KR20210058552A - 차량 배터리시스템의 인렛덕트 - Google Patents

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inlet duct
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김병수
최준석
김진원
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 차량 배터리시스템의 인렛덕트는 차량 실내를 향하여 개구된 유입홀을 구비한 유입부; 상기 유입홀로 유입된 공기를 2개의 경로로 분리하여 배터리시스템으로 공급하도록 상기 유입부로부터 분지되며 유출홀을 형성하는 유출부; 다수의 리브가 격자를 구성하여 상기 유입홀을 막도록 상기 유입부에 구비된 그릴을 포함하여 구성된다.

Description

차량 배터리시스템의 인렛덕트{INLET DUCT STRUCTURE FOR VEHICLE BATTERY SYSTEM}
본 발명은 차량 배터리시스템의 덕트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리시스템의 냉각을 위해 차량 실내로부터 공기를 흡입하는 인렛덕트의 구조에 관한 기술이다.
전기차나 하이브리드 차량은 고전압배터리를 포함한 배터리시스템을 차량에 탑재해야 하며, 상기와 같은 배터리시스템은 그 부피가 비교적 크고, 수밀성이 요구되기 때문에 탑재 위치 및 공간의 확보에 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 차량의 2열(후석) 시트 하측에 상기와 같은 배터리시스템을 장착하는 경우가 있다.
상기한 바와 같은 배터리시스템은 상기 고전압배터리를 구성하는 배터리모듈어셈블리(BMA: Battery Module Assembly), 파워릴레이어셈블리(PRA: Power Relay Assembly), 배터리매니지먼트시스템(BMS: Battery Management System) 및 상기 BMA를 냉각시키기 위한 냉각장치 등이 포함되어 있다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2014-0012228 A
본 발명은 배터리시스템의 냉각을 위해 차량 실내 공기를 흡입할 수 있도록 실내를 향하여 개구되어 있으면서도, 이물질이 배터리시스템 내부로 유입되는 것은 효과적으로 방지할 수 있고, 배터리시스템의 내부로부터 실내를 향한 소음의 유출은 현저히 저감될 수 있도록 한 차량 배터리시스템의 인렛덕트를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량 배터리시스템의 인렛덕트는,
차량 실내를 향하여 개구된 유입홀을 구비한 유입부;
상기 유입홀로 유입된 공기를 2개의 경로로 분리하여 배터리시스템으로 공급하도록 상기 유입부로부터 분지되며 유출홀을 형성하는 유출부;
다수의 리브가 격자를 구성하여 상기 유입홀을 막도록 상기 유입부에 구비된 그릴;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 유입부는 상기 유입홀이 차량의 후석시트 중앙 하측에서 전방을 향해 개구되도록 설치되고;
상기 유출부는 하측은 배터리시스템 상측면으로 연통되도록 설치될 수 있다.
상기 유출부는 상기 배터리시스템을 차체에 고정하기 위한 배터리프레임과의 간섭을 회피할 수 있도록, 상기 분지된 두 유출부 사이가 이격될 수 있다.
상기 인렛덕트를 상기 배터리시스템에 대하여 고정할 수 있도록 다수의 고정브라켓이 구비될 수 있다.
상기 고정브라켓은 상기 인렛덕트의 두 유출부 상측을 상기 배터리프레임에 고정하기 위한 유출부고정브라켓과, 상기 유입부 하측을 상기 배터리프레임에 고정하기 위한 유입부고정브라켓으로 구성될 수 있다.
상기 배터리시스템의 상측에 형성된 덕트홀에 상기 유출부가 상측으로부터 밀착하여 면접촉 실링상태를 형성하도록 상기 유출부의 단부에는 상기 배터리시스템의 상측면과 평행한 하측면을 구비한 플랜지부재가 결합될 수 있다.
상기 배터리시스템의 상측에 형성된 덕트홀에는 상기 유출부와 연통된 상태로 기밀을 형성하면서 결합되도록 상측으로 돌출된 돌출부가 구비되고;
상기 유출부에는 상기 돌출부의 외측을 감싸서 상기 돌출부 내측을 밀폐시키도록 형성된 확관부가 구비될 수 있다.
상기 그릴의 전방 단부는 상기 배터리시스템의 상측에 위치하는 후석시트의 시트쿠션 전방 단면의 연장선을 따라 경사지게 형성될 수 있다.
상기 그릴의 격자를 구성하는 리브는 상기 유입부를 유동하는 공기의 유선에 평행한 평행부와, 상기 평행부에 대하여 경사진 경사부가 서로 연결된 단면 형상을 가질 수 있다.
상기 인렛덕트에는 상기 유입홀로부터 유출홀에 이르는 공기의 유동경로 중 일부 단면을 차단하는 복수개의 격벽이 구비될 수 있다.
상기 격벽은 상기 유입부로부터 상기 두 유출부로 분지되기 전의 위치에 형성되는 중앙격벽과, 상기 유입부로부터 두 유출부로 분지되는 부분의 각 유출부 쪽에 형성된 사이드격벽을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 사이드격벽은 상기 유입부로부터 유출부로 유동하는 공기의 유선에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
상기 양쪽 유출부의 두 사이드격벽은 상기 유입부로부터 유출부로 유동하는 공기의 흐름을 따라 점차 상기 두 사이드격벽이 서로 가까워지는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 격벽은 상기 인렛덕트의 상측과 하측에서 내측으로 함몰되는 함몰부에 의해 형성될 수 있다.
상기 격벽을 형성하는 함몰부는 상기 인렛덕트를 플라스틱 블로잉 공법으로 성형할 때 금형의 상하 이형 방향과 동일한 방향을 따라 함몰되도록 형성될 수 있다.
본 발명은 배터리시스템의 냉각을 위해 차량 실내 공기를 흡입할 수 있도록 실내를 향하여 개구되어 있으면서도, 이물질이 배터리시스템 내부로 유입되는 것은 효과적으로 방지할 수 있고, 배터리시스템의 내부로부터 실내를 향한 소음의 유출은 현저히 저감될 수 있도록 한다.
또한, 상기한 바와 같은 실내 소음 유출의 저감이 별도의 흡음재 등을 사용하지 않고도 달성됨에 의해 배터리시스템의 재료비를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 배터리시스템의 인렛덕트를 예시한 도면,
도 2는 도 1의 배터리프레임을 도시한 도면,
도 3은 도 1의 인렛덕트를 다른 각도에서 도시한 도면,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 단면에 상당하는 도면,
도 5는 인렛덕트와 배터리시스템 사이의 연결구조를 설명한 것으로서, 도 4와는 다른 연결구조를 예시한 도면,
도 6은 도 1의 인렛덕트를 상측에서 관측한 도면,
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도,
도 8은 본 발명 인렛덕트의 제2실시예를 도시한 도면,
도 9는 도 8의 인렛덕트를 성형하는 과정을 설명한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명 차량 배터리시스템 인렛덕트(1)의 실시예는, 차량 실내를 향하여 개구된 유입홀(3)을 구비한 유입부(5); 상기 유입홀(3)로 유입된 공기를 2개의 경로로 분리하여 배터리시스템(7)으로 공급하도록 상기 유입부(5)로부터 분지되며 유출홀(9)을 형성하는 유출부(11); 다수의 리브(13)가 격자를 구성하여 상기 유입홀(3)을 막도록 상기 유입부(5)에 구비된 그릴(15)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 유입홀(3)을 구비한 유입홀(3)로 배터리시스템(7) 냉각에 필요한 차량 실내의 공기를 흡입하여 상기 유출부(11)의 유출홀(9)을 통해 배터리시스템(7) 내부로 공급하도록 되어 있으며, 상기 그릴(15)은 공기의 흡입은 허용하면서 상기 유입구를 통한 이물질의 유입과 역으로 상기 배터리시스템(7)으로부터의 소음이 차량 실내로 유출되는 것을 방지하도록 하는 것이다.
상기 유입부(5)는 상기 유입홀(3)이 차량의 후석시트의 시트쿠션(17) 중앙 하측에서 전방을 향해 개구되도록 설치되고; 상기 유출부(11)는 하측은 배터리시스템(7) 상측면으로 연통되도록 설치된다.
상기 유출부(11)는 상기 배터리시스템(7)을 차체(19)에 고정하기 위한 배터리프레임(21)과의 간섭을 회피할 수 있도록, 상기 분지된 두 유출부(11) 사이가 이격된 형상으로 형성되어 있다.
참고로, 상기 배터리프레임(21)은 일 예가 도 2에 상세히 도시되어 있는 바, 도 2의 중앙 상측에 위치한 연결부재(23)의 상측에 상기 인렛덕트(1)가 설치되어 도 3과 같은 고정구조를 가지도록 할 수 있다.
즉, 상기 인렛덕트(1)를 상기 배터리시스템(7)에 대하여 고정할 수 있도록 하는 다수의 고정브라켓이 구비되어 있는데, 본 실시예에서는 상기 인렛덕트(1)를 상기 배터리프레임(21)에 고정함에 의해 상기 배터리시스템(7)에 대한 고정상태를 확보할 수 있도록 한 것이다.
본 실시예에서 상기 고정브라켓은 상기 인렛덕트(1)의 두 유출부(11) 상측을 상기 배터리프레임(21)에 고정하기 위한 유출부고정브라켓(25)과, 상기 유입부(5) 하측을 상기 배터리프레임(21)에 고정하기 위한 유입부고정브라켓(27)으로 구성하였다.
따라서, 상기 인렛덕트(1)는 상기 유입부고정브라켓(27)과 유출부고정브라켓(25)에 의해 상기 배터리프레임(21)에 고정되고, 상기 배터리시스템(7)은 상기 배터리프레임(21)에 의해 차체(19)에 고정된 상태이므로, 결과적으로 상기 인렛덕트(1)는 상기 배터리시스템(7)에 대하여 고정된 상태를 확보하게 된다.
도 3과 도 4를 참조하면, 상기 배터리시스템(7)의 상측에 형성된 덕트홀(29)에 상기 유출부(11)가 상측으로부터 밀착하여 면접촉 실링상태를 형성하도록 상기 유출부(11)의 단부에는 상기 배터리시스템(7)의 상측면과 평행한 하측면을 구비한 플랜지부재(31)가 결합된 구성이다.
따라서, 상기와 같이 상기 인렛덕트(1)의 유출부(11)에 상기와 같은 플랜지부재(31)가 구비되고, 상기 인렛덕트(1)가 상기 유입부고정브라켓(27)과 유출부고정브라켓(25)에 의해 상기 배터리프레임(21)에 고정된 구성에서는, 상기 배터리시스템(7)을 차체(19)에 안착시킨 상태에서 상기 인렛덕트(1)가 장착된 상기 배터리프레임(21)을 상기 배터리시스템(7)의 상측에 위치시켜서 고정하게 되면, 상기 플랜지부재(31)가 저절로 상기 배터리시스템(7)의 덕트홀(29) 상측면에 밀착되면서 상기 면접촉 실링상태를 형성하여, 간단하고 용이한 조립성을 확보할 수 있게 된다.
도 4에서 확인할 수 있듯이, 상기 그릴(15)의 전방 단부는 상기 배터리시스템(7)의 상측에 위치하는 후석시트의 시트쿠션(17) 전방 단면의 연장선을 따라 경사지게 형성된 구조이다.
상기와 같은 구조는 차량 내부 미관 상 상기 시트쿠션(17)과 인렛덕트(1)가 동일 또는 유사한 평면감을 형성하여, 차량 실내 미관을 향상시키기 위한 것이다.
한편, 도 5는 상기 도 4와는 다른 방식으로 상기 인렛덕트(1)와 배터리시스템(7) 사이를 연결하는 구조를 도시한 것으로서, 상기 배터리시스템(7)의 상측에 형성된 덕트홀(29)에는 상기 유출부(11)와 연통된 상태로 기밀을 형성하면서 결합되도록 상측으로 돌출된 돌출부(33)가 구비되고, 상기 유출부(11)에는 상기 돌출부(33)의 외측을 감싸서 상기 돌출부(33) 내측을 밀폐시키도록 형성된 확관부(35)가 구비된 구성이다.
즉, 이 경우에는 상기 인렛덕트(1)의 확관부(35)를 상기 배터리시스템(7) 상측의 돌출부(33)에 끼워 넣는 조립작업에 의해, 상기 인렛덕트(1)로부터 배터리시스템(7)으로 공기를 공급하는 부분의 실링상태를 확보하게 되는 것이다.
도 7은 도 6의 그릴(15) 부분을 도시한 단면도로서, 상기 그릴(15)의 격자를 구성하는 리브(13)는 상기 유입부(5)를 유동하는 공기의 유선에 평행한 평행부(13-1)와, 상기 평행부(13-1)에 대하여 경사진 경사부(13-2)가 서로 연결된 단면 형상을 가진다.
즉, 상기 리브(13)는 단면 구조가 단순한 직선형이 아니라 상기와 같이 평행부(13-1)와 경사부(13-2)가 서로 연결된 구조로서, 꺽인 화살표로 도시된 바와 같이 상기 배터리시스템(7) 내부에서 발생된 소음이 실내로 진행하는 것을 상기 경사부(13-2)가 막는 역할을 하면서도, 상기 유입구를 통해 실내공기의 원활한 흡입이 가능하도록 하는 기능을 하는 것이다.
한편, 도 8은 본 발명 인렛덕트(1)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 인렛덕트(1)에는 상기 유입홀(3)로부터 유출홀(9)에 이르는 공기의 유동경로 중 일부 단면을 차단하는 복수개의 격벽이 구비된 점이 상기 도 6의 인렛덕트(1)와 다르다.
상기 격벽은 상기 그릴(15) 리브(13)의 경사부(13-2)와는 별도로 상기 배터리시스템(7)의 내부로부터 전달되는 소음이 상기 격벽에 의해 차단되어 차량의 실내로 전달되지 않도록 하는 역할을 하는 것이다.
본 실시예에서, 상기 격벽은 상기 유입부(5)로부터 상기 두 유출부(11)로 분지되기 전의 위치에 형성되는 중앙격벽(37)과, 상기 유입부(5)로부터 두 유출부(11)로 분지되는 부분의 각 유출부(11) 쪽에 형성된 사이드격벽(39)으로 이루어진다.
특히, 상기 사이드격벽(39)은 상기 유입부(5)로부터 유출부(11)로 유동하는 공기의 유선에 대해 경사지게 형성되어 공기의 원활한 유동성을 확보하면서, 소음의 유출은 억제하도록 한다.
즉, 상기 양쪽 유출부(11)의 두 사이드격벽(39)은 상기 유입부(5)로부터 유출부(11)로 유동하는 공기의 흐름을 따라 점차 상기 두 사이드격벽(39)이 서로 가까워지는 방향으로 경사지게 형성되어, 상기 유입부(5)로부터 유출부(11)를 향해 유동하는 공기는 상기 사이드격벽(39)의 부드러운 안내에 따라 원활하게 유출홀(9)을 향해 이동하게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 인렛덕트(1)는 상기 격벽 및 그릴(15)의 리브(13)가 상기 배터리시스템(7)으로부터 차량의 실내로 향하는 소음을 효과적으로 차단하도록 함으로써, 차량의 정숙성을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기 격벽은 도 9에 도시된 바와 같이 상기 인렛덕트(1)의 상측과 하측에서 내측으로 함몰되는 함몰부(41)에 의해 형성되도록 할 수 있는 바, 상기 격벽을 형성하는 함몰부(41)는 상기 인렛덕트(1)를 플라스틱 블로잉 공법으로 성형할 때 금형(43)의 상하 이형 방향과 동일한 방향을 따라 함몰되도록 형성함으로써, 용이한 생산성을 확보할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 인렛덕트
3; 유입홀
5; 유입부
7; 배터리시스템
9; 유출홀
11; 유출부
13; 리브
13-1; 평행부
13-2; 경사부
15; 그릴
17; 시트쿠션
19; 차체
21; 배터리프레임
23; 연결부재
25; 유출부고정브라켓
27; 유입부고정브라켓
29; 덕트홀
31; 플랜지부재
33; 돌출부
35; 확관부
37; 중앙격벽
39; 사이드격벽
41; 함몰부
43; 금형

Claims (15)

  1. 차량 실내를 향하여 개구된 유입홀을 구비한 유입부;
    상기 유입홀로 유입된 공기를 2개의 경로로 분리하여 배터리시스템으로 공급하도록 상기 유입부로부터 분지되며 유출홀을 형성하는 유출부;
    다수의 리브가 격자를 구성하여 상기 유입홀을 막도록 상기 유입부에 구비된 그릴;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입부는 상기 유입홀이 차량의 후석시트 중앙 하측에서 전방을 향해 개구되도록 설치되고;
    상기 유출부는 하측은 배터리시스템 상측면으로 연통되도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유출부는 상기 배터리시스템을 차체에 고정하기 위한 배터리프레임과의 간섭을 회피할 수 있도록, 상기 분지된 두 유출부 사이가 이격된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 인렛덕트를 상기 배터리시스템에 대하여 고정할 수 있도록 다수의 고정브라켓이 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고정브라켓은 상기 인렛덕트의 두 유출부 상측을 상기 배터리프레임에 고정하기 위한 유출부고정브라켓과, 상기 유입부 하측을 상기 배터리프레임에 고정하기 위한 유입부고정브라켓으로 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리시스템의 상측에 형성된 덕트홀에 상기 유출부가 상측으로부터 밀착하여 면접촉 실링상태를 형성하도록 상기 유출부의 단부에는 상기 배터리시스템의 상측면과 평행한 하측면을 구비한 플랜지부재가 결합된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리시스템의 상측에 형성된 덕트홀에는 상기 유출부와 연통된 상태로 기밀을 형성하면서 결합되도록 상측으로 돌출된 돌출부가 구비되고;
    상기 유출부에는 상기 돌출부의 외측을 감싸서 상기 돌출부 내측을 밀폐시키도록 형성된 확관부가 구비된 것;
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 그릴의 전방 단부는 상기 배터리시스템의 상측에 위치하는 후석시트의 시트쿠션 전방 단면의 연장선을 따라 경사지게 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 그릴의 격자를 구성하는 리브는 상기 유입부를 유동하는 공기의 유선에 평행한 평행부와, 상기 평행부에 대하여 경사진 경사부가 서로 연결된 단면 형상을 가진 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 인렛덕트에는 상기 유입홀로부터 유출홀에 이르는 공기의 유동경로 중 일부 단면을 차단하는 복수개의 격벽이 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 격벽은 상기 유입부로부터 상기 두 유출부로 분지되기 전의 위치에 형성되는 중앙격벽과, 상기 유입부로부터 두 유출부로 분지되는 부분의 각 유출부 쪽에 형성된 사이드격벽을 포함하여 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 사이드격벽은 상기 유입부로부터 유출부로 유동하는 공기의 유선에 대해 경사지게 형성되는 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 양쪽 유출부의 두 사이드격벽은 상기 유입부로부터 유출부로 유동하는 공기의 흐름을 따라 점차 상기 두 사이드격벽이 서로 가까워지는 방향으로 경사지게 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 격벽은 상기 인렛덕트의 상측과 하측에서 내측으로 함몰되는 함몰부에 의해 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 격벽을 형성하는 함몰부는 상기 인렛덕트를 플라스틱 블로잉 공법으로 성형할 때 금형의 상하 이형 방향과 동일한 방향을 따라 함몰되도록 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량 배터리시스템의 인렛덕트.
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