KR20190079160A - 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩 - Google Patents

중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 함체와, 전기 에너지가 충전되는 복 수개의 전지 모듈과, 전지 모듈을 각각 수용하는 복 수개의 모듈 케이스 및 전지 모듈들의 양과 음의 전원에 각각 연결되어 전기적으로 통전시키는 버스바를 구비하는 모듈 어셈블리 및 함체에서 순차적으로 적층된 복 수개의 모듈 어셈블리를 수용 및 지지하는 지지부재를 포함하고, 지지부재는 주철, 석재, 납, 콘크리트중 적어도 하나로 이루어진 중량판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩을 제공할 수 있다.

Description

중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩{MEDIUM AND LARGE SIZE BATTERY PACK OF INDUSTRIAL ELECTRIC CAR WITH HIGH WEIGHT}
본 발명은 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩에 관한 것이다.
전동 모터를 구동부로 하는 장치에서 배터리와 충전 시스템은 중요한 에너지원이고 전기차와 같이 정밀한 제어가 필요로 하는 시스템에서 배터리 관리 시스템이 필요로 하지만 전동 지게차, 골프카, 청소차, 모티브 차량, 전동 고소작업차와 같은 산업, 농업용 장치에서는 이와 같은 관리 시스템이 아직까지 적용이 되지 않고 있다. 일반적으로, 산업 현장이나 농어촌의 환경에서는 대다수의 장비가 납배터리를 주로 사용하고 있다.
납배터리는 증류수 보충형과 밀봉형의 두 가지로 크게 나뉘고 리튬배터리도 리튬-이온형과 리튬-인산철형으로 크게 나뉜다. 배터리의 충전은 배터리의 종류에 따라 충전 방식이 달라진다.
최근에는 위와 같은 지게차 및 고소 작업차등 산업용 장비가 전기에너지에 의해 주행 및 작업이 진행될 수 있도록 전기차로 제조되었다. 아울러 위와 같은 산업용 전기차는 리튬 이차 전지로 이루어진 전지팩을 구성하였다.
그러나 이와 같은 종래의 산업용 전기차들은 고중량물을 들어올리는등의 작업을 진행함에 따라 웨이트밸런스를 이루어줄 수있는 중량체가 필요하였다. 예를 들면, 종래의 전기 지게차는 물건을 들어올릴 때 포크 리프트로 들어올리는 물건의 중량에 의해 지게차가 앞쪽으로 넘어가지 않도록 웨이트 밸런스를 이룰 수 있도록 중량물을 고정하였다.
여기서, 종래의 산업용 전기차들은 납 배터리(연축전지) 또는 별도의 중량체로 이와 같은 중량물을 구현하였다. 즉, 납 배터리의 경우는 극판과 전해액 및 함체(100)의 무게로 인하여 산업용 전기차의 웨이트 밸런스를 구현할 수 있다.
하지만, 리튬 이차 전지의 경우는 납 배터리에 비하여 중량이 낮기 때문에 리튬 이차 전지를 이용한 전지팩을 산업용 전기차에 채택하기 위해서는 별도의 중량물을 추가해야되는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1777768호(2017.09.06) 한국 등록특허공보 제10-1645812호(2016.07.28)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 산업용 전기차에 전기 에너지의 공급과 웨이트 밸런스를 모두 구현할 수 있는 웨이트 밸런싱 가능한 산업용 전기차의 중대형 전지팩을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명의 실시예는 함체와, 전기 에너지가 충전되는 복 수개의 전지 모듈과, 전지 모듈을 각각 수용하는 복 수개의 모듈 케이스 및 전지 모듈들의 양과 음의 전원에 각각 연결되어 전기적으로 통전시키는 버스바를 구비하는 모듈 어셈블리 및 함체에서 순차적으로 적층된 복 수개의 모듈 어셈블리를 수용 및 지지하는 지지부재를 포함하고, 지지부재는 주철, 석재, 납, 콘크리트중 적어도 하나로 이루어져 함체의 내측에 고정되는 중량판을 포함하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩을 제공할 수 있다.
그러므로 본 발명은 리튬 이차전지를 산업용 전기차에 적용시에 별도의 중량체를 구비하지 않아도 되기에 제조비용을 절감할 수 있고, 산업용 전기차의 공간 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩을 도시한 사시도이다.
도 2는 측면도이다.
도 3은 버스바 및 보호캡을 도시한 사시도이다.
도 4는 캡고정수단을 도시한 사시도이다.
도 5는 보호캡을 도시한 사시도이다.
도 6은 지지부재를 도시한 사시도이다.
도 7은 고정바와 상부 블럭이 제거된 지지부재의 평면도이다.
도 8은 지지부재의 조립과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 중량 보강 부재가 체결된 상태를 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 사용자의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩을 도시한 사시도, 도 2는 측면도이다. 여기서, 도 2는 철함(100)이 포함되지 않은 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 철함(100)과, 복 수개의 전지 모듈(410)과 전지 모듈(410)을 수용하는 복 수개의 모듈 케이스(430) 및 버스바(440)로 이루어진 모듈 어셈블리(400, 400')와, 모듈 어셈블리(400, 400')를 수용 및 지지하는 지지부재(200)와, 전장부품(300)을 지지하는 기판(500)을 포함한다.
철함(100)은 금속재질로서 양쪽이 이동 치구가 삽입될 수 있도록 관통 형성되는 삽입구(110)가 형성될 수 있다.
모듈 어셈블리(400, 400')는 복 수개의 전지 모듈(410)을 포함하여 그룹을 이루고, 상호 이격되되 버스바(440)를 통하여 전기적인 연결관계를 유지하도록 구성된다. 즉 모듈 어셈블리(400, 400')는, 도시된 바와 같이, 상호 이격된 제1 모듈 그룹(400)과, 제2 모듈 그룹(400')으로 분할된다.
여기서 제1 모듈 그룹(400)과 제2 모듈 그룹(400')은 버스바(440)에 의해 전기적으로 통전된다.
아울러, 각 그룹(400, 400')에 속한 전지 모듈(410)들은 양(+)과 음(-)의 전원단자(411, 도 4 참조)가 형성되고, 한 쌍의 버스바(440)가 각 전지 모듈(410)들의 양(+) 또는 음(-)의 전원단자(411)에 체결되어 연결됨에 따라 전체 전지 모듈(410)들은 직렬 또는 병렬 구조로서 연결된다. 또한, 각 전지 모듈(410)들은 모듈 케이스(430)의 내측에 수용된다.
모듈 케이스(430)는 내측에 전지 모듈(410)을 수용하되, 전지 모듈(410)의 일면 양측에 위치된 양(+)과 음(-)의 전원 단자(411)가 외측으로 쉽게 노출될 수 있도록 전면과 후면에서 양측이 노출될 수 있도록 개방됨이 바람직하다. 또한, 모듈 케이스(430)는 전지 모듈(410)에서 인출되는 전원선 또는 케이블(도면부호 부여되지 않음)이 인출될 수 있도록 인출구(도시되지 않음)를 형성함이 바람직하다.
버스바(440)는 양(+)과 음(-)의 전원을 전달하는 것으로서 제1 모듈 그룹(400)과 제2 모듈 그룹(400') 및 기판(500)에 설치된 전장부품(300)(예를 들면, 전원 커넥터)로 연결된다.
아울러, 모듈 어셈블리(400, 400')는 버스바(440)와 전지 모듈(410)의 전원 단자(411)간의 결합 부위에 이물질의 접촉등을 방지하기 위하여 보호캡(420)과, 캡고정수단(450)을 더 포함할 수 있다. 이는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 3은 버스바 및 보호캡을 도시한 사시도, 도 4는 캡고정수단을 도시한 사시도, 도 5는 보호캡을 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 모듈 어셈블리(400, 400')는 버스바(440), 보호캡(420), 캡 고정수단(450)을 더 포함한다.
버스바(440)는 모듈 어셈블리(400, 400')의 일면에서 수직 방향으로 연장되며, 전지 모듈(410)의 양(+) 또는 음(-)의 전원 단자(411)중 어느 하나에 연결된다. 이를 위해 버스바(440)는 전원단자(411)가 끼움될 수 있도록 관통 형성된 단자공(441)을 포함한다.
보호캡(420)은 내부에 빈 공간을 갖고 벽면(423)과 상면(421) 및 하면을 이루며, 전지 모듈(410)측의 일면이 개방된다. 또한, 보호캡(420)은 버스바(440)를 안내하는 절개홈(422) 및 개구(425)가 형성되고, 캡고정수단(450)에 걸림되는 걸림 고리(424)가 형성된다.
절개홈(422)은 보호캡(420)의 상면(421)에서 절개되어 버스바(440)를 안내한다. 개구(425)는 하면에서 개구 형성된다.
걸림돌기(424)는 보호캡(420)의 벽면의 내면에서 돌기형으로 형성되어 캡고정수단(450)에 체결된다.
캡고정수단(450)은 전지 모듈(410)의 일면(예를 들면, 전면)에 형성되는 전원 단자(411)를 사이에 두고 양측에 각각 형성된다. 캡고정수단(450)은 걸림돌기(424)가 끼움되는 공간을 이루도록 전지 모듈(410)의 일면에서 직립된 제1돌기(451)와, 제1돌기(451)에 비하여 낮은 높이를 갖고 이격된 제2돌기(452)를 구비한다.
제1돌기(451)는 전지모듈의 일면에서 돌출되어 길이 방향으로 연장 및 돌출되는 단면을 형성한다. 이와 같은 제1돌기(451)는 상측에서 삽입되는 걸림돌기(424)를 안내하는 역할도 수행한다. 또한 제1돌기(451)는 제2돌기(452)는 상호 이격되어 걸림돌기(424)가 끼움되는 끼움홈(453)을 형성한다.
즉, 걸림돌기(424)는 최초 제1돌기를 통해 안내되어 제1돌기(451)의 하측에서 제2돌기와의 사이에 이격된 공간으로 형성된 끼움홈(453)에 삽입 된다.
전장부품(300)은 온도, 전압 및 전류 센서와, 전원 커넥터, BMS, 콘덴서등 리튬 이차전지로 구성된 전지팩을 구동시키기 위한 부품들을 총칭한 것이며, 위에 기재된 바를 한정하는 것이 아니다. 이와 같은 전장부품(300)은 일반적으로 공지된 기술을 적용함에 따라 그 설명을 생략한다.
기판(500)은 지지부재(200)의 상면에 고정되어 전장부품(300)을 지지한다. 도면을 예로 들어 설명하자면, 기판(500)은 제2 모듈 그룹(400')의 상면에 고정되어 전장부품(300)을 지지한다.
지지부재(200)는 철함(100) 내측에서 모듈 어셈블리(400, 400')를 지지한다. 즉, 지지부재(200)는 제1 모듈 그룹(400)을 지지하는 제1지지부재(200)와, 제2 모듈 그룹(400')을 지지하는 제2지지부재(200')를 포함한다.
제1 지지부재(200)와 제2 지지부재(200')는 동일한 구성요소를 포함한다. 다만, 내측에 적층되는 전지 모듈(410)의 숫자에 따 그 높이가 차등될 수 있고, 상측에서 기판(500)이 선택적으로 설치될 수 있다.
여기서 지지부재(200)는 전지모듈 및 모듈케이스가 순차적으로 적층되는 모듈 어셈블리(400, 400')를 지지하되, 산업용 전기차의 웨이트 밸런싱을 구현할 수 있도록 중량체를 구비한다.
이와 같은 지지부재(200)의 상세 구성은 제1 지지부재(지지부재로 총칭함)를 예를 들어 설명한다.
도 6은 지지부재(200)를 도시한 사시도, 도 7은 고정바(220)와 상부 블럭(210)이 제거된 지지부재(200)의 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 지지부재(200)는 상부 블럭(210)과, 고정바(220)와, 중량판(230)과, 가이드 바(240)와, 수직바(250)와, 연결바(260)와, 구획바(270)와, 하부 블럭(280)을 포함한다.
이와 같은 구성을 포함하는 지지부재(200)는 전면과 후면이 개방되고, 양측면에서 직립된 가이드 바(240)와 수직바(250)에 횡방향으로 연장되는 연결바(260) 및 구획바(270)에 의하여 직립된 벽면을 이루고, 양측 벽면의 상측에서 수평 연장된 상부 블럭(210)에 의해 상면을 이룬다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상부 블럭(210)은 횡방향으로 연장되어 수평면으로 이루는 판재로서 중량판(230)과 가이드 바(240) 및 수직바(250)의 상단에 고정되어 지지부재(200)의 상면을 형성한다.
고정바(220)는 종방향으로 연장되고, 하면에서 상부 블럭(210)의 양 측중 어느 하나가 삽입되는 삽입홈(221)이 형성된다. 또한 고정바(220)는 중량판(230)과 수직바(250) 및 가이드 바(240)중 적어도 하나와 나사등이 연통될 수 있는 결합공(222)이 형성될 수 있다.
여기서, 고정바(220), 상부 블럭(210), 하부 블럭(280), 가이드 바(240), 연결바(260), 구획바(270), 중량판(230)들은 위 결합공(222)을 복 수개 구비함에 따라 나사와 같은 고정치구등이 삽입되어 고정될 수 있다. 이하에서는 각 구성들에 형성된 결합공(222)에 대한 설명을 생략한다.
하부 블럭(280)은 횡방향으로 연장되어 모듈 어셈블리(400, 400')가 순차적으로 적층되는 내부 공간의 바닥면을 형성한다. 예를 들면, 하부 블럭(280)은 양측변의 거리가 짧고, 전후방측 변이 보다 길게 형성된 사각형상으로 제조될 수 있다.
중량판(230)은 직립된 판형으로서 형성되며, 주철, 납, 콘크리트, 목재 또는 석재로 제작되어 전지팩의 웨이트 밸련싱을 위하여 설치된다. 여기서 중량판(230)은, 도시된 바와 같이 지지부재(200)의 양측면에 각각 1개씩 설치되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 대상 산업용 전기차의 작업 하중에 따른 웨이트 밸런싱 필요 중량을 맞출 수 있도록 추가될 수 있다. 예를 들면, 지게차의 경우는 전체 전지팩의 중량이 2톤을 초과하도록 중량판(230)의 숫자와 무게를 조절될 수 있다.
즉, 중량판(230)은 이격된 한 쌍으로서 지지부재(200)의 직립된 양측면을 형성한다.
또한, 중량판(230)은 내측에 수용된 전지 모듈(410)로부터 발열된 열을 방열 시킬 수 있도록 복 수개의 관통구(231)를 더 포함할 수 있다. 관통구(231)는 중량판(230)의 벽면에 관통 형성된다.
가이드 바(240)는 하부 블럭(280)의 각 변 모서리와 일치된 형상을 갖도록 'ㄴ' 자 형으로 절곡 형성된다. 여기서 가이드 바(240)는 일면이 중량판(230)과 밀착되고, 반대면이 수직바(250)에 체결된다. 또한, 가이드 바(240)는, 예를 들어, 하부 블럭(280)이 도시된 바와 같이 4개의 변을 갖는 사각형으로 형성되었다면, 각 변 모서리마다 직립되도록 고정되므로 총 4개가 설치된다.
여기서, 중량판(230) 및 가이드 바는 함체(100)의 바닥면과 측면에서 고정될 수 있다. 즉, 중량판(230) 및 가이드 바는 함체(100)의 내측에서 고정되며, 이후 수직바와 연결바 및 하부블럭이 조립된 상태에서 가이드 바를 통하여 슬라이딩되도록 체결된다.
수직바(250)는 가이드 바(240)의 절곡된 내면에 밀착되어 직립 고정된다. 이때 수직바(250)는 하부 블럭(280)의 각 모서리별로 설치됨에 따라 총 4개가 형성된다.
연결바(260)는 수직바(250) 사이에서 횡방향으로 연장되어 수직바(250)간을 상호 연결 및 고정시킨다. 즉, 연결바(260)는 복 수개로서 양측 가이드 바(240) 사이에서 상하 방향으로 이격되어 고정된다. 이때 연결바(260)간의 간격은 모듈 어셈블리(400, 400')의 높이를 수용할 수 있는 거리인 것이 바람직하다.
구획바(270)는 수직바(250)와 연결바(260)의 일면에 밀착되어 횡방향으로 연장된다. 여기서 구획바(270)는 역 'ㄱ'자 형으로서 절곡 된다. 즉, 구획바(270)는 직립된 수직면이 수직바(250) 및 연결바(260)에 밀착되고, 수직면의 상단에서 수평으로 연장된 수평면이 모듈 어셈블리(400, 400')의 하단을 지지한다.
상술한 바와 같이, 수직바와 연결바 및 하부블럭은, 도 8에 도시된 바와 같이, 조립된 상태에서 가이드 바(240)의 절곡면을 따라 상측에서 하측으로 슬라이딩되면서 체결된다. 즉, 본 발명은 중량판(230)의 무게로 인하여 작업자가 수작업으로 이동 및 조립시키는 것이 어렵기 때문에 호이스트와 같은 중장비를 이용하여 함체(100) 내부에 고정시킨 뒤에 수직바와 연결바 및 하부블럭이 별도로 조립되어 체결되도록 한다.
또한, 지지부재(200)는 상술한 구성들중에서 중량판(230)외에 웨이트 밸런싱을 구현할 수 있도록 그 재료를 변경함도 가능하다. 예를 들면, 상부 블럭(210)과 하부 블럭(280)은 상술한 중량판(230)과 같이 웨이트 밸런싱을 구현할 수 있도록 콘크리트, 석재, 주철, 납중 어느 하나로 선택될 수 있다.
또한, 본 발명은 중량판(230)외에도 중량을 선택적으로 추가함이 가능하며, 이를 위하여 중량 보강 부재(600)를 더 포함할 수 있다. 이는 도 9를 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 중량 보강 부재(600)가 체결된 상태를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 중량 보강 부재(600)는 상술한 실시예의 구성에서 임의대로 탈부착 가능하여 중량을 보강시키는 것을 특징으로 한다. 구체적인 구성을 설명하자면, 중량 보강 부재(600)는 가이드 바(240)의 측단면에 밀착되어 고정되는 복 수개의 수직 보강바(610)와, 양측의 수직 보강바(610)의 상단에 고정되는 수평 보강바(620)와, 수평 보강바(620)의 상단에 고정되는 상부 보강 블럭(630)을 포함한다.
아울러, 수직 보강바(610)는 직립된 형상으로 제조되어 가이드 바(240)의 외측면에 고정된다. 고정되는 방식은 일반적으로 공지된 기술을 적용함에 따라 그 설명을 생략한다. 다만, 일예를 설명하자면, 가이드 바(240)와 수직 보강바(610)에 각각 연통 가능한 관통공을 형성하고, 관통공에 볼트와 같은 고정치구를 사용하여 고정시킴도 가능하다.
여기서 수직 보강바(610)는, 도시된 바를 예로서 설명하자면, 총 4개의 가이드 바(240)에 각각 고정됨에 따라 총 4개가 설치될 수 있다.
수평 보강바(620)는 양측 수직 보강바(610)의 상단에서 고정될 수 있도록 횡방향으로 연장형성된다. 즉, 수평 보강바(620)는, 예를 들면, 4개의 수직 보강바(610)중 일측에서 이격된 2개의 수직 보강바(610)와 타측에서 이격된 2개의 수직 보강바(610)의 상단에 각각 고정된다.
또한, 수평 보강바(620)는 복 수개의 관통공이 형성되어 수직 보강바(610)와 연통되는 고정치구에 의해 고정될 수 있다. 이때, 수직 보강바(610)는 앞서 설명한 바와 달리 가이드 바(240)와 별도의 결합관계를 형성하지 않고, 수평 보강바(620)와 체결됨도 가능하다.
상부 보강 블럭(630)은 판 형상으로서 상부 블럭(210)의 상측에서 설치되어 양측에서 각각 횡방향으로 연장되는 수평 보강바(620)의 상면에서 설치되어 고정된다. 이때, 상부 보강 블럭(630)은 복 수개의 관통공이 형성되어 수평 보강바(620)로 연통되는 고정치구에 의해 고정된다. 여기서 상부 보강 블럭(630)은 복 수개가 적층됨도 가능하다.
여기서, 상부 블럭(210)은 앞서 설명한 바와 같이, 고정바(220)에 의해 고정됨도 가능하고, 고정바(220)가 아닌 수평 보강바(620) 및 상부 보강 블럭(630)을 연통한 고정치구에 의해 고정됨도 가능하다.
즉, 상부 블럭(210)은 상술한 실시예에서 고정바(220)에 형성된 삽입홈에 체결되어 고정됨도 가능하고, 고정바(220) 없이 상측에서 횡방향으로 연장되는 수평 보강바(620)를 연통하는 고정치구, 또는 수평 보강바(620) 및 상부 보강 블럭(630)을 연통하는 고정치구에 의해 고정될 수 있다.
위와 같은 수직 보강바(610), 수평 보강바(620) 및 상부 보강 블럭(630)은 콘크리트, 석재, 주철, 납중 어느 하나로 제작될 수 있으며, 작업자가 목표 중량(예를 들면, 2톤)에 따라 선택적으로 추가할 수 있다.
예를 들면, 작업자는 지지부재가 설치된 이후에 목표 중량에 미달될 경우, 수직 보강바(610)를 설치하여 중량을 측정하고, 목표 중량에 도달되지 못했을 경우에는 수평 보강바(620) 및/또는 하나 이상의 상부 보강 블럭(630)을 선택하여 추가할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 상기와 같은 구성에 의해 달성되는 본 발명의 작용 효과를 설명한다.
먼저, 작업자는 지지부재(200)를 조립하여 모듈 어셈블리(400, 400')가 적층한 뒤, 기판(500) 및 전장부품(300)을 설치한 뒤에 버스바(440)를 연결하여 전체 전지 모듈(410)이 직렬 또는 병렬로서 전기적인 연결관계를 갖도록 조립한다. 그리고 작업자는 조립된 구성들을 철함(100)에 수용하고, 커버를 체결하여 철함(100)을 밀폐시킨다.
여기서, 지지부재(200)는 가이드 바(240)와 중량판(230)이 함체(100)의 내측면 및/또는 바닥면에 각각 고정된다. 이때 가이드 바(240)는 총 4개로서 상호 이격되도록 고정되고, 중량판(230)은 한 쌍으로서 각각 일측과 타측에서 각각 상호 이격된 한 쌍의 가이드 바(240)의 외측과 함체(100)의 내측면 사이에서 고정된다.
이후, 수직바와, 연결바 및 하부 블럭(280)은 함체(100)의 외부에서 조립된 후 호이스트나 기타 중장비에 의해 이송되어 수직바의 일면이 가이드 바(240)의 절곡된 일면에서 밀착된 상태에서 하향 슬라이딩 되어 함체(100)로 수용된다.
여기서, 연결바(260)는 양측의 수직바(250) 사이에 연결되어 하부 블럭(280)의 한쪽 변에 설치되는 두 개의 수직바(250) 사이에 연결되어 양 수직바(250)의 강도를 보강 및 지지한다.
또한, 구획바(270)는 연결바(260)의 일면과 수직바(250)의 일면에 수직면이 밀착되도록 고정된다. 여기서 구획바(270)는 상하 방향으로 이격되어 고정되며, 지지부재(200)의 내측 공간을 구획한다. 모듈 어셈블리(400, 400')는 하나의 모듈 케이스(430)에 하나의 전지 모듈(410)이 수용되어 구획바(270)에 의해 구획된 공간별로 적층된다. 여기서, 상하측에서 각각 적층된 모듈 어셈블리(400, 400')는 구획바(270)들간의 높이 조절에 따라 상하 이격될 수 있도록 적층됨이 바람직하다.
그리고, 상부 블럭(210)은 가이드 바(240) 및 수직바(250)의 상단에 얹혀지도록 고정되고, 고정바(220)는 삽입홈(221)에 상부 블럭(210)의 양측이 각각 수용되도록 설치되어 고정된다.
이와 같은 방식으로 지지부재(200)가 조립된 이후에 중량을 더욱 보강할 필요가 있다면, 작업자는 중량 보강 부재(600)를 추가 조립할 수 있다.
즉, 작업자는 수직 보강바(610)를 각 가이드 바(240)의 절곡된 외측면(중량판(230)에 밀착된 일측면에서 절곡된 일면)에 밀착되도록 각각 고정시키고, 이후 목표 중량에 따라서 수평 보강바(620) 및 상부 보강 블럭(630)을 선택적으로 추가한다.
여기서, 상부 보강 블럭(630)은 목표 중량의 도달 여부에 따라서 1개, 또는 그 이상이 선택적으로 적층될 수 있다. 따라서 본 발명은 종래와 달리 리튬 이차전지 전지팩의 중량을 2톤 이상의 중량을 갖게 함이 가능하다.
예를 들면, 산업용 전기차(예를 들어, 지게차)가 포크 리프트를 통하여 물품을 승강시키면, 전방으로 가해지는 하중과 후방의 중량이 균형된 밸런싱을 이루지 못하면 전방으로 넘어지게 된다. 하지만, 종래에는 리튬 이차전지가 기존의 납축전지에 비하여 중량이 적기에 이와 같은 웨이트 밸런싱을 구현하기 위하여 별도의 중량체가 추가 되었다.
하지만, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 지지부재(200)에 직립된 판형상으로서 중량체 및 중량 보강 부재(600)를 선택적으로 추가할 수 있어 해당 산업용 전기차의 사용 용도에 따른 목표 중량을 갖게 하기에 산업용 전기차에 적용 가능한 리튬 이차전지를 이용한 산업용 전기차의 전지팩을 제공할 수 있다.
즉, 본 발명은 종래와 달리 별도의 중량체를 구비하지 않도록 함에 따라 제조비용의 절감 및 이에 따른 공간활용도를 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연하다.
100 : 함체 200 : 지지부재
210 : 상부 블럭 220 : 고정바
221 : 삽입홈 222 : 결합공
230 : 중량판 231 : 관통구
240 : 가이드 바 250 : 수직바
260 : 연결바 270 : 구획바
280 : 하부 블럭 300 : 전장부품
400, 400' : 모듈 어셈블리 410 : 전지 모듈
411 : 전원단자 420 : 보호캡
430 : 모듈 케이스 440 : 버스바
441 : 단자공 450 : 캡고정수단
451 : 제1돌기 452 : 제2돌기
453 : 끼움홈 500 : 기판
600 : 중량 보강 부재 610 : 수직 보강바
620 : 수평 보강바 630 : 상부 보강 블럭

Claims (6)

  1. 함체(100);
    전기 에너지가 충전되는 복 수개의 전지 모듈(410)과, 전지 모듈(410)을 각각 수용하는 복 수개의 모듈 케이스(430) 및 전지 모듈(410)들의 양과 음의 전원에 각각 연결되어 전기적으로 통전시키는 버스바(440)를 구비하는 모듈 어셈블리(400, 400'); 및
    함체(100)에서 순차적으로 적층된 복 수개의 모듈 어셈블리(400, 400')를 수용 및 지지하는 지지부재(200);를 포함하고,
    지지부재(200)는
    주철, 석재, 납, 콘크리트중 적어도 하나로 이루어져 함체(100)의 내측에 고정되는 중량판(230)을 포함하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩.
  2. 제1항에 있어서, 지지부재(200)는
    바닥면을 이루는 하부 블럭(280);
    하부 블럭(280)의 각변 모서리에서 직립된 복 수의 가이드 바(240);
    가이드 바(240)의 일면에 고정되어 하부 블럭(280)의 각변 모서리에서 직립된 복 수의 수직바(250); 및
    양측단이 양측에 위치된 수직바(250)들에 각각 고정되는 복 수의 연결바(260);
    수직바(250) 및 연결바(260)의 일면에서 고정되어 지지부재(200)의 내부 공간을 구획하는 구획바(270); 및
    가이드 바(240) 및 수직바(250)의 상단에 고정되어 지지부재(200)의 상면을 이루는 상부 블럭(210);을 포함하고,
    중량판(230)은 수직바(250)와 가이드 바(240)의 외면에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중량판(230)은
    적어도 하나 이상의 관통구(231)를 더 포함하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩.
  4. 제2항에 있어서, 상부 블럭(210), 하부 블럭(280)중 적어도 하나는
    주철, 석재, 콘크리트, 납중 적어도 하나로 이루어진 중량체인 것을 특징으로 하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩.
  5. 제2항에 있어서, 지지부재(200)는
    하면에서 상부 블럭(210)의 양측을 수용할 수 있도록 상향된 삽입홈(221)을 구비하여 가이드 바(240) 및 수직바(250)중 적어도 하나에 고정되는 고정바(220)를 더 포함하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    주철, 석재, 납, 콘크리트중 적어도 하나로 제조되어 전지팩의 목표 중량에 따라 지지부재의 측면과 상면중 적어도 하나에 선택적으로 추가되는 중량 보강 부재를 더 포함하고,
    중량 보강 부재는
    직립된 복 수개의 수직 보강바;
    상호 이격된 양측의 수직 보강바의 상측에서 횡방향으로 연장 및 고정되는 하나 이상의 수평 보강바; 및
    상호 이격된 한 쌍의 수평 보강바의 상단에서 고정되는 상부 보강 블럭;중 적어도 하나 이상을 구비하는 중량체가 구비된 산업용 전기차의 중대형 전지팩.

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