KR20130088192A - 히터 모듈 - Google Patents

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유키코 기노시타
나오토 도도로키
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 히터 모듈(22L, 22R)은, 가온해야 하는 피가온 물체(13CL, 13CR)의 가온면(13CLa)을 따르도록 설치하는 것이다. 그리고 히터 모듈은, 피가온 물체의 가온면에 대향하는 판 형상 히터 본체(34)와, 판 형상 히터 본체가 설치되는 모듈 주면부(31m) 및 모듈 주면부에 대하여 굴곡되어 있는 굴곡 아암부(31c)로 이루어지는 L자 형상 부재(31)와, 굴곡 아암부에 배치되고, 판 형상 히터 본체에 접속하는 전원 접속 단자(35)를 구비한다.

Description

히터 모듈{HEATER MODULE}
본 발명은, 다수의 배터리 셀을 적층하여 이루어지는 배터리 모듈의 온도 조절 등에 유용한 히터 모듈에 관한 것이다.
다수의 배터리 셀을 적층하여 이루어지는 배터리 모듈의 온도를 조절하기 위해 사용되는 히터 모듈로서는, 종래, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있는 것이 알려져 있다.
특허문헌 1에 기재된 히터 모듈은, 다수의 배터리 모듈을 수납하는 배터리 팩의 케이스 외측면에 히터 본체를 밀접시키고, 히터 유닛 케이스를 사용하여 히터 본체를 배터리 팩의 케이스에 장착하고 있다. 그리고 배터리 팩의 케이스 외측면으로부터 먼 히터 본체의 면과, 이것에 대향하는 히터 유닛 케이스 사이에 단열 시트체를 개재시키고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2008-186621호 공보
그러나 특허문헌 1에 기재된 히터 모듈은, 히터 본체에 의해 가온해야 하는 피가온 물체인 배터리 모듈을, 히터 본체로 직접 가온하는 것은 아니다. 즉, 배터리 모듈을 수납한 배터리 팩의 케이스를 히터 본체로 가온하고, 배터리 팩의 케이스로부터 배터리 모듈로의 열전도에 의해 배터리 모듈을 간접적으로 가온하는 것이다. 그로 인해, 배터리 모듈의 가온 효율이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.
이 문제를 해결하기 위해, 히터 본체를 배터리 팩의 케이스의 내부에 설치하여, 배터리 모듈의 근처에 배치하고, 배터리 모듈을 히터 본체로 직접 가온하는 것이 생각된다. 그러나 배터리 팩의 케이스의 내부는 불필요한 스페이스를 될 수 있는 한 배제하여, 배터리 팩을 가능한 한 콤팩트하게 하고 있다. 그로 인해, 히터 본체 및 이것을 장착하기 위한 홀더를 수납하기 위한 스페이스를 확보하는 것은 용이하지는 않다.
또한, 종래부터 히터 본체에 전력을 공급하는 히터 하네스와 히터 본체를 접속하는 전원 접속 단자를 히터 모듈에 설치하고 있다. 그러나 히터 모듈이 얇게 형성되어 있으므로, 히터 모듈의 얇기 및 크기를 저해하지 않도록, 히터 모듈에 전원 접속 단자를 배치하는 데 고심하고 있었다.
본 발명은, 이러한 종래 기술이 갖는 과제에 비추어 이루어진 것이다. 그리고 그 목적은, 히터 모듈의 얇기나 크기를 증대시키는 일 없이 전원 접속 단자를 설치하는 것이 가능한 히터 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 형태에 관한 히터 모듈은, 가온해야 하는 피가온 물체의 가온면을 따르도록 설치하는 것이다. 그리고 히터 모듈은, 피가온 물체의 가온면에 대향하는 판 형상 히터 본체와, 판 형상 히터 본체가 설치되는 모듈 주면부 및 모듈 주면부에 대하여 굴곡되어 있는 굴곡 아암부로 이루어지는 L자 형상 부재와, 굴곡 아암부에 배치되고, 판 형상 히터 본체에 접속하는 전원 접속 단자를 구비한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 히터 모듈을 적용 가능한 배터리 팩을, 차량 플로어 패널 바로 아래의 배터리 수납 빈 곳 내에 장착한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩을, 차량 플로어 패널 바로 아래의 배터리 수납 빈 곳 내에 장착한 상태를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩을, 차량 플로어 패널 바로 아래의 배터리 수납 빈 곳 내로부터 취출한 상태를 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 2 및 3에 있어서의 배터리 팩에 사용하는, 본 발명의 실시 형태에 관한 히터 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 4의 히터 모듈의 횡단면도이다.
도 6은 도 4의 히터 모듈의 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 도면의 치수 비율은 설명의 사정상 과장되어 있고, 실제의 비율과는 다른 경우가 있다.
[배터리 팩]
우선, 도 1 내지 3에 도시하는 차량용 배터리 팩을 설명한다. 도 1 및 2에 있어서, 부호 1은 차체, 부호 2는 차실, 부호 3은 주행용 전동 모터가 탑재된 모터 룸이다. 또한, 부호 4는 좌우 전륜, 부호 5는 좌우 후륜, 부호 6은 전방 좌석 시트, 부호 7은 후방 좌석 시트, 부호 11은 차량용 배터리 팩이다.
배터리 팩(11)은, 다수의 배터리 셀(12)을 적층하여 이루어지는 복수개의 배터리 모듈(13FL, 13FR, 13CL, 13CR, 13R)을 구비한다. 그리고 배터리 모듈(13FL, 13FR, 13CL, 13CR, 13R)을, 도 3에 도시하는 바와 같이, 공통의 배터리 팩 케이스(14) 내에 수납함으로써, 1유닛으로 구성한다.
더욱 상세하게 서술하면, 도 1 및 2에 도시하는 바와 같이, 좌우의 전방 좌석 시트(6)의 하방에 설치된 플로어 패널의 바로 아래에는, 전방 좌측의 배터리 모듈(13FL)과, 전방 우측의 배터리 모듈(13FR)이 구비되어 있다. 또한, 좌우의 후방 좌석 시트(7)에 있어서의 플로어 패널의 바로 아래에는, 후방의 배터리 모듈(13R)이 구비되어 있다. 또한, 좌우의 전방 좌석 시트(6) 및 좌우의 후방 좌석 시트(7)의 사이에 연신하는, 후방 좌석의 발밑에 있어서의 플로어 패널의 바로 아래에는, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL)과, 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)이 구비되어 있다. 그리고 배터리 팩(11)에서는, 이들 배터리 모듈을 배터리 팩 케이스(14) 내에 고정하여 수납하고, 1유닛으로 구성한다.
전방 좌측의 배터리 모듈(13FL)에서는, 도 1 내지 3에 도시하는 바와 같이, 4개의 배터리 셀(12)을, 차량 전후 방향에 대하여 가로 배치의 상태에서 상하 방향으로 적층하고 있다. 그리고 이 4개의 배터리 셀(12)의 모듈을 2개 1조로 하여 차량 전후 방향으로 나란히 설치하고 있다. 마찬가지로, 전방 우측의 배터리 모듈(13FR)도, 4개의 배터리 셀(12)을, 차량 전후 방향에 대하여 가로 배치의 상태에서 상하 방향으로 적층하고 있다. 그리고 이 4개의 배터리 셀(12)의 모듈을 2개 1조로 하여 차량 전후 방향으로 나란히 설치하고 있다.
또한, 후방의 배터리 모듈(13R)에서는, 도 1 내지 3에 도시하는 바와 같이, 다수의 배터리 셀(12)을 차량 전후 방향에 대하여 세로 배치 상태로 하고, 그 상태에서 차폭 방향으로 적층하고 있다. 또한, 배터리 모듈(13R)에 있어서의 배터리 셀(12)은, 후방 좌석 시트(7)의 전체 길이와 대략 동일한 길이로 되도록 적층되어 있다.
또한, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL)은, 도 1 내지 3에 도시하는 바와 같이, 2개의 배터리 셀(12)을 차량 전후 방향에 대하여 가로 배치의 상태로 하고, 그 상태에서 상하 방향으로 적층하고 있다. 그리고 이 2개의 배터리 셀(12)의 모듈을 2개 1조로 하여 차량 전후 방향으로 나란히 설치하고 있다. 마찬가지로, 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)도, 2개의 배터리 셀(12)을 차량 전후 방향에 대하여 가로 배치의 상태로 하고, 그 상태에서 상하 방향으로 적층하고 있다. 그리고 이 2개의 배터리 셀(12)의 모듈을 2개 1조로 하여 차량 전후 방향으로 나란히 설치하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 전방 좌측의 배터리 모듈(13FL) 및 전방 우측의 배터리 모듈(13FR)을 구성하는 배터리 셀(12)에는 전극 단자(12a)가 구비되어 있다. 그리고 배터리 모듈(13FL, 13FR)은, 배터리 모듈(13FL)의 전극 단자(12a)와, 배터리 모듈(13FR)의 전극 단자(12a)가 서로 대향하도록 배치되어 있다.
또한, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)을 구성하는 배터리 셀(12)에도 전극 단자(12a)가 구비되어 있다. 그리고 배터리 모듈(13CL, 13CR)은, 배터리 모듈(13CL)의 전극 단자(12a)와, 배터리 모듈(13CR)의 전극 단자(12a)가 서로 대향하도록 배치되어 있다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 후방의 배터리 모듈(13R)은, 이것을 구성하는 배터리 셀(12)의 전극 단자(12a)가 모두 차량 전방을 향하도록 배치되어 있다.
도 2 및 3에 도시하는 바와 같이, 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)의 사이에 있어서의 차폭 방향의 중간 정도의 스페이스 및 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 사이에 있어서의 차폭 방향의 중간 정도의 스페이스에는, 공통의 전원 케이블(42)이 배치되어 있다. 그리고 각 배터리 모듈(13FL, 13FR, 13CL, 13CR, 13R)을 구성하는 배터리 셀(12)의 전극 단자(12a)는, 전원 케이블(42)을 통해 모터 급전선(15)에 접속한다. 이 모터 급전선(15)은, 모터 룸(3) 내에 있어서의 전동 모터 및 인버터에 전기적으로 접속되어 있다.
[히터 모듈]
다음으로, 배터리 팩(11) 내의 히터 모듈을, 도 2 및 3에 기초하여 설명한다. 또한, 도 2 및 3에서는, 설명의 편의상, 히터 모듈에 해칭을 부여하고 있다.
히터 모듈은, 비사용 중의 동결을 방지하기 위해, 배터리 팩(11) 내의 배터리 모듈(13FL, 13FR, 13CL, 13CR, 13R)을 가온하는 기능을 갖는다. 즉, 상술한 바와 같이, 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)은 배터리 셀(12)을 4단 적층한 대열용량의 것이다. 이에 반해, 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)은 배터리 셀(12)을 2단 적층한 것이며, 열용량이 작고, 온도가 저하되기 쉽다. 따라서 본 실시 형태에서는, 도 2 및 3에 도시하는 바와 같이, 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)에 대해서는, 그 전방에만 박형의 히터 모듈(21L, 21R)을 설치한다. 그리고 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)에 대해서는, 그 전방에 박형의 히터 모듈(22L, 22R)을 설치하는 동시에, 후방에도 박형의 히터 모듈(23L, 23R)을 설치한다.
그런데 후방의 배터리 모듈(13R)은, 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)보다도 배터리 셀(12)의 적층수가 많고, 열용량이 가장 크므로, 온도가 더욱 저하되기 어렵다. 그로 인해, 후방의 배터리 모듈(13R)에 대해서는, 배터리 셀(12)의 적층 방향의 양단부에 있어서의 상방에만 히터 모듈(24L, 24R)을 설치한다.
히터 모듈(21L, 21R)은, 각각 전방 좌측의 배터리 모듈(13FL) 및 전방 우측의 배터리 모듈(13FR)의 전방측에 근접하고, 또한 세운 상태에서 배치되어 있다. 또한, 히터 모듈(22L, 22R)은, 각각 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 전방측에 근접하고, 또한 세운 상태에서 배치되어 있다. 또한, 히터 모듈(23L, 23R)은, 각각 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 후방측에 근접하고, 또한 세운 상태에서 배치되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 히터 모듈(21L, 21R, 22L, 22R, 23L, 23R)은, 배터리 팩 케이스(14)의 배터리 모듈 병치면(竝置面)(14a)에 장착되고, 고정되어 있다.
히터 모듈(24L, 24R)은, 후방의 배터리 모듈(13R)의 배터리 셀의 적층 방향에 있어서의 양단부에 설치되어 있다. 또한, 히터 모듈(24L, 24R)은, 적층된 배터리 모듈(13R)의 상방, 즉 적층된 배터리 모듈(13R)의 측면에 장착되고, 고정되어 있다.
그런데 상술한 바와 같이, 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)의 사이에 있어서의 중간 정도의 스페이스 및 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 사이에 있어서의 중간 정도의 스페이스에는, 전원 케이블(42)이 배치되어 있다. 그리고 히터 모듈은, 후술하는 바와 같이, 판 형상 발열체(32) 및 균열판(33)으로 이루어지는 판 형상 히터 본체(34)와 전원 케이블(42)을 전기적으로 접속하는 전원 접속 단자를 구비하고 있다. 그로 인해, 히터 모듈(21L, 21R)의 전원 접속 단자는, 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)의 사이의 중간 정도의 스페이스에 가까운 측에 설치하는 것이 좋다. 또한, 히터 모듈(22L, 22R, 23L, 23R, 24L, 24R)에 대해서도, 전원 접속 단자를 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 사이의 중간 정도의 스페이스에 가까운 측에 설치하는 것이 좋다.
그로 인해, 전방 좌측의 배터리 모듈(13FL) 및 전방 우측의 배터리 모듈(13FR)의 전방측에 배치하는 히터 모듈(21L, 21R)의 전원 접속 단자는, 히터 모듈(21L, 21R)의 서로 근접하는 단부에 배치하고 있다. 또한, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 후방측에 배치하는 히터 모듈(23L, 23R)의 전원 접속 단자도, 히터 모듈(23L, 23R)의 서로 근접하는 단부에 배치하고 있다. 따라서, 히터 모듈(21L, 21R) 및 히터 모듈(23L, 23R)은, 도 2 및 3에 도시하는 바와 같이, 평판 형상으로 구성할 수 있다.
여기서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 배터리 모듈(13FL, 13FR)의 전방에는, 인접하는 배터리 모듈이 존재하지 않는다. 그로 인해, 히터 모듈(21L, 21R)의 서로 근접하는 단부의 주변에 전원 접속 단자를 설치하는 스페이스를 확보할 수 있으므로, 히터 모듈(21L, 21R)의 전원 접속 단자를 상기한 바와 같이 배치할 수 있다. 마찬가지로, 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 후방에는, 인접하는 배터리 모듈이 존재하지 않는다. 그로 인해, 히터 모듈(23L, 23R)의 서로 근접하는 단부의 주변에 전원 접속 단자를 설치하는 스페이스를 확보할 수 있으므로, 히터 모듈(23L, 23R)의 전원 접속 단자를 상기한 바와 같이 배치할 수 있다.
이에 반해, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 차량 전방 방향에는, 각각 전방 좌측의 배터리 모듈(13FL) 및 전방 우측의 배터리 모듈(13FR)이 인접하여 배치되어 있다. 그로 인해, 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 전방측에 배치되어 있는 히터 모듈(22L, 22R)의 서로 근접하는 단부의 주변에는, 이들 히터 모듈(22L, 22R)의 전원 접속 단자를 설치하는 스페이스를 확보하는 것이 곤란하다.
그로 인해, 본 실시 형태에서는, 중앙의 배터리 모듈(13CL, CR)의 전방측에 세운 상태에서 배치하는 히터 모듈(22L, 22R)은, 도 4 내지 6에 도시하는 구성을 갖고 있다. 도 4는 히터 모듈(22L)의 전체를 도시하는 사시도이며, 도 5는 히터 모듈(22L)의 횡단면도이며, 도 6은 히터 모듈(22L)의 종단면도이다. 이들 도 4 내지 6에 도시하는 바와 같이, 히터 모듈(22L)은 수지 등의 절연재로 이루어지는 절연 홀더(31)와, 판 형상 발열체(32) 및 균열판(33)을 접합하여 이루어지는 판 형상 히터 본체(34)에 의해 구성되어 있다. 그리고 판 형상 발열체(32)는, 전원 케이블(42)로부터의 전류를 통함으로써, 줄 열을 발생시키는 도체이다. 또한, 균열판(33)은, 판 형상 발열체(32)로부터의 발생열(줄 열)을 배터리 모듈에 대하여 균일하게 전열하는 판 형상체이다.
그리고 도 5 및 6에 도시하는 바와 같이, 판 형상 히터 본체(34)는, 절연 홀더(31)의 일측면을 따르도록 설치된다. 이때, 판 형상 히터 본체(34)의 판 형상 발열체(32)가 절연 홀더(31)에 가까운 측에 위치하고, 균열판(33)이 절연 홀더(31)로부터 먼 측에서, 노출되도록 위치한다. 그리고 절연 홀더(31)의 주연부에는, 스냅 피트 형식을 가능하게 하는 복수개의 히터 본체 로크부(31a)가 설치되어 있다. 이들 히터 본체 로크부(31a)에 의해, 판 형상 히터 본체(34)를 상기한 배치에서 절연 홀더(31)에 로크할 수 있다. 그리고 이 로크 상태에 의해, 절연 홀더(31)와 판 형상 발열체(32) 사이에 공기층을 형성할 수 있다.
상기 구성의 히터 모듈(22L)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 절연 홀더(31)의 저변에 돌기(31b)를 설치하고 있다. 그리고 이 돌기(31b)를 통해, 배터리 팩 케이스(14)의 배터리 모듈 병치면(14a) 상에 히터 모듈(22L)을 세운 상태에서 장착한다. 이때, 도 5에 도시하는 바와 같이, 판 형상 히터 본체(34)의 균열판(33)은, 수평 배치된 배터리 모듈(13CL)의 일측면인 가온면(13CLa)에 근접하여 대향하도록, 히터 모듈(22L)을 장착한다.
한편, 도 5에 도시하는 바와 같이, 절연 홀더(31)에 설치하는 복수개의 히터 본체 로크부(31a)는, 판 형상 히터 본체(34)보다도, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL)의 가온면(13CLa)에 가까워지도록 돌출시켜, 절연 홀더(31)에 일체 성형한다.
그런데 상술한 바와 같이, 피가온 물체인 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 차량 전방 방향에는, 전방의 배터리 모듈(13FL, FR)이 각각 바로 근처에 배치되어 있다. 그로 인해, 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 전방측에 배치되어 있는 히터 모듈(22L, 22R)의 서로 근접하는 단부의 주변에는, 이들의 전원 접속 단자를 설치하는 스페이스를 확보하는 것이 곤란하다.
그로 인해, 본 실시 형태에서는, 히터 모듈(22L, 22R)의 절연 홀더(31)를, 도 4 및 5에 도시하는 바와 같이, 배터리 모듈 병치면(14a)을 따르는 연신 방향에 있어서의 절연 홀더(31)의 적어도 일단부를 굴곡시키고 있다. 즉, 히터 모듈(22L, 22R)의 길이 방향에 있어서의 차량 측면측의 단부를, 대응하는 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 코너부를 따르도록, 판 형상 히터 본체(34)를 장착하는 주면부(31m)에 대하여 굴곡시킨다. 그로 인해, 절연 홀더(31)는, 판 형상 히터 본체(34)가 설치되어 있는 주면부(31m)와, 주면부(31m)에 대하여 굴곡되어 있는 굴곡 단부(31c)로 이루어지는 L자 형상 부재로서 구성된다.
그리고 도 3에 도시하는 바와 같이, 굴곡된 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)를, 대응하는 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 적재 영역의 밖에 위치시킨다. 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 적재 영역의 밖에는, 차량의 측면 충돌 시에 있어서의 안전 대책을 위해, 스페이스에 여유를 갖게 하는 것이 통상이다. 그로 인해, 굴곡된 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)를 상기 스페이스에 설치하는 것이 가능하다.
그리고 히터 모듈(22L)의 전원 접속 단자, 즉 판 형상 히터 본체(34)에 접속하는 전원 접속 단자(35)는, 도 4 및 5에 도시하는 바와 같이, 굴곡된 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)의 내측에 배치한다. 그리고 전원 접속 단자(35)는, 굴곡 단부(31c)의 내측을 따르도록 연신하는 균열판(33)의 L자 형상 단부에 장착한다. 그리고 이 전원 접속 단자(35)로부터 연신하는 히터 하네스(36)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 절연 홀더(31)의 주면부(31m)에 설치한 하네스 배선 홈(31d)에 수납한다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 히터 하네스(36)를 절연 홀더(31)의 반대 단부까지 연신시키고, 히터 하네스(36)의 단부를, 절연 홀더(31)의 단부에 설치된 리드선(37)에 접속한다.
또한, 리드선(37)의 말단에는 커넥터(38)가 구비되어 있다. 그리고 이 커넥터(38)를, 상술한 바와 같이, 차폭 방향의 중간 정도의 스페이스에 배치되어 있는 전원 케이블(42)에 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 히터 모듈(22L), 즉 판 형상 히터 본체(34)의 판 형상 발열체(32)에 대하여, 전원으로부터 전류가 공급된다.
또한, 판 형상 히터 본체(34)의 전원 접속 단자(35)를 절연 홀더(31)의 길이 방향의 중간 정도에 배치하여, 절연 홀더(31)와 판 형상 발열체(32) 사이에 개재시키는 것도 생각할 수 없는 것은 아니다. 그러나 이 경우, 히터 모듈(22L)이 두꺼워져, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL)과 전방 좌측의 배터리 모듈(13FL) 사이의 한정된 스페이스에 삽입할 수 없을 가능성이 있다.
[본 실시 형태의 효과]
상술한 바와 같이 본 실시 형태의 히터 모듈에 있어서, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL)용 히터 모듈(22L)은, 수평 배치된 배터리 모듈(13CL)의 가온면(13CLa)에 대향하는 판 형상 히터 본체(34)를 구비하고 있다. 그리고 도 5에 도시하는 바와 같이, 절연 홀더(31)는, 그 일단부 테두리에서 배터리 모듈(13CL)을 적재하는 배터리 모듈 병치면(14a)에 장착된다. 또한, 절연 홀더(31)는, 배터리 모듈(13CL)의 가온면(13CLa)으로부터 먼 판 형상 히터 본체(34)의 측면(배면)에 배치되어 있다. 그리고 절연 홀더(31)에서, 판 형상 히터 본체(34)를 가온면(13CLa)과 대향하도록 장착하므로, 가온면(13CLa)을 판 형상 히터 본체(34)로 직접 가온하게 된다. 그리고 가온면(13CLa)과 판 형상 히터 본체(34) 사이에 있어서의 공기층의 존재 및 판 형상 히터 본체(34)의 배면과 절연 홀더(31) 사이에 있어서의 공기층의 존재와 더불어, 배터리 모듈(13CL)에 대한 가온 효율을 높일 수 있다.
또한, 판 형상 히터 본체(34)를 판 형상 발열체(32) 및 균열판(33)의 접합체에 의해 구성하고, 균열판(33)이 가온면(13CLa)에 대향하는 배치이다. 그로 인해, 균열판(33)에 의해 가온면(13CLa)의 가온이 균등하게 행해져, 가온면(13CLa)의 온도 분포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 절연 홀더(31)의 일단부 테두리와는 반대측의 타단부 테두리에 설치한, 판 형상 히터 본체(34)를 로크하기 위한 히터 본체 로크부(31a)가, 가온면(13CLa)을 향해 판 형상 히터 본체(34)보다도 돌출되어 있다. 그로 인해, 히터 모듈(22L)이 진동하거나 경사졌을 때, 규제 부재인 히터 본체 로크부(31a)가 가온면(13CLa)에 충돌하게 되어, 판 형상 히터 본체(34)가 가온면(13CLa)에 접촉하는 일은 없다. 따라서, 판 형상 히터 본체(34)가 가온면(13CLa)에 접촉하여 손상되거나, 누전될 우려를 불식할 수 있다. 또한, 절연 홀더(31)에 설치한 히터 본체 로크부(31a)의 돌출량을 상기한 바와 같이 설정하는 것만으로, 상기한 작용 효과가 얻어진다. 그로 인해, 이러한 작용 효과를 저렴하고 또한 간이한 구성으로 실현 가능하여, 비용적으로 또한 중량적으로 대단히 유리하다.
또한, 상기 차폭 방향의 중간 정도의 스페이스로부터 먼 절연 홀더(31)의 단부를, 대응하는 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 코너부를 따르도록 굴곡시키고 있다. 즉, 절연 홀더(31)를 판 형상 히터 본체(34)가 설치되어 있는 주면부(31m)와, 이에 대하여 굴곡되어 있는 굴곡 단부(31c)로 이루어지는 L자 형상으로 구성하고, 또한 굴곡 단부(31c)에 판 형상 히터 본체(34)의 전원 접속 단자(35)를 설치하고 있다. 이로 인해, 전원 접속 단자(35)가 히터 모듈(22L)의 주면부(31m)에 존재하지 않으므로, 히터 모듈(22L)의 원래의 얇기가 저해되는 일은 없다. 또한, 히터 모듈(22L)에 대한 전원 접속 단자(35)의 배치 개소가 굴곡 단부(31c)이므로, 히터 모듈(22L)의 원래의 크기를 저해하는 일도 없다.
또한, 절연 홀더(31)가 L자 형상으로 구성되어 있으므로, 판 형상 히터 본체(34)로 가열된 공기가, 비교적 외기와의 열교환이 행해지기 쉬운 차폭 방향의 외측에 흘러나오는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)에 하는 가온 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 히터 모듈(22L)을 배터리 모듈(13CL)의 가온면(13CLa)에 접근시켜 배치하고, 배터리 모듈(13CL)을 판 형상 히터 본체(34)로 직접 가온하는 경우에는, 히터 모듈(22L)의 설치 스페이스가 한정된다. 그러나 이 경우에 있어서도, 본 실시 형태의 히터 모듈(22L)은, 전원 접속 단자(35)가 배치되어 있는 굴곡 단부(31c)를 측면 충돌용의 근소한 스페이스에 수납하고 있다. 그로 인해, 설치 스페이스가 한정되는 경우라도, 히터 모듈(22L)을, 전방 좌측의 배터리 모듈(13FL)과 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 사이에 확실하게 장착할 수 있다.
또한, 균열판(33)을 굴곡 단부(31c)를 따라 연신하는 L자 형상으로 구성하였으므로, 배터리 모듈(13CL)의 가온면(13CLa)뿐만 아니라, 측면의 일부도 가온할 수 있다. 그로 인해, 배터리 모듈(13CL)에 대한 가온 효율이 향상된다.
덧붙여 말하면, 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)는, 히터 모듈(22L)의 진동이나 경사에 대한 지지 강도를 증대시킨다. 그로 인해, 판 형상 히터 본체(34)가 배터리 모듈 가온면(13CLa)에 접촉하여 손상되거나, 누전될 우려를 불식한다고 하는 효과를 더욱 현저한 것으로 할 수 있다.
그리고 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)를, 배터리 팩 케이스(14)의 배터리 모듈 병치면(14a) 상이기는 하지만, 대응하는 중앙 좌측의 배터리 모듈(13CL) 및 중앙 우측의 배터리 모듈(13CR)의 적재 영역의 밖에 위치시킨다. 그로 인해, 차량의 측면 충돌 시에 있어서의 안전 대책을 위해 설정되어 있는 여유 스페이스를 이용하여, 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)를 설치하는 것이 가능해진다.
또한, 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)가 여유 스페이스 내에 위치하므로, 굴곡 단부(31c)에 히터 모듈(22L)[판 형상 히터 본체(34)]의 전원 접속 단자(35)를 수월하게 설치할 수 있다. 따라서, 상기 차폭 방향의 중간 정도의 스페이스에 가까운 측에 있어서의 히터 모듈(22L)의 단부에 전원 접속 단자(35)를 설치하는 스페이스를 확보할 수 없는 경우에 있어서도, 히터 모듈(22L)의 전원 접속 단자(35)가 설치 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 히터 하네스(36)를, 절연 홀더(31)의 굴곡 단부(31c)로부터 주면부를 따라 배선하고 있다. 또한, 히터 하네스(36)를, 리드선(37) 및 커넥터(38)를 통해, 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)의 사이 및 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 사이의 스페이스에 배치된 전원 케이블(42)까지 연신시키고 있다. 그로 인해, 본 실시 형태의 히터 모듈(22L, 22R)의 히터 하네스가, 상기 스페이스 내에서 전원 케이블의 배선의 방해로 되는 것을 회피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 차량 전후 방향(전원 케이블의 배선 방향)에 인접하는 전방의 배터리 모듈(13FL, 13FR)과 중앙의 배터리 모듈(13CL, 13CR) 사이에, 판 형상 히터 본체(34)의 얇은 장착면[주면부(31m)]이 위치한다. 그리고 상기 전원 케이블로부터 먼 측에 있어서의 배터리 모듈(13CL, 13CR)의 측면에 굴곡 단부(31c)가 대향하도록 배치하고 있다. 그로 인해, 차량 전후 방향에 인접하는 배터리 모듈의 간격이 좁아지므로, 동일 방향에 있어서의 배터리 팩의 소형화를 실현할 수 있다.
일본 특허 출원 제2011-054089호(출원일:2011년 3월 11일) 및 일본 특허 출원 제2012-035738호(출원일:2012년 2월 22일)의 전체 내용은, 여기에 인용된다.
이상, 실시 형태를 따라 본 발명의 내용을 설명하였지만, 본 발명은 이들 기재에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형 및 개량이 가능한 것은, 당업자에게는 자명하다.
본 발명의 히터 모듈은, 판 형상 히터 본체의 전원 접속 단자가 굴곡 아암부에 배치되어 있고, 전원 접속 단자가 모듈 주면부에 존재하지 않는다. 따라서, 히터 모듈의 원래의 얇기를 저해하는 일이 없다. 또한, 히터 모듈에 대한 전원 접속 단자의 배치 개소가 굴곡 아암부이므로, 전원 접속 단자의 배치 개소가 히터 모듈의 원래의 크기를 저해하는 일도 없다.
그리고 히터 모듈의 설치 스페이스가 한정되는 경우라도, 전원 접속 단자가 배치되어 있는 굴곡 아암부를 근소한 스페이스에 수납할 수 있고, 차량 전후 방향에 인접하는 배터리 모듈의 사이에 확실하게 장착할 수 있다.
11 : 배터리 팩
13CL, 13CR : 배터리 모듈(피가온 물체)
13CLa : 가온면
14a : 배터리 모듈 병치면
22L, 22R : 히터 모듈
31 : 절연 홀더(L자 형상 부재)
31c : 굴곡 단부(굴곡 아암부)
31m : 주면부(모듈 주면부)
33 : 균열판
34 : 판 형상 히터 본체
35 : 전원 접속 단자
42 : 전원 케이블

Claims (5)

  1. 가온해야 하는 피가온 물체의 가온면을 따르도록 설치하는 히터 모듈에 있어서,
    상기 피가온 물체의 가온면에 대향하는 판 형상 히터 본체와,
    상기 판 형상 히터 본체가 설치되는 모듈 주면부와, 상기 모듈 주면부에 대하여 굴곡되어 있는 굴곡 아암부로 이루어지는 L자 형상 부재와,
    상기 굴곡 아암부에 배치되고, 상기 판 형상 히터 본체에 접속하는 전원 접속 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는, 히터 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판 형상 히터 본체는, 상기 피가온 물체의 가온면에 대하여, 발생열을 균일하게 전열하기 위한 균열판을 구비하고,
    상기 균열판을, 상기 굴곡 아암부를 따라 연신함으로써 L자 형상으로 구성한 것을 특징으로 하는, 히터 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피가온 물체는 배터리 팩 내에서 나란히 설치되는 복수개의 배터리 모듈이며, 상기 피가온 물체의 가온면은 수평 배치된 상기 배터리 모듈의 일측면이며,
    상기 굴곡 아암부가 상기 배터리 팩의 배터리 모듈을 나란히 설치한 영역의 밖에 위치하도록, 상기 L자 형상 부재를, 상기 배터리 팩의 배터리 모듈 병치면에 세워 장착하는 것을 특징으로 하는, 히터 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 전원 케이블에 상기 전원 접속 단자를 접속하기 위한 히터 하네스를 더 구비하고,
    상기 배터리 팩은, 상기 복수개의 배터리 모듈을, 상기 전원 케이블의 양측에 마주보게 하여 배치한 것이며,
    상기 히터 하네스를, 상기 굴곡 아암부로부터 상기 모듈 주면부를 따라 배선하고, 상기 전원 케이블까지 연신시킨 것을 특징으로 하는, 히터 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 배터리 팩은, 상기 복수개의 배터리 모듈을, 상기 전원 케이블의 배선 방향으로 나란히 설치한 것이며,
    상기 L자 형상 부재를, 상기 전원 케이블의 배선 방향에 인접하는 상기 배터리 모듈의 사이에 상기 모듈 주면부가 위치하고, 상기 전원 케이블로부터 먼 측에 있어서의 배터리 모듈의 측면에 상기 굴곡 아암부가 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는, 히터 모듈.
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