KR20210086733A - Battery Heater for Electric Vehicle - Google Patents

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KR20210086733A
KR20210086733A KR1020190176720A KR20190176720A KR20210086733A KR 20210086733 A KR20210086733 A KR 20210086733A KR 1020190176720 A KR1020190176720 A KR 1020190176720A KR 20190176720 A KR20190176720 A KR 20190176720A KR 20210086733 A KR20210086733 A KR 20210086733A
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heater
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electric vehicle
heater plate
battery temperature
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KR1020190176720A
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김종철
최두열
이성영
김성환
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주식회사 두원공조
주식회사 두원전자
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Abstract

The present invention relates to a battery heater for an electric vehicle which is mounted at an eco-friendly vehicle such as electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles using electricity as a power source to improve startability and durability of a battery by maintaining a battery system at the proper temperature through fluid preheat during a cold season. The battery heater for an electric vehicle comprises: a lower housing formed therein with a first space having an open top surface, an inlet to introduce fluid into the first space at one side, and an outlet to exhaust the fluid to the first space at an opposite side; a heater plate coupled with a top side of the lower housing to seal the first space of the lower housing; a sheath heater provided at a bottom surface of the heater plate in the first space to selectively heat fluid received in the first space; a temperature fuse provided at a top surface of the heater plate to prevent overheating of the heat plate and the sheath heater by blocking power when the temperature of the sheath heater is greater than a corresponding reference temperature; and an upper housing coupled with a top side of the heater plate to seal a second space mounting the temperature fuse therein. Therefore, the present invention can improve startability and durability of a battery by maintaining a battery system at the proper temperature through fluid preheat during a cold season.

Description

전기자동차용 배터리 승온 히터{Battery Heater for Electric Vehicle}Battery Heater for Electric Vehicle {Battery Heater for Electric Vehicle}

본 발명은 전기자동차용 배터리 승온 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 친환경 자동차 즉, 전기자동차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등 전기를 동력원으로 사용하는 차량에 장착되어, 혹한기 때 유체(냉각수) 예열을 통해 배터리 시스템을 적정 온도로 유지시켜, 시동성 개선 및 배터리의 내구성을 향상시킬 수 있는 전기자동차용 배터리 승온 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a battery heating heater for an electric vehicle, and more particularly, it is installed in a vehicle that uses electricity as a power source, such as an eco-friendly vehicle, that is, an electric vehicle, a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, etc. It relates to a battery temperature increasing heater for an electric vehicle that can improve startability and durability of a battery by maintaining a battery system at an appropriate temperature through the

휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원은 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등이 실용화되거나 개발중에 있다.A vehicle powered by an engine powered by gasoline or diesel as an energy source is currently the most common type of vehicle, but the need for a new energy source is increasing due to various causes such as environmental pollution as well as a decrease in oil reserves. As a bar that is increasingly emerging, electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles are being put to practical use or being developed.

그런데 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 사용하는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 즉, 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.However, in electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles, a heating system using coolant cannot be applied or is difficult to apply, unlike conventional vehicles using an engine using petroleum as an energy source. That is, in the case of a vehicle using a conventional engine using petroleum as an energy source as a driving source, a lot of heat is generated in the engine, a coolant circulation system for cooling the engine is provided, and the heat absorbed by the coolant from the engine is heated to the room to be used for However, since as much heat as generated from the engine is not generated from the driving source of the electric vehicle, the hybrid vehicle, and the fuel cell vehicle, there is a limit to using such a conventional heating method.

이에 따라 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등에는, 공조 시스템에 히트펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전기 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 사용이 이루어지고 있다.Accordingly, in electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles, various studies have been made, such as adding a heat pump to the air conditioning system and using it as a heat source, or providing a separate heat source such as an electric heater. have. Among them, the electric heater is widely used because it can heat the cooling water more easily without significantly affecting the air conditioning system.

여기에서 전기 히터는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 공기 가열식 히터와, 냉각수를 가열하는 형태의 냉각수 가열식 히터(또는 냉각수 히터)가 있다.Here, the electric heater includes an air heating type heater that directly heats air blown into the interior of the vehicle, and a cooling water heating type heater (or cooling water heater) of a type that heats cooling water.

종래기술로는 일본특허공개특허(2008-056044)인 "열매체 가열 장치 및 그것을 이용한 차량용 공기조절 장치"를 참조할 수 있다.As a prior art, reference may be made to Japanese Patent Laid-Open Patent Publication (2008-056044), "Heating medium heating device and vehicle air conditioning device using the same."

하지만, 발열체를 포함한 종래기술의 하우징은 알루미늄 다이캐스팅 재질로 구성되어 기계적 강도가 우수하고 냉각수 유로를 형성하는 역할 및 기능을 가지나, 알루미늄 다이캐스팅 재질의 하우징은 표면 부식 및 조직적 균열의 발생을 야기시킬 수 있는 단점이 있고, 히터 작동시 알루미늄 다이캐스팅을 통한 열손실을 발생시켜, 열효율을 저하 시켰으며, 알루미늄 다이캐스팅의 이물질 발생시 냉각수 유로를 통해 전동화 부품의 작동성능에 영향을 미치는 문제를 야기시켰다.However, the housing of the prior art including the heating element is made of aluminum die-casting material, which has excellent mechanical strength and has a role and function of forming a cooling water flow path, but the aluminum die-casting material housing can cause surface corrosion and systemic cracking. There are disadvantages, and when the heater is operated, heat loss is generated through aluminum die casting, thereby lowering the thermal efficiency, and when foreign substances in the aluminum die casting are generated, it causes a problem affecting the operating performance of the electrified parts through the coolant flow path.

또한, 히터플레이트와 시즈히터 브레이징시 고열(최저 640℃)에 의한 플레이트 열변형 발생으로 하우징 조립시 실링 문제로 냉각수 누수 발생 위험이 있고, 히터플레이트와 시즈히터가 일직선상에 브레이징 공법을 적용하기 때문에 공기 발생시 히터플레이트와 시즈히터가 과열되는 문제가 발생하였다.In addition, there is a risk of coolant leakage due to sealing problems when assembling the housing due to the occurrence of plate thermal deformation due to high heat (at least 640℃) when brazing the heater plate and the sheath heater, and since the brazing method is applied in a straight line between the heater plate and the sheath heater There was a problem that the heater plate and sheath heater were overheated when air was generated.

본 발명은 상, 하부하우징을 플라스틱으로 구성하여, 알루미늄 다이캐스팅 재질의 부식 및 조직적 균열에 의한 내구성 문제를 개선 시킬 수 있고, 히터 작동시 열손실 최소화가 가능하며, 알루미늄 다이캐스팅 재질 대비 중량감소 및 원가를 절감할 수 있고, 시즈히터가 고정되는 히터플레이트의 중앙부에 시즈히터가 내장되는 제1공간을 향해 단차부를 돌출 형성하여, 상기 히터플레이트와 시즈히터 간의 브레이징 시 고열에 대한 상기 히터플레이트의 열변형이 개선되어, 조립시 상기 히터플레이트의 열변형에 따른 실링 문제로 제1공간으로 유입된 유체의 누수가 해소되며, 상기 단차부에 의해 히터플레이트의 주변에는 에어포켓이 형성되면서 그 에어포켓으로 집합된 공기가 외부로 배출되도록 하여, 공기에 따른 제1공간의 과열을 방지할 수 있고, 상기 단착부의 주변을 따라 형성된 에지턱에 의해 히터플레이트와 시즈히터 브레이징시 브레이징 누액을 차단하며, 브레이징 외관을 일체화함으로써, 시즈히터와 히터플레이트가 선접촉이 아닌 면접촉을 통해 온도휴즈(써멀휴즈)의 작동성을 확보할 수 있는 전기자동차용 배터리 승온 히터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention can improve the durability problem due to corrosion and systematic cracking of the aluminum die-casting material by configuring the upper and lower housings with plastic, minimize heat loss during heater operation, and reduce the weight and cost compared to the aluminum die-casting material It is possible to save money, and by forming a stepped portion protruding toward the first space in which the sheath heater is built in the central part of the heater plate to which the sheath heater is fixed, thermal deformation of the heater plate against high heat during brazing between the heater plate and the sheath heater is reduced. As an improvement, the leakage of the fluid introduced into the first space due to the sealing problem caused by the thermal deformation of the heater plate during assembly is eliminated, and air pockets are formed around the heater plate by the step portion and are collected by the air pockets. By allowing the air to be discharged to the outside, it is possible to prevent overheating of the first space due to air, and to block the brazing leakage when brazing the heater plate and the sheath heater by the edge tuck formed along the periphery of the cut-off part, and the brazing appearance is integrated By doing so, an object of the present invention is to provide a battery temperature rising heater for an electric vehicle that can secure the operability of the temperature fuse (thermal fuse) through surface contact between the sheath heater and the heater plate rather than line contact.

본 발명에 따른 전기자동차용 배터리 승온 히터는 내부에 상면이 개방된 제1공간을 형성하고, 일측에는 상기 제1공간으로 유체를 유입하는 유입구를 형성하며, 타측에는 상기 제1공간에서 유체를 유출하는 유출구를 형성하는 하부하우징과, 상기 하부하우징의 상측에 결합되어, 상기 하부하우징의 제1공간을 밀폐하는 히터플레이트와, 상기 히터플레이트의 하면에 구비되면서 상기 제1공간에 내장되어, 상기 제1공간에 수용된 유체를 선택적으로 가열하는 시즈히터와, 상기 히터플레이트의 상면에 구비되고, 상기 시즈히터의 온도가 해당 지정온도 이상이면 전원 차단시켜 상기 히터플레이트 및 시즈히터의 과열을 방지하는 온도휴즈, 및 상기 히터플레이트의 상측에 결합되고, 내부에 상기 온도휴즈가 내장되는 제2공간을 밀폐하는 상부하우징을 포함한다.The battery temperature increase heater for an electric vehicle according to the present invention forms a first space with an open upper surface therein, forms an inlet for introducing a fluid into the first space on one side, and drains the fluid from the first space on the other side a lower housing forming an outlet, a heater plate coupled to an upper side of the lower housing to seal the first space of the lower housing, and a heater plate provided on a lower surface of the heater plate and embedded in the first space, A sheath heater for selectively heating the fluid accommodated in the first space, and a temperature fuse provided on the upper surface of the heater plate, to prevent overheating of the heater plate and the sheath heater by shutting off power when the temperature of the sheath heater is higher than the specified temperature and an upper housing coupled to the upper side of the heater plate and sealing the second space in which the temperature fuse is built.

이때 본 발명에 따른 상기 하부하우징 및 상부하우징은 플라스틱재로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the lower housing and the upper housing according to the present invention are made of a plastic material.

그리고 본 발명에 따른 상기 히터플레이트는 그 중심부에 상기 시즈히터가 브레이징으로 고정되는 단차부를 형성한다.And the heater plate according to the present invention forms a step portion in which the sheath heater is fixed by brazing at the center thereof.

여기서 본 발명에 따른 상기 단차부는 상기 히터플레이트 중 상기 시즈히터가 고정되는 부분을 하향으로 돌출시켜 상기 히터플레이트의 주변보다 낮은 위상의 단차를 이루도록 형성한다.Here, the step portion according to the present invention is formed to form a step of a lower phase than the periphery of the heater plate by protruding downwardly a portion to which the sheath heater is fixed among the heater plate.

또한, 본 발명에 따른 상기 단차부의 주변에는 제1공간으로 유입된 공기를 포집하는 에어포켓을 형성한다.In addition, an air pocket for collecting air introduced into the first space is formed around the step portion according to the present invention.

이때 본 발명에 따른 상기 하부하우징의 유출구는 상기 에어포켓과 중첩되는 위상에 위치되어, 상기 에어포켓에 집합된 공기가 유출구로 통해 배출되도록 한다.At this time, the outlet of the lower housing according to the present invention is located in a phase overlapping with the air pocket, so that the air collected in the air pocket is discharged through the outlet.

그리고 본 발명에 따른 상기 단차부의 주변을 따라 하향으로 돌출된 에지턱을 형성한다.And an edge tuck protruding downward along the periphery of the step according to the present invention is formed.

더불어 본 발명에 따른 상기 온도휴즈는 그 상측에 탄성부재를 구비하고, 상기 탄성부재의 탄성반발력으로 상기 히터플레이트의 상면에 밀착된다.In addition, the temperature fuse according to the present invention has an elastic member on its upper side, and is in close contact with the upper surface of the heater plate by the elastic repulsive force of the elastic member.

그리고 본 발명에 따른 상기 하부하우징의 유입구 또는 유출구 인근에는 상기 제1공간에 수용된 유체의 온도를 측정하는 온도센서를 구비한다.And a temperature sensor for measuring the temperature of the fluid accommodated in the first space is provided near the inlet or outlet of the lower housing according to the present invention.

또한, 본 발명에 따른 상기 제1공간의 상측 주변에 구비하여, 상기 하부하우징의 상측에 상기 히터플레이트가 결합함에 따라 상기 제1공간에서 유체가 누수 되지 않도록 밀폐하는 제1밀폐링을 포함한다.In addition, provided in the upper periphery of the first space according to the present invention, as the heater plate is coupled to the upper side of the lower housing, it includes a first sealing ring sealing the fluid from leaking in the first space.

여기서 본 발명에 따른 상기 시즈히터는 상기 제1공간의 길이와 대응하는 장축을 갖는 타원형의 코일 형태를 이루고, 상기 시즈히터의 상면은 상기 히터플레이트의 하면과 면접하면서 브레이징으로 고정되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the sheath heater according to the present invention has an elliptical coil shape having a long axis corresponding to the length of the first space, and the upper surface of the sheath heater is fixed by brazing while being in contact with the lower surface of the heater plate.

그리고 본 발명에 따른 상기 온도휴즈는 상기 시즈히터가 브레이징으로 고정되는 상기 히터플레이트의 단차부 상면에 구비되고, 상기 온도휴즈는 그 상측에 구비되는 휴즈서포트에 의해 상기 히터플레이트의 단차부에 밀착된다.And the temperature fuse according to the present invention is provided on the upper surface of the step portion of the heater plate to which the sheath heater is fixed by brazing, and the temperature fuse is in close contact with the step portion of the heater plate by the fuse support provided on the upper side. .

이때 본 발명에 따른 상기 휴즈서포트는 볼트 체결에 의해 상기 히터플레이트의 상면에 고정되는 것이 바람직하다.In this case, the fuse support according to the present invention is preferably fixed to the upper surface of the heater plate by fastening bolts.

본 발명에 따른 전기자동차용 배터리 승온 히터에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.The effects exhibited by the battery temperature increase heater for an electric vehicle according to the present invention are as follows.

첫째, 상, 하부하우징을 플라스틱으로 구성하여, 알루미늄 다이캐스팅 재질의 부식 및 조직적 균열에 의한 내구성 문제를 개선 시킬 수 있고, 히터 작동시 열손실 최소화가 가능하며, 알루미늄 다이캐스팅 재질 대비 중량감소 및 원가를 절감할 수 있는 효과를 가진다.First, by composing the upper and lower housings with plastic, it is possible to improve the durability problems caused by corrosion and systemic cracking of the aluminum die-casting material, and it is possible to minimize the heat loss when the heater is operated, and to reduce the weight and cost compared to the aluminum die-casting material. have the effect that

둘째, 시즈히터가 고정되는 히터플레이트의 중앙부에 시즈히터가 내장되는 제1공간을 향해 단차부를 돌출 형성하여, 상기 히터플레이트와 시즈히터 간의 브레이징 시 고열에 대한 상기 히터플레이트의 열변형이 개선되어, 조립시 상기 히터플레이트의 열변형에 따른 실링 문제로 제1공간으로 유입된 유체의 누수가 해소되는 효과를 가진다.Second, by forming a stepped portion protruding toward the first space in which the sheath heater is built in the central part of the heater plate to which the sheath heater is fixed, the thermal deformation of the heater plate against high heat during brazing between the heater plate and the sheath heater is improved, When assembling, the leakage of the fluid introduced into the first space due to the sealing problem caused by the thermal deformation of the heater plate is eliminated.

셋째, 상기 단차부에 의해 히터플레이트의 주변에는 에어포켓이 형성되면서 그 에어포켓으로 집합된 공기가 외부로 배출되도록 하여, 공기에 따른 제1공간의 과열을 방지할 수 있고, 상기 단착부의 주변을 따라 형성된 에지턱에 의해 히터플레이트와 시즈히터 브레이징시 브레이징 누액을 차단하며, 브레이징 외관을 일체화함으로써, 시즈히터와 히터플레이트가 선접촉이 아닌 면접촉을 통해 온도휴즈(써멀휴즈)의 작동성을 확보하는 효과를 가진다.Third, an air pocket is formed on the periphery of the heater plate by the step portion so that the air collected by the air pocket is discharged to the outside, thereby preventing overheating of the first space due to air, and By the edge tuck formed along the heater plate and the sheath heater, brazing leakage is blocked during brazing, and by integrating the brazing appearance, the sheath heater and the heater plate make surface contact instead of line contact to ensure the operability of the thermal fuse (thermal fuse). has the effect of

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 승온 히터의 구성을 보인 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 승온 히터의 구성을 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 승온 히터의 에어포켓이 형성된 요부를 보인 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도휴즈의 밀착 구조를 보인 예시도이다.1 is an exploded perspective view showing the configuration of a battery temperature increasing heater for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the configuration of a battery temperature increasing heater for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view showing a main part in which an air pocket is formed in a battery temperature increasing heater for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing the adhesion structure of the thermal fuse according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so at the time of the present application, they are equivalent It should be understood that there may be variations.

본 발명은 전기자동차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등 전기를 동력원으로 사용하는 차량에 장착되어, 혹한기 때 유체(냉각수) 예열을 통해 배터리 시스템을 적정 온도로 유지시켜, 시동성 개선 및 배터리의 내구성을 향상시킬 수 있는 배터리 승온 히터로, 상, 하부하우징을 플라스틱으로 구성하고, 시즈히터가 고정되는 히터플레이트의 중앙부에 시즈히터가 내장되는 제1공간을 향해 오목하게 들어간 단차부를 형성한 전기자동차용 배터리 승온 히터에 관한 것으로, 도면을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.The present invention is mounted on a vehicle that uses electricity as a power source, such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, and maintains the battery system at an appropriate temperature by preheating the fluid (coolant) in cold weather to improve startability and durability of the battery This is a battery temperature rising heater that can increase the temperature of the battery for electric vehicles, with the upper and lower housings made of plastic, and a step recessed toward the first space where the sheath heater is built in the center of the heater plate to which the sheath heater is fixed. It relates to a heater, and will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1 내지 도 4를 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 승온 히터는 하부하우징(100), 히터플레이트(200), 시즈히터(300), 온도휴즈(400), 및 상부하우징(500)을 포함하는데, 먼저 상기 하부하우징(100)은 합성수지로 제조되어 히터 작동시 열손실을 최소화 가능하고, 중량감소를 통해 원가경쟁력을 확보할 수 있는 것으로, 그 내부에는 상면이 개방된 제1공간(101)을 형성하고, 일측에는 상기 제1공간(101)으로 유체를 유입하는 유입구(102)를 형성하며, 대향진 타측에는 상기 제1공간(101)에서 유체를 유출하는 유출구(103)를 형성한다.The battery temperature rising heater for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 to 4 is a lower housing 100, a heater plate 200, a sheath heater 300, a temperature fuse 400, and an upper housing ( 500), first, the lower housing 100 is made of synthetic resin to minimize heat loss when the heater is operated, and to secure cost competitiveness through weight reduction. A space 101 is formed, an inlet 102 for introducing a fluid into the first space 101 is formed on one side, and an outlet 103 for flowing out a fluid from the first space 101 on the opposite side. to form

이때 상기 유출구(103)는 상기 제1공간(101)의 상측과 연통하도록 상기 하부하우징(100)의 타측면 상측에 형성되어, 상기 제1공간(101)에서 생성된 공기가 유체와 함께 상기 유출구(103)를 배출되도록 하여, 상기 제1공간(101)의 과열을 방지한다.At this time, the outlet 103 is formed on the other side upper side of the lower housing 100 so as to communicate with the upper side of the first space 101 , so that the air generated in the first space 101 is discharged together with the fluid. (103) is discharged to prevent overheating of the first space (101).

그리고 상기 하부하우징(100)의 하부에는 브라켓(110)을 결합하는데, 상기 브라켓(110)은 본 발명에 일 실시 예에 따른 배터리 승온 히터를 차량에 장착되도록 하고, 상기 하부하우징(100)의 유입구(102) 또는 유출구(103) 인근에는 상기 제1공간(101)에 수용된 유체의 온도를 측정하는 온도센서(120)를 구비하는 것이 바람직하다.And a bracket 110 is coupled to the lower portion of the lower housing 100, the bracket 110 allows the battery temperature rising heater according to an embodiment of the present invention to be mounted on a vehicle, and the inlet of the lower housing 100 It is preferable to provide a temperature sensor 120 for measuring the temperature of the fluid accommodated in the first space 101 in the vicinity of the 102 or the outlet 103 .

상기 하부하우징(100)의 상측에는 히터플레이트(200)를 결합하는데, 상기 히터플레이트(200)는 상기 하부하우징(100)의 상면과 동일 형상으로 형성하는 것이 바람직하고, 상기 하부하우징(100)의 상측에 결합되어, 상기 하부하우징(100)의 제1공간(101)을 밀폐한다.A heater plate 200 is coupled to the upper side of the lower housing 100, and the heater plate 200 is preferably formed in the same shape as the upper surface of the lower housing 100. It is coupled to the upper side to seal the first space 101 of the lower housing 100 .

이때 상기 제1공간(101)의 상측 주변에는 제1밀폐링(104)이 구비되어, 상기 제1밀폐링(104)을 사이 두고, 상기 하부하우징(100)의 상측에 상기 히터플레이트(200)가 결합함에 따라 상기 제1공간(101)에서 유체가 누수 되지 않도록 밀폐된다.At this time, a first sealing ring 104 is provided around the upper side of the first space 101 , with the first sealing ring 104 interposed therebetween, and the heater plate 200 is located above the lower housing 100 . is sealed so that the fluid does not leak in the first space 101 as is coupled.

여기서 상기 히터플레이트(200)에는 시즈히터(300) 및 온도휴즈(400)를 구비하는데, 상기 시즈히터(300)는 상기 히터플레이트(200)의 하면에 구비되면서 상기 제1공간(101)에 내장되어, 상기 제1공간(101)에 수용된 유체를 선택적으로 가열한다.Here, the heater plate 200 includes a sheath heater 300 and a temperature fuse 400 . The sheath heater 300 is provided on the lower surface of the heater plate 200 and is built into the first space 101 . to selectively heat the fluid accommodated in the first space 101 .

이때 상기 시즈히터(300)는 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하는 발열선을 금속파이프 내에 내장시키면서, 상기 금속파이프와 발열선 사이에 절연제(산화마그네슘)를 충진한 것으로, 상기 제1공간(101)에 수용된 유체와의 접촉을 최대화하기 위해 상기 제1공간(101)의 길이와 대응하는 장축을 갖는 타원형의 코일 형태를 이루고, 상기 시즈히터(300)의 양단은 상기 히터플레이트(200)를 관통하면서 상기 히터플레이트(200)의 상면 고정되나, 전기적으론 상기 시즈히터(300)의 양단이 상기 히터플레이트(200)와 절연되는 것이 바람직하다.At this time, the sheath heater 300 embeds a heating wire that generates heat by power applied from the outside in a metal pipe, and is filled with an insulating material (magnesium oxide) between the metal pipe and the heating wire, and the first space 101 In order to maximize the contact with the fluid accommodated in the first space 101, it forms an elliptical coil shape having a long axis corresponding to the length, and both ends of the sheath heater 300 pass through the heater plate 200. Although the upper surface of the heater plate 200 is fixed, it is preferable that both ends of the sheath heater 300 are electrically insulated from the heater plate 200 .

그리고 상기 시즈히터(300)의 상면은 상기 히터플레이트(200)의 하면과 면접하면서 브레이징으로 고정되는데, 상기 히터플레이트(200) 중 상기 시즈히터(300)의 상측과 면접하는 부분은 상기 제1공간(101)을 향해 돌출되게 형성하여 상기 히터플레이트(200)의 주변보다 높이 위상이 낮은 단차부(201)를 형성한다.And the upper surface of the sheath heater 300 is fixed by brazing while interfacing with the lower surface of the heater plate 200, the portion of the heater plate 200 that faces the upper side of the sheath heater 300 is the first space It is formed to protrude toward 101 to form the step portion 201 having a lower height and phase than the periphery of the heater plate 200 .

상기 단차부(201)는 상기 히터플레이트(200)와 시즈히터(300) 간의 브레이징 접합시, 고열에 대한 상기 히터플레이트(200)의 열변형을 개선하여, 상기 히터플레이트(200)의 열변형에 따른 제1공간(101) 및 제2공간(501)의 누수를 방지할 수 있다.The step portion 201 improves the thermal deformation of the heater plate 200 against high heat during brazing bonding between the heater plate 200 and the sheath heater 300, thereby preventing thermal deformation of the heater plate 200. Accordingly, leakage of the first space 101 and the second space 501 can be prevented.

또한, 도 3을 참조한 상기 히터플레이트(200)의 단차부(201)와 단차를 이루는 상기 히터플레이트(200)의 주변에는 에어포켓(203)이 형성되는데, 상기 에어포켓(203)은 상기 제1공간(101)으로 유입되거나, 상기 시즈히터(300)의 발열에 의해 생성된 공기가 집합되어, 상기 하측하우징(100)의 유출구(103)를 통해 외부로 유출되도록 한다.In addition, an air pocket 203 is formed around the heater plate 200 forming a stepped portion 201 of the heater plate 200 with reference to FIG. 3 , and the air pocket 203 is the first The air introduced into the space 101 or generated by the heat of the sheath heater 300 is collected and discharged to the outside through the outlet 103 of the lower housing 100 .

이때 상기 하측하우징(100)의 유출구(103)는 상기 에어포켓(203)과 중첩되는 위상에 위치되어, 상기 에어포켓(203)에 집합된 공기가 유출구(103)로 통해 배출되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the outlet 103 of the lower housing 100 is positioned in a phase overlapping with the air pocket 203 so that the air collected in the air pocket 203 is discharged through the outlet 103 . .

그리고 상기 히터플레이트(200)의 단차부(201) 주변을 따라 에지턱(202)을 형성하는데, 상기 에지턱(202)은 상기 히터플레이트(200)에 상기 시즈히터(300)를 브레이징으로 고정할 시, 브레이징 누액을 차단하며, 브레이징 외관을 일체화함으로써 시즈히터와 히터플레이트가 선접촉이 아닌 면접촉을 이룬다.And an edge tuck 202 is formed along the periphery of the step 201 of the heater plate 200, and the edge tuck 202 is to fix the sheath heater 300 to the heater plate 200 by brazing. In case of brazing, it blocks leakage of brazing, and by integrating the brazing appearance, the sheath heater and the heater plate make surface contact instead of line contact.

또한, 상기 히터플레이트(200)의 상면에는 온도휴즈(400)를 구비하는데, 상기 온도휴즈(400)는 상기 히터플레이트(200) 및 시즈히터(300)의 온도가 해당 지정온도 이상으로 올라가면 상기 시즈히터(300)로 공급되는 전원을 차단 시켜 상기 히터플레이트(200) 및 시즈히터(300)의 과열을 방지한다.In addition, a temperature fuse 400 is provided on the upper surface of the heater plate 200, and the temperature fuse 400 is the sheath when the temperature of the heater plate 200 and the sheath heater 300 rises above the specified temperature. The power supplied to the heater 300 is cut off to prevent overheating of the heater plate 200 and the sheath heater 300 .

이때 상기 온도휴즈(400)는 상기 시즈히터(300)의 정확한 온도측정을 위해 열전달이 용이하도록 그 하면에 열전도패드가 구비되고, 상기 히터플레이트(200) 중 상기 시즈히터(300)가 고정된 위치상에 밀착 고정되는데, 바람직하게는 상기 시즈히터(300)가 브레이징으로 고정되는 상기 히터플레이트(200)의 단차부(201) 상면에 구비되는 것이 바람직하다.At this time, the temperature fuse 400 is provided with a heat conduction pad on its lower surface to facilitate heat transfer for accurate temperature measurement of the sheath heater 300 , and the sheath heater 300 is fixed in the heater plate 200 . It is fixed in close contact with the upper surface, preferably provided on the upper surface of the step portion 201 of the heater plate 200 to which the sheath heater 300 is fixed by brazing.

그리고 도 4를 참조한 상기 온도휴즈(400)는 그 상측에 구비되는 휴즈서포트(410)에 의해 상기 히터플레이트(200)의 단차부(201)에 밀착된다.And the temperature fuse 400 with reference to FIG. 4 is in close contact with the step portion 201 of the heater plate 200 by the fuse support 410 provided on the upper side thereof.

이때 상기 휴즈서포트(410)는 볼트(B) 체결에 의해 상기 히터플레이트(200)의 상면에 고정되고, 그 내부에는 상기 온도휴즈(400)의 상측에서 상기 온도휴즈(400)를 탄성반발력으로 가압하는 탄성부재(420)를 구비하여, 상기 휴즈서포트(410)가 온도휴즈(400)를 유동하지 못하게 고정하면서, 상기 온도휴즈(400)의 상측에 위치하는 탄성부재(420)의 탄성반발력으로 상기 온도휴즈(400)를 가압해 상기 온도휴즈(400)가 상기 히터플레이트(200)의 단차부(201)에 견고하게 밀착되도록 한다.At this time, the fuse support 410 is fixed to the upper surface of the heater plate 200 by fastening the bolt (B), and the temperature fuse 400 is pressed from the upper side of the temperature fuse 400 with an elastic repulsive force therein. by the elastic repulsive force of the elastic member 420 positioned above the temperature fuse 400 while fixing the fuse support 410 to prevent the temperature fuse 400 from flowing. By pressing the temperature fuse 400 , the temperature fuse 400 is firmly in close contact with the step portion 201 of the heater plate 200 .

또한, 상기 하부하우징(100)의 상측에는 상부하우징(500)을 결합하는데, 상기 상부하우징(500)은 상기 히터플레이트(200)의 상측에 제2공간(501)을 형성한다.In addition, the upper housing 500 is coupled to the upper side of the lower housing 100 , and the upper housing 500 forms a second space 501 above the heater plate 200 .

이때 상기 상부하우징(500)의 일측에는 상기 시즈히터(300) 및 온도휴즈(400)와 전기적으로 연결된 컨넥터가 결합되는 결합공을 형성하고, 상기 상부하우징(500)과 히터플레이트(200)에 제2밀폐링(502)을 구비하여, 상기 상부하우징(500)의 제2공간(501)이 밀폐되도록 한다.At this time, at one side of the upper housing 500, a coupling hole is formed in which a connector electrically connected to the sheath heater 300 and the temperature fuse 400 is coupled, and the upper housing 500 and the heater plate 200 are provided. A second sealing ring 502 is provided so that the second space 501 of the upper housing 500 is sealed.

상기 상부하우징(500)의 고정을 위한 볼트(B) 체결부에 배터리 승온 히터의 절연이 파괴되었을 때, 차량 측으로 인지할 수 있도록 차체(W)와 연결하는 그라운드(접지선: G)를 더 구비되어, 조립시 상기 히터플레이트(20)가 차체(W)와 연결되어 그라운드(접지선: G)를 이루도록 할 수 있다.When the insulation of the battery heating heater is broken in the bolt (B) fastening part for fixing the upper housing 500, a ground (ground wire: G) connected to the vehicle body W is further provided so that it can be recognized to the vehicle side. , when assembling, the heater plate 20 may be connected to the vehicle body W to form a ground (ground line: G).

따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 승온 히터는 상기 구성으로 혹한기 때 유체(냉각수) 예열을 통해 배터리 시스템을 적정 온도로 유지시켜, 시동성 개선 및 배터리의 내구성을 향상시킬 수 있고, 상, 하부하우징(100, 500)을 플라스틱으로 구성하여, 종래의 알루미늄 다이캐스팅 재질의 부식 및 조직적 균열에 의한 내구성 문제를 향상시킬 수 있으며, 히터 작동시 열손실 최소화가 가능하고, 플라스틱(합성수지) 일체형 구조로 알루미늄 다이캐스팅 재질 대비 중량감소 및 원가 절감할 수 있다.Therefore, the battery temperature increase heater for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention can maintain the battery system at an appropriate temperature by preheating the fluid (coolant) in the cold season with the above configuration, thereby improving startability and durability of the battery. , the lower housings 100 and 500 are made of plastic, so it is possible to improve the durability problems caused by corrosion and systemic cracking of conventional aluminum die-casting materials, and it is possible to minimize heat loss when the heater is operated, and it is possible to have a plastic (synthetic resin) integrated structure. This can reduce weight and cost compared to aluminum die-casting materials.

그리고 상기 시즈히터(300)가 고정되는 히터플레이트(200)의 중앙부에 시즈히터(300)가 내장되는 제1공간(101)을 향해 돌출된 단차부(201)를 형성하여, 상기 히터플레이트(200)와 시즈히터(300) 간의 브레이징시 고열에 대한 열변형을 개선하고, 상기 단차부(201)로 인해 형성된 에어포켓(203)으로, 상기 제1공간(101)으로 유입되는 공기를 모아 배출되도록 하여, 상기 제1공간(101) 및 히터플레이트(200), 시즈히터(300)의 과열을 방지할 수 있으며, 상기 단차부(201)의 주변을 따라 형성된 에치턱(202)에 의해 히터플레이트(200)와 시즈히터(300)의 브레이징시 브레이징 누액을 차단하며, 브레이징 외관을 일체화함으로써, 시즈히터와 히터플레이트가 선접촉이 아닌 면접촉을 통해 온도휴즈(써멀휴즈)의 작동성을 확보할 수 있다.And the step portion 201 protruding toward the first space 101 in which the sheath heater 300 is built in the central portion of the heater plate 200 to which the sheath heater 300 is fixed, the heater plate 200 ) and the sheath heater 300 to improve thermal deformation due to high heat during brazing, and to collect and discharge the air flowing into the first space 101 with the air pocket 203 formed by the step 201 . Thus, it is possible to prevent overheating of the first space 101, the heater plate 200, and the sheath heater 300, and the heater plate ( 200) and the sheath heater 300 block brazing leakage during brazing, and by unifying the brazing exterior, the sheath heater and the heater plate make surface contact instead of line contact to ensure the operability of the thermal fuse (thermal fuse). have.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 하부하우징
101: 제1공간
102: 유입구
103: 유출구
110: 브라켓
120: 온도센서
200: 히터플레이트
201: 단차부
202: 에지턱
203: 에어포켓
300: 시즈히터
400: 온도휴즈
410: 휴즈서포트
500: 상부하우징
501: 제2공간
B: 볼트
G: 접지선
W: 차체100: lower housing
101: first space
102: inlet
103: outlet
110: bracket
120: temperature sensor
200: heater plate
201: step part
202: edge tuck
203: air pocket
300: sheath heater
400: temperature fuse
410: fuse support
500: upper housing
501: second space
B: bolt
G: ground wire
W: body

Claims (18)

내부에 상면이 개방된 제1공간을 형성하고, 일측에는 상기 제1공간으로 유체를 유입하는 유입구를 형성하며, 타측에는 상기 제1공간에서 유체를 유출하는 유출구를 형성하는 하부하우징;
상기 하부하우징의 상측에 결합되어, 상기 하부하우징의 제1공간을 밀폐하는 히터플레이트;
상기 히터플레이트의 하면에 구비되면서 상기 제1공간에 내장되어, 상기 제1공간에 수용된 유체를 선택적으로 가열하는 시즈히터;
상기 히터플레이트의 상면에 구비되고, 상기 시즈히터의 온도가 해당 지정온도 이상이면 전원 차단시켜 상기 히터플레이트 및 시즈히터의 과열을 방지하는 온도휴즈;
상기 히터플레이트의 상측에 결합되고, 내부에 상기 온도휴즈가 내장되는 제2공간을 밀폐하는 상부하우징;을 포함하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
a lower housing having a first space with an open upper surface therein, an inlet for introducing a fluid into the first space on one side, and an outlet for discharging a fluid from the first space on the other side;
a heater plate coupled to the upper side of the lower housing and sealing the first space of the lower housing;
a sheath heater provided on a lower surface of the heater plate and built into the first space to selectively heat the fluid accommodated in the first space;
a temperature fuse provided on the upper surface of the heater plate, and for preventing overheating of the heater plate and the sheath heater by shutting off power when the temperature of the sheath heater is higher than the specified temperature;
An upper housing coupled to the upper side of the heater plate and sealing the second space in which the temperature fuse is built-in; a battery temperature rising heater for an electric vehicle comprising a.
 청구항 1에 있어서,
상기 하부하우징 및 상부하우징은
플라스틱재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
The lower housing and the upper housing are
Battery temperature increase heater for electric vehicle, characterized in that made of a plastic material.
 청구항 1에 있어서,
상기 히터플레이트는
그 중심부에 상기 시즈히터가 브레이징으로 고정되는 단차부를 형성하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
The heater plate
A battery temperature rising heater for an electric vehicle that forms a step portion to which the sheath heater is fixed by brazing in its center.
 청구항 3에 있어서,
상기 단차부는
상기 히터플레이트 중 상기 시즈히터가 고정되는 부분을 하향으로 돌출시켜 상기 히터플레이트의 주변보다 낮은 위상의 단차를 이루도록 형성한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
4. The method according to claim 3,
The step part
The battery temperature rising heater for an electric vehicle, characterized in that the portion of the heater plate to which the sheath heater is fixed is formed to protrude downward to form a step lower than that of the periphery of the heater plate.
 청구항 4에 있어서,
상기 단차부의 주변에는 제1공간으로 유입된 공기를 포집하는 에어포켓을 형성한 전기자동차용 배터리 승온 히터.
5. The method according to claim 4,
An air pocket for collecting the air introduced into the first space is formed around the step portion, the battery temperature rising heater for an electric vehicle.
 청구항 5에 있어서,
상기 하부하우징의 유출구는
상기 에어포켓과 중첩되는 위상에 위치되어, 상기 에어포켓에 집합된 공기가 유출구로 통해 배출되도록 한 전기자동차용 배터리 승온 히터.
6. The method of claim 5,
The outlet of the lower housing is
A battery temperature rising heater for an electric vehicle, which is located in a phase overlapping with the air pocket, so that the air collected in the air pocket is discharged through an outlet.
 청구항 5에 있어서,
상기 하부하우징의 유출구는
상기 제1공간의 상측과 연통하도록 상기 하부하우징의 타측면 상측에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
6. The method of claim 5,
The outlet of the lower housing is
The battery temperature rising heater for an electric vehicle, characterized in that it is formed on the upper side of the other side of the lower housing so as to communicate with the upper side of the first space.
 청구항 3에 있어서,
상기 단차부의 주변을 따라 하향으로 돌출된 에지턱을 형성하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
4. The method according to claim 3,
A battery temperature rising heater for an electric vehicle to form an edge tuck protruding downward along the periphery of the step portion.
 청구항 1에 있어서,
상기 온도휴즈는
그 상측에 탄성부재를 구비하고, 상기 탄성부재의 탄성반발력으로 상기 히터플레이트의 상면에 밀착되는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
The temperature fuse is
A battery temperature increasing heater for an electric vehicle having an elastic member on its upper side, and being in close contact with the upper surface of the heater plate by the elastic repulsion force of the elastic member.
 청구항 1에 있어서,
상기 하부하우징의 유입구 또는 유출구 인근에는 상기 제1공간에 수용된 유체의 온도를 측정하는 온도센서를 구비하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
A battery temperature rising heater for an electric vehicle having a temperature sensor for measuring the temperature of the fluid accommodated in the first space near the inlet or outlet of the lower housing.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1공간의 주변에 구비하여, 상기 하부하우징의 상측에 상기 히터플레이트가 결합함에 따라 상기 제1공간에서 유체가 누수 되지 않도록 밀폐하는 제1밀폐링을 포함하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
and a first sealing ring provided around the first space and sealing the fluid from leaking in the first space as the heater plate is coupled to the upper side of the lower housing.
 청구항 1에 있어서,
상기 시즈히터는
상기 제1공간의 길이와 대응하는 장축을 갖는 타원형의 코일 형태를 이루는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
The sheath heater
A battery temperature rising heater for an electric vehicle in the form of an elliptical coil having a long axis corresponding to the length of the first space.
 청구항 12에 있어서,
상기 시즈히터의 상면은
상기 히터플레이트의 하면과 면접하면서 브레이징으로 고정되는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
13. The method of claim 12,
The top surface of the sheath heater is
An electric vehicle battery temperature rising heater fixed by brazing while interviewing the lower surface of the heater plate.
 청구항 1에 있어서,
상기 온도휴즈는
상기 시즈히터가 브레이징으로 고정되는 상기 히터플레이트의 단차부 상면에 구비되는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
The temperature fuse is
A battery temperature rising heater for an electric vehicle provided on the upper surface of the step portion of the heater plate to which the sheath heater is fixed by brazing.
 청구항 14에 있어서,
상기 온도휴즈는
그 상측에 구비되는 휴즈서포트에 의해 상기 히터플레이트의 단차부에 밀착되는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
15. The method of claim 14,
The temperature fuse is
A battery temperature rising heater for an electric vehicle which is in close contact with the step portion of the heater plate by a fuse support provided on the upper side thereof.
 청구항 15에 있어서,
상기 휴즈서포트는
볼트 체결에 의해 상기 히터플레이트의 상면에 고정되는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
16. The method of claim 15,
The fuse support is
A battery temperature rising heater for an electric vehicle fixed to the upper surface of the heater plate by fastening bolts.
 청구항 1에 있어서,
상기 제2공간의 주변에 구비하여, 상기 상부하우징의 하측과 상기 히터플레이트가 결합함에 따라 상기 제2공간을 밀폐하는 제2밀폐링을 포함하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
and a second sealing ring provided around the second space and sealing the second space as the lower side of the upper housing and the heater plate are coupled.
 청구항 1에 있어서,
상기 상부하우징에 구비되고, 배터리 승온 히터의 절연이 파괴되었을 때, 차량 측으로 인지할 수 있도록 차체와 연결하는 그라운드(접지선)를 포함하는 전기자동차용 배터리 승온 히터.
The method according to claim 1,
A battery temperature rising heater for an electric vehicle that is provided in the upper housing and includes a ground (ground wire) connected to the vehicle body so that when the insulation of the battery heating heater is broken, the vehicle can be recognized.
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