KR20220119313A - 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디 - Google Patents

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KR20220119313A
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윤현기
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Abstract

본 발명은 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디에 관한 것으로, 구체적으로 전지팩을 수납할 수 있도록 상부를 향해 소정 깊이 함몰된 수납부가 구비되며, 상기 수납부 상부에는 제1 워터탱크가 장착된 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디에 관한 것이다.

Description

워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디{Electric Vehicle Under Body With Water Tank}
본 발명은 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디에 관한 것으로, 구체적으로 차량용 언더 바디와 일체형이 구비되어 평소에는 전지팩을 냉각시키고 배터리에서 화재가 발생할 시에는 물이 방출되어 2차 피해를 방지할 수 있는 구조를 갖는 워터탱크가 구비된 차량용 언더 바디에 관한 것이다.
최근 화석연료의 사용에 따른 대기오염, 에너지 고갈로 인한 대체에너지 개발로 인해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차전지에 관한 수요가 증가하고 있다. 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 사용되는 등 일상생활에 밀접하게 사용되고 있다.
현대사회에서 필수불가결하게 사용되고 있는 각종 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있는 이차전지는 모바일 기기의 사용량 증가 및 복잡화, 전기 자동차 등의 개발로 인해 요구되는 용량이 증가되고 있다. 사용자의 수요를 충족시키기 위해 소형 기기에는 다수의 전지셀을 배치하고 있으나, 자동차 등에는 다수개의 전지셀을 전기적으로 연결하는 전지 모듈 또는 이러한 전지 모듈을 다수 구비한 전지 팩이 사용된다.
한편, 위와 같은 이차 전지가 전기자동차 등과 같이 대용량 및 고전압을 필요로 하는 디바이스에 사용될 시에는, 다수의 전지 셀들이 배열된 구조의 전지 모듈 내지 전지 팩 등의 형태로 사용된다.
예를 들어, 전지팩이 전기자동차에 장착될 시, 차량 언더 커버의 수납공간에 전지팩이 수납되는데, 전지모듈, 열전도성필름 및 히트싱크 순으로 수납된 후, 커버부재로 수납부를 마감하는 것이 일반적이다.
하지만 히트싱크가 전지모듈 아래에 위치하고 있기 때문에 전지모듈이나 전지팩 부품을 교체하거나 수리할 시 히트싱크를 먼저 분리해야 하므로 작업시 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.
게다가 이차전지의 충방전 과정에서는 필연적으로 열이 발생하고, 경우에 따라서는 단락, 열충격, 절연파괴 등으로 인해 열폭주가 일어나기도 하는데, 이는 화재와 폭발 등 큰 사고로 이어지기도 한다.
이와 관련하여 도 1은 종래 기술에 따른 전지팩을 절단한 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래 기술에 따른 전지팩은 복수개의 전지셀(10), 복수개의 전지셀(10)을 수납하는 모듈 케이스(20), 모듈 케이스(20) 상면에 위치하는 소화부재 탱크(30) 및 소화부재 탱크(30) 하면에 위치하는 노즐(40)을 포함하고 있다.
종래 기술에 따른 전지팩은 전지셀에서 화재가 발생할 시 노즐(40)의 하부 마개가 녹아 소화부재 탱크(30) 안의 소화부재가 분출되어 화재를 진압하고 있다.
이러한 종래 기술의 전지팩에 의하면, 화재를 진화하기 위해서는 노즐(40)이 별도로 필요하기 때문에 부피와 무게가 증가하고 이는 에너지 밀도로 이어진다는 단점이 있다.
게다가 종래 기술의 소화부재 탱크(30)는 이벤트 발생시 공급할 수 있는 소화부재만을 수납하고 있기 때문에 전지팩에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해서는 히트싱크가 추가로 구비되어야 한다.
일본공개특허공보 제2012-252909호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디는 평소에는 히트싱크 기능을 수행하고, 전지셀에서 이벤트 발생시에는 화재 진화용으로 사용될 수 있는 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에 따른 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디는 전지팩 장착이나 전지팩 유지 보수를 쉽게 수행할 수 있는 구조를 갖는 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기차용 언더 바디는, 전지팩(200)을 수납할 수 있도록 상부를 향해 소정 깊이 함몰된 수납부(110)가 구비되며, 상기 수납부(110)의 상부에는 제1 워터탱크(120)가 장착된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 제1 워터탱크(120)는 언더 바디에 일체형으로 장착된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 제1 워터탱크(120) 아래에는 하나 이상의 전지모듈(210)을 포함하는 전지팩(200)이 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 제1 워터탱크(120)는 상부몸체(121), 소정 형상의 관통구(122´)가 마련된 하부몸체(122) 및 상기 관통구(122´)에 구비되는 실링부재(123)를 포함하되, 상기 실링부재(123)는 소정 온도로 가열될 시 용융 또는 파단되는 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 전지모듈(210)은 모듈 케이스(211) 및 하나 이상의 전지셀(212)을 포함하되, 상기 모듈 케이스(211)는 일부가 개방된 형상인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 모듈 케이스(211)는 전지셀(212) 스택의 양쪽 측면에 각각 위치하는 한 쌍의 측면판(211(a)), 및 상기 한 쌍의 측면판(211(a))을 서로 고정하기 위한 하나 이상의 스트랩(211(c))을 포함하되, 상기 측면판(211(a))에는 언더 바디의 소정 부위와 볼트 또는 용접 고정될 수 있도록 날개부(211(b))가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 모듈 케이스(211)는 전지셀(212) 스택의 양쪽 측면에 각각 위치하는 한 쌍의 측면판(211(a)), 상기 한 쌍의 측면판(211(a))을 서로 연결하는 하면판 및 상면판(211(d))을 포함하되, 상기 측면판(211(a))에는 언더 바디의 소정 부위와 볼트 또는 용접 고정될 수 있도록 날개부(211(b))가 구비되고, 상기 상면판(211(d))에는 하나 이상의 관통홀(211´)이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 사이에는 열전도성 접착부재(140)가 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 사이에는 제1 완충패드(130)가 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 수납부(110)를 개방 또는 폐쇄하기 위한 커버부재(180)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 전지팩(200)과 커버부재(180) 사이에는 제2 워터탱크(170)가 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 전지팩(200)과 제2 워터탱크(170) 사이에는 열전도성 접착부재(140)가 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 제2 워터탱크(170)는 히트싱크인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 전기차용 언더 바디에서, 상기 제1 워터탱크(120)는 히트싱크인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 언급된 차량용 언더 바디를 포함하는 전기차인 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디에 의하면, 전지팩을 냉각시키는 기능과 화재 진화를 위한 소화기능을 동시에 구비하고 있어 에너지 밀도를 높일 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디에 의하면, 워터 탱크가 언더 바디에 일체형으로 장착되어 있어, 차량용 언더 바디에 히트싱크를 장착하기 위한 제조공정을 생략할 수 있는 장점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디에 의하면, 전지팩 상부에 워터 탱크가 위치하기 때문에 전지모듈이나 전지팩 전장 부품의 수리나 교체가 용이하다는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전지 모듈을 절단한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 차량용 언더 바디의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 차량용 언더 바디의 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A´선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 제1 워터탱크와 전지팩의 결합구조를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 제1 워터탱크의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 변형된 전지 모듈의 사시도이다.
도 8는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 차량용 언더 바디의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 차량용 언더 바디를 절단한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 제1 워터탱크의 분해사시도이다.
도 11는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 차량용 언더 바디를 절단한 단면도이다.
도 12은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 제1 워터탱크와 전지팩의 결합구조를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 13는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 제1 워터탱크의 분해사시도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 전기차용 언더 바디의 분해사시도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 전기차용 언더 바디를 절단한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 워터탱크가 구비된 전기차용 언더 바디에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 차량용 언더 바디의 사시도이고 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 차량용 언더 바디의 분해사시도이다. 또 도 4는 도 2의 A-A´선을 따라 절단한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 제1 워터탱크와 전지팩의 결합구조를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 언더 바디(100)는 상부 즉, 차량의 실내 공간 방향을 향해 소정 깊이 함몰된 수납부(110)가 구비되어 있으며, 수납부(110)에는 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200)이 장착된다.
구체적으로, 차량용 언더 바디(100)의 수납부(110)에는 위에서부터 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200)이 순차적으로 위치하며, 이들 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 사이에는 제1 완충패드(130)와 열전도성 접착부재(140) 중 어느 하나 이상이 개재될 수 있다.
여기서, 제1 워터탱크(120)는 전지팩(200)에서 발생한 열을 식히기 위한 히트싱크일 수 있고, 이러한 제1 워터탱크(120)는 차량용 언더 바디(100)에 일체형으로 장착되는 것이 바람직하다.
일반적으로 전지셀에서 발생하는 열을 식히기 위하여 전지모듈 내지 전지팩에 히트싱크가 장착되는데 반해, 본 발명에서는 차량용 언더 바디(100) 성형시 히트싱크 기능을 수행하는 제1 워터탱크(120)를 일체화시켜 제작하기 때문에 전지모듈 내지 전지팩만을 장착하거나 교환하는 것이 가능하다.
이로 인해 차량용 언더 바디에 히트싱크를 장착하기 위한 제조공정을 생략하는 것이 가능하고 나아가 히트싱크를 분리하지 않고도 전지모듈 등의 수리나 교체가 가능하다.
한편 전지팩(200) 아래에는 커버부재(180)가 위치하며, 전지팩(200)과 커버부재(180) 사이에는 제2 완충패드(160)가 추가적으로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 구성들을 보다 상세하게 설명하면, 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 사이에 위치하는 제1 완충패드(130)와, 전지팩(200)과 커버부재(180) 사이에 개재되는 제2 완충패드(160)는 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 및 전지팩(200)과 커버부재(180)가 서로 긴밀하게 밀착하도록 유도하는 한편, 외부 충격으로부터 전지팩(200)을 보호하기 위한 것으로, 스펀지 등과 같이 부피의 팽창과 감소가 용이한 소정의 탄성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
커버부재(180)는 대략 평판 형상으로 차량용 언더 바디(100)에 형성된 수납부(110)를 개폐하기 위한 것으로, 수납부(110)의 개구부 가장자리를 따라 마련되어 있는 복수개의 제2 고정부재(190)와 나사체결 방식 등에 의해 고정된다.
열전도성 접착부재(140)는 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 사이에 위치하여, 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200)을 서로 고정하는 한편, 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 사이에서 열교환이 쉽게 일어날 수 있도록 한다.
여기서, 열전도성 접착부재(140)로서는 열전도성과 내열성을 갖는 소재라면 특별히 제한하지 않지만, 일 예로 경화성 그리스(Grease) 및 에폭시(Epoxy)계 접착성 글루(Glue) 중 하나 이상일 수 있다.
비록 도 5에서는 제1 워터탱크(120)와 전지팩(200) 사이에 제1 완충패드(130)와 열전도성 접착부재(140)가 동시에 개재되는 것으로 도시하고 있으나, 이들 중 어느 하나만 구비될 수 있다.
한편 전지팩(200)은 차량용 언더 바디(100)에 일차적으로 고정된다. 즉, 차량용 언더 바디(100)의 양측 가장자리와 수납부(110) 가운데에는 사각형 또는 'H'빔 형상의 제1 고정부재(150)가 마련되어 있으며, 전지팩(200)은 이들 제1 고정부재(150)과 나사결합 등 공지의 체결수단을 통해 결합된다.
다음은 전지팩(200)에 관하여 설명하기로 한다. 차량용 언더 바디(100)의 수납부(110)에 장착된 채, 제1 워터탱크(120) 아래에 위치하는 전지팩(200)은 하나 이상의 전지모듈(210)을 포함하여 구성된다.
구체적으로, 전지모듈(210)은 일부가 개방되어 있는 모듈 케이스(211) 및 모듈 케이스(211)에 수납되는 복수개의 전지셀(212)을 포함한다.
모듈 케이스(211)는 여러 개의 전지셀(212)이 수직 또는 수평방향으로 나란하게 적층된 전지셀(212) 스택의 양쪽 측면에 각각 위치하는 한 쌍의 측면판(211(a)), 한 쌍의 측면판(211(a))들을 서로 고정하기 위한 하나 이상의 스트랩(211(c)), 및 하면판(미도시)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 하나 이상의 스트랩(211(c))은 모듈 케이스(211) 상면을 완전히 커버하지 않는 것이 좋은데, 이는 모듈 케이스(211) 내부로 공기나 액체가 쉽게 통과할 수 있도록 하기 위함이다.
그리고 전지셀(212) 스택 상측에 위치하는 스트랩(211(c))에는 전술한 제1 완충패드(130) 및 열전도성 접착부재(140) 중 어느 하나 이상이 위치하게 된다.
그리고 한 쌍의 측면판(211(a))에는 외측으로 소정길이 돌출된 날개부(211(b))가 구비되어 있으며, 이러한 날개부(211(b))는 차량용 언더 바디(100)에 마련되어 있는 제1 고정부재(150)와 밀착된 후, 볼트 등 공지의 체결수단에 의해 체결됨으로써, 수납부(110) 내에서 전지모듈(210)이 안정적으로 고정될 수 있다.
계속해서, 전지셀(212)은 셀 조립체, 셀 조립체를 수납하는 셀 케이스 및 한 쌍의 리드들을 포함하여 구성된다.
비록 도 3 및 도 5에서는 하나의 전지팩이 4개의 전지모듈로 구성된 것으로 도시하고 있으나 이는 일 예시에 불과할 뿐 전지모듈의 개수는 얼마든지 변경이 가능하다.
셀 조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 셀조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 셀조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 셀조립체, 또는 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 셀조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
상기와 같은 셀 조립체는 셀 케이스에 내장되며, 셀 케이스는 통상적으로 내부층/금속층/외부층의 라미네이트 시트 구조로 이루어져 있다. 내부층은 셀 조립체와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해액성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 이러한 내부층의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
내부층과 접하고 있는 금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 막막을 사용할 수 있다.
그리고 금속층의 타측면에는 외부층이 구비되며, 이러한 외부층은 전극조립체를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
한편, 양극 리드와 음극 리드로 이루어지는 리드들은 셀 조립체의 양극 탭과 음극 탭이 각각 전기적으로 연결된 후 케이스 외부로 노출되는 구조로 이루어지고, 상기와 같은 전지 셀은 일반적으로 알려져 있는 구성들에 해당되므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 제1 워터탱크의 분해사시도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 제1 워터탱크(120)는 소정 높이를 가진 상부몸체(121) 및 상부몸체(121) 하측에 결합되어 물이 순환할 수 있도록 소정공간을 형성하는 하부몸체(122)를 포함하여 구성된다.
이러한 워터탱크(120)에는 물의 순환을 위한 유로가 구비될 수 있고, 비록 도면에는 도시하지 않았지만 일정한 온도를 유지할 수 있도록 물의 유입 포트와 배출 포트 등이 추가로 구비될 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 변형된 전지 모듈의 사시도이다. 도 7에서와 같이 변형된 전지 모듈(210)에서 모듈 케이스(211)는 전지셀(212) 스택의 양쪽 측면에 위치하는 한 쌍의 측면판(211(a)), 한 쌍의 측면판(211(a)) 외측으로 소정길이 돌출된 날개부(211(b)) 및 한 쌍의 측면판(211(a))을 연결하는 상면판(211(d))과 하면판(미도시)을 포함하여 이루어진다.
이때, 모듈 케이스(211) 내부로 공기나 액체가 쉽게 통과할 수 있도록 상면판(211(d))에는 소정 거리 이격된 하나 이상의 관통홀(211´)이 형성되는 것이 바람직하다.
도 8는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 차량용 언더 바디의 분해사시도, 도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 차량용 언더 바디를 절단한 단면도 그리고 도 10은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 제1 워터탱크의 분해사시도이다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 차량용 언더 바디(100)는 제1워터 탱크를 제외하고는 도 2 내지 도 7에서 설명한 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 차량용 언더 바디(100)와 동일하므로, 동일한 구성은 제외하고 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 제1 워터탱크(120)는 소정 높이를 가진 상부몸체(121) 및 상부몸체(121) 하측에 결합되어 물이 순환할 수 있도록 소정공간을 형성하는 하부몸체(122)를 포함하여 구성된다.
여기서, 하부몸체(122)에는 하나 이상의 바 형상을 가진 관통구(122´)가 구비되어 있으며, 관통구(122´)에는 소정 온도로 가열될 시 용융 또는 파단되는 소재, 일 예로, 용융점이 200℃이하인 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 수지로 이루어진 실링부재(123)가 장착된다.
제2 실시예와 같이, 제1 워터탱크(120)의 하부몸체(122) 소정 영역에 실링부재(123)가 구비될 시, 전지팩이 정상적으로 작동할 시에는 히트싱크로서의 기능을 수행한다. 하지만 특정 전지셀에서 이벤트 발생, 예를 들어 고온 가스, 스파크 또는 발화시에는 실링부재(123)가 용융 또는 파손되고, 이때 관통구(122´)를 통해 제1 워터탱크(120)의 물이 전지모듈 내지 전지팩으로 직접 유입되기 때문에, 폭발 등 2차 피해를 사전에 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 11는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 차량용 언더 바디를 절단한 단면도, 도 12은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 제1 워터탱크와 전지팩의 결합구조를 설명하기 위한 분해사시도 그리고 도 13는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 제1 워터탱크의 분해사시도이다.
본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 차량용 언더 바디(100)는 도 8 내지 도 10을 참고하면서 설명한 제2 실시예에 따른 제1 워터탱크(120)만 제외하고 나머지는 구성은 동일하다.
즉, 제2 실시예에서의 제1 워터탱크(120)는 상부몸체(121)에 유로가 구비되어 있는데 반해, 제3 실시예에서의 상부몸체(121)에는 유로가 생략될 수 있다.
도 14는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 전기차용 언더 바디의 분해사시도이고, 도 15는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 전기차용 언더 바디를 절단한 단면도이다.
본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 전기차용 언더 바디(100)는 도 8 내지 도 12을 참고하면서 설명한 제2 실시예 또는 제3 실시예에 따른 제1 워터탱크(120)와 커버부재(180) 사이에 제2 워터탱크(170)가 추가로 구비된다.
이때, 제2 워터탱크(170)는 히트싱크인 것이 바람직하고, 제1 워터탱크(120)는 화재 진화를 위한 소화용 탱크이고 제2 워터탱크(170)는 히트싱크 기능을 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 히트싱크로서 기능하는 제2 워터탱크(170)는 도 6과 같이 상부몸체와 하부몸체로 구성되며, 각 몸체에는 유로가 형성되어 있는 것이 좋다.
한편, 전지팩(200)과 제2 워터탱크(170) 사이에는 열전도성 접착부재(140) 및 제2 완충패드(160) 및 중 어느 하나 이상이 개재될 수 있으며, 열전도성 접착부재(140)는 이미 전술한 바와 같고, 또 제2 완충패드(160)는 제1 완충패드(130)와 구성과 기능이 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 전술한 차량용 언더 바디(100)를 포함하는 전기차일 수 있다.
한편 발명에서의 전기차는 전기를 포함하는 동력으로 차체에 달린 바퀴를 노면과 마찰시켜 그 반작용으로 움직이는 교통수단을 의미하는 것으로, 승용자동차, 승합자동차, 화물자동차, 트랙터 및 경운기와 같은 특수자동차 등, 언더 바디를 구비하며 전기로 구동될 수 있는 모든 차량을 의미한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100 : 차량용 언더 바디
110 : 수납부
120 : 제1 워터탱크
121 : 상부몸체
122 : 하부몸체 122´: 관통구
123 : 실링부재
130 : 제1 완충패드
140 : 열전도성 접착부재
150 : 제1 고정부재
160 : 제2 완충패드
170 : 제2 워터탱크
180 : 커버부재
190 : 제2 고정부재
200 : 전지팩
210 : 전지모듈
211 : 모듈 케이스
211(a) : 측면판 211(b) : 날개부
211(c) : 스트랩 211(d) : 상면판
211´: 관통홀
212 : 전지셀

Claims (15)

  1. 전지팩을 수납할 수 있도록 상부를 향해 소정 깊이 함몰된 수납부가 구비되며, 상기 수납부의 상부에는 제1 워터탱크가 장착된 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 워터탱크는 언더 바디에 일체형으로 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 언더 바디.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 워터탱크 아래에는 하나 이상의 전지모듈을 포함하는 전지팩이 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 언더 바디.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 워터탱크는 상부몸체, 소정 형상의 관통구가 마련된 하부몸체 및 상기 관통구에 구비되는 실링부재를 포함하되,
    상기 실링부재는 소정 온도로 가열될 시 용융 또는 파단되는 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 전지모듈은 모듈 케이스 및 하나 이상의 전지셀을 포함하되, 상기 모듈 케이스는 일부가 개방된 형상인 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모듈 케이스는 전지셀 스택의 양쪽 측면에 각각 위치하는 한 쌍의 측면판, 및 상기 한 쌍의 측면판을 서로 고정하기 위한 하나 이상의 스트랩을 포함하되,
    상기 측면판에는 언더 바디의 소정 부위와 볼트 또는 용접 고정될 수 있도록 날개부가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 언더 바디.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 모듈 케이스는 전지셀 스택의 양쪽 측면에 각각 위치하는 한 쌍의 측면판, 상기 한 쌍의 측면판을 서로 연결하는 하면판 및 상면판을 포함하되,
    상기 측면판에는 언더 바디의 소정 부위와 볼트 또는 용접 고정될 수 있도록 날개부가 구비되고,
    상기 상면판에는 하나 이상의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 언더 바디.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 워터탱크와 전지팩 사이에는 열전도성 접착부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 언더 바디.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 워터탱크와 전지팩 사이에는 제1 완충패드가 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 언더 바디.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 수납부를 개방 또는 폐쇄하기 위한 커버부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 언더 바디.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전지팩과 커버부재 사이에는 제2 워터탱크가 위치하는 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전지팩과 제2 워터탱크 사이에는 열전도성 접착부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 워터탱크는 히트싱크인 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 워터탱크는 히트싱크인 것을 특징으로 하는 전기차용 언더 바디.
  15. 제1항에 기재된 차량용 언더 바디가 구비된 전기차.
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