KR20180091448A - 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체에 관한 것으로, 일면으로 결합홈부(11)를 형성하고 상기 결합홈부(11)의 테두리에 끼움돌기(13)을 형성한 케이스 본체(10)와 상기 케이스 본체(10)의 결합홈부(11)에 끼움 결합되고 상기 끼움돌기(13)과 고정되는 걸림끼움홈(21)이 형성된 냉각 플레이트(20)를 포함하며, 상기 케이스 본체(10)와 상기 냉각 플레이트(20)는 이종재질로 된다.
본 발명은 상대물 간의 형상에 의한 압력으로 서로 고정할 수 있는 고정력을 유지할 수 있는 이점이 있다.

Description

배터리 모듈의 상대물 고정 구조체{PART FIXING STRUCTURE OF BATTERY MODULE}

본 발명은 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 모듈에 포함되는 금속과 사출물의 고정에서 상대물과의 고정이 용이하도록 한 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체에 관한 것이다.

친환경 자동차에 장착되는 배터리는 여러 셀을 적층 연결한 배터리 모듈 구조로 된다. 배터리 모듈은 불필요한 공간을 줄여 체적 에너지 밀도를 향상시키고 냉각 성능 향상을 위해 냉각 플레이트가 포함된다.

냉각 플레이트는 셀들을 지지하는 케이스 본체에 고정될 수 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스 본체(1)가 사출물이고 냉각 플레이트(3)가 금속 재질로 됨에 따라 인서트 사출 방식으로 고정되거나, 사출물에 금속을 삽입하는 방식으로 고정한다.

그런데 기존의 인서트 사출은 생산 비용이 높고 사공간을 많이 차지하는 문제점이 있으며, 사출물에 금속을 삽입하는 방식은 조립하는 시간이 필요하고 고정력이 약한 문제점이 있다.

특허문헌 1: 한국등록특허 제1620165호(2015.12.22 공개) 특허문헌 2: 한국공개특허 제2014-0062603호(2014.05.26 공개)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 배터리 모듈에 포함되는 금속과 사출물의 고정에서 상대물과의 고정이 용이하고 상호 고정력이 유지되게 구성한 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙에 결합홈부를 형성하고 상기 결합홈부를 형성하는 테두리에 복수 개의 끼움돌기를 형성한 케이스 본체와 상기 케이스 본체의 결합홈부에 끼움 결합되고 상기 끼움돌기들과 고정되는 걸림끼움홈이 형성된 냉각 플레이트를 포함하며, 상기 케이스 본체와 상기 냉각 플레이트는 이종재질이다.

상기 끼움돌기는 반원형상이고, 상기 걸림끼움홈은 양측 경사각이 상이한 좌우 비대칭 반원 형상이다.

상기 냉각 플레이트는 상기 케이스 본체의 일측 모서리를 향한 대각선 방향 가압에 의해 상기 결합홈부에 끼움 결합된다.

상기 일측 모서리는 상기 케이스 본체의 상부 테두리와 좌측 테두리가 만나는 모서리이고, 상기 일측 모서리를 향한 대각선 방향 가압시 상기 모서리를 향한 좌 및 상 방향 힘이 작용하여 상기 끼움돌기와 걸림끼움홈의 고정력이 발생하도록 상기 걸림끼움홈은 상기 모서리를 향한 경사각이 반대편 방향의 경사각에 비해 상대적으로 작다.

냉각 플레이트를 케이스 본체에 끼움 결합시 좌 및 상 방향 힘이 동시에 작용하도록 상기 끼움돌기는 상기 결합홈부의 상부 테두리와 좌측 테두리에 형성되고, 상기 걸림끼움홈은 상기 끼움돌기와 대응되는 상기 냉각 플레이트의 상부 테두리와 좌측 테두리에 형성된다.

상기 케이스 본체는 사출물이고, 상기 냉각 플레이트는 금속으로 된다.

본 발명은 사출물인 케이스 본체에 끼움돌기를 형성하고 금속 재질인 냉각 플레이트에는 걸림끼움홈을 형성하여 상대물 간의 형상에 의한 압력으로 서로 고정할 수 있도록 한다.

이는 일측 모서리를 향한 좌 및 상 방향 힘이 동시에 작용하게 하여 냉각 플레이트를 케이스 본체에 고정하는 고정력이 발생하므로 상대물을 고정하는 고정력을 유지할 수 있다.

따라서 종래 인서트 사출 방식에 의해 사출물과 금속을 고정하는 방식에 비해 생산 비용을 줄일 수 있고, 끼움 결합 방식이므로 조립시간도 짧아 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 케이스 본체와 냉각 플레이트를 인서트 사출 방식으로 고정한 예를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체를 결합 전 상태를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 의한 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체의 결합 후 상태를 보인 도면.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사출물인 케이스 본체(10)에 금속으로 된 이종 재질의 냉각 플레이트(20)를 끼움 방식으로 결합하며, 이때 상대물 간의 형상에 의한 압력으로 서로 고정할 수 있도록 구성한 것이다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 케이스 본체(10)는 대략 사각 프레임 형상으로 형성되며 중앙에 결합홈부(11)가 형성되며 결합홈부(11)의 테두리에 끼움돌기(13)가 형성된다.

결합홈부(11)는 케이스 본체(10)의 내측 공간에 해당하며 냉각 플레이트(20)가 결합되는 부분이다. 케이스 본체(10)의 결합홈부(11)에 냉각 플레이트(20)가 결합되어야 냉각 플레이트(20)가 케이스 본체(10)의 양측에 배치되는 셀들과 접촉하면서 방열 기능을 수행할 수 있다.

끼움돌기(13)는 냉각 플레이트(20)의 걸림끼움홈(21)과 결합된다. 결합홈부(11) 및 끼움돌기(13)는 케이스 본체(10) 사출시 일체로 형성된다.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 냉각 플레이트(20)는 금속판으로 되며 케이스 본체(10)의 결합홈부(11)에 끼움 결합되고 끼움돌기(13)와 고정되는 걸림끼움홈(21)이 형성된다.

냉각 플레이트(20)는 케이스 본체(10)와 밀착 결합을 위해 결합홈부(11)에 대응되는 크기로 형성된다. 본 실시예에서 결합홈부(11) 및 냉각 플레이트(20)는 직사각형상으로 형성된다.

케이스 본체(10)와 냉각 플레이트(20)는 상대물 간의 형상에 의한 압력으로 서로 고정할 수 있도록 끼움돌기(13)와 걸림끼움홈(21)의 형상 및 형성된 위치가 중요하므로 이에 대해서는 아래에 설명한다.

케이스 본체(10)에 형성되는 끼움돌기(13)는 결합홈부(11) 방향으로 돌출된 반원형상이고, 냉각 플레이트(20)에 형성되는 걸림끼움홈(21)은 냉각 플레이트(20)에 요입 형성되며 양측 경사각이 상이한 좌우 비대칭 반원 형상으로 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 플레이트(20)는 케이스 본체(10)의 일측 모서리를 향한 ①대각선 방향 가압에 의해 결합홈부(11)에 끼움 결합된다.

이때, 일측 모서리는 도면상 케이스 본체(10)의 상부 테두리와 좌측 테두리가 만나는 모서리(②번 위치의 모서리)이며, 일측 모서리를 향한 ②좌 및 상 방향 힘이 작용하여 끼움돌기(13)와 걸림끼움홈(21)의 고정력이 발생하도록 한다. 이를 위해, 걸림끼움홈(21)은 모서리를 향한 부분(21b)의 경사각이 반대편 방향 부분(21a)의 경사각에 비해 상대적으로 작게 형성된다.

구체적으로 걸림끼움홈(21)은 반원형상으로 형성되되, 일측 모서리를 향한 경사각은 작고 반대편 경사각은 상대적으로 큰 구조를 가져 ①대각선 방향 가압을 통한 힘 작용 방향이 일측 모서리를 향하도록 한다.

걸림끼움홈(21)은 경사각이 큰 부분(21a)에서 끼움돌기(13)가 지지되어 일측 모서리를 향한 대각선 가압이 수행된다. 걸림끼움홈(21)에서 경사각이 작은 부분(21b)은 끼움돌기(13)가 일측 모서리 방향으로 이동할 수 있는 여유 공간을 형성한다. 이는 사출물인 케이스 본체(10)의 수축 또는 팽창시 뒤틀림을 방지하여 고정력을 유지하는 역할도 수행한다.

끼움돌기(13) 및 걸림끼움홈(21)은 고정력이 우수하도록 복수 개가 형성된다.

구체적으로, 끼움돌기(13)는 케이스 본체(10)의 상부 테두리와 좌측 테두리에 일정 간격을 두고 복수 개가 형성되고, 걸림끼움홈(21)은 냉각 플레이트(20)의 상부 테두리와 좌측 테두리의 대응되는 위치에 일정 간격을 두고 복수 개가 형성된다. 이는 냉각 플레이트(20)를 케이스 본체(10)에 끼움 결합시 좌 및 상 방향 힘이 동시에 작용하도록 하기 위한 것이다.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 냉각 플레이트(20)는 하부 테두리에 지지면(23)을 구비한다. 지지면(23)은 케이스 본체(10)의 저면으로 끼움 결합되어 대각선 가압을 지지함으로써 끼움돌기(13)와 걸림끼움홈(21)의 고정력이 유지되도록 한다.

지지면(23)은 케이스 본체(10)의 저면으로 끼움 결합되도록 냉각 플레이트(20)의 다른 부분에 대해 소정의 단차를 가질 수 있다.

이하 본 발명의 작용을 설명한다.

금속으로 된 냉각 플레이트(20)와 사출물로 된 케이스 본체(10)는 각각 제작된 후 끼움 결합 방식으로 상호 결합한다.

그 방법은 냉각 플레이트(20)의 걸림끼움홈(21)이 케이스 본체(10)의 끼움돌기(13)에 도면상 ①대각선 방향으로 밀어서 끼워지게 되며, 이때, 냉각 플레이트(20)의 하부 테두리에 돌출 형성된 지지면(23)이 케이스 본체(10)의 저면으로 끼움 결합되어 지지됨으로써 대각선 가압을 지지하게 된다.

이 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 플레이트(20)와 케이스 본체(10)가 접하는 걸림끼움홈(21)과 끼움돌기(13) 구조에 의해 일측 모서리를 향한 도면상 ②좌 및 상 방향 힘이 동시에 작용하게 되므로 냉각 플레이트(20)를 케이스 본체(10)에 고정하는 고정력이 발생한다.

그에 따라 이종 재질인 냉각 플레이트(20)와 케이스 본체(10)의 균일한 밀착과 안정적인 고정력이 유지될 수 있다.

상술한 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체는 종래 인서트 사출 방식에 의해 사출물과 금속을 고정하는 방식에 비해 생산 비용을 줄일 수 있고, 끼움 결합 방식이므로 조립시간도 짧아 생산성을 향상시킬 수 있으며 필요시 착탈도 가능하다.

또한, 상대물과의 가압력을 이용하므로 접착제 없이 끼움 결합 방식만으로 고정력이 유지될 수 있다.

본 실시예에서는 끼움돌기(13)가 케이스 본체(10)에 형성되고 걸림끼움홈(21)이 냉각 플레이트(20)에 형성되는 것을 설명하였으나, 반대로 끼움돌기(13)가 냉각 플레이트(20)에 형성되고 걸림끼움홈(21)이 케이스 본체(10)에 형성되도록 구성할 수도 있다.

또한, 본 실시예는 배터리 모듈에 포함되는 금속과 사출물의 고정에서 상대물과의 고정이 용이하도록 한 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체에 적용되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 배터리 모듈과 관련된 다양한 모듈의 금속과 사출물의 고정에서 적용 가능하다.

본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1, 10: 케이스 본체
11: 결합홈부
13: 끼움돌기
3, 20: 냉각 플레이트
21: 걸림끼움홈
23: 지지면

Claims (6)

1. 중앙에 결합홈부를 형성하고 상기 결합홈부를 형성하는 테두리에 복수 개의 끼움돌기를 형성한 케이스 본체; 및
   상기 케이스 본체의 결합홈부에 끼움 결합되고 상기 끼움돌기들과 고정되는 걸림끼움홈이 형성된 냉각 플레이트;를 포함하며,
   상기 케이스 본체와 상기 냉각 플레이트는 이종재질인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 끼움돌기는 반원형상이고,
   상기 걸림끼움홈은 양측 경사각이 상이한 좌우 비대칭 반원 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각 플레이트는 상기 케이스 본체의 일측 모서리를 향한 대각선 방향 가압에 의해 상기 결합홈부에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 일측 모서리는 상기 케이스 본체의 상부 테두리와 좌측 테두리가 만나는 모서리이고,
   상기 일측 모서리를 향한 대각선 방향 가압시 상기 모서리를 향한 좌 및 상 방향 힘이 작용하여 상기 끼움돌기와 걸림끼움홈의 고정력이 발생하도록, 상기 걸림끼움홈은 상기 모서리를 향한 경사각이 반대편 방향의 경사각에 비해 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 끼움돌기는 상기 결합홈부의 상부 테두리와 좌측 테두리에 형성되고,
   상기 걸림끼움홈은 상기 끼움돌기와 대응되는 상기 냉각 플레이트의 상부 테두리와 좌측 테두리에 형성되는 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스 본체는 사출물이고, 상기 냉각 플레이트는 금속으로 된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 상대물 고정 구조체.

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