일측면에 안착된 상태에서 상기 삽입홈(1140)에 삽입될 수 있다.
상기 쿨링 시스템(113)은 상기 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)에 의해 상기 지지 플레이트(1120)의 타측면과 맞닿게 되는 접촉면(1130a)이 상부를 이루는 쿨링 플레이트(1130)가 구비된다.
상기 쿨링 플레이트(1130)는 상기 지지 플레이트(1120)의 타측면이 상기 접촉면(1130a)과 맞닿게 되는 것을 이용하여 상기 배터리 모듈(112)을 냉각시킨다.
또한, 상기 쿨링 플레이트(1130)는 상기 지지 플레이트(1120)의 타측면과 상기 접촉면(1130a)이 맞닿게 되도록, 상기 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)가 슬라이딩 결합으로 끼워지도록 한다.
그리고 상기 쿨링 플레이트(1130)는 상기 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)가 슬라이딩 결합으로 끼워지도록, 상기 접촉면(1130a)의 양단부로부터 돌출되어 상기 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)가 슬라이딩 결합될 일방향으로 연장됨과 동시에 상기 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)이 끼워질 끼움홈이 형성된 한 쌍의 측벽(1130b, 1130c)이 구비된다.
더 나아가, 상기 쿨링 플레이트(1130)는 상기 지지 플레이트(1120)의 타측면과 밀착됨에 따라, 상기 배터리 모듈(112)의 형상이 육각형을 유지하도록 함으로써, 상기 배터리 모듈(112)이 끼워진 상태에서 상기 삽입홈(1140)에 삽입될 수 있다.
한편, 상기 쿨링 시스템(113)은 도면에 미도시되었으나 상기 쿨링 플레이트(1130)가 내부에서 순환되는 냉각수를 통해 상기 배터리 모듈(112)을 냉각시키도록, 냉각 수단 및 열교환 수단이 구비될 수 있다.
상기 쿨링 시스템(113)의 냉각 수단은 상기 배터리 모듈(112)의 온도를 제어하기 위해 상기 쿨링 플레이트(1130)의 내부로 냉각수를 공급하기 위한 노즐로 이루어질 수 있다.
상기 쿨링 시스템(113)의 열교환 수단은 상기 쿨링 플레이트(1130)의 내부에서 순환되어 상기 배터리 모듈(112)의 열을 흡수하여 상기 배터리 모듈(112)을 냉각시킨 후에 외부로 배출되는 폐냉각수를 열교환시켜 냉각수를 생성하고, 상기 냉각수를 상기 냉각 수단에 공급하는 열교환기일 수 있다.
상기 배터리 케이스(114)는 도면에 미도시되었으나, 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입된 후, 상기 제1 배터리 케이스 커버(115) 및 제2 배터리 케이스 커버(116)가 상기 삽입홈(1140)을 폐쇄시킬 때, 상기 쿨링 플레이트(1130)와 상기 냉각 수단 및 열교환 수단이 연결되도록, 상기 쿨링 플레이트(1130)의 하부면(1130d)과 인접한 일측면(1143)에 상기 냉각 수단 및 열교환 수단이 투입될 복수개의 연결구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 케이스(114)는 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 삽입되도록 일측 및 타측이 개방되어 상기 삽입홈(1140)을 형성하며, 상기 삽입홈(1140)의 형상은 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 삽입 가능한 육각형일 수 있다.
그리고 상기 배터리 케이스(114)는 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)과의 체결을 위해 체결수단(예: 볼트 및 너트)이 관통 가능한 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142)가 양단부에 구비된다.
상기 제1 날개(1141)는 상기 체결수단이 관통될 체결공(1141a)이 하나 이상 형성되며, 상기 제2 날개(1142)는 상기 체결수단이 관통될 체결공(1142a)이 하나 이상 형성된다.
이러한 상기 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142)는 상기 배터리 케이스(114)의 양단부에 구비되는 위치가 다를 수 있으며, 이는 도 3에 도시된 A-A'의 단면도인 도 5를 참조하여 자세히 설명하도록 하겠다.
도 5를 참조하면, 상기 배터리 케이스(114)는 상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입되는 일방향을 가로지르는 타방향(A-A' 방향)의 시점을 기준으로 상기 제1 날개(1141)보다 상기 제2 날개(1142)가 상측에 구비된다.
이와 같이, 상기 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142) 간의 높이 차이를 두는 것은 상기 체결수단으로 상기 배터리 시스템 블록(110) 및 상기 배터리 시스템 블록(110)과 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)을 체결시키기 위함이며, 상기 배터리 시스템 블록(110)과 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)의 체결 방식의 일 예는 다음과 같다.
체결 방식의 일 예에서는, 복수개의 배터리 시스템 블록(110)이 도 5에 도시된 바와 같이 제1 배터리 시스템 블록(110a), 제2 배터리 시스템 블록(110b), 제3 배터리 시스템 블록(110c), 제4 배터리 시스템 블록(110d) 및 제5 배터리 시스템 블록(110e)으로 마련될 수 있으며, 이하에서는 상기 제1 배터리 시스템 블록(110a)을 기준으로 상기 체결 방식의 일 예에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.
상기 제1 배터리 시스템 블록(110a)은 제2 날개(1142)가 상기 제2 배터리 시스템 블록(110b)의 제1 날개(1141)의 상측에 위치되며, 이 경우 상기 제2 날개(1142)의 체결공(1142a)과 상기 제1 날개(1141)의 체결공(1141a)이 겹쳐지게 된다.
또한, 상기 제1 배터리 시스템 블록(110a)은 상기 제2 날개(1142)의 체결공(1142a)과 상기 제1 날개(1141)의 체결공(1141a)이 상기 체결수단에 의해 관통되어질 때, 상기 제2 배터리 시스템 블록(110b)과 체결될 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 배터리 케이스 커버(115)와 제2 배터리 케이스 커버(116)는 상기 삽입홈(1140)의 개방된 일측 및 타측에 탈부착되어 상기 삽입홈(1140)을 개폐시킬 수 있다.
여기서, 상기 제1 배터리 케이스 커버(115)와 제2 배터리 케이스 커버(116)는 상기 삽입홈(1140)에 탈부착될 수 있도록, 상기 삽입홈(1140)과 동일하게 육각형의 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 전장 모듈(117)은 상기 배터리 시스템 블록(110) 및 상기 배터리 시스템 블록(110)과 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)을 전기적으로 연결시키기 위한 전자장치이며, 상기 배터리 시스템 블록(110)의 배터리 모듈(112)과 일단이 연결되고, 상기 배터리 시스템 블록(110)과 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)에 구비된 배터리 모듈(112)과 타단이 연결되도록 복수개로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 배터리 케이스(114)는 상기 쿨링 플레이트(130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입될 때를 기준으로, 상기 배터리 셀(111)과 인접한 타측면(1144)에 상기 전장 모듈(117)의 일단 또는 타단이 삽입될 삽입구가 형성될 수 있다.
상기 전장 모듈(117)은 상기 배터리 시스템 블록(110)에 구비된 상기 배터리 셀(111)의 파손 및 성능 저하를 감지하는 센서 및 상기 센서가 상기 배터리 셀(111)의 파손 또는 성능 저하를 감지할 때 점멸 또는 점등되는 LED 모듈이 구비될 수 있다.
이하에서는, 상기 배터리 공급장치(100)가 전기차량의 성능, 제원, 사양에 따라 적용되는 것과 상기 전장 모듈(117)에 의해 파손 또는 성능 저하된 상기 배터리 셀(111)의 교체 방식에 대한 일 예는 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치의 적용 예를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 제1 전기차량의 경우, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3, 4, 5 배터리 시스템 블록(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)가 체결된 상태의 배터리 공급장치(100)가 연결될 수 있다.
이때 만약, 일 예로 상기 제2 배터리 시스템 블록(110b)과 제3 배터리 시스템 블록(110c)을 전기적으로 연결시키는 전장 모듈(117)의 LED 및 상기 제3 배터리 시스템 블록(110c)과 제4 배터리 시스템 블록(110d)을 전기적으로 연결시키는 전장 모듈(117)의 LED가 점멸 또는 점등되는 경우, 상기 배터리 공급장치(100)를 교체하려는 사용자는 상기 제3 배터리 시스템 블록(110c)에 구비된 배터리 셀(111)의 파손 또는 성능 저하된 것으로 확인한 후, 파손 또는 성능 저하된 상기 제3 배터리 시스템 블록(110c)을 상기 배터리 공급장치(100)로부터 분리시킬 수 있다.
상기 일 예와 달리, 상기 제1 배터리 시스템 블록(110a)과 제2 배터리 시스템 블록(110b)을 전기적으로 연결시키는 전장 모듈(117)의 LED가 점멸 또는 점등되되, 상기 제2 배터리 시스템 블록(110b)과 상기 제3 배터리 시스템 블록(110c)을 전기적으로 연결시키는 전장 모듈(117)의 LED가 동작되지 않는 경우, 상기 배터리 공급장치(100)를 교체하려는 사용자는 상기 제1 배터리 시스템 블록(110a)에 구비된 배터리 셀(111)의 파손 또는 성능 저하된 것으로 확인한 후, 파손 또는 성능 저하된 상기 제1 배터리 시스템 블록(110a)을 상기 배터리 공급장치(100)로부터 분리시킬 수 있다.
즉, 상기 배터리 공급장치(100) 중 양단부를 이루는 두 개의 배터리 시스템 블록(110)은 하나의 전장 모듈(117)에 구비된 LED에 의해 배터리 셀(111)의 파손 및 성능 저하가 확인될 수 있고, 상기 두 개의 배터리 시스템 블록(110) 사이에 배치된 배터리 시스템 블록(110)의 경우, 둘 이상의 전장 모듈(117)에 구비된 LED에 의해 배터리 셀(111)의 파손 및 성능 저하가 확인될 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 배터리 공급장치(100)가 상기 제1 전기차량과 성능, 제원, 사양이 다른 제2 전기차량에 연결되어야 하는 경우, 도 6의 (a)에 도시된 것과 달리 상기 제1 배터리 시스템 블록(110a)이 분리될 수 있다.
도 6의 (c)를 참조하면, 배터리 공급장치(100)가 상기 제1, 2 전기차량과 성능, 제원, 사양이 다른 제3 전기차량에 연결되어야 하는 경우, 도 6의 (b)에 도시된 것과 달리 상기 제2 배터리 시스템 블록(110b)이 분리될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
100: 배터리 공급장치, 110: 배터리 시스템 블록,
111: 배터리 셀, 112: 배터리 모듈,
113: 쿨링 시스템, 114: 배터리 케이스,
115: 제1 배터리 케이스 커버, 116: 제2 배터리 케이스 커버,
117: 전장 모듈, 1120: 지지 플레이트,
1120a, 1120b: 측벽, 1120c, 1120d: 돌출부재,
1130: 쿨링 플레이트, 1130a: 접촉면,
1130b, 1130c: 측벽, 1130d: 하부면,
1141: 제1 날개, 1141a: 체결공,
1142: 제2 날개, 1142a: 체결공,
1143: 일측면, 1144: 타측면.
111: 배터리 셀, 112: 배터리 모듈,
113: 쿨링 시스템, 114: 배터리 케이스,
115: 제1 배터리 케이스 커버, 116: 제2 배터리 케이스 커버,
117: 전장 모듈, 1120: 지지 플레이트,
1120a, 1120b: 측벽, 1120c, 1120d: 돌출부재,
1130: 쿨링 플레이트, 1130a: 접촉면,
1130b, 1130c: 측벽, 1130d: 하부면,
1141: 제1 날개, 1141a: 체결공,
1142: 제2 날개, 1142a: 체결공,
1143: 일측면, 1144: 타측면.
Claims (10)
- 복수개의 배터리 시스템 블록(110)이 결합되는 배터리 공급장치(100)에 있어서,
상기 배터리 시스템 블록(110)은,
복수개의 배터리 셀(111)이 일방향으로 나열된 상태에서 일측면에 안착되며, 상기 배터리 셀(111)의 측면하단을 지지하기 위한 측벽(1120a, 1120b)이 상기 일측면의 양단부로부터 돌출된 지지 플레이트(1120)를 구비하는 배터리 모듈(112);
상기 지지 플레이트(1120)가 슬라이딩 결합으로 끼워지며, 상기 지지 플레이트(1120)가 슬라이딩 끼워질 때 접촉면(1130a)과 맞닿게 되는 것을 이용하여 상기 배터리 모듈(112)을 냉각시키는 쿨링 플레이트(1130)를 구비한 쿨링 시스템(113);
상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 삽입되도록 일측 및 타측이 개방되어 삽입홈(1140)을 형성하며, 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)과의 체결을 위하여 체결수단이 관통될 체결공(1141a, 1142a)이 하나 이상 형성되는 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142)를 양단부에 구비한 배터리 케이스(114); 및
상기 삽입홈(1140)을 개폐시키기 위하여 상기 삽입홈(1140)의 개방된 일측 및 타측에 탈부착되는 제1 배터리 케이스 커버(115);와 제2 배터리 케이스 커버(116); 및
상기 배터리 시스템 블록(110)과 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)을 전기적으로 연결시키기 위한 전장 모듈(117);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 플레이트(1120)는,
상기 배터리 셀(111)이 나열된 일측면과 대향되는 타측면으로부터 돌출되되, 상기 배터리 셀(111)이 나열된 일방향으로 연장형성되어 상기 쿨링 플레이트(1130)에 슬라이딩 결합으로 끼워지는 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 쿨링 플레이트(1130)는,
상기 접촉면(1130a)의 양단부로부터 돌출되어 일방향으로 연장형성되며, 상기 한 쌍의 돌출부재(1120c, 1120d)가 슬라이딩 결합으로 끼워지도록 상기 일방향으로 연장되는 형태의 끼움홈이 형성된 한 쌍의 측벽(1130b, 1130c);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 쿨링 시스템(113)은,
상기 배터리 모듈(112)의 온도를 제어하기 위하여, 상기 쿨링 플레이트(1130)의 내부로 냉각수를 공급하는 냉각 수단; 및
상기 쿨링 플레이트(1130)의 내부에서 순환되어 상기 배터리 모듈(112)의 열을 흡수한 후 외부로 배출되는 폐냉각수를 열교환시켜 냉각하는 열교환 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 배터리 케이스(114)는,
상기 배터리 모듈(112)이 끼워진 쿨링 플레이트(1130)가 상기 삽입홈(1140)에 삽입된 후, 상기 제1 배터리 케이스 커버(115) 및 제2 배터리 케이스 커버(116)가 상기 삽입홈(1140)을 폐쇄시킬 때, 상기 쿨링 플레이트(1130)와 상기 냉각 수단 및 열교환 수단이 연결되도록, 상기 쿨링 플레이트(1130)의 하부면(1130d)과 인접한 일측면(1143)에 상기 냉각 수단 및 열교환 수단이 투입될 복수개의 연결구가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 배터리 케이스(114)는,
상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입되는 일방향을 가로지르는 타방향의 시점을 기준으로, 상기 제1 날개(1141)보다 상기 제2 날개(1142)가 상측에 구비되는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 배터리 시스템 블록(110)은,
상기 제1 날개(1141)와 제2 날개(1142) 간의 높이 차이를 통해, 상기 제2 날개(1142)가 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)의 제1 날개(1141)의 상측에 위치되어 상기 제2 날개(1142)의 체결공(1142a)과 상기 제1 날개(1141)의 체결공(1141a)이 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 배터리 시스템 블록(110)은,
상기 제2 날개(1142) 및 상기 제2 날개(1142)와 겹쳐지는 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)에 구비된 제1 날개(1141)의 체결공(1141a)이 체결수단에 의해 관통되어질 때, 상기 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)과 체결되는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전장 모듈(117)은,
상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 상기 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입된 후, 상기 제1 배터리 케이스 커버(115) 및 제2 배터리 케이스 커버(116)가 상기 삽입홈(1140)을 폐쇄시킬 때, 상기 배터리 모듈(112)과 일단이 연결되고, 인접한 다른 배터리 시스템 블록(110)에 구비된 배터리 모듈(112)과 타단이 연결되는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 배터리 케이스(114)는,
상기 쿨링 플레이트(1130)에 끼워진 상기 배터리 모듈(112)이 상기 삽입홈(1140)에 삽입될 때를 기준으로, 상기 배터리 셀(111)과 인접한 타측면(1144)에 상기 전장 모듈(117)의 일단 또는 타단이 삽입될 삽입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기차량 블록형 멀티 배터리 공급장치.
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