KR20140137502A

KR20140137502A - 축전지팩용 하우징

Info

Publication number: KR20140137502A
Application number: KR1020130057857A
Authority: KR
Inventors: 송리규; 박형욱; 현덕수; 심종수; 김대웅
Original assignee: 세방전지(주)
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-12-03
Also published as: KR101485244B1

Abstract

본 발명은 축전지 팩용 하우징에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나 이상의 축전지 팩이 수납되도록 설치공간을 확보하고, 바닥면을 통하여 외부공기를 흡입하여 수납되는 하나 이상이 축전지 팩을 냉각시키는 공기유로를 형성하는 축전지 팩용 하우징에 관한 것이다.

Description

축전지팩용 하우징{Housing for battery pack}

종래에는 특허공개공보 제2012-0074465호를 통하여 다 수개의 전지셀과 상기 전지셀을 냉각시키기 위한 냉각매체를 유통시키는 냉각팬을 구비하는 축전지 팩 하우징이 제안되었다.

이와 같은 종래의 축전지 팩 하우징은 공기유로를 축전지 팩의 하측에서 유입되는 냉각매체를 반대편 측부로 유출시키는 냉각구조를 갖는다. 즉, 종래에는 하우징의 내측 하부에 공기유로를 형성하여 하나 이상의 축전지 팩을 냉각시키는 구조를 특징으로 한다.

상술한 종래기술은 각 축전지 팩의 하측에서 냉각유로를 형성함에 따라서 축전지 팩의 하단에서 발열된 열을 외부로 방열시키는 것으로 하측에서만 냉각매체가 접촉됨에 따라서 냉각효과가 크지않다.

따라서 종래의 축전지 팩 하우징은 일측에서 타측으로 냉각매체가 흐르도록 유로를 구성하였으나, 축전지 팩의 하측만 냉각매체가 접촉될 수 있어 냉각효과가 크지 않은 문제점이 있었다.

또한 종래의 축전지 팩 하우징은 축전지 팩 하측에서만 냉각매체가 직접 접촉될 수 있어 그 냉각효과가 크지 않기에 내부온도를 정상온도로 유지하기 위해서 냉각팬의 회전수를 고속으로 구동시키기 때문에 고장이 자주 발생되고, 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하우징에 수납되는 다 수개의 축전지 팩의 전체 면적에 걸쳐 냉각매체가 접촉될 수 있는 냉각구조를 갖는 축전지팩의 하우징을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 축전지팩의 하우징에 수납된 다 수개의 축전지팩을 외부의 진동으로부터 보호하고, 외측에서 하우징에 수납된 축전지 팩의 상태를 시각적으로 확인가능한 축전지팩의 하우징을 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 바람직한 실시예는 하나 이상의 전지셀이 전기적으로 연결되어 그룹화된 하나 이상의 축전지 팩을 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 바닥면과, 상기 바닥면에서 직립된 벽면을 형성하여 상기 축전지 팩이 일 방향으로 정렬되는 공간을 형성하는 수납부; 상기 수납부의 바닥면에서 하나 이상이 개구 형성되어 외부공기가 흡입되는 하나 이상의 흡입구; 및 상기 하우징의 벽면에 고정되어 상기 흡입구를 통하여 외부공기를 흡입하는 하나 이상의 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 수납부는 상기 바닥면와 이격된 높이에서 상기 축전지 팩을 지지하도록 상향 돌출되는 하나 이상의 지지홈을 구비한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 지지홈은 상기 흡입구를 사이에 두고 상호 간에 마주보는 위치에서 고정되는 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 지지홈은 'ㄴ'자 형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상기 하나 이상의 축전지 팩을 사이에 두고 일측과 타측에서 각각 상방으로 돌출되는 지지대; 및 일방향으로 연장되는 판재로서 양 끝단이 상기 지지대에 각각 고정되어 상기 하나 이상의 축전지 팩을 고정시키는 가이드판을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 가이드 판은 투명재질로서 제작된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 수납부는 상기 벽면중에서 적어도 어느 하나에 절개형성되어 내부 열을 방열시키는 다 수개의 방열구가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 축전지 팩용 하우징은 상기 수납부의 상면을 밀폐시키는 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 수납부는 상기 바닥면을 지면에 이격되도록 하면에서 하향 돌출되는 받침대을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 받침대은 상기 하면에서 하향된 하부내측벽과, 상기 벽면에서 상기 바닥면보다 낮은 위치로 연장되는 하부측벽과, 상기 하부측벽에서 수평으로 절곡되어 상기 하부내측벽에 연결되는 수평절곡면을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 바닥면에서 측면으로 상향 경사지는 방향으로 흘러가는 공기유로를 형성함에 따라서 하우징에 수납되는 다 수개의 축전지 팩의 전체 면적에 걸쳐 냉각매체가 접촉될 수 있어 냉각효과가 상승되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 축전지팩의 하우징에 수납된 다 수개의 축전지팩을 외부의 진동이나 기울어짐 및 뒤집혀지는 경우라도 정렬상태를 유지할 수 있고, 외측에서 하우징에 수납된 축전지 팩의 상태를 시각적으로 확인가능하기 때문에 관리 및 유지에 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 공기유로를 도시한 개략도면이다.

이하에서는 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징을 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 평면도, 도 3은 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 측면도, 도 4는 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징의 정면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징은 하나 이상이 전지셀(31)이 전기적으로 연결되어 그룹화되는 축전지 팩(30)과, 상기 축전지팩(30)을 수용하는 수납부(20)와, 상기 수납부(20)의 상부를 밀폐시키는 커버(10)를 포함한다.

상기 축전지 팩(30)은 다 수개의 전지셀(31)이 직렬 또는 병렬로서 전기적으로 접속되어 셀고정수단(32, 33)에 의하여 하나의 그룹을 이루도록 고정된다.

상기 셀고정수단(32, 33)은 다 수개의 전지셀(31)이 밀착된 상태에서 양측 최외각에 위치된 전지셀(31) 외면에 각각 밀착되는 한 쌍의 고정판(33)과, 상기 한 쌍이 고정판(33)에 양 끝단이 각각 연결되어 상기 다 수개의 전지셀(31) 양 측면에 밀착되어 연장되는 고정바(32)를 포함한다.

상기 고정판(33)은 상기 다 수개의 전지셀(31)중에서 양측 최외각에 위치된 전지셀(31) 외면에 각각 밀착되는 한 쌍으로 이루어진다. 상기 고정판(33)은 양측 단면에서 상기 고정바(32)의 양 끝단이 나사나 볼트와 같은 기구로서 연결된다.

상기 고정바(32)는 상기 고정판(33)의 양측 단면에서 나사나 볼트에 의하여 앙 끝단이 각각 고정되어 상기 고정판(33) 사이에 정렬된 다수개의 전지셀(31)의 측면에 밀착되어 고정시킨다.

여기서 상기 고정판(33)과 고정바(32)는 축전지 팩(30)을 구성하는 일반적인 구성으로서 본 발명을 설명하기 위한 실시예로서 적용된 것이다. 따라서 본 발명에 적용되는 축전지 팩(30)은 상기 고정바(32)와 고정판(33)에 의하여만 조립되는 것이 아닌 하나 이상의 전지셀(31)을 이용하여 구성되는 축전지 팩(30) 모두에 해당된다.

상기 커버(10)는 상기 수납부(20)의 상면을 밀폐하도록 평판형으로 제조되며, 바람직하게로는 상기 수납부(20)의 내측이 커버(10)로 밀폐된 상태라 할지라도 시각적으로 확인가능하도록 투명재질로서 제조됨이 바람직하다. 즉, 상기 커버(10)는 투명유리판이나 투명플라스틱판으로 제작되어 상기 수납부(20)의 상면을 밀폐시킨다.

상기 수납부(20)는 내측에서 빈공간을 형성하여 상기 하나 이상의 축전지 팩(30)을 수용하는 공간을 형성한다. 이를 위하여 상기 수납부(20)는 바닥면(21)과, 상기 바닥면(21)의 전후좌우측 모서리에서 직립되는 벽면(22)과, 상기 바닥면(21)에서 하나 이상이 개구되어 외부 공기를 흡입하는 흡입구(23)와, 상기 바닥면(21)에서 돌출되어 상기 축전지 팩(30)을 바닥면(21)에서 이격되도록 지지하는 하나 이상의 지지홈(24)과, 상기 벽면(22)에 고정되어 내부의 가열된 공기를 외부로 배출시키는 하나 이상이 냉각팬(25)과, 수납된 축전지 팩(30)을 고정시키는 가이드판(26)과, 상기 가이드판(26)의 양 끝단을 지지하는 지지대(27)를 포함한다.

상기 바닥면(21)은 편평한 면으로서 상면에서 상기 축전지 팩(30)이 상호 일정간격으로 이격되어 정렬된다.

상기 벽면(22)은 상기 바닥면(21)의 전후좌우측 모서리에서 각각 직립되도록 형성되며, 이중에서 하나 이상에서 절개되어 내부온도를 냉각시키도록 내부열을 방열시키는 하나 이상의 방열구(221)를 포함한다.

상기 방열구(221)는 상기 벽면(22)에서 하나 이상이 길이방향으로 절개되어 내부에서 상기 축전지 팩(30)에서 발열된 열을 외부로 방열시키도록 다 수개가 상기 벽면(22)을 따라서 형성된다.

아울러 상기 벽면(22)은 상단에서 상기 커버(10)가 안착되도록 편평한 평면을 이루는 테두리가 형성되어 상기 커버(10)가 안착 되면 나사나 볼트로서 고정된다.

아울러 상기 수납부(20)는 하면에서 하향 돌출되어 지면과 바닥면(21) 사이를 이격시키도록 지지하도록 상기 벽면(22)에서 연장되는 받침대(222)를 더 포함한다.

상기 받침대(222)는 상기 벽면(22)에서 경사지도록 연장되는 단면으로 하향되어 그 끝단이 상기 바닥면(21)보다 더 하측에 위치되도록 연장되는 하부측벽(222b)과, 상기 하부측벽(222b)의 끝단에서 수평으로 절곡되는 수평절곡면(222a)과, 상기 바닥면의 하면에서 하향되도록 연장되어 상기 수평절곡면(222a)의 반대쪽 끝단에 연결되는 하부내측벽(222c)을 포함한다.

상기 하부내측벽(222c)과 하부측벽(222b) 사이는 이격된 공간을 형성하며, 상기 바닥면(21)은 상기 하부내측벽(222c)의 높이만큼 지면에서 이격된다.

상기 흡입구(23)는 상기 바닥면(21)에서 일방향으로 상호 이격된 위치에서 상기 축전지 팩(30)의 길이 방향으로 절개되어 상기 바닥면(21)과 지면 사이의 이격된 공간을 통하여 외부의 공기를 흡입한다. 여기서 상기 흡입구(23)는 상기 냉각팬(25)의 회전에 의하여 외부공기를 흡입시킨다.

상기 지지홈(24)은 상기 바닥면(21)에서 상기 흡입구(23)를 사이에 두고 상호 대향되는 위치에서 각각 설치되는 한 쌍으로서 형성된다. 상기 지지홈(24)은 'ㄴ'자 형상으로서 직립되어 상기 축전지 팩(30)의 측면에 밀착되어 지지하는 수직면(241)과, 상기 수직면(241)의 끝단에서 수평으로 절곡되어 상기 축전지 팩(30)의 하면이 안착되는 수평면(242)을 포함한다. 상기 지지홈(24)은 상기 흡입구(23)를 사이에 두고 마주보는 위치에서 고정된다.

상기 냉각팬(25)은 상기 수납부(20)의 양측 벽면(22) 또는 어느 한쪽 벽면(22)에서 하나 이상이 설치되어 상기 흡입구(23)를 통하여 외부공기를 흡입하도록 내부에 공기유로(A)를 형성하여 상기 축전지 팩(30)에서 발열된 열을 외부로 방열시켜 냉각시킨다.

상기 가이드판(26)은 상기 수납부(20)에 정렬되는 하나 이상의 축전지 팩(30)의 상면을 가로지르도록 일방향으로 연장되는 판재로서 양 끝단이 상기 지지대(27)에 각각 고정된다. 상기 가이드판(26)은 상기 하우징(1)의 기울어짐, 뒤집혀지는 상황에서 상기 지지대(27) 사이에 정렬되는 하나 이상의 축전지 팩(30)의 상면을 가압하여 정렬상태가 흐트러지지 않도록 상기 축전지 팩(30)을 고정시킨다.

여기서 상기 가이드판(26)은 내측의 축전지 팩(30)의 상태가 시각적으로 확인될 수 있도록 투명재질(예를 들면, 유리, 투명플라스틱)로 제작되어 길이방향으로 연장되는 판재로서 형성됨이 바람직하다.

상기 지지대(27)는 상기 수납부(20)에 정렬되는 하나 이상의 축전지 팩(30)중에서 최외각에 위치되는 양측의 축전지 팩(30) 외면에 밀착되도록 상기 바닥면(21)에서 직립형성되는 한 쌍이다. 상기 지지대(27)는 상면에서 상기 가이드판(26)의 양 끝단이 나사 또는 볼트가 연통되어 체결된다. 따라서 상기 한 쌍의 지지대(27)는 그 사이에 정렬되는 하나 이상의 축전지 팩(30)을 양측에서 지지하여 진동이나 기울어짐에 의하여 흐트러짐을 방지한다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 상기와 같은 구성을 통하여 달성되는 냉각작용을 첨부된 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 작업자는 하나 이상의 전지셀(31)을 상기 고정판(33)과 고정바(32)를 통하여 그룹화되도록 고정시켜 축전지 팩(30)을 조립한다. 그리고 상기 축전지 팩(30)을 상기 흡입구(23)의 상면에서 상호 대향되도록 고정되는 양측의 지지홈(24)에 안착시킨다. 이때 상기 축전지 팩(30)은 상기 지지홈(24)의 수평면(242)에 하면이 안착되고, 하측 측면이 상기 수직면(241)에 밀착된다.

그리고 작업자는 상기 하나 이상의 축전지팩(30)을 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기적으로 연결시킨다.

이와 같은 방식으로 하나 이상의 축전지 팩(30)이 상기 수납부(20)의 바닥면(21)에 정렬되면, 작업자는 상기 가이드판(26)의 양 끝단을 상기 지지대(27)의 상면에 안착시켜 상기 하나 이상의 축전지 팩(30)의 상면을 가로질러서 연장되도록 고정시킨다.

따라서 상기 하나 이상의 축전지 팩(30)은 상면에서 상기 가이드판(26), 양 측면에서 상기 지지대(27)에 의하여 고정된다. 그러므로 상기 축전지 팩(30)은 상기 수납부(20)가 기울어지거나 뒤집혀 질지라도 상기 가이드판(26)과 지지대(27)에 의하여 정렬상태를 유지할 수 있다.

여기서 상기 하우징(1)은 상기 축전지 팩(30)의 쇼트나 접촉불량과 같은 이상상황을 감지하거나 또는 내부온도를 감지하여 상기 냉각팬(25)을 제어하는 안전장치(도시되지 않음)가 설치된다. 또한 하우징(1)은 상기 안전장치(도시되지 않음)의 감지상태 및 냉각팬(25)의 회전수와 작동상태를 시각적으로 확인가능하도록 출력하는 디스플레이(도시되지 않음)를 더 포함한다. 여기서 상기 안전장치와 디스플레이는 상기 냉각팬과 흡입구의 작용을 위한 구성으로서 일반적으로 동업종의 종사자들에게 공지된 구성이다.

작업자는 하나 이상의 축전지 팩(30)과 상기 안전장치를 상호 전기적으로 연결하여 상기 축전지 팩(30)의 전기적 연결작업을 마무리한다. 이후 작업자는 상기 커버(10)를 상기 수납부(20)의 벽면(22) 상단에 안착시킨 뒤에 고정시킨다.

이와 같이 본 발명에 따른 축전지 팩용 하우징은 내측에서 다 수개의 축전지 팩(30)을 수납하고, 상기 축전지 팩(30)을 에너지저장장치, 또는 태양광발전기, 풍력발전기, 조류발전기와 같은 에너지 발전장치에 설치할 수 있다. 이때 상기 하우징(1)은 투명재질로 제작되는 커버(10)와 가이드판(26)을 포함하였기에 상기 커버(10)를 개방하지 않더라도 외측에서 내부의 상태를 확인할 수 있다.

이후에 상기 축전지팩(30)은 전기 에너지가 충전 또는 방전되는 과정에서 발열되며, 상기 안전장치(도시되지 않음)가 내부온도를 감지하여 설정온도보다 상승되면 상기 냉각팬(25)을 구동시킨다.

따라서 상기 수납부(20)는 상기 냉각팬(25)이 구동됨에 따라서 상기 흡입구(23) 및/또는 방열구(221)를 통하여 외부공기가 흡입된다. 이때 본 발명은 상기 흡입구(23)를 통하여 외부공기가 흡입되어 상기 냉각팬(25)을 통하여 외부로 배출되기 때문에 바닥면(21)에서 상향되는 경사진 방향으로 공기유로(A)가 형성된다.

즉, 본 발명은 냉각팬(25)을 통하여 공기유로(A)를 형성하되, 상기 공기유로(A)는 바닥면(21)에서 상향되는 경사진 방향으로 형성되기 때문에 상기 축전지 팩(30) 전체 면적에 걸쳐서 흡입된 외부 공기에 접촉될 수 있다.

그러므로 상기 축전지 팩(30)은 전체 면적에 걸쳐서 외부공기와 접촉되기 때문에 냉각속도가 빠르다.

즉, 본 발명은 종래의 냉각팬(25)에 의한 공기 유로(A)가 내측 하부로 흐르도록 형성됨에 따라서 축전지 팩(30)의 하측에만 외부공기가 접촉되는 것과 달리 상향 되는 경사진 방향으로 공기유로(A)를 형성하였다. 여기서 상기 공기유로(A)는 상기 흡입구(23)를 통하여 흡입된 외부공기가 상기 축전지 팩(30)에 부딪혀서 경사진 방향이 아닌 직상방으로 흡입되어 수평방향으로 형성되거나 또는 흡입구(23)에서 직업 냉각팬(25)으로 흘러가는 방향으로 형성될 수 있어 상기 축전지 팩(30)의 전체 면적에 걸쳐 냉각매체가 접촉된다.

결국, 본 발명은 축전지 팩(30)의 전체 영역에 걸쳐 외부공기를 접촉시킬 수 있기에 냉각속도가 빠르고, 냉각팬(25)을 고속으로 회전시키지 않더라도 빠른 시간내에 축전지 팩(30)을 냉각시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 하우징 10 : 커버
20 : 수납부 21 : 바닥면
22 : 벽면 23 : 흡입구
24 : 지지홈 25 : 냉각팬
26 : 가이드판 27 : 지지대
30 : 축전지 팩 31 : 전지셀
32 : 고정바 33 : 고정판
221 : 방열구 222 : 받침대
222a : 수평절곡면 222b : 하부측벽
222c : 하부내측벽 241 : 수직면
242 : 수평면 A : 공기유로

Claims

하나 이상의 전지셀이 전기적으로 연결되어 그룹화된 하나 이상의 축전지 팩을 수용하는 하우징을 포함하고,
상기 하우징은
바닥면과, 상기 바닥면에서 직립된 벽면을 형성하여 상기 축전지 팩이 일 방향으로 정렬되는 공간을 형성하는 수납부;
상기 수납부의 바닥면에서 하나 이상이 개구 형성되어 외부공기가 흡입되는 하나 이상의 흡입구; 및
상기 하우징의 벽면에 고정되어 상기 흡입구를 통하여 외부공기를 흡입하는 하나 이상의 냉각팬을 포함하는 축전지 팩용 하우징.
제1항에 있어서 상기 수납부는
상기 바닥면와 이격된 높이에서 상기 축전지 팩을 지지하도록 상향 돌출되는 하나 이상의 지지홈을 구비하는 축전지 팩용 하우징.
제2항에 있어서, 상기 지지홈은
상기 흡입구를 사이에 두고 상호 간에 마주보는 위치에서 고정되는 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 축전지 팩용 하우징.
제3항에 있어서, 상기 지지홈은
'ㄴ'자 형으로 형성된 것을 특징으로 하는 축전지 팩용 하우징.
제1항에 있어서, 상기 하우징은
상기 하나 이상의 축전지 팩을 사이에 두고 일측과 타측에서 각각 상방으로 돌출되는 지지대; 및
일방향으로 연장되는 판재로서 양 끝단이 상기 지지대에 각각 고정되어 상기 하나 이상의 축전지 팩을 고정시키는 가이드판를 더 포함하는 축전지 팩용 하우징.
제5항에 있어서, 상기 가이드 판은
투명재질로서 제작된 것을 특징으로 하는 축전지 팩용 하우징.
제1항에 있어서, 상기 수납부는
상기 벽면중에서 적어도 어느 하나에 절개형성되어 내부 열을 방열시키는 다 수개의 방열구가 형성되는 것을 특징으로 하는 축전지 팩용 하우징.
제1항에 있어서, 상기 축전지 팩용 하우징은
상기 수납부의 상면을 밀폐시키는 커버를 더 포함하며,
상기 커버는 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축전지 팩용 하우징.
제1항에 있어서, 상기 수납부는
상기 바닥면을 지면에 이격되도록 상기 수납부의 하면에서 하향 돌출되는 받침대를 더 포함하는 축전지 팩용 하우징.
제9항에 있어서, 상기 받침대는
상기 수납부의 하면에서 하향되는 하부내측벽과, 상기 벽면에서 상기 바닥면보다 낮은 위치로 연장되는 하부측벽과, 상기 하부측벽에서 수평으로 절곡되어 상기 하부내측벽에 연결되는 수평절곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 축전지 팩용 하우징.