KR20220132357A - 전기차용 배터리 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기차에 이용되는 배터리를 수납하는 배터리 커버의 내면에 이 배터리를 감싸서 보호할 수 있도록 보호 패드를 추가하여 구성함으로써, 계절에 따라 달라지는 온도 변화에 배터리가 영향을 덜 받게 하여 배터리 수명을 늘리면서도 충·방전 효율이 낮아지지 않게 하여 배터리를 효율적으로 이용할 수 있게 한다. 특히, 본 발명은 이러한 보호 패드로, 신슐레이트를 이용함으로써, 보온성과 통기성이 우수하여 여름철 배터리가 과열되지 않게 하고 겨울철에는 배터리 주변 온도가 너무 내려가지 않게 하여 온도 변화로 배터리 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 배터리 커버에 이러한 보호 패드를 초음파 융착하여 일체로 구성함으로써, 보호 패드를 쉽게 조립하여 배터리를 보호하면서도 편리하게 사용할 수 있다.

Description

전기차용 배터리 커버{BATTERY COVER FOR ELECTRIC VEHICLES}

본 발명은 전기차용 배터리 커버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리가 설치되는 커버 안에 보호 패드를 갖춤으로써, 계절에 따라 배터리 온도가 너무 올라가거나 내려가서 배터리 수명이 빨리 떨어지는 것을 미리 방지할 수 있게 한 것이다. 이때, 상기 보호 패드로는 신슐레이트(Thinsulate)를 이용함으로써, 보온성이 우수하여 여름에는 고온에서 발생하는 열화 현상을 방지하고 겨울에는 외기를 차단하여 온도에 의한 배터리 영향을 최소화하여 배터리 수명이 오래가게 하면서도 쉽고 편리하게 유지 관리할 수 있게 한 것이다.

전기차는 배터리 전원을 동력으로 사용하므로, 배터리 관리가 중요하다. 특히, 전기차에는 많은 개수의 배터리 모듈(M)가 장착되게 되므로, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 여러 개의 배터리(셀)을 모듈화하여 플로어 패널(F)에 장착할 때가 많다. 이러한 전기차용 배터리는, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 다양한 형태로 커버를 제작하고 그 안에 배터리(모듈)을 장착할 수 있게 제작한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1345638호

전기자동차용 하이브리드 배터리 모듈 커버에 관한 것으로, SMC로 가압 성형된 상부 커버; 다수의 구멍이 천공된 스틸이 골격을 이루도록 두 장의 SMC 사이에 배치된 상태에서 가압 성형이 되어 인서트 성형 된 하부 커버;를 포함하고, 상부 커버와 하부 커버 사이에 배터리 모듈이 설치된 상태에서 상호 조립된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 하이브리드 배터리 모듈 커버를 제공한다. 이러한 구성에 따르면, 경량화가 가능하고, 수밀성이 향상되며, 강도가 우수하여 외부충격으로부터 배터리 모듈을 충분히 보호할 수 있고, 제조공정이 간소화되어 원가절감, 생산성 형상에 기여하며, 별도의 방청 도장 공정을 거치지 않아도 되는 효과를 얻을 수 있다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1304220호

전기차량용 배터리 커버 및 이를 포함하는 배터리 마운팅 장치에 관한 것으로, 전기차량에 탑재되는 복수의 단위 배터리로 구성된 배터리 모듈을 보호하기 위한 배터리 커버이며, 절연소재로 제작되며 상기 배터리 모듈을 일체 커버할 수 있는 사이즈를 갖고, 장착 시 배터리 모듈을 구성하는 복수의 단위 배터리들을 통전 가능하게 전기적으로 연결하는 전도체가 일정한 패턴으로 형성된 구성을 특징으로 한다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-0369052호

전기차에서 다수개의 배터리 셀(BATTERY CELL)을 서로 연결하는 커넥팅 구조를 더욱 간단하게 실현할 수 있도록 한 것으로서, 부도체로 형성되어 단위 배터리 모듈을 형성하는 다수의 배터리 셀의 상측 단자부분을 모두 감싸도록 된 모듈커버 플레이트와, 상기 단위 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 단자를 모두 직렬로 연결하도록 배열되어 상기 모듈커버 플레이트에 일체로 설치된 다수의 셀 커넥터로 구성된 전기차용 배터리 모듈 커버를 제공하여, 다수의 배터리 셀을 연결하여 하나의 배터리 모듈을 형성할 때 착오에 의한 잘못된 배터리 셀의 연결상태를 배제하고 더욱 간단한 방법으로 정확하게 배터리 셀의 연결상태를 구현하여 작업성과 정확성이 크게 향상될 수 있도록 한다.

하지만, 기존의 배터리는 여러 개의 셀을 모듈 형태로 조립한 다음, [도 3]과 같은 배터리 커버에 장착함에 따라 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 모듈 형태의 배터리가 충격을 받거나 진동이나 떨림에도 움직이지 않게 하여 어느 정도 안정적으로 배터리를 이용할 수 있게 하나, 배터리가 계절에 따라 주변 온도가 상승하거나 반대로 낮아지면서 배터리 성능이 떨어질 우려가 있다.

(2) 즉, 전기차의 배터리는 소정 개수의 셀을 하나의 모듈 형태로 조립한 다음, 이들 모듈을 플로어 패널 하부에 장착하게 된다. 이에, 배터리 자체에서 발생한 열과 한여름의 열기가 더해지면서 배터리에 열화가 발생하여 배터리 성능이 떨어질 뿐만 아니라 수명이 줄어들게 한다.

(3) 또한, 겨울철에는 배터리 주변의 온도가 낮아짐에 따라 배터리의 충전과 방전 효율이 떨어지게 되어 결과적으로 배터리의 수명에 치명적인 악영향을 미친다.

(4) 이처럼 충·방전 효율이 떨어짐에 따라, 충전 횟수가 늘어날 뿐만 아니라 겨울에는 충전 후 주행거리가 20~30%가량 줄어 장거리 주행에 문제가 생기거나 자주 충전해야 하는 번거로움이 있다.

한국등록특허 제10-1345638호 (등록일: 2013.12.20) 한국등록특허 제10-1304220호 (등록일: 2013.08.30) 한국등록특허 제10-0369052호 (등록일: 2003.01.09)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 전기차에 이용되는 배터리를 수납하는 배터리 커버의 내면에 이 배터리를 감싸서 보호할 수 있도록 보호 패드를 추가하여 구성함으로써, 계절에 따라 달라지는 온도 변화에 배터리가 영향을 덜 받게 하여 배터리 수명을 늘리면서도 충·방전 효율이 낮아지지 않게 하여 배터리를 효율적으로 이용할 수 있게 한 전기차용 배터리 커버를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 이러한 보호 패드로, 신슐레이트(Thinsulate)를 이용함으로써, 보온성과 통기성이 우수하여 여름철 배터리가 과열되지 않게 하고 겨울철에는 배터리 주변 온도가 너무 내려가지 않게 하여 온도 변화로 배터리 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있게 한 전기차용 배터리 커버를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배터리 커버에 이러한 보호 패드를 초음파 융착하여 일체로 구성함으로써, 보호 패드를 쉽게 조립하여 배터리를 보호하면서도 편리하게 사용할 수 있게 한 전기차용 배터리 커버를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기차용 배터리 커버는, 전기차용 배터리 모듈을 장착하는 배터리 커버에서, 내부에는 전기차용의 배터리 모듈(M)을 감싸서 보호하는 보호 패드(110)가 구비된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 보호 패드(110)는, 신슐레이트(Thinsulate)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 신슐레이트는, 내면이 폴리프로필렌과 폴리에스터를 혼합하여 이루어지고, 외면이 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 신슐레이트는, 배터리 커버에 초음파 융착된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전기차용 배터리 커버는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 배터리 커버에 설치되는 전기차용 배터리가 계절에 따라 온도 변화가 발생할 때도 너무 과열되지 않거나 냉각되지 않게 보호해 준다.

(2) 이에, 배터리가 열화하거나 온도가 낮아짐에 따라 배터리 성능이 떨어지는 것을 방지하고, 또한 배터리의 충전과 방전 효율이 낮아지지 않게 하여 배터리 수명을 연장할 수 있다.

(3) 장거리 주행을 할 때도 배터리의 충전과 방전 효율이 떨어지지 않음으로, 충전 횟수를 줄일 수 있다.

(4) 특히, 이러한 보호 패드로 신슐레이트(Thinsulate)를 이용함으로써, 신슐레이트가 보온성과 통기성이 우수하여 여름철 배터리 과열을 방지하고 겨울철 배터리의 주변 온도가 너무 내려가지 않게 하여 온도 변화를 최소화하여 배터리 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

[도 1]은 종래 전기차에서 배터리가 설치되는 플로어 패널의 위치를 보여주는 전기차의 평면도이다.
[도 2]는 종래 전기차에서 배터리가 설치되는 플로어 패널의 위치를 보여주는 전기차의 측면도이다.
[도 3]은 종래 전기차에 이용되며 모듈 형태로 조립한 배터리를 설치하는 배터리 커버를 보여주는 사진이다.
[도 4]는 본 발명에 따라 내부에 보호 패드가 구성된 배터리 커버를 보여주는 분해 사시도이다.
[도 5]는 본 발명에 따라 보호 패드가 구비된 배터리 커버를 보여주는 이미지이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[전기차용 배터리 커버의 구성]

본 발명에 따른 배터리 커버(100)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 여러 개의 배터리 셀을 하나의 모듈 형태로 결합한 배터리 모듈(M)을 장착할 수 있게 구성된다.

특히, 상기 배터리 커버(100)에는, 내부에 보호 패드(110)를 구성하고, 이 보호 패드(110)를 통해 배터리(배터리 모듈)의 온도가 너무 높게 올라가거나 반대로 너무 낮게 내려가지 않도록 보호할 수 있게 구성함으로써, 주변의 온도변화에 따라 충·방전 영향을 받는 전기차의 배터리 모듈(M)이 계절이 달라지더라도 온도의 영향을 최소화하여 배터리 모듈(M)의 수명을 연장하여 사용할 수 있게 하면서도 충·방전 효율을 한층 더 높일 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 보호 패드(110)로는 신슐레이트(Thinsulate)를 적용함으로써, 보온성과 통기성이 우수하여 추운 겨울에도 배터리 모듈(M)의 주변 온도가 너무 많이 내려가지 않게 하고, 여름에도 배터리 모듈(M)의 주변온도가 너무 많이 올라가지 않게 하여 배터리 모듈(M)이 온도 변화에 따른 달라지는 악영향을 최소화할 수 있게 한 것이다.

그리고 이러한 상기 신슐레이트는 내면과 외면으로 이루어지되, 내면이 폴리프로필렌과 폴리에스터로 이루어지고, 외면이 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 이용함으로써, 이러한 보온 효과와 통기 효과를 한층 더 높일 수 있게 한 것이다.

마지막으로, 상기 신슐레이터는 배터리 커버(100)에 초음파 융착하여 일체로 고정할 수 있게 구성함으로써, 쉽고 신속하면서도 접합하여 안전하면서도 편리하게 이용할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면부호 "M"은 전기차에서 이용되는 여러 개의 배터리 셀을 하나로 묶은 배터리 모듈을 나타낸다.

가. 배터리 커버

배터리 커버(100)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 내부에 배터리 모듈(M)을 장착하여 배터리 모듈(M)이 주행 중 발생한 진동 등에도 유동하거나 움직이지 않게 고정하고 외부 충격에도 깨지거나 파손되지 않게 보호하기 위한 커버이다.

이러한 배터리 커버(100)는, 배터리 모듈(M)을 장착할 수 있는 공간이라면 어디든지 배치하여 설치할 수 있다. 승용차 타입의 전기차는 배터리가 플로어 패널 아래나 트렁크 패널 하부에 설치되고, 버스 타입의 전기차는 천장에 설치되기도 한다.

또한, 상기 배터리 커버(100)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이 상부가 개방된 형태로 제작하여 그 안에 배터리 모듈(M)을 수납할 수 있게 제작하기도 하나, 개방된 상부를 뚜껑 등을 통해 마감할 수 있게 제작하여 사용할 수도 있다.

이처럼 이루어진 배터리 커버(100)에는, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 내부에 보호 패드(110)가 설치된다.

나. 보호 패드

보호 패드(110)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 상기 배터리 커버(100)의 내부에 장착하되, 배터리 모듈(M)을 감쌀 수 있게 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 보호 패드(110)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이 배터리 모듈(M)을 집어넣을 수 있는 형태로 제작한 다음, 배터리 커버(100) 안에 삽입하여 일체로 제작하여 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 보호 패드(110)는, [도 4] 및 [도 5]에서 상부가 개방된 것과 같은 형태로 제작하여 사용하는 것을 예로 보여주고 있으나, 이에 한정하지 않고 개방된 상부에 뚜껑을 갖춰서 배터리 모듈(M) 전체를 감쌀 수 있게 구성하는 것이 좋다.

한편, 상기 보호 패드(110)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 배터리 모듈(M)을 감싸서 외부 충격에도 배터리 모듈(M)이 깨지지 않게 보호할 뿐만 아니라 여름에는 열기를 외부로 잘 배출해서 열화가 발생하지 않고, 겨울철에는 주변의 차가운 상황에서도 배터리 모듈(M)의 온도가 너무 내려가서 충·방전 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있게 구성하는 것이 좋다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 이러한 상기 보호 패드(110)로는 신슐레이트(Thinsulate)를 이용해서 제작된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 신슐레이터는 다른 단열재에 비해 두께가 얇아 중량 증가를 최소화하면서도 미세 섬유를 결합한 극세사로 가공하여 경계층을 만들어서 공기를 가둬두기 때문에 보온성과 통기성이 우수한 것으로 잘 알려졌다. 이에, 상기 신슐레이트를 이용하여 계절에 상관이 없이 배터리 모듈(M)이 소정의 온도 범위를 유지하게 하여 온도 변화로 인해 발생하는 충·방전 효율이 떨어지는 것을 미리 방지할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 신슐레이트는 보온성과 통기성을 얻기 위해 내면과 외면으로 구성된 것을 이용하는 것이 바람직하고, 이때 내면은 폴리프로필렌과 폴리에스터로 이루어지고, 외면은 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 이용하는 것이 좋다. 물론, 내면은 폴리프로필렌 65중량%와 폴리에스터 35중량%의 비율로 혼합한 것을 이용하는 것이 가장 좋다.

마지막으로, 이처럼 이루어진 신슐레이터는 상기 배터리 커버(100) 내면에 초음 융착 방식으로 고정함으로써, 쉽게 장착하여 편리하게 이용할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 배터리 커버에 신슐레이터로 이루어진 보호 패드를 장착함으로써, 계절에 상관없이 배터리 모듈이 온도 영향을 크게 받지 않게 하여 배터리 효율이 급격하게 떨어지거나 충·방전이 덜어지는 것을 방지하여 사용 수명을 늘릴 수 있게 된다.

100: 배터리 커버
110: 보호 패드

Claims (4)

1. 전기차용 배터리 모듈을 장착하는 배터리 커버에서,
   내부에는 전기차용의 배터리 모듈(M)을 감싸서 보호하는 보호 패드(110)가 구비된 것을 특징으로 하는 전기차용 배터리 커버.
   
2. 제1항에서,
   상기 보호 패드(110)는,
   신슐레이트(Thinsulate)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기차용 배터리 커버.
   
3. 제2항에서,
   상기 신슐레이트는,
   내면이 폴리프로필렌과 폴리에스터로 이루어지고,
   외면이 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기차용 배터리 커버.
   
4. 제2항 또는 제3항에서,
   상기 신슐레이트는,
   배터리 커버에 초음파 융착된 것을 특징으로 하는 전기차용 배터리 커버.

Images