KR20140062622A - 배터리 케이스 - Google Patents

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KR20140062622A
KR20140062622A KR1020120128633A KR20120128633A KR20140062622A KR 20140062622 A KR20140062622 A KR 20140062622A KR 1020120128633 A KR1020120128633 A KR 1020120128633A KR 20120128633 A KR20120128633 A KR 20120128633A KR 20140062622 A KR20140062622 A KR 20140062622A
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battery case
storage unit
case
wall surface
storage
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KR1020120128633A
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황규민
조세훈
이윤녕
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리 케이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 케이스 내부에 결로 또는 이슬과 같은 수분의 발생을 감지할 수 있는 배터리 케이스에 관한 것이다.

Description

배터리 케이스{Battery case}
본 발명은 배터리 케이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 케이스 내부에 결로 또는 이슬과 같은 수분의 발생을 감지할 수 있는 배터리 케이스에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 가솔린이나 디젤을 사용하는 내연기관 자동차와는 달리 이차전지 등의 전기에너지를 이용하여 전동기를 회전시켜 바퀴를 구동한다.
따라서 최근에는 내연기관 자동차의 유해성분으로 인한 대기오염을 방지하고자 무공해 자동차인 전기자동차가 주목을 받고 있다.
실질적으로, 전기자동차의 구동을 위해선 고 에너지 밀도, 고 출력 밀도, 긴 수명, 경량화 등의 고 성능을 갖춘 이차전지가 필수적이다. 이를 위해 납이차전지, 알칼리 이차전지, 금속-공기 이차전지, 연료 이차 전지 등이 개발 중이거나 사용되고 있다.
한편 하나의 이차전지로는 그 성능이 부족하므로 다수개의 이차전지를 직렬로 접속하여 수백 볼트 정도의 높은 전압이 발생하도록 구성하여 사용하고 있다. 이 하나하나의 이차전지는 보통 양극의 단자와 음극의 단자가 이차전지에 고정, 장착되어 있으며, 다수 개의 이차전지를 하나의 트레이에 넣고 일체화 시켜 사용하고 있다.
자동차에 사용되는 이차전지는 사용 환경의 특성 상 습기나 오염물질에 노출되기 쉽기 때문에 배터리 케이스에 수납되어 고정 및 보호된다. 그러나 배터리 케이스 내부와 외부의 온도 차가 발생할 경우, 케이스 내부 공기의 응축에 의한 결로 또는 이슬과 같은 수분이 발생한다. 상기 수분은 케이스 내부의 배터리 유닛에 접촉하여 배터리 오동작 또는 사고의 원인이 되기도 한다.
따라서 배터리 케이스 내부의 수분을 신속히 감지하여 배터리 오동작 또는 사고를 예방할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
한국공개특허 제2012-0069238호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 배터리 케이스 내부에서 발생되는 결로 또는 이슬과 같은 수분을 감지하기 위해 케이스의 벽면에 수분 저장부를 구비하여 케이스 벽면에 생성되는 수분을 저장하고 이를 감지하여 배터리 케이스 내 배터리 유닛을 수분으로부터 보호하는 배터리 케이스를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 케이스는, 배터리 유닛을 수용하는 배터리 케이스에 있어서, 상기 배터리 케이스는, 결로 또는 이슬과 같은 수분을 저장하기 위한 저장 공간을 포함하고, 상기 배터리 케이스의 내측 벽면에 적어도 하나 이상 형성되는 저장부; 를 포함한다.
이때, 상기 저장부는, 상기 배터리 케이스의 내측벽면에서 케이스 내측 상방으로 갈수록 연장 형성되어, 케이스 내측 벽면과 일정 각도를 유지하도록 구성되며, 상기 저장부의 내측에는, 상기 저장공간에 수용되는 결로 또는 이슬과 같은 수분의 감지를 위한 감지센서가 구비된다.
또한, 상기 저장부는, 상단에서 상기 배터리 케이스의 내측 벽면으로 연장 형성되는 저장부 덮개가 더 형성되며, 상기 저장부 덮개는, 결로 또는 이슬과 같은 수분이 상기 저장부에 유입되도록 끝단이 상기 배터리 케이스의 내측 벽면에서 소정거리 이격 형성된다.
다른 실시 예로, 상기 저장부는, 상기 배터리 케이스의 폭 방향 양측 중 어느 한 측이 낮게 형성되도록, 배터리 케이스의 바닥면과 소정의 각도로 기울어지게 형성된다.
또한, 상기 배터리 케이스는, 바닥면 모서리에 결로 또는 이슬과 같은 수분 배출을 위한 배출부; 가 더 구비되며, 상기 저장부는, 상기 배출부를 향하도록 기울어지게 형성된다.
아울러, 상기 배출부는, 상기 배터리 케이스의 제1 모서리에 형성되는 제1 배출부와, 상기 제1 모서리에 대향되는 제2 모서리에 형성되는 제2 배출부로 구성되고, 상기 제1 배출부에 인접한 상기 배터리 케이스의 제1 벽면에 형성되는 제1 저장부와, 상기 제1 배출부 및 제1 저장부에 인접한 상기 배터리 케이스의 제2 벽면에 형성되는 제2 저장부는 상기 제1 배출부를 향하도록 기울어지게 형성되고, 상기 제1 벽면에 대향되는 상기 배터리 케이스의 제3 벽면에 형성되는 제3 저장부와, 상기 제2 벽면에 대향되는 상기 배터리 케이스의 제4 벽면에 형성되는 제4 저장부는 상기 제2 배출부를 향하도록 기울어지게 형성된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 배터리 케이스는, 배터리 케이스 내부 특히 벽면에서 발생되는 결로 또는 이슬과 같은 수분이 배터리 케이스의 바닥면에 도달하기 전에 저장 또는 감지되어 배터리 내부에 수용되는 배터리 유닛의 손상 및 오동작을 방지하는 효과가 있다.
또한, 전해액 누수, 수냉식 열교환기의 누수와는 구별하여 배터리 케이스 벽면에서 발생하는 응축에 의한 결로 또는 이슬과 같은 수분만을 저장 및 감지하도록 하여 배터리 케이스 내부의 온도를 조절하여 수분 생성을 억제하거나, 시스템을 정지시켜 배터리 유닛의 손상을 방지하는 등의 효율적인 조치가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 케이스 분해사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하부 케이스 평면도
도 3은 도 1의 다양한 실시 예의 AA' 단면도
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하부케이스 사시도
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하부케이스 평면도
도 6은 도 4의 BB' 단면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 배터리 케이스에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
- 실시 예 1
도 1 내지 도 3에는, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 케이스(100)가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 케이스(100)는 상부케이스(110)와, 하부케이스(120) 및 저장부(150)를 포함하여 구성된다.
하부케이스(120)는 내부에 배터리 유닛 수납공간이 형성되는 함체 상으로 이루어진다. 하부케이스(120)는 배터리 유닛의 교체를 용이하게 하기 위해 상부가 개방된 형태를 이룬다. 하부케이스(120)의 개방면은 상부케이스(110)와의 결합을 통해 밀폐된다. 하부케이스(120)는 상부케이스(110)와의 결합을 위해 제2 플랜지(120a) 및 제2 결합홀(121)이 형성된다. 제2 플랜지(120a)는 하부케이스(120)의 상단 둘레를 따라 외측으로 연장 형성된다. 제2 플랜지(120a) 상에는 제2 결합홀(121)이 상하 관통 형성된다. 제2 결합홀(121)은 제2 플랜지(120a)를 따라 다수 개가 일정거리 이격 형성될 수 있다.
상부케이스(110)는 내부에 배터리 유닛의 상측이 수용되도록 함체 상으로 형성되거나, 판상으로 형성될 수 있다. 상부케이스(110)는 하부가 개방 형성되며, 하부케이스(120)의 상부 개방면을 밀폐하도록 구성된다. 상부케이스(110)는 하부케이스(120)와의 결합을 위해 제1 플랜지(110a) 및 제1 결합홀(111)이 형성된다. 상기 제1 플랜지(110a)는 상부케이스(110)의 하단 둘레를 따라 외측으로 형성된다. 제1 플랜지(110a) 상에는 제2 결합홀(121)에 대응되도록 제1 결합홀(111)이 상하 관통 형성된다. 제1 결합홀(111)은 제1 플랜지(110a)를 따라 다수 개가 일정거리 이격 형성될 수 있다.
따라서 상부케이스(110)와 하부케이스(120)는 제1 및 제2 결합홀(111, 112)을 통해 나사 또는 볼트 결합될 수 있다. 이때, 상부케이스(110)와 하부케이스(120)의 결합면에는 실링을 위해 개스킷이 삽입되거나, 실리콘(Silicon sealant) 처리된 후 결합될 수 있다.
이때 본 발명은 하부케이스(120)의 내측 벽면에서 발생할 수 있는 결로 또는 이슬과 같은 수분으로부터 하부케이스(120)에 수용되는 배터리 유닛을 보호하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 하부케이스(120)의 내측 벽면에는 저장부(150)가 형성된다. 저장부(150)는 하부케이스(120)의 내측 벽면에 발생하는 수분을 저장하기 위해 구성된다. 저장부(150)는 하부케이스(120)의 벽면 폭 방향을 따라 형성된다. 저장부(150)는 내부에 수분이 수용되도록 저장 공간이 형성되도록, 하부케이스(120)의 내측 벽면에서 케이스 내측 상방으로 갈수록 연장 형성된다 (도 3 참조). 저장부(150)는, 양측이 저장부(150)가 형성되는 하부케이스(120) 내측 벽면에 이웃하는 양 측면에 맞닿아 밀폐되도록 구성될 수 있다. 저장부(150)는 복수 개가 상하 길이 방향을 따라 일정거리 이격 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 하부케이스(120)의 가로 측 벽면에는 제1 저장부(151)가 형성되고, 하부케이스(120)의 세로 측 벽면에는 제2 저장부(152)가 형성될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 저장부(151)와 제2 저장부(152)는 동일한 높이에 형성되지 않고 서로 엇갈리게 형성될 수 있다.
또한, 이동하는 차량에 설치되는 배터리 케이스의 특성 상 이동 중 발생하는 충격 및 진동에 의해 저장부(150)에 저장되는 수분이 저장부(150) 외측으로 넘치는 것을 방지하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 제1 저장부(151)에는 저장부 덮개(155)가 형성될 수 있다. 도면 상에는 제1 저장부(151)에 저장부 덮개(155)가 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 제2 저장부(152) 상에도 저장부 덮개(155)가 형성될 수 있음은 자명하며, 이하 제1 저장부(151)에 대해서만 언급하기로 한다. 저장부 덮개(155)는 제1 저장부(151)의 상단에서 케이스의 내측 벽면을 향하여 돌출 형성되며, 제1 저장부(151)에 수분이 수용되도록 끝단은 케이스의 내측 벽면에서 소정 거리 이격 형성될 수 있다. 또한, 도 3a 내지 도 3d 에는 다양한 형상의 제1 저장부(151) 및 제1 감지센서(161)의 배치 예가 도시되어 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 도면 상에는 제1 저장부(151)의 다양한 실시 예에 대해서만 도시되어 있으나, 제2 저장부(152)도 제1 저장부(151)의 형상과 동일하게 구성될 수 있음은 자명하다. 도 3a에는 직선으로 이루어진 제1 저장부(151)가 도시되어 있고, 도 3b에는 호를 이루는 제1 저장부(151)가 도시되어 있다. 또한, 도 3c 및 도 3d에는 절곡 형성된 제1 저장부(151)가 도시되어 있다. 상기한 바와 같이 저장부(150)는 수분이 저장될 수 있는 형상이면 어떠한 형상이 적용될 수도 있음은 자명하다.
이때, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 케이스(100)는 저장부(150)에 수분 저장 시 이를 감지할 수 있는 감지센서(161, 162)가 구비될 수 있다. 감지센서(161, 162)는 수분을 감지하는 통상의 수분 감지센서가 적용될 수 있다. 감지센서(161, 162)는 저장부(150)에 소정의 높이 이상 수분이 저장되었을 때 이를 감지하기 위해 저장부(150) 상의 상기 소정의 높이에 설치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제1 저장부(151)에는 제1 감지센서(161)가 제1 저장부(151)의 중앙에 설치되며, 제2 저장부(152)에는 제2 감지센서(162)가 제2 저장부(152)의 중앙에 설치된다.
- 실시 예 2
도 4 내지 도 6에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 케이스(200)가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 케이스(200)는 하부케이스(220), 저장부(250) 및 배출부(270)를 포함하여 이루어진다.
하부케이스(220)는 내부에 배터리 유닛 수납공간이 형성되는 함체 상으로 이루어진다. 하부케이스(220)는 배터리 유닛의 교체를 용이하게 하기 위해 상부가 개방된 형태를 이룬다. 하부케이스(220)의 개방면은 상부케이스(미도시)와의 결합을 통해 밀폐된다. 하부케이스(220)는 상부케이스(210)와의 결합을 위해 제2 플랜지(220a) 및 제2 결합홀(221)이 형성된다. 제2 플랜지(220a)는 하부케이스(220)의 상단 둘레를 따라 외측으로 연장 형성된다. 제2 플랜지(220a) 상에는 제2 결합홀(221)이 상하 관통 형성된다. 제2 결합홀(221)은 제2 플랜지(220a)를 따라 다수 개가 일정거리 이격 형성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 하부케이스(220)는 내측 벽면에서 발생할 수 있는 결로 또는 이슬과 같은 수분으로부터 하부케이스(220)에 수용되는 배터리 유닛을 보호하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 하부케이스(220)의 내측 벽면에는 저장부(250)가 형성된다. 저장부(250)는 하부케이스(220)의 내측 벽면에 발생하는 수분을 저장하기 위해 구성된다. 저장부(250)는 하부케이스(220)의 내측 벽면 폭 방향을 따라 형성된다. 저장부(250)는 내부에 수분이 수용되도록 저장 공간이 형성되도록, 하부케이스(220)의 내측 벽면에서 케이스 내측 상방으로 갈수록 연장 형성된다.
이때 저장부(250)는 내부에 수용되는 수분이 양측 중 어느 한 곳에 저장되도록 하부케이스(220)의 내측 벽면 폭 방향을 따라 하부케이스(220)의 바닥면과 일정각도 기울어지게 형성될 수 있다. 저장부(250)는, 양측이 저장부(250)가 형성되는 하부케이스(220) 내측 벽면의 이웃하는 양 측면에 맞닿아 밀폐되도록 구성될 수 있다. 저장부(250)는 복수 개가 상하 길이 방향을 따라 일정거리 이격 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이 하부케이스(220)의 가로방향 상측에 형성되는 제1 벽면에는 제1 저장부(251)가 형성되고, 하부케이스(220)의 세로 좌측에 형성되는 제2 벽면에는 제2 저장부(252)가 형성될 수 있다. 또한, 제1 저장부(251)에서 대향되는 하부케이스(220)의 가로방향 하측에 형성되는 제3 벽면에는 제3 저장부(253)가 형성되고, 제2 저장부(252)에서 대향되는 하부케이스(220)의 세로방향 우측에 형성되는 제4 벽면에는 제4 저장부(254)가 형성될 수 있다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 저장부(251) 및 제3 저장부(253)와, 제2 저장부(252) 및 제4 저장부(254)는 동일한 높이에 형성되지 않고 서로 엇갈리게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 케이스(200)는 저장부(250)에 수분 저장 시 이를 감지할 수 있는 감지센서(261, 262, 263, 264)가 구비될 수 있다. 감지센서(261, 262, 263, 264)는 수분을 감지하는 통상의 수분 감지센서가 적용될 수 있다. 감지센서(261, 262, 263, 264)는 저장부(250)에 소정의 높이 이상 수분이 저장되었을 때 이를 감지하기 위해 저장부(250) 상의 상기 소정의 높이에 설치될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 제1 저장부(251)에는 제1 감지센서(261)가 설치되며, 제2 저장부(252)에는 제2 감지센서(262)가 설치된다. 또한, 제3 저장부(253)에는 제3 감지센서(263)가 설치되며, 제4 저장부(254)에는 제4 감지센서(264)가 설치된다. 특히 저장부(250)의 양 측 중 어느 한측이 낮게 형성됨에 따라 감지센서(261, 262, 263, 264)는 저장부(250)의 양 측 중 낮게 형성되는 측에 설치될 수 있다. 즉 도시된 바와 같이 제1 저장부(251)는 좌측이 낮게 형성되고, 제1 저장부(251)의 좌측에 제1 감지센서(261)가 설치된다. 또한, 제2 저장부(252)는 상측이 낮게 형성되고, 제2 저장부의 상측에 제2 감지센서(262)가 구비된다. 또한, 제3 저장부(253)는 우측이 낮게 형성되고, 제3 저장부의 우측에 제3 감지센서(263)가 구비된다. 또한, 제4 저장부(254)는 하측이 낮게 형성되고, 제4 저장부의 하측에 제4 감지센서(264)가 구비된다. 상기와 같은 구성을 통해 제1 저장부(251)와 제2 저장부(252)에 수용되는 수분은 하부케이스(220)의 좌측상부 모서리면에 모아지며, 제3 저장부(253)와 제4 저장부(254)에 수용되는 수분은 하부케이스(220)의 우측하부 모서리면에 모여진다.
또한, 제1 저장부(251)와 제2 저장부(252)에 수용되는 수분의 넘침 발생 시 수분을 하부케이스(220) 외측으로 배출하기 위해 하부케이스(200)의 바닥면 좌측상부 모서리(도 5 참조)에는 제1 배출부(270)가 구비되고, 제3 저장부(253)와 제4 저장부(254)에 수용되는 수분의 넘침 발생 시 수분을 하부케이스(220) 외측으로 배출하기 위해 하부케이스(200)의 바닥면 우측하부 모서리(도 5 참조)에는 제2 배출부(280)가 구비될 수 있다. 배출부(270, 280)는 밀폐 또는 개방에 의해 수분을 케이스 외부로 배출할 수 있는 통상의 밸브의 구성이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100, 200 : 배터리 케이스
110 : 상부케이스 110a : 제1 플랜지
111 : 제1 결합홀
120, 220 : 하부케이스 120a, 220a : 제2 플랜지
121, 221 : 제2 결합홀
150, 250 : 저장부 155 : 저장부 덮개
161, 261 : 제1 감지센서 162, 262 : 제2 감지센서

Claims (7)

  1. 배터리 유닛을 수용하는 배터리 케이스에 있어서,
    상기 배터리 케이스는,
    결로 또는 이슬과 같은 수분을 저장하기 위한 저장 공간을 포함하고, 상기 배터리 케이스의 내측 벽면에 적어도 하나 이상 형성되는 저장부;
    를 포함하는, 배터리 케이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 배터리 케이스의 내측벽면에서 케이스 내측 상방으로 갈수록 연장 형성되어, 케이스 내측 벽면과 일정 각도를 유지하도록 구성되는, 배터리 케이스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 저장부의 내측에는,
    상기 저장공간에 수용되는 결로 또는 이슬과 같은 수분의 감지를 위한 감지센서가 구비되는, 배터리 케이스.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상단에서 상기 배터리 케이스의 내측 벽면으로 연장 형성되는 저장부 덮개가 더 형성되며, 상기 저장부 덮개는, 결로 또는 이슬과 같은 수분이 상기 저장부에 유입되도록 끝단이 상기 배터리 케이스의 내측 벽면에서 소정거리 이격 형성되는, 배터리 케이스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 배터리 케이스의 폭 방향 양측 중 어느 한 측이 낮게 형성되도록, 배터리 케이스의 바닥면과 소정의 각도로 기울어지게 형성되는, 배터리 케이스.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 배터리 케이스는,
    바닥면 모서리에 결로 또는 이슬과 같은 수분 배출을 위한 배출부; 가 더 구비되며,
    상기 저장부는, 상기 배출부를 향하도록 기울어지게 형성되는, 배터리 케이스.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 배터리 케이스의 제1 모서리에 형성되는 제1 배출부와, 상기 제1 모서리에 대향되는 제2 모서리에 형성되는 제2 배출부로 구성되고,
    상기 제1 배출부에 인접한 상기 배터리 케이스의 제1 벽면에 형성되는 제1 저장부와, 상기 제1 배출부 및 제1 저장부에 인접한 상기 배터리 케이스의 제2 벽면에 형성되는 제2 저장부는 상기 제1 배출부를 향하도록 기울어지게 형성되고,
    상기 제1 벽면에 대향되는 상기 배터리 케이스의 제3 벽면에 형성되는 제3 저장부와, 상기 제2 벽면에 대향되는 상기 배터리 케이스의 제4 벽면에 형성되는 제4 저장부는 상기 제2 배출부를 향하도록 기울어지게 형성되는, 배터리 케이스.
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