KR20120093091A - 자동차의 전기 에너지 저장장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하우징(11) 및 상기 하우징에 수용되는 저장 모듈들(12)을 구비한, 자동차의 전기 에너지 저장장치(10), 특히 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 고전압 에너지 저장장치에 관한 것이며, 하우징(11)은 섬유 강화 플라스틱으로 구성된 환형 지지 프레임(18)을 구비한 지지 요소(17)를 포함하며, 상기 환형 지지 프레임을 통해 전기 에너지 저장장치(10)가 자동차의 차체 구조에 연결될 수 있다.

Description

자동차의 전기 에너지 저장장치{ELECTRIC ENERGY STORAGE DEVICE OF A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른, 자동차의 전기 에너지 저장장치, 특히 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 고전압 에너지 저장장치에 관한 것이다.
하이브리드 차량 또는 전기 차량에서는 고전압 에너지 저장장치들로서 형성된 전기 에너지 저장장치들이 사용되며, 상기 전기 에너지 저장장치들은 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 전기 기계의 모터 작동 중 심하게 방전되며 각각의 전기 기계의 발전기 작동 중에는 심하게 충전된다. 전기 에너지 저장장치들은 하우징 및 상기 하우징에 수용되는 저장 모듈들을 갖는다.
전기 에너지 저장장치가 자동차에 위치 설정되고 장착되어야 하면, 종래 기술에 따른 이런 목적을 위해 별도의 장치들이 사용된다. 예를 들어, DE 10 2008 059 680 A1호에는 배터리 유지(retaining) 장치가 제시되어 있으며, 이런 장치는 배터리 수용을 위한 구유 형상의 수용 요소와, 상기 구유 형상의 수용 요소를 둘러싸는 브래킷 요소와, 고정 요소를 포함하며, 고정 요소는 브래킷 요소에 고정되며 구유 형상의 수용 요소에 배터리를 고정하는 역할을 한다.
종래 기술에 따르면, 자동차의 전기 에너지 저장장치를 자동차에 고정하거나 조립하기 위해 별도의 장치가 요구된다. 그 결과로, 자동차에 설치될 장치의 수가 증가하며 결국은 자동차의 중량이 증가하게 된다.
이에 기초하여, 본 발명의 과제는 자동차의 새로운 전기 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 제1항에 따른 전기 에너지 저장장치에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 하우징은 섬유 강화 플라스틱으로 구성된 환형 지지 프레임을 구비한 지지 요소를 포함하며, 상기 환형 지지 프레임을 통해 전기 에너지 저장장치가 자동차의 차체 구조에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치에서, 섬유 강화 플라스틱으로 구성된 환형 지지 프레임은 전기 에너지 저장장치의 하우징의 구성 요소이다. 따라서, 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치는 하우징을 통해 자동차의 차체 구조에 직접 고정될 수 있다. 전기 에너지 저장장치의 고정을 위해 별도의 장치들이 요구되지 않는다. 게다가, 섬유 강화 플라스틱으로 구성된 지지 프레임의 구현에 의해 첫째로 높은 강도와 둘째로 매우 낮은 중량이 실현될 수 있다.
지지 요소의 환형 지지 프레임이 중공 부품으로서 구성되는 본 발명의 하나의 실시예가 특히 바람직하다. 그 결과로, 전기 에너지 저장장치의 중량이 더 감소할 수 있다.
본 발명의 하나의 유리한 개선예에 따르면, 섬유 강화 플라스틱으로 형성되는 지지 요소의 지지 프레임은 지지 요소의 하나 이상의 지지 플레이트에 접착에 의해 연결되며, 지지 플레이트는 환형 지지 프레임 사이에서 연장되며 금속으로 제조되고, 또한, 금속으로 구성된 지지 플레이트는 저장 모듈들의 온도 조절, 즉 냉각 및/또는 가열에 사용된다. 그 결과로, 지지 요소의 하나의 또는 각각의 지지 플레이트가 온도 조절 요소로서도 사용되므로, 지지와 온도 조절의 기능적인 통합이 지지 요소를 위해 실현되는 것이 가능하다. 이러한 기능적인 통합의 결과로서, 요구되는 어셈블리들의 수뿐만 아니라 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 구조의 복잡도와 중량이 감소한다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속항들과 다음의 설명으로부터 제시된다. 이에 한정되지 않는, 본 발명의 실시예들이 도면을 사용하여 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 하나의 실시예의 사시도.
도 2는 투명한 저장 모듈들을 구비한, 도 1의 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 또 다른 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 횡단면도.
도 4는 도 3의 상세도.
본 발명은 자동차의 전기 에너지 저장장치, 특히 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 고전압 에너지 저장장치에 관한 것이다. 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 드라이브 어셈블리는 모터 및 발전기로서 작동될 수 있는 전기 기계를 포함한다. 고전압 에너지 저장장치로서 형성된 전기 에너지 저장장치는 전기 기계의 모터 작동 중 전기 기계로 인해 심하게 방전된다. 고전압 에너지 저장장치로서 형성된 전기 에너지 저장장치는 전기 기계의 발전기의 작동 중 전기 기계에 의해 심하게 충전된다.
전기 에너지 저장장치(10)는 하우징(11) 및 하우징(11)에 수용되는 저장 모듈들(12)을 갖는다. 본 발명의 도시된 바람직한 실시예에서, 저장 모듈들(12)은 두 개의 모듈 패킷들(13 및 14), 즉 복수의 저장 모듈들(12)로 구성된 제1, 상부 모듈 패킷(13) 및 복수의 저장 모듈들(12)을 포함하는 제2, 하부 모듈 패킷(14)을 형성한다.
하우징(11)은 하우징 상부 부분(15), 하우징 하부 부분(16) 및 환형 지지 프레임(18)을 포함하는 지지 요소(17)를 갖는다. 하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16)은 하우징(11)의 지지 요소(17)의 환형 지지 프레임(18)에 분리 가능하게 연결되며, 상기 지지 프레임은 하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16) 사이에 위치 설정된다. 하우징 상부 부분(15), 하우징 하부 부분(16) 및 지지 요소(17) 또는 지지 프레임(18)은 함께 전기 에너지 저장장치(10)의 하우징(11)을 형성한다.
전기 에너지 저장장치(10)는 오로지 지지 프레임(18)을 통해서만 자동차의 차체 구조에 연결될 수 있으며, 전기 에너지 저장장치(10)를 차체 구조에 연결하기 위해 고정 섹션들(19, 20)이 지지 프레임(18)에 형성되며, 이 고정 섹션들을 통해 지지 프레임(18) 뿐만 아니라 전기 에너지 저장장치(10)의 하우징(11)이 자동차의 차체 구조에 나사 결합될 수 있다.
전기 에너지 저장장치를 자동차의 차체 구조에 연결시킬 수 있는 환형 지지 프레임의 고정 섹션들(19 및 20)은 웨브로서 형성되며 지지 프레임(18)의 일체화된 구성 부분이다. 고정 섹션들(19 및 20)은 리세스들(도시되지 않음)을 가지며, 전기 에너지 저장장치(10)를 차체 구조에 고정하기 위해 고정 나사들(도시되지 않음)이 상기 리세스들을 통해 연장된다.
전기 에너지 저장장치(10)에 작용하는 모든 힘과 토크는 지지 프레임(18) 또는 지지 요소(17)에 의해 수용된다. 환형 지지 프레임(18)은 섬유 강화 플라스틱, 예를 들어 유리 섬유 강화 또는 탄소 강화 플라스틱으로 형성된다. 그 결과로, 가능한 한 낮은 중량에서 환형 지지 프레임(18)의 높은 강도가 달성된다.
하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16)은 어떤 힘과 토크도 수용하지 않으며 지지하지 않는 커버형 부품으로 구현된다. 따라서, 하우징(11)의 하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16)은 매우 얇은 벽이며 가벼운 구성을 가질 수 있다. 하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16)은 바람직하게는 플라스틱, 특히 섬유 강화 플라스틱으로 제조된다.
도 4로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 지지 요소(17)의 환형 지지 프레임(18)은 중공 부품으로서 구현되므로, 하우징(11) 뿐만 아니라 전기 에너지 저장장치(10)의 중량이 더 감소할 수 있다.
섬유 강화 플라스틱으로 제조된 지지 요소(17)의 중공 지지 프레임(18)에 하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16)을 고정하기 위해, 하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16)은 중공 지지 프레임(18)의 각각 하나의 단부 섹션(21)을 부분적으로 둘러싸며, 지지 프레임(18)의 각각의 단부 섹션(21)에 각각 하나의 그루브(22)가 형성되며, 그루브는 각각 하나의 실링 요소(23)를 수용하는 역할을 한다. 실링 요소(23)는 도 4에 변형되지 않은 상태로 도시된다. 각각의 실링 요소(23)는 각각의 그루브(22)의 영역에서 지지 프레임(18)의 둘레에 연장되므로 이러한 각각 하나의 실링 요소(23)를 통해, 첫째로 하우징 상부 부분(15)이 지지 프레임(18)에 대하여 밀봉될 수 있으며 둘째로 하우징 하부 부분(16)이 지지 프레임(18)에 대하여 밀봉될 수 있다.
바람직하게는 중공 부분으로서 구현된 전술한 지지 프레임(18)에 추가하여, 지지 요소(17)는 지지 요소(17)의 환형 지지 프레임(18)의 사이에서 연장되는 하나 이상의 지지 플레이트(24)를 포함한다. 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)는 바람직하게는 금속 재료, 예를 들어 고강도 알루미늄 합금으로 제조되며, 지지 프레임(18)은 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)의 상부 또는 하부에 놓여 있는 지지 프레임의 섹션들(25)을 통해 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)에 접착된다. 그 결과로, 섬유 강화 플라스틱으로 구성된 지지 프레임(18)과 금속 재료로 구성된 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24) 사이가 간단하게 연결된다.
모듈 패킷들(13 및 14)의 저장 모듈들(12)은 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)에 연결되거나, 대안적으로 지지 프레임(18)에 연결된다. 바람직하게는, 모듈 패킷들(13 및 14)의 각각의 저장 모듈(12)은 각각 하나의 개별 지지 플레이트(24)에 개별적으로 연결되며, 즉 상부 모듈 패킷(13)의 저장 모듈들(12)이 각각의 지지 플레이트(24)에 놓여 있는 반면, 하부 모듈 패킷(14)의 저장 모듈들(12)은 각각의 지지 플레이트(24)에 현수되는 방식으로 개별적으로 연결된다. 대안적으로, 모듈 패킷들(13 및 14)의 각각의 저장 모듈(12)은 지지 프레임(18)에 개별적으로 연결되며, 즉 상부 모듈 패킷(13)의 저장 모듈들(12)이 지지 프레임(18)에 놓여 있는 반면, 하부 모듈 패킷(14)의 저장 모듈들(12)은 지지 프레임(18)에 현수되는 방식으로 개별적으로 연결된다.
본 발명의 하나의 바람직한 개선예에 따르면, 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)는 모듈 패킷들(13 및 14)의 저장 모듈들(12)의 온도 조절 역할, 즉 상기 저장 모듈들의 냉각 및/또는 가열에 사용된다. 그리고 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)는 동시에 온도 조절 플레이트 또는 온도 조절 요소로서 구현된다. 이를 위해, 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)는 중공으로 구현되며, 각각의 지지 플레이트(24) 상에 고정되거나 각각의 지지 플레이트(24)에 인접한 저장 모듈들(12)을 가열 및/또는 냉각시키기 위해, 온도 조절 매체가 각각의 지지 플레이트(24)의 하나 이상의 중공 챔버를 통해 관류한다.

Claims (10)

  1. 하우징(11) 및 상기 하우징에 수용되는 저장 모듈들(12)을 구비한, 자동차의 전기 에너지 저장장치에 있어서,
    상기 하우징(11)은 섬유 강화 플라스틱으로 구성된 환형 지지 프레임(18)을 구비한 지지 요소(17)를 포함하며, 상기 환형 지지 프레임을 통해 전기 에너지 저장장치가 자동차의 차체 구조에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 요소(17)의 환형 지지 프레임(18)은 중공 부품으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지 요소(17)는 환형 지지 프레임(18) 사이에서 연장되는, 금속으로 구성된 하나 이상의 지지 플레이트(24)를 포함하며, 섬유 강화 플라스틱으로 구성된 지지 프레임(18)은 금속으로 구성된 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)에 접착되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 저장 모듈들(12)의 온도는 상기 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)에 의해 조절될 수 있으며, 즉 냉각 또는 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하나의 또는 각각의 지지 플레이트(24)는 온도 조절 매체가 관류하는 중공 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하우징(11)은 분리 가능하게 지지 프레임(18)에 연결되는 하우징 상부 부분(15)과 하우징 하부 부분(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징 상부 부분(15)과 상기 지지 프레임(18) 사이 및 상기 하우징 하부 부분(16)과 상기 지지 프레임(18) 사이에 각각 하나의 실링 요소(23)가 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하우징 상부 부분(15)과 상기 하우징 하부 부분(16)은 지지하지 않는 커버형 부품으로서 각각 구현되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저장 모듈들(12)은 두 개의 모듈 패킷들(13, 14), 즉 상부로부터 지지 요소(17)에 고정되고 상기 지지 요소에 고정되는 제1 모듈 패킷(13)과, 하부로부터 지지 요소(17)에 고정되어 상기 지지 요소에 현수되는 제2 모듈 패킷(14)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기 에너지 저장장치.
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