KR20180030761A - 트랙션 배터리용 배터리 하우징 - Google Patents

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토르스텐 벡커
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독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

트랙션 배터리(65)를 수용하기 위한 배터리 하우징(20)은 트랙션 배터리(65)를 위한 수용 영역(21)을 함께 정의하는 배터리 하우징부(30, 32) 및 커버(50)를 구비한다. 커버(50)는 접촉면(52)을 구비하며, 배터리 하우징부(30, 32)는 접촉 대향면(34)을 구비하되, 접촉면(52) 및 접촉 대향면(34)은 접촉 영역(90)에서 서로 대향하여 놓인다. 차폐 영역(73) 내로 연장되는 차폐부(70)가 제공되며, 차폐 영역(73)은 수용 영역(21)과 접촉 영역(90) 사이에 배치되어 차폐를 달성한다. 리벳팅 너트가 배터리 하우징부에 커버(50)를 체결하는 데에 사용된다.

Description

트랙션 배터리용 배터리 하우징{BATTERY HOUSING FOR TRACTION BATTERY}
본 발명은 트랙션 배터리용 배터리 하우징에 관한 것이다.
전기 에너지로 구동되는 현대의 전기 차량, 예를 들어 자동차, 철도 차량, 또는 선박에서, 구동 에너지는 종종 차량의 트랙션 배터리에 저장된다. 트랙션 배터리는 전기 차량을 구동하는 역할을 하는 에너지 축전지이며, 구동 배터리로도 지칭된다. 이는 바람직하게는 고전압 배터리이며, 통상적으로 전자파를 발생시키는 전자 부품이 할당된다. 상기 전자파는 배터리 하우징에 의해 차폐되도록 의도된다.
DE 10 2013 112 413 A1에는, 트랙션 배터리용 하우징이 제시되어 있다. 전자기 복사 및 교번 자기장의 효과적인 차폐를 가능하게 하기 위해, 연자성 재료로 이루어진 평탄한 요소가 제공된다.
DE 10 2012 004 135 A1에는, 서로 연결되는 상부 쉘 및 하부 쉘을 갖는 트랙션 배터리용 배터리 박스가 제시되어 있다. 전자기 호환성을 향상시키기 위한 수단, 특히 체결 클립이 제공된다.
DE 10 2013 021 173 A1에는, 배터리용 하우징 및 이와 같은 하우징의 설치 방법이 제시되어 있다. 연결 영역에서, 하우징부들은 탄성 프리텐션력에 의해 서로 기계적 및 전기적으로 연결된다.
DE 10 2011 052 513 A1에는, 전기 차량의 트랙션 배터리를 수용하기 위한 배터리 하우징부가 제시되어 있다. 공동이 배터리 하우징부의 벽에 제공된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 신규의 배터리 하우징을 제공하는 데에 있다.
상기 목적은 청구항 제1항의 주제에 의해 달성된다.
배터리 하우징의 양호한 차폐가 차폐부에 의해 달성된다.
바람직한 구현예에 따르면, 차폐부는 적어도 부분적으로 금속 재료로 형성된다. 이는 차폐를 개선한다.
바람직한 구현예에 따르면, 차폐부는 커버 또는 배터리 하우징부에 고정 연결된다. 그로 인해, 차폐부의 설치를 굉장히 단순화한다.
바람직한 구현예에 따르면, 차폐부는 예를 들어 배터리 하우징부 및/또는 커버와의 연결에 의해 배터리 하우징에 전기전도성으로 연결된다. 이는 차폐를 개선한다.
상기 목적은 또한 청구항 제10항의 주제에 의해 달성된다.
특히 코팅이 있을 때, 배터리 하우징 상의 전기전도성 연결의 형성이 종종 어렵기 때문에, 리벳팅 너트의 사용이 매우 유리한 것으로 입증되었다. 리벳팅 너트의 설치는 간단하며 전기적 연결이 형성될 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 리벳팅 너트는 주변 부품과의 전기적 접촉을 개선할 수 있는 돌출부들을 구비한다.
바람직한 구현예에 따르면, 배터리 하우징은 리벳팅 너트와 차폐부를 모두 구비한다. 이는 배터리 하우징부, 커버, 및 차폐부 사이의 양호한 전기적 연결을 가능하게 하며 양호한 차폐를 초래한다.
바람직한 구현예에 따르면, 배터리 하우징부 및 커버는 금속 재료를 구비한다. 따라서, 배터리 하우징은 패러데이 상자 역할을 하며 전자기 복사를 차폐할 수 있다.
본 발명의 추가적인 상세 및 유리한 개선은, 이하에 설명되고 도면에 도시되지만 본 발명을 제한하는 것으로 이해되지 않아야 하는 예시적인 구현예들, 및 종속항들에서 나타난다.
도 1은 배터리를 갖는 배터리 하우징의 단면도를 도시한다.
도 2는 화살표 방향(II)으로부터의 도 1의 배터리 하우징의 측면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 배터리 하우징 상에 배치되는 리벳팅 너트의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 1의 배터리 하우징 상에 가압되는 리벳팅 너트의 단면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 리벳팅 너트에 의해 폐쇄되는 배터리 하우징의 단면도를 도시한다.
도 6은 리벳팅 너트의 유리한 구현예의, 도 3으로부터의 교차선(VI-VI)을 따른 단면도를 도시한다.
도 7은 리벳팅 너트의 다른 유리한 구현예의, 도 3으로부터의 교차선(VI-VI)을 따른 단면도를 도시한다.
도면의 하기 설명에서, 동일하거나 동일한 방식으로 작용하는 구성요소들은 동일한 참조 부호로 표시되며 통상적으로 한 번만 설명된다.
도 1은 배터리 하우징부(30, 32) 및 배터리 하우징부(30, 32)를 위한 커버(50)를 구비한 배터리 하우징(20)을 도시한다. 배터리(65), 특히 전술한 바와 같은 충전식 트랙션 배터리(65)가 배터리 하우징부(30, 32) 내에 배치된다.
배터리 하우징부(30, 32)는 차량(12)의 개략적으로 나타낸 몸체(10)에 연결되며 바람직하게는 차량(12)의 중앙 영역에 위치된다.
예시적인 구현예에서, 배터리 하우징부(30, 32)는 베이스판(30)으로도 지칭될 수 있는 베이스부(30), 및 이에 연결되며 배터리 구조체(32)로도 지칭될 수 있는 외부 배터리 하우징 구조체(32)를 구비한다. 배터리 하우징 구조체(32)는 바람직하게는 압출 프로파일로 설계되고, 바람직하게는 커버(50)가 놓이는 단부 멈춤부 또는 스페이서(33)를 구비한다. 보다 정확하게는, 커버(50)는 접촉면(52)을 구비하며, 배터리 하우징부(30, 32)는 접촉 대향면(34)을 구비한다. 접촉면(52) 및 접촉 대향면(34)은 접촉 영역(90)에서 서로 접촉한다.
배터리 하우징 구조체(32) 및 베이스부(30)는 예를 들어 용접 조인트에 의해 서로 연결된다.
커버(50) 및 배터리 하우징부(30, 32)는 부분적으로는 예시적인 구현예에서 커버(50)와 배터리 하우징부(30, 32)를 서로 연결하는 접착제(40)로 접착 연결을 제공하는 갭(92)을 형성한다. 그러므로, 갭(92)은 접착 갭(92)으로도 지칭될 수 있다. 도시된 장치는 예를 들어 갭(92)을 통해 움직이며 접착제(40)를 절취 개방하는 나이프와 같은 날카로운 물체에 의해 접착제(40)가 파괴되거나 제거되어 배터리 하우징(20)을 개방할 수 있다는 이점을 갖는다. 폐쇄의 갱신을 위해, 배터리 하우징(20)은 다시 접착 결합될 수 있다.
접착 갭의 폭은 예로서 5 mm 내지 7 mm이다. 하우징(20)은 개략적으로 도시되어 있으며, 이는 도시된 것보다 갭(92)에 비해 더 클 수 있다.
배터리(65)가 배치될 수 있는 배터리 하우징(20)의 내부와 접촉 영역(90) 사이에 차폐부(70)가 제공된다. 차폐부(70)는 바람직하게는 적어도 부분적으로 금속 재료로 형성된다.
예시적인 구현예에서, 차폐부(70)는 커버(50)에 체결되므로, 커버(50)의 설치는 동시에 차폐부(70)의 적절한 배치를 달성한다.
동일한 방식으로, 차폐부(70)는 또한 접촉 영역(90)을 차폐하도록 배터리 하우징부(30, 32)에 체결될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 차폐부(70)는 배터리 하우징부(30, 32)와 전혀 접촉하지 않는다. 그러나, 접촉도 제공될 수 있고, 차폐부(70)를 배터리 하우징부(30, 32)에 탄력적으로 놓이게 하거나, 또는 상기 차폐부를 배터리 하우징부(30, 32)에 체결 시 커버(50)에 탄력적으로 놓이게 하는 것도 가능하다.
커버(50)는 바람직하게는 금속 재료, 특히 강철 또는 알루미늄 또는 상기 재료들 중 하나를 갖는 합금으로 형성된다.
하우징부(30, 32)는 바람직하게는 금속 재료, 특히 알루미늄 또는 강철 또는 이 재료들 중 적어도 하나를 갖는 합금으로 형성된다.
커버(50) 및 배터리 하우징부(30, 32)가 금속 재료로 형성될 때, 이들은 패러데이 상자를 형성하여 전자기장의 양호한 차폐를 가능하게 할 수 있다. 이는 전자기 호환성(EMC)을 상당히 개선한다.
도 2는 예시적인 구현예에서 차폐판으로 설계되는 차폐부(70)의 측면도를 도시한다. 이와 같은 차폐판은 스트립 재료의 형태로 이용 가능하며, 원하는 길이로 절단될 수 있다. 차폐부(70)는 천공판의 방식으로 리세스들(74)이 제공되는 제1 영역(71), 및 커버(50)에 체결되는 제2 영역(72)을 구비한다. 체결은 용접 조인트를 통해 수행되고, 용접점들(54)이 예로서 도시된다. 차폐부(70)는 바람직하게는 커버(50) 및/또는 배터리 하우징부(30, 32)에 전기전도성으로 연결되어 효과적인 차폐를 달성한다.
차폐는 차폐부(70)에 의해 발생되는 추가 차폐 감쇠가 측정된다는 점에 의해 확인될 수 있다. 목표는 전기장, 자기장 및 전자파의 발생 또는 침투를 방지하거나 적어도 감소시키는 데에 있다.
도 3은 블라인드 리벳 너트로도 지칭되는 리벳팅 너트(60)를 도시한다.
리벳팅 너트(60)는 헤드(61) 및 관형 영역(62, 63)을 구비하는데, 이 관형 영역(62, 63)은 변형 가능 영역(62), 및 내부 나사산(64)이 제공되는 영역(63)을 갖는다.
헤드(61) 상에서, 돌출부(65)가 관형 영역(62, 63)의 반대측에 제공되고, 돌출부(67)가 관형 영역(62, 63)의 대향측에 제공된다. 돌출부들(65, 67)은 스파이크 또는 날카로운 스크레이퍼로도 지칭될 수 있으며, 각각의 경우에 복수의 돌출부(65, 67)가 제공될 수 있다.
돌출부들(65, 67)은 예를 들어 스탬핑에 의한 변형에 의해 형성될 수 있고, 돌출부들(65, 67)에 할당되는 요홈부들(66, 68)이 도시되어 있다.
리벳팅 너트(60)는 바람직하게는 배터리 하우징 구조체(32)의 영역에서 배터리 하우징부(30, 32)의 절개부(35)에 삽입된다.
커버(50)는 이하에 나타낸 바와 같이 리벳팅 너트(60)에 의해 배터리 하우징부(30, 32)에 바람직한 방식으로 체결될 수 있다.
도 4는 배터리 하우징부(30, 32)에 리벳팅 너트(60)를 체결하는 것을 도시한다. 설치 중에, 리벳팅 너트(60)는 배터리 하우징부(30, 32) 쪽으로 가압되고, 그에 따라 돌출부(67)는 배터리 하우징부(30, 32)에 파고든다. 배터리 하우징부(30, 32) 및 리벳팅 너트(60)가 금속 재료로 구성될 때, 이는 전기전도성 연결을 가져온다.
리벳팅 너트(60)는 나사산이 헤드(61)를 향해 끌어당겨지는 영역(63)에 의해 리벳팅 공구(미도시)를 이용하여 변형된다. 이러한 수단에 의해, 비드가 관형 영역(62, 63)의 변형 가능 영역(62) 상에 형성되되, 비드는 리벳팅 너트(60)와 배터리 하우징부(30, 32)의 고정 연결을 초래한다.
도 5는 리벳팅 너트(60) 및 나사(69)의 도움으로 배터리 하우징부(30, 32)에 커버(50)를 체결하는 것을 도시한다.
커버(50)가 놓여지고, 나사(69)가 커버(50)의 개구(51)에 삽입되어 리벳팅 너트(60)에 나사결합된다. 나사결합으로 인해, 돌출부(65)는 커버(50)에 파고들고, 커버(50) 및 리벳팅 너트(60)가 금속 재료로 형성될 때, 커버(50)와 리벳팅 너트(60) 사이에 양호한 전기전도성 연결이 일어난다.
전체적으로, 배터리 하우징부(30, 32) 및/또는 커버(50)가 코팅된 경우에도, 커버(50)와 배터리 하우징부(30, 32) 사이의 양호한 전기전도성 연결이 그에 따라 리벳팅 너트(60)를 통해 달성될 수 있다.
이는 특히 차량(12)의 몸체(10)가 코팅에 의해 부식으로부터 보호된다는 점에서 유리하다. 이를 위해 종종 사용되는 코팅 유형은 음극 딥 코팅(CDC)이다. 이러한 코팅은 배터리 하우징부(30, 32) 및 커버(50)의 표면 상에 비전기전도성 또는 낮은 전기전도성 층을 가져오는데, 이는 돌출부들(65, 67)이 없으면 낮은 전기전도성 접촉을 초래할 것이다. 리벳팅 너트(60)의 배치 및 나사결합 중에, 돌출부들은 코팅층에 파고들어 주변 부품들과 양호한 전기적 접촉을 형성한다
리벳팅 너트(60)의 나사 연결 외에도, 도 1의 접착제(40)가 리벳팅 너트(60)의 외부 영역에서만 또는 리벳팅 너트의 영역에서도 및/또는 그 내부에서 갭(92) 내에 제공될 수 있다.
갭(92)이 헤드(61)의 두께보다 더 크면, 커버(50)는 대응하는 영역에서 국부적으로 스탬핑되어, 커버(50)와 배터리 하우징부(30, 32) 사이의 적절한 거리를 달성할 수 있다.
도 6은 도 3의 교차선(VI-VI)의 방향으로 바라본 리벳팅 너트(60)의 변형 예를 도시한다. 3개의 돌출부(75)가 관형 영역(62, 63)의 외측에 제공되는데, 상기 돌출부들은 관형 영역(62, 63)의 외측을 따라 연장되며, 절단 또는 스크레이핑 에지 역할을 한다. 돌출부들(75)은 바람직하게는 관형 영역(62, 63)의 원주 상에 위치된다.
이러한 돌출부들(75)은 리벳팅 너트(60)가 배터리 하우징부(30, 32)에 삽입될 때 파고들어, 리벳팅 너트(60)와 배터리 하우징부(30, 32) 사이의 양호한 전기적 접촉을 초래한다.
돌출부들(75)은 전기적 접촉을 발생시키기 위해 돌출부들(67)에 대한 대안으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다.
도 7은 5개의 돌출부(75)가 제공되는 도 6에 따른 구현예를 도시한다.
물론, 본 발명의 범주 내에서 무수한 수정이 가능하다.

Claims (16)

  1. 트랙션 배터리(65)를 수용하기 위한 배터리 하우징(20)에서,
    상기 배터리 하우징(20)은 상기 트랙션 배터리(65)를 위한 수용 영역(21)을 함께 정의하는 배터리 하우징부(30, 32) 및 커버(50)를 포함하고,
    상기 커버(50)는 접촉면(52)을 구비하며, 상기 배터리 하우징부(30, 32)는 접촉 대향면(34)을 구비하되, 상기 접촉면(52) 및 접촉 대향면(34)은 접촉 영역(90)에서 서로 대향하여 놓이고,
    차폐 영역(73) 내로 연장되는 차폐부(70)가 제공되며, 상기 차폐 영역(73)은 상기 수용 영역(21)과 상기 접촉 영역(90) 사이에 배치되어 차폐를 달성하는, 배터리 하우징.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부(70)는 차폐판으로 설계되는, 배터리 하우징.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 커버(50)가 상기 배터리 하우징부(30, 32)에 체결될 때 상기 차폐부(70)가 상기 배터리 하우징(20) 내에 기결정된 방식으로 위치되도록, 상기 차폐부(70)는 상기 커버(50)에 고정 연결되는, 배터리 하우징.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버(50)가 상기 배터리 하우징부(30, 32)에 체결될 때 상기 차폐부(70)가 상기 배터리 하우징(20) 내에 기결정된 방식으로 위치되도록, 상기 차폐부(70)는 상기 배터리 하우징부(30, 32)에 고정 연결되는, 배터리 하우징.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐부(70)는 상기 배터리 하우징(20)에 전기전도성으로 연결되는, 배터리 하우징.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐부(70)는 상기 배터리 하우징(20)에 놓이는 자유 단부를 구비하는, 배터리 하우징.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐부(70)는 적어도 부분적으로 천공판으로 설계되는, 배터리 하우징.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버(50) 및 상기 배터리 하우징부(30, 32)는 접착제(40)를 이용한 접착 연결에 의해 서로 연결되는, 배터리 하우징.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 하우징부(30, 32) 및 상기 커버(50)는 금속 재료를 구비하는, 배터리 하우징.
  10. 트랙션 배터리(65)를 수용하기 위한 배터리 하우징(20)에서,
    상기 배터리 하우징(20)은 상기 트랙션 배터리(65)를 위한 수용 영역(21)을 함께 정의하는 배터리 하우징부(30, 32) 및 커버(50)를 포함하고,
    헤드(61) 및 관형 영역(62, 63)을 갖는 적어도 하나의 리벳팅 너트(60)가 제공되되, 상기 리벳팅 너트는 상기 배터리 하우징부(30, 32)에 체결되며 이에 전기전도성으로 연결되고,
    상기 커버는 상기 리벳팅 너트(60)에 체결되는 나사(69)를 통해 상기 배터리 하우징부(30, 32)에 체결되는, 배터리 하우징.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 리벳팅 너트(60)는 상기 헤드(61) 중 상기 관형 영역(62, 63)의 반대편을 향하는 측에 적어도 하나의 돌출부(65)를 구비하되, 상기 돌출부는 커버(50)의 체결 중에 상기 커버에 파고들며 상기 리벳팅 너트(60)와 상기 커버(50) 사이의 전기전도성 접촉을 초래하도록 제공되는, 배터리 하우징.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 리벳팅 너트(60)는 상기 헤드(61) 중 상기 관형 영역(62, 63)에 대향하는 측에 적어도 하나의 돌출부(67)를 구비하되, 상기 돌출부는 배터리 하우징부(30, 32)에의 상기 리벳팅 너트(60)의 체결 중에 상기 배터리 하우징부에 파고들며 상기 리벳팅 너트(60)와 상기 배터리 하우징부(30, 32) 사이의 전기전도성 접촉을 초래하도록 제공되는, 배터리 하우징.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    돌출부들(75)이 상기 리벳팅 너트(60)의 상기 관형 영역(62, 63)에 제공되되, 상기 돌출부들은 상기 리벳팅 너트(60)의 삽입 중에 상기 배터리 하우징부(30, 32)에 파고들며 상기 리벳팅 너트(60)와 상기 배터리 하우징부(30, 32) 사이의 전기전도성 접촉을 초래하도록 제공되는, 배터리 하우징.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 돌출부들(75)은 절단 에지들로 설계되는, 배터리 하우징.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 차폐부(70)를 구비하는, 배터리 하우징.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    차량(12)의 몸체(10)에 연결되는, 배터리 하우징.
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