KR20120005517U - 차량 배터리 장치 및 리튬 아이언 배터리 모듈 - Google Patents
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Abstract
차량 배터리 장치는 하우징, 하우징에 수용되는 리튬 아이언 배터리 모듈, 하우징과 결합하는 덮개, 리튬 아이언 배터리 모듈에 전기적으로 접속되는 동시에 덮개로부터 노출된 제1전극 및 제2전극을 포함한다. 리튬 아이언 배터리 모듈은 다수의 리튬 아이언 배터리 셀, 이 리튬 아이언 배터리 셀의 양단측에 각각 배치되어 리튬 아이언 배터리 셀을 체결하는 제1체결 유니트 및 제2체결 유니트를 가진다. 따라서, 본 발명은 종래기술에서 행하던 복잡한 땜납 제거/스폿 용접 공정을 하지 않고도, 고장난 리튬 아이언 배터리 셀을 새로운 것으로 쉽게 교환할 수 있어 차량 배터리 장치의 유지보수에 대해 편의성을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 차량 배터리 장치에 관한 것으로서, 특히 리튬 아이언 배터리 모듈을 갖는 차량 배터리 장치에 관한 것이다.
근래에, 에너지 절약과 환경보호라는 추세에 맞추어 전기식 차량이 더욱더 인기를 끌고 있다. 전기식 차량의 내구성은 여기에 사용되는 배터리 특성에 의존한다. 현재, 신세대 배터리가 개발되면서 종래의 납산 배터리(lead-acid battery)를 대체하고 있다.
신세대 배터리 중에서는 리튬 아이언 배터리가 매우 인기가 있다. 종래 납산 배터리와 비교할 때, 리튬 아이언 배터리는 중량에 있어서 납산 배터리의 약 1/3이고, 그 수명은 납산 배터리의 5배가 된다. 또한, 리튬 아이언 배터리는 보다 신속한 충전속도 및 보다 개선된 순시전류 방전용량을 갖는다.
그러나, 현재의 리튬 아이언 배터리, 특히 차량 리튬 아이언 배터리는 다소의 결점을 가지고 있다. 예를 들면, 배터리의 하우징은 일체로 형성되므로 압력 조절메카니즘이 결여되어 있다. 따라서, 장기간 사용 후에는 폭발이 발생할 우려도 있다. 또한, 리튬 아이언 배터리 모듈의 리튬 아이언 배터리 셀들은 일반적으로 납땜(soldering) 전도성 플레이트에 의해 상호 간에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라서, 리튬 아이언 배터리 셀들 중 하나가 작동하지 못할 때는 전도성 플레이트에서 땜납을 제거해야만 한다. 그러므로, 배터리를 현장이 아니라 공장에서 수리해야만 하는 경우가 종종 발생하며, 결과적으로 수리 과정을 복잡하게 하고, 그 수리에 걸리는 시간도 길어진다.
또한, 전도성 플레이트가 납땜에 의해 리튬 아이언 배터리 모듈의 리튬 아이언 배터리 셀의 탭 리드선(tab leads)에 고정되므로, 리튬 아이언 배터리가 격하게 흔들리거나 충격을 받을 때, 전도성 플레이트가 탭 리드선으로부터 이탈되거나 균열이 발생하기 쉬우며, 그 결과 리튬 아이언 배터리 셀들 간의 전기적 접속에 악영향을 주어 리튬 아이언 배터리 모듈의 고장을 초래하게 된다. 예를 들면, 사용자가 어떠한 도움도 얻을 수 없는 광야에서, 차량이 작동하지 않을 경우는 사용자로서는 매우 심각한 상황이 된다.
그러므로, 고장난 리튬 아이언 배터리 셀을 새로운 것으로 쉽게 교체하는 것을 가능하게 하는 차량 배터리 장치를 제공하는 것이 절실하다.
따라서, 본 발명의 목적은 배터리 모듈의 리튬 아이언 배터리 셀이 작동하지 못할 때, 이것을 새로운 것으로 쉽게 교환할 수 있어 차량 배터리 장치의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 차량 배터리 장치 및 그 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
상기 목적 및 그 밖의 다른 목적을 실현하기 위해 본 발명은 하우징, 덮개, 리튬 아이언 배터리 모듈, 제1전극 및 제2전극을 포함하는 차량 배터리 장치를 제공하며: 상기 하우징은 바닥부, 상기 바닥부로부터 상향으로 뻗어서 형성되는 측벽부, 상기 바닥부와 상기 측벽부에 의해 규정되는 내부공간을 가지고; 상기 덮개는 상부, 상기 상부로부터 뻗어서 형성되는 결합부(engaging portion)를 가지며, 상기 덮개가 상기 하우징과 결합할 수 있도록 상기 덮개의 결합부는 상기 하우징의 측벽부와 대응하며; 상기 리튬 아이언 배터리 모듈은 상기 하우징의 내부공간에 수용되는 동시에, 다수의 리튬 아이언 배터리 셀, 제1체결 유니트 및 제2체결 유니트를 가지며, 상기 제1체결 유니트 및 제2체결 유니트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀의 양단측에 각각 배치되어 이들 리튬 아이언 배터리 셀들을 체결하고; 상기 제1전극은 상기 리튬 아이언 배터리 모듈에 전기적으로 접속되는 동시에 상기 덮개의 상부에 노출되며; 상기 제2전극은 상기 리튬 아이언 배터리 모듈에 전기적으로 접속되는 동시에 상기 덮개의 상부에 노출되고; 상기 제1전극과 상기 제2전극은 다른 극성을 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 제공되는 차량 리튬 아이언 배터리 모듈은: 리튬 아이언 배터리 셀과; 제1체결 베이스와 다수의 제1전도성 플레이트를 가지는 제1체결 유니트와; 제2체결 베이스와 다수의 제2전도성 플레이트를 가지는 제2체결 유니트를 포함하고, 상기 제1체결 베이스와 상기 제2체결 베이스는 상기 리튬 아이언 배터리 셀의 양단측을 각각 체결하는데 사용되고, 상기 제1전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀이 위치하는 쪽과는 반대되는 제1체결 베이스의 일측에 배치되고, 상기 제2전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀이 위치하는 쪽과는 반대되는 제2체결 베이스의 일측에 배치되며, 상기 제1전도성 플레이트와 상기 제2전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀의 탭 리드선에 전기적으로 각각 접속된다.
본 발명에 따르면, 리튬 아이언 배터리 셀들 중 하나가 작동하지 못할 때, 종래기술에서 행하던 땜납 제거/스폿 용접 공정을 하지 않고도, 고장난 것을 새로운 리튬 아이언 배터리 셀로 쉽게 교환할 수 있다. 또한, 전도성 플레이트를 통해 새로운 리튬 아이언 배터리 셀이 다른 리튬 아이언 배터리 셀에 전기적으로 접속되므로 차량 배터리 장치의 정상적인 동작을 재개할 수 있다. 따라서, 본 발명은 차량 배터리 장치의 유지보수에 대해 편의성을 제공할 수 있다.
그리고, 하우징의 바닥부에는 다수의 돌기가 배치되어 있다. 이러한 구성에 따라서, 차량의 배터리 베이스(도시안됨) 상에 차량 배터리 장치가 배치될 경우, 이들 돌기만이 배터리 베이스에 접촉하므로, 하우징의 바닥부와 배터리 베이스 사이에 격리공간이 형성된다. 이러한 격리공간에서의 공기대류를 통해, 차량 배터리 장치의 온도를 일정한 범위 내에서 유지할 수 있다. 차량 배터리 장치의 하우징과 덮개는 열방사 나노 입자와 혼합된 가소성 물질과 같은 내열성 물질로 제조될 수 있으며, 이에 따라서 동작중에 차량의 엔진 룸에서 발생하는 고온에 의해 차량 배터리 장치가 악영향을 받는 것을 방지하게 된다. 또한, 차량 배터리 장치의 덮개의 상부에는 일방향 통기 밸브가 배치된다. 따라서, 장시간의 동작으로 인해 차량 배터리 장치의 온도가 상승할 때, 차량 배터리 장치 내측에서의 팽창된 공기가 쉽게 유출될 수 있어 차량 배터리 장치의 내측과 외측 사이의 압력차를 감소시킬 수 있고, 이러한 구성이 아닐 경우 차량 내외측 간의 높은 압력차로 인해 발생할 수 있는 차량 배터리 장치의 폭발위험을 피할 수 있다.
또한, 리튬 아이언 배터리 모듈의 제1체결 유니트는 다수의 제1전도성 플레이트를 포함하고, 리튬 아이언 배터리 모듈의 제2체결 유니트는 다수의 제2전도성 플레이트를 포함한다. 본원에서 제1전도성 플레이트와 제2전도성 플레이트 각각은 2개의 체결 홀과 이들 2개의 체결 홀 사이에 위치하는 브릿지 섹션을 가진다. 브릿지 섹션은 예응력을 제공하고 있어, 전도성 플레이트가 각각 리튬 아이언 배터리 셀의 탭 리드선에 응력으로 대응하면서 지속적으로 접하도록 하고, 그 결과 차량 배터리 장치가 격렬하게 흔들리거나 충격을 받아도 전도성 플레이트와 리튬 아이언 배터리 셀 사이에 신뢰할만한 전기적 접속을 확보할 수 있어 차량 배터리 장치에 의한 전력 공급의 안정성을 향상시킬 수 있다. 열팽창을 고려하여 고온환경 하에서 리튬 아이언 배터리 셀들 사이에 안정된 전도성을 확보하기 위해 브릿지 섹션은 2mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
리튬 아이언 배터리 셀들 중 어느 하나가 고장으로 작동하지 않을 때, 작동하지 않는 셀을 제1체결 베이스와 제2체결 베이스로부터 해체시켜 그 고장난 셀을 새로운 것으로 쉽게 교체할 수 있고, 이에 따라서, 차량 배터리 장치의 정상 동작을 재개할 수 있도록 리튬 아이언 배터리 셀이 제1체결 베이스와 제2체결 베이스에 체결되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 배터리 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 차량 배터리 장치를 나타낸 분해도이다.
도 3은 차량 배터리 장치의 리튬 아이언 배터리 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 4는 차량 배터리 장치의 리튬 아이언 배터리 모듈의 제1체결 유니트에서 그 전도성 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 배터리 장치를 나타낸 분해도이다.
도 2는 차량 배터리 장치를 나타낸 분해도이다.
도 3은 차량 배터리 장치의 리튬 아이언 배터리 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 4는 차량 배터리 장치의 리튬 아이언 배터리 모듈의 제1체결 유니트에서 그 전도성 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 배터리 장치를 나타낸 분해도이다.
다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하며, 당분야의 통상의 기술자는 본 명세서를 통해 본 발명의 이들 및 다른 이점 및 효과를 명백히 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 차량 배터리 장치를 나타낸 분해도이다. 차량 배터리 장치는 하우징(11), 리튬 아이언 배터리 모듈(12), 덮개(13), 제1전극(14) 및 제2전극(15)을 포함한다. 하우징(11)은 바닥부(111)와 측벽부(112)를 포함하며, 측벽부(112)는 바닥부(111)로부터 상향으로 뻗으면서 형성된다. 덮개(13)는 상부(131)와 결합부(132)를 포함하며, 결합부(132)는 상부(131)로부터 하향으로 뻗으면서 형성된다.
또한, 하우징(11)의 측벽부(112)는 본 실시예의 차량 배터리 장치를 차량의 베이스(도시 안됨)에 강고히 결합하기 위한 줄무늬 체결 슬롯(1121)을 가진다. 그리고, 하우징(11)의 바닥부(111)는 다수의 돌기(1111, 1112, 1113, 1114)가 형성되어 차량 배터리 장치가 배터리 베이스에 체결될 때 돌기(1111, 1112, 1113, 1114)만이 배터리 베이스에 접촉하여 하우징(11)의 바닥부(111)와 배터리 베이스 사이에 격리 공간이 형성된다. 따라서, 차량의 동작 중에 차량 배터리 장치의 온도가 격리 공간에서의 공기 대류를 통해 일정한 범위 내에서 유지될 수 있다. 또한, 하우징(11)과 덮개(13)는 열방산 나노 입자와 혼합된 가소성 물질과 같은 내열성 물질을 가지고 사출성형을 통해 제조될 수 있다. 이와 같은 구조로, 본 실시예에 따른 차량 배터리 장치는 동작중에 차량의 엔진 룸에서 발생하는 고온으로부터 차단될 수 있어, 차량 배터리 장치의 온도 상승과 같이 차량 배터리 장치에서의 고온에 따른 어떠한 악영향도 피할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 차량 배터리 장치의 리튬 아이언 배터리 모듈(12)은 하우징(11)의 바닥부(111)와 측벽부(112)에 의해 규정되는 내부 공간(113)에서 수용된다. 또한, 리튬 아이언 배터리 모듈(12)은 다수의 리튬 아이언 배터리 셀(121), 제1체결 유니트(122) 및 제2체결 유니트(123)를 가진다.
제1전극(14)과 제2전극(15)은 덮개(13)의 상부(131)에 노출되어 차량의 동력 시스템과 본 실시예의 차량 배터리 장치를 전기적으로 접속하기 위해 사용된다. 도 2를 참조하면, 제1전극(14)과 제2전극(15)은 리튬 아이언 배터리 모듈(12)에 전기적으로 접속된다. 제1전극(14)과 제2전극(15)은 다른 극성을 가지고 있다는 점에 주의해야 한다. 이에 따라서, 리튬 아이언 배터리 모듈(12)의 전력이 제1전극(14)과 제2전극(15)을 통해서 동작 중에 있는 차량의 동력 시스템으로 전달되어 사용될 수 있다.
덮개(13)의 결합부(132)는 하우징(11)의 측벽부(112)와 결합하여 덮개(13)가 하우징(11)과 결합할 수 있도록 하는 동시에, 하우징(11)의 내부 공간에 수용된 리튬 아이언 배터리 모듈(12)이 외부 환경으로부터 차단되도록 한다. 도 1을 참조하면, 제1수용 슬롯(1122)이 하우징(11)의 측벽부(112)의 상부 에지에 배치되고, 제2수용 슬롯(1321)이 제1수용 슬롯(1122)과 대응하면서 덮개(13)의 결합부(132)의 바닥 에지에 배치된다. 이와 같은 구성으로, 덮개(13)의 결합부(132)가 하우징(11)의 측벽부(112)와 결합할 때, 제1수용 슬롯(1122)과 제2수용 슬롯(1321) 사이에 밀봉 링(16)이 수용될 수 있어 결합부(132)와 측벽부(112) 사이의 공간을 감소시키고 그 결과로 덮개(13)와 하우징(11) 간의 밀봉능력을 향상시키고, 개선된 방수성과 내열성을 얻을 수 있다.
일부 적용 환경에 따라서, 차량 배터리 장치의 하우징(11) 및/또는 덮개(13)를 바람직한 열반사 특성을 갖는 접착제로 혼합한 사출성형 물질로 사출성형하여 제조할 수도 있다는 점에 주의해야 한다. 이에 따라서 차량 배터리 장치의 하우징(11)과 덮개(13)는 엔진으로부터의 에너지와 같은 외부 에너지를 반사하여 하우징(11) 또는 덮개(13)를 통해 차량 배터리 장치로 이러한 에너지가 전달되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 일정한 범위 내에서 차량 배터리 장치의 온도를 유지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 차량 배터리 장치의 리튬 아이언 배터리 모듈(12)은 다수의 리튬 아이언 배터리 셀(121), 제1체결 유니트(122) 및 제2체결 유니트(123)를 가진다. 리튬 아이언 배터리 셀(121)은 서로 동일한 형상이고 상호 적층되어 전체 리튬 아이언 배터리 모듈(12)의 점유 공간을 절약할 뿐만 아니라, 차량 배터리 장치의 전체 치수도 줄일 수 있다. 또한, 제1체결 유니트(122) 및 제2체결 유니트(123)는 리튬 아이언 배터리 셀(121)의 양단측에 각각 위치하여 이들 리튬 아이언 배터리 셀(121)을 체결하고 있다.
본 실시예에서, 리튬 아이언 배터리 셀(121)은 관형 리튬 아이언 배터리 셀로 이루어지면서 동시에 동일한 출력 전압 및 용량(예를 들면, 3.2V/10Ah)을 가질 수 있다. 또한, 차량 배터리 장치의 여러 다양한 요건의 출력 전압 및 배터리 용량에 따라서 관형 리튬 아이언 배터리 셀의 개수를 다양화할 수 있고, 관형 리튬 아이언 배터리 셀을 다양한 방법을 통해 상호 전기적으로 접속할 수도 있다.
예를 들면, 12.8V의 출력 전압, 40Ah의 배터리 용량을 제공하기 위해, 리튬 아이언 배터리 모듈(12)의 리튬 아이언 배터리 셀(121)을 상호 다음과 같이 전기적으로 접속할 수도 있다.
첫째, 4개의 관형 리튬 아이언 배터리 셀을 전기적으로 직렬 접속하여 12.8V의 출력 전압을 제공하는 관형 리튬 아이언 배터리 셀 그룹을 형성한다. 그리고 전기적으로 직렬 접속된 4개의 관형 리튬 아이언 배터리 셀로 각각 구성된 3개의 다른 셀 그룹을 더 형성한다. 이후, 40Ah의 배터리 용량이 제공되도록 4개의 셀 그룹을 전기적으로 병렬 접속한다. 이러한 접속방법을 일반적으로 4S4P라 칭한다. 마지막으로, 12.8V의 전압, 40Ah의 배터리 용량을 출력하도록 리튬 아이언 배터리 모듈(12)의 양단을 도 1의 제1전극(14)과 제2전극(15)에 각각 전기적으로 접속한다.
도 3을 참조하면, 리튬 아이언 배터리 모듈(12)의 제1체결 유니트(122)는 제1체결 베이스(1221)와 다수의 제1전도성 플레이트(1222)를 가진다. 제2체결 유니트(123)는 제2체결 베이스(1231)와 다수의 제2전도성 플레이트(도시안됨)를 가진다. 제1전도성 플레이트(1222)는 리튬 아이언 배터리 셀(121)이 위치하는 쪽과는 반대측면에서 제1체결 베이스(1221)의 일측에 체결되는 한편 리튬 아이언 배터리 셀(121)의 탭 리드선(1211)에 전기적으로 각각 접속된다.
도 4는 제1전도성 플레이트(1222) 중 하나를 예시하는 사시도이다. 제1전도성 플레이트(1222)는 2개의 체결 홀(1223, 1224)과, 이들 체결 홀(1223, 1224) 사이에 위치하는 브릿지 섹션(1225)을 가진다. 도 3을 참조하면, 제1전도성 플레이트(1222)가 제1체결 베이스(1221)에 장착될 때, 제1전도성 플레이트(1222)의 브릿지 섹션(1225)은 리튬 아이언 배터리 셀(121)이 위치하는 곳과는 반대되는 방향으로 돌출한다. 또한, 제1전도성 플레이트(1222) 각각은 2개의 체결 홀(1223, 1224)을 통해 제1체결 베이스(1221)에 체결되는 동시에 탭 리드선(1211)에 너트로 체결된다.
리튬 아이언 배터리 셀(121)의 양단측이 제1체결 베이스(1221)와 제2체결 베이스(1231)에 나사를 통해 체결되기 때문에, 리튬 아이언 배터리 셀 (121) 중 하나가 고장으로 작동하지 않을 때, 해당 너트 나사를 풀어서 작동하지 않는 셀을 쉽게 해체시킬 수 있다. 그리고, 고장난 리튬 아이언 배터리 셀(121)을 새로운 리튬 아이언 배터리 셀(121)로 쉽게 교체할 수 있다. 또한, 너트를 단단히 조여서 제1체결 베이스(1221) 및 제2체결 베이스(1231)에 새로운 리튬 아이언 배터리 셀(121)을 체결할 수 있다.
본 실시예에 따른 차량 배터리 장치의 리튬 아이언 배터리 모듈(12)에서는, 리튬 아이언 배터리 셀(121)의 탭 리드선(1211)이 제1전도성 플레이트(1222)의 체결 홀(1223, 1224)을 각각 통과한다. 따라서, 리튬 아이언 배터리 셀(121)이 제1체결 베이스(1221) 및 제2체결 베이스(1231)에 체결된 이후 제1전도성 플레이트(1222)는 나사 체결을 통해 리튬 아이언 배터리 셀(121)의 탭 리드선(1211)에 각각 전기적으로 접속될 수 있다.
따라서, 본 발명의 상기 실시예의 경우는, 종래 기술에서 필요한 복잡한 땜납 제거/스폿 용접 공정을 하지 않고도, 고장난 리튬 아이언 배터리 셀(121)을 새로운 것으로 쉽게 교체할 수 있다. 그러면, 새로운 리튬 아이언 배터리 셀(121)이 전도성 플레이트를 통해 다른 리튬 아이언 배터리 셀(121)에 전기적으로 접속되어 차량 배터리 장치의 정상 동작을 재개하게 된다.
도 4를 참조하면, 제1전도성 플레이트(1222) 각각은 예응력을 제공하는 브릿지 섹션(1225)을 가지고 있어, 제1전도성 플레이트(1222)가 리튬 아이언 배터리 셀(121)의 탭 리드선(1211)에 응력으로 대응하면서 지속적으로 접하도록 하고, 그 결과 차량 배터리 장치가 격렬하게 흔들리거나 충격을 받아도 제1전도성 플레이트(1222)와 리튬 아이언 배터리 셀(121) 사이에 신뢰할만한 전기적 접속을 확보할 수 있다.
열팽창을 고려하여 고온환경에서 리튬 아이언 배터리 셀(121) 사이에 안정된 전도성을 확보하기 위해 브릿지 섹션(1225)은 2mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 실용적인 필요성에 따라서 여러 전압과 배터리 용량을 출력할 수 있도록, 차량 배터리 장치는 제1전도성 플레이트(1222)의 위치와 개수를 변경하여 다양한 접속방법을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 배터리 장치의 분해도이다. 차량 배터리 장치는 하우징(51), 리튬 아이언 배터리 모듈(52), 덮개(53), 제1전극(54), 제2전극(55) 및 전력관리 유니트(56)를 가진다. 하우징(51)은 바닥부(511)와, 이 바닥부(511)로부터 상향으로 뻗어서 형성되는 측벽부(512)를 가진다. 덮개(53)는 상부(531)와, 이 상부(531)로부터 하향으로 뻗어서 형성되는 결합부(532)를 가진다.
하우징(51)의 측벽부(512)는 줄무늬 체결 슬롯(5121)을 가지며, 이 체결 슬롯(5121)에 의해 본 실시예의 차량 배터리 장치가 차량의 배터리 베이스(도시안됨)에 확고하게 체결된다. 또한, 하우징(51)의 바닥부(511)에는 다수의 돌기(5111, 5112, 5113, 5114)가 배치되어 있어, 차량 배터리 장치가 배터리 베이스에 체결될 때, 단지 이들 4개의 돌기만이 배터리 베이스와 접촉하며, 그 결과 하우징(51)의 바닥부(511)와 배터리 베이스 간에 격리 공간이 형성된다. 이러한 구성에 따라서, 차량의 동작 중에, 상기 격리 공간에서의 공기 대류를 통해 차량 배터리 장치의 온도가 일정한 범위 내에서 유지될 수 있다.
도 5를 참조하면, 리튬 아이언 배터리 모듈(52)은 하우징(51)의 측벽부(512)에 의해 정의되는 내부공간(513)에 수용된다. 또한, 리튬 아이언 배터리 모듈(52)은 다수의 리튬 아이언 배터리 셀(521), 제1체결 유니트(522) 및 제2체결 유니트(523)를 가진다.
제1전극(54) 및 제2전극(55)은 덮개(53)의 상부(531)에 배치되어 차량의 동력 시스템과 본 실시예의 차량 배터리 장치를 전기적으로 접속하게 된다. 도 5를 참조하면, 전력관리 유니트(56)는 덮개(53)의 결합부(532)에 의해 규정되는 내부공간(533)에 배치되는 동시에 리튬 아이언 배터리 모듈(52), 제1전극(54) 및 제2전극(55)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 리튬 아이언 배터리 모듈(52)의 전력이 전력관리 유니트(56)(전력관리 유니트 56의 컨트롤을 수신), 제1전극(54) 및 제2전극(55)을 통해 동작에 사용될 수 있도록 차량의 동력 시스템으로 순차 전달된다.
또한, 도 5를 참조하면, 차량 배터리 장치의 덮개(53)는 비상 사태에서 사용자가 누를 수 있는 비상 구조 스위치(534)를 가지고 있다. 비상 구조 스위치(534)는 용량성 감지 스위치로 구성될 수 있으며, 덮개(53)에 매입되어 방수성의 향상은 물론 배터리 장치의 외관도 개선 시킬 수 있다. 그리고, 비상 구조 스위치(534)는 전력관리 유니트(56)에 전기적으로 접속되어 있어, 일단 비상 구조 스위치(534)를 누르면, 전력관리 유니트(56)는 비상 구조 프로그램(예들 들면, 자기 구조 시동:self-rescue start up)을 수행하도록 구동된다. 일반적으로, 전력관리 유니트(56)는 리튬 아이언 배터리 모듈(52)의 전력 레벨을 관리하기 위해 사용된다. 예를들면, 차량의 불빛을 오랫동안 턴온 상태로 유지하여 리튬 아이언 배터리 모듈(52)의 전력 레벨이 소정의 레벨 이하가 될 때, 전력관리 유니트(56)는 차량 배터리 장치를 턴 오프하여 앞에 설명한 비상 구조 프로그램에서 사용하기 위해 잔류 전력을 비축할 수 있다.
도 5를 참조하면, 추가로 덮개(53)에는 일방향 통기 밸브(57)가 배치되어 있어 내부공간(513, 533)에서의 공기가 흘러나오도록 하는 한편 외부환경에서의 공기가 본 실시예의 차량 배터리 장치로 유입하는 것을 방지하게 된다. 따라서, 장기간 동작 이후 차량 배터리 장치의 온도가 상승할 때, 차량 배터리 장치 내측의 팽창된 공기가 쉽게 흘러나올 수 있어, 차량 내외측 간의 압력차를 감소시킬 수 있으며, 이러한 구성이 아닐 경우 차량 내외측 간의 높은 압력차로 인해 발생할 수 있는 차량 배터리 장치의 폭발위험을 본 발명의 상기 구성에 의해 결과적으로 피할 수 있고, 또한 효과적으로 차량 배터리 장치의 안전성을 높일 수 있다.
본 실시예의 차량 배터리 장치의 동작 중에, 덮개(53)의 결합부(532)는 하우징(51)의 측벽부(512)와 결합하여, 덮개(53)가 하우징(51)과 결합되고, 이것에 의해 리튬 아이언 배터리 모듈(52)이 외부환경으로부터 차단된다.
본 실시예의 리튬 아이언 배터리 모듈(52)은 제1실시예와 유사한 구조를 가지므로, 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
구체적인 실시예에 대한 상세한 설명은 본 발명에 따른 바람직한 구현예를 예시하는 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 당분야의 통상의 기술자에 의해 이루어지는 여러 가지 개질 및 변형은 첨부 청구범위에서 정의되는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
11. 하우징, 12. 리튬 아이언 배터리 모듈, 13. 덮개, 14. 제1전극,
15. 제2전극. 16. 밀봉 링, 51. 하우징, 52. 리튬 아이언 배터리 모듈,
53. 덮개, 54. 제1전극, 55. 제2전극, 56. 전력관리 유니트, 57. 통기 밸브,
111. 바닥부, 112. 측벽부, 113. 내부공간, 121. 리튬 아이언 배터리 셀,
122. 제1체결 유니트, 123. 제2체결 유니트, 131. 상부, 132. 결합부,
511. 바닥부, 512. 측벽부, 513. 내부공간, 521. 리튬 아이언 배터리 셀,
522. 제1체결 유니트, 523. 제2체결 유니트, 531. 상부, 532. 결합부,
533. 내부공간, 534. 비상 구조 스위치, 1111, 1112, 1113, 1114. 돌기,
1121. 줄무늬 체결 슬롯, 1122. 제1수용 슬롯, 1211. 탭 리드선,
1221. 제1체결 베이스, 1222. 제1전도성 플레이트, 1223, 1224. 체결 홀,
1225. 브릿지 섹션, 1231. 제2체결 베이스, 1321. 제2수용 슬롯,
5111, 5112, 5113, 5114. 돌기, 5121. 줄무늬 체결 슬롯
15. 제2전극. 16. 밀봉 링, 51. 하우징, 52. 리튬 아이언 배터리 모듈,
53. 덮개, 54. 제1전극, 55. 제2전극, 56. 전력관리 유니트, 57. 통기 밸브,
111. 바닥부, 112. 측벽부, 113. 내부공간, 121. 리튬 아이언 배터리 셀,
122. 제1체결 유니트, 123. 제2체결 유니트, 131. 상부, 132. 결합부,
511. 바닥부, 512. 측벽부, 513. 내부공간, 521. 리튬 아이언 배터리 셀,
522. 제1체결 유니트, 523. 제2체결 유니트, 531. 상부, 532. 결합부,
533. 내부공간, 534. 비상 구조 스위치, 1111, 1112, 1113, 1114. 돌기,
1121. 줄무늬 체결 슬롯, 1122. 제1수용 슬롯, 1211. 탭 리드선,
1221. 제1체결 베이스, 1222. 제1전도성 플레이트, 1223, 1224. 체결 홀,
1225. 브릿지 섹션, 1231. 제2체결 베이스, 1321. 제2수용 슬롯,
5111, 5112, 5113, 5114. 돌기, 5121. 줄무늬 체결 슬롯
Claims (14)
- 하우징, 덮개, 리튬 아이언 배터리 모듈, 제1전극 및 제2전극을 포함하는 차량 배터리 장치로서,
상기 하우징은 바닥부, 상기 바닥부로부터 상향으로 뻗어서 형성되는 측벽부, 및 상기 바닥부와 상기 측벽부에 의해 규정되는 내부공간을 가지며;
상기 덮개는 상부, 및 상기 상부로부터 뻗어서 형성되는 결합부를 가지며, 여기서 상기 덮개가 상기 하우징과 결합할 수 있도록 상기 덮개의 결합부는 상기 하우징의 측벽부와 대응하며;
상기 리튬 아이언 배터리 모듈은 상기 하우징의 내부공간에 수용되며, 여기서 상기 리튬 아이언 배터리 모듈은 다수의 리튬 아이언 배터리 셀, 제1체결 유니트 및 제2체결 유니트를 가지며, 상기 제1체결 유니트 및 제2체결 유니트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀의 양단측에 각각 배치되어 이들 리튬 아이언 배터리 셀들을 체결하고;
상기 제1전극은 상기 리튬 아이언 배터리 모듈에 전기적으로 접속되어 상기 덮개의 상부에 노출되며;
상기 제2전극은 상기 리튬 아이언 배터리 모듈에 전기적으로 접속되어 상기 덮개의 상부에 노출되고;
여기서 상기 제1전극과 상기 제2전극은 다른 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징의 바닥부 상에는 다수의 돌기가 배치되는 차량 배터리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징의 측벽부는 그 상부 에지에 형성된 제1수용 슬롯을 가지고, 상기 덮개의 결합부는 그 바닥 에지에 형성되고 정위치에서 상기 제1수용 슬롯에 대응하는 제2수용 슬롯을 가지는 차량 배터리 장치. - 제3항에 있어서,
상기 덮개가 상기 하우징과 결합할 때 상기 제1수용 슬롯과 상기 제2수용 슬롯에 수용되는 밀봉 링을 더 포함하는 차량 배터리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징의 측벽부에는 줄무늬 체결 슬롯이 형성되는 차량 배터리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 리튬 아이언 배터리 모듈, 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 전기적으로 접속되는 전력관리 유니트를 더 포함하는 차량 배터리 장치. - 제6항에 있어서,
상기 덮개의 상부는 상기 전력관리 유니트에 전기적으로 접속되는 비상 구조 스위치를 가지며, 상기 비상 구조 스위치는 용량성 감지 스위치인 차량 배터리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 덮개의 상부에는 일방향 통기 밸브가 배치되는 차량 배터리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1체결 유니트는 제1체결 베이스 및 다수의 제1전도성 플레이트를 포함하고, 상기 제2체결 유니트는 제2체결 베이스 및 다수의 제2전도성 플레이트를 포함하는 차량 배터리 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀이 위치하는 쪽과는 반대되는 제1체결 베이스의 일측에 배치되고, 상기 제2전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀이 위치하는 쪽과는 반대되는 제2체결 베이스의 일측에 배치되며, 상기 제1전도성 플레이트와 상기 제2전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀의 탭 리드선에 전기적으로 각각 접속되는 차량 배터리 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1전도성 플레이트와 상기 제2전도성 플레이트 각각은 2개의 체결 홀과 이들 2개의 체결 홀 사이에 위치하면서 동시에 리튬 아이언 배터리 셀이 위치하는 쪽과는 반대되는 방향으로 돌출하는 브릿지 섹션을 가지는 차량 배터리 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1체결 베이스와 상기 제2체결 베이스는 상기 리튬 아이언 배터리 셀들의 양단측을 각각 체결하는데 사용되는 차량 배터리 장치. - 제1항에 있어서, 상기 리튬 아이언 배터리 셀은 상호 전기적으로 병렬 또는 직렬 접속되는 관형 리튬 아이언 배터리 셀인 차량 배터리 장치.
- 차량 리튬 아이언 배터리 모듈로서,
다수의 리튬 아이언 배터리 셀;
제1체결 베이스와 다수의 제1전도성 플레이트를 가지는 제1체결 유니트 및;
제2체결 베이스와 다수의 제2전도성 플레이트를 가지는 제2체결 유니트를
포함하고,
상기 제1체결 베이스와 상기 제2체결 베이스는 상기 리튬 아이언 배터리 셀의 양단측을 각각 체결하는데 사용되고, 상기 제1전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀이 위치하는 쪽과는 반대되는 제1체결 베이스의 일측에 배치되고, 상기 제2전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀이 위치하는 쪽과는 반대되는 제2체결 베이스의 일측에 배치되며, 상기 제1전도성 플레이트와 상기 제2전도성 플레이트는 상기 리튬 아이언 배터리 셀의 탭 리드선에 전기적으로 각각 접속되는 차량 리튬 아이언 배터리 모듈.
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|---|---|---|---|
| KR2020110011075U KR20120005517U (ko) | 2011-01-21 | 2011-12-13 | 차량 배터리 장치 및 리튬 아이언 배터리 모듈 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR2020110011075U KR20120005517U (ko) | 2011-01-21 | 2011-12-13 | 차량 배터리 장치 및 리튬 아이언 배터리 모듈 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10177353B2 (en) | 2015-11-02 | 2019-01-08 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery module |
| KR101953351B1 (ko) | 2018-08-01 | 2019-03-04 | 주식회사 이테스 | 비용접식 배터리모듈 및 이를 이용한 배터리모듈 조립체 |
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-
2011
- 2011-12-13 KR KR2020110011075U patent/KR20120005517U/ko not_active Application Discontinuation
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| KR101953351B1 (ko) | 2018-08-01 | 2019-03-04 | 주식회사 이테스 | 비용접식 배터리모듈 및 이를 이용한 배터리모듈 조립체 |
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