KR20220101936A - 진공차열판 및 진공차열판으로 형성된 차열케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리를 수용하는 배터리셀의 케이스에 대한 발명이며, 외부의 열을 차단하는 것을 목적으로 하며, 구체적으로 판재형태로 형성된 제1판재(11); 상기 제1판재와 일정간격으로 평행배치되며, 판재형태로 이루어진 제2판재(12); 상기 제1판재 및 제2판재의 모서리를 결합하며, 내부에 진공공간(S1)을 형성하는 모서리부(13);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

진공차열판 및 진공차열판으로 형성된 차열케이스 {Vacuum and heat shielding plate}
본 발명은 배터리를 수용하는 배터리 케이스에 대한 발명이며, 외부의 열을 차단하는 기술에 대한 것이다.
특허발명 001은 배터리 커버에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 단자홀이 형성되는 상판을 중심으로 가장 자리부에 일체로 연결된 복수개의 측판을 직각으로 절곡하고, 측판간에 면접되는 단부를 서로 접합하여 형성되며, 상판과 대응하는 하측에 개방부가 구비되는 커버본체; 상기 커버본체의 개방부를 마감하도록 구비되는 하판;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
특허발명 002는 전기자동차용 배터리 케이스에 대한 것이며, 구체적으로 배터리 모듈이 안착 및 지지되는 지지부 및 상기 지지부의 일면에 결합되어 상기 지지부를 구획하고 배터리 모듈 안착부를 형성시키는 내부프레임을 포함하고, 상기 내부프레임은 섬유강화 플라스틱 복합재로 이루어지는 것을 제시하고 있다.
특허발명 003은 열전 모듈을 탑재한 배터리 함체에 관한 것으로, 제1 면에 함몰되는 적어도 하나의 제1 수용부와 상기 적어도 하나의 제1 수용부를 중심으로 양 면들에 배치되는 복수의 제2 수용부들을 포함하는 프레임, 상기 복수의 제2 수용부들에 각각 삽입되는 복수의 리튬 계열 배터리 모듈들 및 상기 적어도 하나의 제1 수용부에 삽입되는 적어도 하나의 열전 모듈을 포함한다. 따라서 열전 모듈을 탑재한 배터리 함체는 열전소자를 통해 배터리의 적정 온도를 유지시키는 기술을 제시하고 있다.
특허발명 004의 배터리팩 케이스는, 배터리 모듈이 안착 가능한 바닥판과, 상기 바닥판의 후단으로부터 수직으로 세워지는 후방판과, 상기 후방판의 상단으로부터 후방을 향해 수평 연장되는 후방플랜지를 구비하는 하부케이스; 상기 바닥판의 좌우 측단에 밀착되도록 수직으로 세워지는 한 쌍의 측판과, 상기 한 쌍의 측판 선단을 연결하는 전방판과, 상기 측판 및 전방판의 상단으로부터 외측을 향해 수평 연장되는 측벽플랜지와, 상기 측판 및 전방판의 하단으로부터 내측을 향해 수평 연장되어 상기 바닥판의 저면에 용접되는 바닥플랜지를 구비하는 측벽케이스; 상기 하부케이스와 상기 측벽케이스로 둘러싸인 공간의 상부를 덮는 상판과, 상기 상판의 가장자리로 부터 외측을 향해 수평 연장되어 상기 후방플랜지 및 상기 측벽플랜지의 상면에 적층되는 상부플랜지를 구비하는 상부케이스; 상기 바닥플랜지 상면과 상기 바닥판 저면 사이를 밀폐시키는 실란트; 상기 상부플랜지 저면과 상기 측벽플랜지 및 후방플랜지의 상면 사이에 압착되는 개스킷;을 제시하고 있다.
KR 10-1198174 B1 (등록일자 2012년10월31일) KR 10-2020-0033777 A (공개일자 2020년03월30일) KR 10-2014-0135898 A (공개일자 2014년11월27일) KR 10-1645715 B1 (등록일자 2016년07월29일)
본 발명은 배터리를 수용하는 배터리셀의 케이스에 대한 발명이며, 외부의 열을 차단하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 진공차열판(10)에 대한 것이며, 구체적으로 판재형태로 형성된 제1판재(11); 상기 제1판재와 일정간격으로 평행배치되며, 판재형태로 이루어진 제2판재(12); 상기 제1판재 및 제2판재의 모서리를 결합하며, 내부에 진공공간(S1)을 형성하는 모서리부(13);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 차열케이스에 대한 것이며, 앞에서 제시한 진공차열판(10)이 복수로 조합으로 형성되며 내부에 수용공간(S2)이 형성된 함체(100); 상기 함체의 일측 개구부를 폐쇄하는 제1커버(200); 상기 함체의 타측 개구부를 폐쇄하는 제2커버(300); 상기 수용공간에 나열되어 배치되며, 상호 통전선에 의해 결선되는 전기 충방전기(400);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 차열케이스에 대한 것이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 제1커버 또는 제2커버에 위치하며, 전도체로 형성되는 단자(500);를 포함한다.
본 발명은 차열케이스에 대한 것이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 제1커버 또는 제2커버에 위치하며, 수용공간의 가스를 배출하는 배출수단(600);을 포함한다.
본 발명은 차열케이스에 대한 것이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 제2커버에 위치하는 방열수단(700);을 포함한다.
본 발명은 차열판은 외부온도에 의해 배터리의 온도저하를 방지하는 효과를 가진다.
본 발명은 배터리 수용공간의 비정상적인 온도상승시 내부온도를 외부로 배출하는 효과를 가진다.
본 발명은 외부 충격에 의해 내부 배터리의 파손을 방지하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 진공차열판의 조립사시도.
도 2는 본 발명의 진공차열판 사시도 및 다양한 실시단면도.
도 3은 통상의 자동차에 사용되는 배터리 팩 및 배터리 셀의 조합도.
도 4 내지 7은 본 발명의 배터리 케이스 단면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
[실시예 1-1] 본 발명은 진공차열판(10)에 대한 발명이며, 구체적으로 판재형태로 형성된 제1판재(11); 상기 제1판재와 일정간격으로 평행 배치되며, 판재형태로 이루어진 제2판재(12); 상기 제1판재 및 제2판재의 모서리를 결합하며, 내부에 진공공간(S1)을 형성하는 모서리부(13);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 1-2] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1판재 및 제2판재는 일체로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 1-3] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1판재 및 제2판재는 각각 분리 형성된 것;을 포함한다.
[실시예 1-4] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1판재 및 제2판재 사이에 위치하며, 간격을 유지하는 간격유지체(20);를 포함한다.
[실시예 1-5] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-4에 있어서, 상기 간격유지체는 진공공간 내부에 삽입되는 삽입체(21);를 포함한다.
[실시예 1-6] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-4에 있어서, 상기 간격유지체는 상기 제1판재 및/또는 제2판재에 형성된 비드(22);를 포함한다.
[실시예 1-7] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-4에 있어서, 상기 간격유지체는 상기 제1판재 및/또는 제2판재에 형성된 엠보싱돌기(23);를 포함한다.
[실시예 1-8] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1판재 및 제2판재는 동일 또는 상이한 소재로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 1-9] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-8에 있어서, 상기 소재는 알루미늄, 구리, 플라스틱 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 1-10] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 모서리부는 제1판재 또는 제2판재에 형성되며, 절곡 형성되어 대응되는 판재와 결합되는 것;을 포함한다.
[실시예 1-11] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 모서리부는 제1판재 또는 제2판재 사이에 위치하며 상호 결합되는 스트립바(30);를 포함한다.
[실시예 1-12] 본 발명은 진공차열판에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 모서리부는 제1판재 및 제2판재가 상호 교차 절곡되어 형성되며, 실링처리되는 것;을 포함한다.
종래의 배터리는 온도에 대한 극심한 효율 변화를 가져온다. 예를 들어, 겨울철에는 배터리의 성능이 급격히 저하되는 문제를 발생시킨다. 이를 해결하기 위해, 외부온도에 의해 배터리의 온도가 저하되지 않아야 된다. 또한 배터리는 충전 및 방전과정에서 열이 발생되므로 과열된 열을 외부로 방출해야 된다. 또한 배터리는 외부충격에 의해 폭발 및 발열되는 위험성을 가지고 있다.
본 발명은 차열 및 방열기능을 가지며, 충격안전성을 가지는 배터리 케이스를 개발한 것이다. 배터리 케이스는 복수의 판재조합으로 이루어진다. 상기 판재는 평판형 판재 및 곡선형 판재로 구분될 수 있다. 상기 판재는 열을 차단하며, 방출하는 기능을 가져야 하며, 높은 강성을 가지므로 충격안전성을 확보해야 된다.
본 발명(실시예 1-1 내지 실시예 1-11참조, 도면 1, 2, 4 참조)은 배터리를 수용하는 배터리 케이스에 대한 것이며, 내부에 진공을 형성한다. 진공을 형성하는 이유는 열의 대류를 제거하여 단열효과를 높이기 위함이다.
진공 구현을 위해, 내부에는 진공공간을 형성하며, 상기 진공공간은 대응되는 2개의 판재(제1, 2판재)에 의해 이루어진다. 2개의 판재 모서리에는 실링 처리되므로 진공공간을 구현할 수 있다. 진공공간을 구현하기 위해, 제1, 2판재는 진공챔버 내부에서 조립되어 진공공간을 형성할 수 있다.
2개의 판재가 조립형태로 판재를 형성하거나 하나의 판재 내부에 진공공간을 형성할 수 있다. 일체로 형성될 경우, 다이케이스팅 또는 압출기법으로 생산할 수 있으며, 조립형태로 형성될 경우, 성형판재에 의해 이루어질 수 있다.
상기 성형판재는 일정한 단면형상이 연속 형성된 비드 형태로 이루어지거나, 돌기형태가 형성된 엠보싱 형태로 이루어질 수 있다. 상기 성형판재는 2개의 판재가 일정간 간격을 유지하며 하나의 구조물을 형성한다. 상기 일정한 간격은 진공공간으로 형성된다. 진공공간으로 판재가 변형되는 것을 방지하기 위해 2개의 판재중 하나 또는 두개는 각각 복수의 비드 및 엠보싱 돌기를 형성한다. 비드 및 엠보싱 돌기는 다른 판재와 접촉되므로 일정한 두께를 유지할 수 있으며, 온전한 진공영역을 확보할 수 있다. 또한, 비드에 의해 단면돌기가 형성되므로 굽힘강성이 높아지므로 높은 강성을 확보할 수 있다.
다른 실시예로서, 2개의 판재 사이에 일정한 공간을 유지하기 위해 삽입체를 삽입할 수 있다. 상기 삽입체는 플라스틱 또는 금속으로 형성될 수 있으며, 격자형태로 이루어질 수 있다. 상기 삽입체 및 상기 비드, 엠보싱은 진공압에 의해 판재의 변형을 방지한다.
상기 진공차열판은 금속으로 형성됨이 바람직하다. 구체적으로 알루미늄 또는 구리로 형성될 수 있다. 알루미늄 또는 구리는 금형생산에 의해 생산성을 높이는 효과를 가지며, 자원 재생율이 높은 소재이므로 바람직하다. 또한 화재시 용융안전성을 확보할 수 있다.
상기 제1판재 및 제2판재는 동일 또는 상이한 재질로 형성됨이 바람직하며, 상이한 재질로 형성될 경우, 재질경계에 의한 열전도 차단의 효과를 얻을 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 제1판재 또는 제2판재는 복수의 판재가 레미네이트 되어 형성될 수 있다.
[실시예 2-1] 본 발명은 차열케이스에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 실시예 1-1의 진공차열판(10)이 복수로 조합으로 형성되며 내부에 수용공간(S2)이 형성된 함체(100); 상기 함체의 일측 개구부를 폐쇄하는 제1커버(200); 상기 함체의 타측 개구부를 폐쇄하는 제2커버(300); 상기 수용공간에 나열되어 배치되며, 상호 통전선에 의해 결선되는 전기 충방전기(400);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-2] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 제1커버 및 제2커버는 플라스틱으로 형성되는 것;을 포함한다. 다른 실시형태로, 상기 제1커버 및 제2커버는 실시예 1-1의 진공차열판으로 형성될 수 있다.
[실시예 2-3] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-2에 있어서, 상기 플라스틱은 열가소성 수지로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 2-4] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-2에 있어서, 상기 제1커버 및 제2커버 일면에 형성되며, 상기 함체와 결합되며, 홈으로 형성되는 결합홈(210, 310);을 포함한다.
[실시예 2-5] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-2에 있어서, 상기 제1커버 및 제2커버 일면에 형성되며, 상기 함체와 결합되며, 돌기로 형성되는 결합돌기(220, 320);를 포함한다.
[실시예 2-6] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-4 및 실시예 2-5에 있어서, 상기 커버(제1커버, 제2커버) 및 상기 함체의 접촉부에 위치하며, 상호 결합하는 체결체(230, 330);를 포함한다.
[실시예 2-7] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-4 또는 2-5에 있어서, 상기 커버(제1커버, 제2커버) 및 상기 함체의 접촉부에 위치하는 제1씰링(240, 340);을 포함한다.
[실시예 2-8] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-7에 있어서, 상기 제1씰링은 복수로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 2-9] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-7에 있어서, 상기 제1씰링은 오링으로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 2-10] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-3에 있어서, 상기 플라스틱 내부에 균일 분포되어 수용되는 탈크를 형성한다.
본 발명(실시예 2-1 내지 실시예 2-11, 도 4, 5참조)은 앞에서 제시한 진공차열판으로 이루어진 함체를 제시한다. 상기 함체는 박스형태로 이루어지며, 박스는 직육면체로 형성되거나 복수의 면이조합된 형태로 이루어질 수 있다. 또한 일부면은 곡률으로 이루어질 수 있다.
함체는 내부에 수용공간을 형성하며, 상기 수용공간은 배터리(전기 충방전기)를 수용한다. 함체는 2개의 개구가 형성되며, 각각의 개구는 제1, 2커버에 의해 마감된다. 상기 제1, 2커버는 함체를 형성하는 진공차열판과 동일한 구성으로 형성될 수 있으며, 또는 블록형태의 구조물이 결합되어 형성될 수 있다. 블록형태로 이루어질 경우, 플라스틱으로 제작됨이 바람직하나. 열에 대한 저항성을 높이기 위해 탈크분말이 균질하게 분포된 구조물로 형성됨이 바람직하다. 또는 열가소성 소재로 형성될 수 있다.
함체와 커버(제1, 2커버)는 끼워맞춤 결합으로 체결된다. 이를 구현하기 위해, 함체에는 결합홈을 형성하며, 커버에는 결합돌기를 형성할 수 있다. 또한 결합부위는 공기유동 방지를 위해, 오링으로 실링한다. 상기 오링은 복수로 형성됨이 바람직하다. 상기 결합홈과 결합돌기는 접착재에 의해 접착될 수 있다.
상기 오링 및 접착제는 모두 함께 사용되거나 어느 하나만 사용될 수 도 있다. 상기 결합홈과 결합돌기의 결합조건은 내부 폭발에 의해 일방향 폭발을 유도하기 위함이다. 따라서 고가의 진공단열판 파손을 방지할 수 있다.
[실시예 2-11] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 함체 외주면 및/또는 내주면에 위치하는 단열층을 형성한다.
내부 진공에 의해 열의 대류를 차단할 수 있으나, 열의 전도가 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 함체의 외부에는 단열층을 형성하며, 상기 단열층에 의해 열의 전도를 차단하는 효과를 얻을 수 있다.
[실시예 2-12] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 케이스 표면에 부착된 전열층을 포함한다.
[실시예 2-13] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-12에 있어서, 상기 전열층은 전열시트로 형성되는 것을 포함한다.
[실시예 2-14] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-12에 있어서, 상기 전기충방전기와 결성되어 상기 전열층에 전원을 공급하는 전원공급선;을 포함한다. 상기 전원공급선을 선택적으로 연결 및 차단하는 전열스위치; 상기 케이스 외부온도센서의 온도에 의해 상기 전열스위치의 작동을 제어하는 전열제어기;를 포함한다.
본 발명(실시예 2-12 내지 2-14)는 배터리 케이스 외부에 형성된 전열층에 대한 발명이다. 본 발명의 진공차열판은 일정시간 열을 차단할 수 있으나, 장시간 열을 차단하는 효과를 가지지 못한다.
이를 해결하기 위해, 외부온도가 장시간 저온상태를 지속할 경우, 인위적인 열을 공급하여, 배터리 내부의 자체방전을 방지하기 위함이다.
이를 구현하기 위해, 전열층은 케이스 표면에 부착된다. 이는 케이스의 내부 또는 외부에 부착될 수 있다. 상기 전열층은 케이스 내부의 전기충방전기로부터 전류를 공급받으며, 공급받는 전류의 량은 간헐적으로 공급받는다. 또한 케이스 외부에 형성된 외부온도센서의 온도를 계측하여, 전열제어기에 의해 열공급을 제어한다.
[실시예 3-1] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 제1커버 또는 제2커버에 위치하며, 전도체로 형성되는 단자(500);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 3-2] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 단자는 복수로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 3-3] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 단자는 전도체로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 3-4] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 단자는 제1커버를 관통 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 3-5] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 단자는 돌출 형성된 봉형상으로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 3-6] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 단자는 함몰 형성된 소켓형상으로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 3-7] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 단자는 2개로 형성되며, 각각 상이 또는 동일한 형상으로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 3-8] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 제1커버 내부에 위치하며, 상기 단자와 결합되며, 비정상 전원에 의해 결선을 차단하는 안정장치(520);를 포함한다.
[실시예 3-9] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-8에 있어서, 상기 제1커버 내면에 위치하며 온도를 계측하는 온도센서(522); 상기 온도센서의 신호를 인지하며, 상기 안정장치 작동을 제어하는 안전제어기(521);를 포함한다.
[실시예 3-10] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 3-8에 있어서, 상기 제1커버 내면에 위치하며 압력를 계측하는 압력센서(523); 상기 압력센서의 신호를 인지하며, 상기 안정장치 작동을 제어하는 안전제어기(521);를 포함한다.
본 발명(실시예 3-1 내지 실시예 3-10, 도면 6 참조)은 단자에 대하여 구체적으로 제시하고 있다.
상기 단자는 케이스의 외부 및 내부를 관통하며, 전류를 공급하고나 방출하는 목적으로 사용된다. 상기 단자는 복수로 형성된다. 상기 복수는 2개가 하나의 쌍으로 형성되어, 복수의 쌍으로 형성되는 것을 포함한다. 상기 단자는 커버에 위치됨이 바람직하다. 예를 들어, 제1커버를 관통하여, 형성되며, 전기를 통전하는 목적을 달성한다.
전기 충전과정 및 방전과정에서 과열될 수 있다. 또한 케이스 내부압력의 변화를 발생시킬 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 단자는 안전제어기에 의해 접촉이 제어된다. 상기 안전제어기는 케이스 내부의 온도센서 또는 압력센서에 의해 작동됨이 바람직하다.
[실시예 4-1] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 제1커버 또는 제2커버에 위치하며, 수용공간의 가스를 배출하는 배출수단(600);을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 4-2] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 배출수단은 상기 제1커버 또는 제2커버에 관통되는 가스배출공(610); 상기 가스배출공에 위치하는 체크밸브(621);를 포함한다.
[실시예 4-3] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 배출수단은 상기 제1커버 또는 제2커버에 관통되는 가스배출공(610); 상기 가스배출공에 위치하는 릴리프밸브(622);를 포함한다.
[실시예 4-4] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 4-1 또는 5-3에 있어서, 상기 배출수단은 상기 제2커버에 관통되는 관통공(630); 상기 관통공에 삽입되며, 일측이 상기 결착판과 고정되는 가스배출봉(640); 상기 가스배출봉 내부에 관통되며, 타측은 절곡되어 가스가 배출되는 가스배출구(641);를 포함한다.
[실시예 4-5] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 관통공에 고정되며, 상기 가스배출봉 외주연과 접촉되며, 가요성재질로 형성된 제2씰링(650);을 포함한다.
[실시예 4-6] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 4-5에 있어서, 상기 가요성재질은 천연고무 또는 합성고무로 형성되는 것; 상기 합성고무는 우레탄고무, 아크릴고무, 실리콘 고무 중 어느 하나로 형성되는 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 4-1 내지 실시예 4-6, 도면 5 참조)은 함체 내부에 압력이 높아질 경우, 발생될 폭발을 방지하기 위한 안전장치에 대한 것이다.
통상 배터리의 폭발은 폭탄과 같이 순간적인 폭속을 발생시키지 않는다. 그러나 밀폐된 조건에서 압력이 상승하여 폭발의 효력을 발휘하는 것이다. 이를 방지하기 위해 일정한 압력이 발생되면 신속하게 외부로 가스를 배출해야 된다.
이를 구현하기 위해 실시예 4-2, 4-3은 수용공간 외부 및 내부를 관통하는 가스배출공을 형성하며, 상기 가스배출공은 릴리프 밸브를 장착한다. 즉, 일정한 압력이 발생되면 릴리프밸브가 개방되어 가스배출공을 통해 외부로 배터리 연소가스를 배출시키고자 한다. 상기 가스배출공은 체크밸브를 장착하여 외부의 공기가 함체 내부로 들어오는 것을 방지할 수 있다.
또한 실시예 4-4는 함체 내부의 발열에 의해 자동으로 함체 내외부가 관통되는 구조를 제시한다. 후술되는 결착판은 함체 내부에 수용되며, 함체 내부의 온도에 의해 이동된다. 이는 후술되는 형상기억합금과 같은 구조물에 의해 작동됨을 특징으로 한다.
상기 결착판은 봉형태의 가스배출공을 부착하며, 상기 가스배출공은 커버에 형성된 관통공에 삽입된 조건을 구현한다. 상기 가스배출공의 내부에는 가스배출구를 장착하며, 상기 가스배출구는 타측이 절곡되어 있다.
정상 작동 중에는 결착판이 함체 내부에 초기상태로 위치한다.
그러나, 함체 내부에서 발열되어 온도가 상승하며, 형상기억합급의 변형에 의해 결착판이 이동된다. 따라서, 결착판과 고정 설치된 가스배출봉이 이동되며, 가스배출봉의 내부에 형성된 가스배출구가 함체 내외부를 연통하는 조건을 형성한다.
반대로 내부의 가스가 외부 배출시킨 후, 정상온도를 유지할 경우, 형상기억합금의 형상변형에 의해 결착판은 초기위치로 이동되며, 가스배출구를 다시 차단하는 효과를 가지게 된다.
배터리 팩은 복수의 단위 배터리를 수용되며, 일부 배터리의 손상이 발생되어도 다른 배터리의 사용이 가능하다면, 기능의 일부를 상실한 조건에서도 배터리의 사용을 가능하게 함이 목적이다. 관통공 및 가스배출봉은 결합조건으로 구현되며, 따라서 내외부 연통의 우려가 존재한다. 이를 방지하기 위해, 고무소재로 형성된 제2씰링을 형성함이 바람직하다.
[실시예 5-1] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 제2커버에 위치하는 방열수단(700);을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 5-2] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 제2커버 일측면에 돌출 형성되는 방열판(711); 상기 방열판과 일체로 형성되며, 제2커버 타측면으로 돌출 형성된 열전도판(712); 상기 열전도판과 선택적으로 결착 및 탈착되는 스위치(730); 상기 함체 내부에 위치하며, 상기 스위치와 접촉상태를 유지하는 열유도판(741);을 포함한다.
[실시예 5-3] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 5-2에 있어서, 상기 스위치는 판재형상이며, 지정온도에 의해 위치가 가변되는 결착판(731); 상기 결착판 양단면에 위치하며, 형상기억합금으로 제조되는 가변체(750);를 포함한다.
[실시예 5-4] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 5-3에 있어서, 상기 가변체는 각각의 양단면에 하나 또는 복수로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 5-5] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 5-4에 있어서, 상기 가변체는 판스프링 또는 타원형 링으로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 5-6] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 5-3에 있어서, 상기 열유도판 및 상기 결착판의 재질은 동일하게 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 5-7] 본 발명은 진공차열판으로 형성된 케이스에 대한 발명이며, 실시예 5-6에 있어서, 상기 열유도판 및 상기 결착판은 구리, 알루미늄, 금, 은 스테인레스 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 5-1 내지 실시예 4-7, 도면 7 참조)은 함체 내부의 열을 신속하게 외부로 배출하는 장치에 대한 것이다. 이는 선택적으로 이루어지며, 함체 내부의 특정 온도 조건에만 구현되어야 된다. 또한 외부의 온도에는 영향을 받지 않는 구조를 가진다.
이를 구현하기 위해 실시예 5-1은 커버에 방열수단을 형성한다. 상기 방열수단은 제2커버 또는 제1커버에 형성될 수 있으며,
양측 모두에 위치할 수 있다. 실시예 5-2는 방열수단은 구체화 한다. 방열수단은 방열판, 열전도판, 스위치, 열유도판으로 이루어진다.
방열판은 복수의 방열핀을 형성하며, 함체의 외부에 위치한다. 즉, 함체 내부의 열을 전도시켜 외부로 열을 배출하고자 함이다. 효과적인 열전도를 위해 실시예 5-7은 재질을 구리, 알루미늄, 금, 은 스테인레스를 제시하고 있다.
선택된 온도조건에서 함체 내부의 열이 함체 외부의 방열판으로 전도되기 위해서는 커버 내부에 형상기억합금으로 이루어진 가변체를 형성한다. 상기 가변체는 스위치 양측면에 복수로 형성된다. 즉, 함체 내부의 온도에 따라 가변체 형상이 변화되며, 변화된 형상에 따라, 상기 스위치는 함체 내부에서 이동된다.
함체내부의 온도가 상승하면, 스위치는 커버측으로 이동하며, 함체 내부의 온도가 하강하면 스위치는 커버측에서 이탈된다. 스위치 일측은 열유도판과 항상 접촉상태를 유지한다. 스위치 타측은 열전도판과 선택적 접촉상태를 유지한다.
상기 가변체는 링형태로 형성될 수 있으며, 온도변화에따라 원과 타원형의 변화를 가질 수 있다. 또한 판스프링으로 형성되어, 판의 형태를 온도에 따라 변화시킬 수 있다.
10 : 진공차열판 11 : 제1판재
12 : 제2판재 13 : 모서리부
20 : 간격유지체 21 : 삽입체
22 : 비드 23 : 엠보싱돌기
30 : 스트립바 100 : 함체
200 : 제1커버 210 : 결합홈
220 : 결합돌기 230 : 체결체
240 : 제1씰링 300 : 제2커버
310 : 결합홈 320 : 결합돌기
330 : 체결체 340 : 제1씰링
400 : 전기 충방전기 500 : 단자
520 : 안정장치 521 : 안전제어기
522 : 온도센서 523 : 압력센서
600 : 배출수단 610 : 가스배출공
620 : 체크밸브 622 : 릴리프밸브
630 : 관통공 640 : 가스배출봉
641 : 가스배출구 650 : 제2씰링
700 : 방열수단 711 : 방열판
712 : 열전도판 730 : 스위치
741 : 열유도판 731 : 결착판
750 : 가변체

Claims (5)

  1. 진공차열판(10)에 있어서,
    판재형태로 형성된 제1판재(11);
    상기 제1판재와 일정간격으로 평행배치되며, 판재형태로 이루어진 제2판재(12);
    상기 제1판재 및 제2판재의 모서리를 결합하며, 내부에 진공공간(S1)을 형성하는 모서리부(13);를 포함하는 진공차열판.
  2. 차열케이스에 있어서,
    실시예 1-1의 진공차열판(10)이 복수로 조합으로 형성되며 내부에 수용공간(S2)이 형성된 함체(100);
    상기 함체의 일측 개구부를 폐쇄하는 제1커버(200);
    상기 함체의 타측 개구부를 폐쇄하는 제2커버(300);
    상기 수용공간에 나열되어 배치되며, 상호 통전선에 의해 결선되는 전기 충방전기(400);를 포함하는 차열케이스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1커버 또는 제2커버에 위치하며, 전도체로 형성되는 단자(500);를 포함하는 차열케이스.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1커버 또는 제2커버에 위치하며, 수용공간의 가스를 배출하는 배출수단(600);을 포함하는 차열케이스.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2커버에 위치하는 방열수단(700);을 포함하는 차열케이스.

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