KR20220169513A - 친환경 자동차용 배터리모듈 - Google Patents

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강성주
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Abstract

본 발명은 상부케이스와 하부케이스가 접착제로 체결 및 기밀되도록 하고, 밀폐형구조에 의해 열폭주관련 규제를 만족할 수 있으며, 안정성 및 냉각성능이 향상되도록 한 친환경 자동차용 배터리모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈은, 하부케이스(12); 상기 하부케이스(12)의 상단둘레에 결합되어 상기 하부케이스(12)의 상부를 덮는 상부케이스(11); 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)의 내에 정해진 방향으로 배열되는 복수의 배터리셀(20); 및 미리 정해진 수의 상기 배터리셀(20) 마다 인접한 다른 배터리셀(20) 사이에 구비되는 운모판(25);을 포함하고, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)가 결합되어 형성되는 공간에 상기 배터리셀(20)들이 수용되는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 자동차용 배터리모듈{BATTERY MODULE FOR ECO-FRIENDLY VEHICLE}
본 발명은 상부케이스와 하부케이스가 접착제로 체결 및 기밀되도록 하고, 밀폐형구조에 의해 열폭주관련 규제를 만족할 수 있으며, 안정성 및 냉각성능이 향상되도록 한 친환경 자동차용 배터리모듈에 관한 것이다.
전기자동차와 같은 친환경자동차는 상기 자동차를 구동시키는 모터에 전원을 공급하는 배터리모듈이 장착되어 있다.
상기 배터리모듈은 복수의 배터리셀을 패키지화하여 구성한다.
이러한 배터리모듈은 에너지효율을 높이기 위하여, 상기 배터리모듈의 케이스 내부에 더 많은 배터리셀을 탑재해야하고, 이에 따라 배터리셀 이외의 구조물이 적용되기 때문에 상기 배터리모듈을 제조하는데 자동화가 어렵고, 에너지효율을 높이는데 한계가 있었다.
또한, 상기 배터리모듈에 용량과 크기가 증대되는 배터리셀들이 적용되고 있어, 상기 배터리모듈의 크기가 커지고, 상기 배터리모듈에 저장되는 에너지가 증가함에 따라, 급속충전을 위해 전류량이 증가하고 있다. 이에 따라, 에너지효율을 높이면서도 화재에 대한 안정성이 확보된 배터리모듈의 개발이 요구되고 있다.
하지만, 종래의 배터리모듈의 상술한 바와 같은 요구사항을 만족시키지 못하였다.
(특허문헌1) KR 10-2012-0111686 A (2012.10.10, 명칭 : 전기자동차용 배터리 온도제어장치)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 복수의 배터리셀을 수용하는 상부케이스와 하부케이스가 접착제를 도포하여 기밀구조가 되면서, 별도의 체결부재를 사용하지 않고도 상부케이스와 하부케이스가 결합되도록 한 친환경 자동차용 배터리모듈을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 내부에서 열폭주가 일어나더라도, 인접한 다른 배터리셀로 화염이 전파되는 것을 방지하고, 내부의 압력상승시 가스를 외부로 방출할 수 있는 친환경 자동차용 배터리모듈을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 안정성과 냉각성능이 향상되도록 한 친환경 자동차용 배터리모듈을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈은, 하부케이스; 상기 하부케이스의 상단둘레에 결합되어 상기 하부케이스의 상부를 덮는 상부케이스; 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내에 정해진 방향으로 배열되는 복수의 배터리셀; 및 미리 정해진 수의 상기 배터리셀 마다 인접한 다른 배터리셀 사이에 구비되는 운모판;을 포함하고, 상기 상부케이스와 상기 하부케이스가 결합되어 형성되는 공간에 상기 배터리셀들이 수용되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부케이스와 상기 하부케이스는 금속판재를 재질로 하여 딥드로잉으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부케이스의 둘레는 상기 상부케이스의 둘레로부터 하향되게 형성되는 하향연장부로 연장되고, 상기 하향연장부가 상기 하부케이스의 상단 둘레의 내측면에 끼워져 상기 상부케이스와 상기 하부케이스가 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 하향연장부와 상기 하부케이스의 상단 둘레 사이에 실링재가 도포되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부케이스의 둘레로부터 상기 하향연장부가 연결되는 부위는 라운드형상으로 형성되고, 상기 실링재는 라운드형상으로 형성된 부위로 주입되어 상기 하향연장부와 상기 하부케이스 사이에 도포되는 것을 특징으로 한다.
서로 인접한 상기 배터리셀 사이에는 폴리우레탄(polyurethane)을 재질로 하는 패드가 개재되는 것을 특징으로 한다.
상기 운모판은 내화도료가 도포되는 것을 특징으로 한다.
복수의 상기 배터리셀은 그 측면과 저면이 냉각플레이트와 접하는 것을 특징으로 한다.
복수의 상기 배터리셀을 상기 냉각플레이트와 접촉된 상태로 상기 상부케이스와 상기 하부케이스에 수용되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각플레이트의 내측면에 갭필러가 도포되는 것을 특징으로 한다.
상기 갭필러는, 상기 배터리셀의 저면과 상기 냉각플레이트 사이에 도포되고, 상기 배터리셀의 측면에 형성되는 버스바와 상기 냉각플레이트 사이에 도포되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리셀들의 상부면과 상기 상부케이스 사이에 상기 배터리셀의 온도를 측정하기 위한 상부감지유닛이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부감지유닛에 상기 배터리셀의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리셀의 일측에 형성되는 버스바들과 접하도록 제1측면감지유닛이 구비되고, 상기 배터리셀의 타측에 형성되는 버스바들과 접하도록 제2측면감지유닛이 구비되며, 상기 제1측면감지유닛과 상기 제2측면감지유닛으로 상기 배터리셀들의 전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1측면감지유닛에 단락시 단락에너지를 방축하기 위한 배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배출구는 상기 배터리셀들이 직렬연결되어 형성하는 상기 배터리모듈 전압의 1/2에 해당하는 직렬연결 부위에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2측면감지유닛에서, 상기 버스바는 상기 제2측면감지유닛에 설치된 PCB와 와이어 본딩으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부감지유닛의 단부에 상기 제1측면감지유닛 및 상기 제2측면감지유닛과 전기적으로 연결하기 위한 커넥터가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부케이스의 일측에 설치되어, 상기 상부케이스와 상기 하부케이스 내부에서 상기 배터리셀의 열폭주에 의해 발생하는 벤팅가스로 인하여 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내부 압력이 미리 정해진 압력에 도달하면, 상기 벤팅가스를 외부로 배출시키는 가스배출밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부케이스의 일측에 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 상기 가스배출밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스배출밸브는, 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내부 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되면서, 상기 벤팅가스를 배출시키는 것을 특징으로 한다.
상기 가스배출밸브는, 바디; 상기 바디의 둘레에 형성되고 상기 개구부에 끼워져 고정되는 플랜지; 상기 벤팅가스의 배출시 외측으로 벌어지도록 상기 바디의 내부에 형성되는 플랩; 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내부 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되도록 상기 플랩 사이에서 선형(線形)으로 형성되는 절개라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 절개라인의 두께는 상기 플랩의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부케이스에 간격을 두고 복수의 개구부가 형성되고, 상기 가스배출밸브는 각 개구부 마다 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 친환경 자동차용 배터리모듈에 따르면, 상부케이스와 하부케이스가 접착제를 통하여 접착됨과 더불어 밀폐구조가 되도록 함으로서, 용접이나 체결부재를 적용하지 않고도 상부케이스와 하부케이스를 체결시킬 수 있다.
또한, 각 배터리셀 사이에 열폭주시 화염과 열전달을 방지할 수 있어서, 열포주시 탑승자가 대피할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있고, 열폭주에 대한 규제를 만족시킬 수 있다.
아울러, 배터리모듈의 안정성과 냉각성능이 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈을 도시한 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 배터리셀이 배열되는 관계를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 상부케이스와 하부케이스의 결합관계를 도시한 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 상부케이스와 하부케이스의 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 A부분의 확대도.
도 6은 도 5의 B부분의 확대단면도.
도 7은 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 하부케이스에 가스배출밸브가 설치된 상태를 도시한 확대 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 가스배출밸브를 통하여 벤팅가스가 배출되는 상태를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에 적용된 가스배출밸브의 정면도.
도 10은 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에 상부감지유닛, 프런트감지유닛 및 리어감지유닛이 설치되는 상태를 도시한 분해사시도.
도 11은 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 상부감지유닛을 도시한 평면도.
도 12는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 프런트감지유닛을 도시한 정면도.
도 13은 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 리어감지유닛을 도시한 정면도.
도 14는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 냉각플레이트가 체결된 상태를 도시한 사시도.
도 15는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 냉각플레이트가 배터리셀과 분리된 상태를 도시한 사시도.
도 16는 도 15의 A-A선에 따른 단면도. 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에서 냉각플레이트가 배터리셀과 분리된 상태를 도시한 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리모듈은, 하부케이스(12); 상기 하부케이스(12)의 상단둘레에 결합되어 상기 하부케이스(12)의 상부를 덮는 상부케이스(11); 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)의 내에 정해진 방향으로 배열되는 복수의 배터리셀(20); 및 미리 정해진 수의 상기 배터리셀(20) 마다 인접한 다른 배터리셀(20) 사이에 구비되는 운모판(25);을 포함하고, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)가 결합되어 형성되는 공간에 상기 배터리셀(20)들이 수용된다.
상부케이스(11)와 하부케이스(12)는 서로 결합되어 내부에 공간을 형성하고, 그 내부에 배터리모듈(1)을 구성하는 구성요소를 수용한다.
상기 상부케이스(11)는 상기 하부케이스(12)의 상부에 위치한다. 상기 상부케이스(11)는 상기 하부케이스(12)의 상단둘레에 결합되어, 상기 하부케이스(12)의 상부를 덮음으로써, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)가 결합된다.
상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)는 각각 금속판재, 예컨대 스틸(steel) 플레이트를 딥드로잉(deep drawing)으로 제조한다.
이에 따라, 상기 상부케이스(11)의 둘레는 상기 상부케이스(11)의 둘레로부터 하향되게 형성되는 하향연장부(11a)로 연장되게 형성된다.
마찬가지로, 상기 하부케이스(12)의 둘레도 상기 상부케이스(11)을 둘레로부터 상향연장되게 형성된다.
이와 같이, 금속판재를 딥드로잉으로 제조함에 따라, 면과 면이 접합되는 부위가 줄어 기밀성이 향상된다.
상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)는 내측면에 절연을 위하여 도장하거나, PC(Polycarbonate)/PET(polyethylene terephthalate)필름이 부착될 수 있다.
상기 하향연장부(11a)가 상기 하부케이스(12)의 상단 둘레의 내측면에 끼워져 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)가 결합된다.
상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)는 실링재(15)를 통하여 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)가 결합되는 면이 기밀되도록 함과 동시에 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)를 접착시킨다.
상기 실링재(15)는 상기 상부케이스(11)의 하향연장부(11a)와 상기 하부케이스(12)의 상단 둘레 사이에 도포된다.
상기 상부케이스(11)는 상부면과 상기 하향연장부(11a)가 연결되는 부위가 라운드형상으로 형성되는데, 상기 실링재(15)를 건(gun)과 같은 툴을 이용하여 상기 라운드상으로 형성된 부위와 상기 하부케이스(12) 사이에 주입함으로써, 상기 실링재(15)가 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12) 사이에서 접착뿐만 아니라, 실링도 한다.
상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)는 용접이나 볼트, 너트 등과 같은 하드웨어를 사용하지 않고도 서로 결합되는 바, 구조가 단순화된다.
배터리셀(20)은 복수로 구비되어 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)에 의해 형성되는 공간에 일정한 방향으로 배열된다. 상기 배터리셀(20)은 파우치형태로 제공될 수 있다. 상기 배터리셀(20)들은 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 배열된다. 상기 배터리셀(20)은 상기 배터리셀(20)의 측단에 형성되는 버스바(21)를 이용하여 서로 전기적으로 연결되어, 배터리모듈(1)에서 필요한 전압이 출력되도록 한다.
각각의 배터리셀(20) 사이에는 완충역할을 하는 패드(26)가 개재된다. 상기 패드(26)는 폴리우레탄(polyurethane)을 재질로 할 수 있다.
상기 배터리셀(20)간의 접착 또는 상기 배터리셀(20)과 상기 패드(26) 사이의 접착은 양면테이프 또는 핫멜트 등을 이용하여 접착된다.
운모판(25)은 미리 정해진 수의 상기 배터리셀(20) 마다 인접한 다른 배터리셀(20) 사이에 구비된다. 운모는 내열성이 높기 때문에, 상기 운모판(25)은 복수의 상기 배터리셀(20) 중에서 일부 배터리셀(20)에서 열폭주가 발생하는 경우, 열이나 화염이 다른 배터리셀(20)로 전파되는 것을 차단한다. 상기 배터리셀(20)이 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 배치되고, 그 사이에 상기 운모판(25)이 배치되는 바, 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 열과 화염이 전파되는 것을 차단한다.
상기 운모판(25)에는 내화도료가 도포되어, 열과 화염의 전파를 추가적으로 차단하는 것이 바람직하다. 상기 내화도료는 미리 정해진 온도를 초과하면, 발포되어 열과 화염의 전이를 지연시킨다.
상기 운모판(25)은 상기 배터리셀(20)들의 상부면과 상기 상부케이스(11)의 내측면 사이에도 적용될 수 있다.
서로 적층된 상기 배터리셀(20)들을 냉각시키기 위하여, 냉각플레이트(31)가 적용된다.
상기 냉각플레이트(31)는 상기 배터리셀(20)의 측면과 저면과 접하도록 구비된다. 상기 냉각플레이트(31)는 U자형태로 형성된다. 상기 냉각플레이트(31)의 저면은 각각의 배터리셀(20)의 저면과 접한다. 상기 냉각플레이트(31)의 측면은 상기 냉각플레이트(31)의 저면의 양측단으로부터 각각 상향 연장되도록 형성되고, 각각의 상기 배터리셀(20)의 양측단에 접한다.
각각의 배터리셀(20)이 냉각플레이트(31)와 접촉되어 있으므로, 상기 배터리셀(20)에서 발생한 열은 상기 냉각플레이트(31)를 통하여 신속하게 배출될 수 있다.
한편, 상기 냉각플레이트(31)와 상기 배터리셀(20)들의 사이에는 갭필러(32)가 개재되어, 상기 냉각플레이트(31)와 상기 배터리셀(20)을 밀착시킨다. 즉, 상기 냉각플레이트(31)의 내측면에 상기 갭필러(32)를 도포한 후, 그 내부에 상기 배터리셀(20)들을 위치시킴으로써, 상기 갭필러(32)가 상기 냉각플레이트(31)와 상기 배터리셀(20) 사이의 공간을 메워 열전달을 촉진시킨다. 상기 배터리셀(20)의 측면에서는 상기 버스바(21)와 상기 냉각플레이트(31)의 측면 사이에 갭필러(32)가 도포된다.
복수의 상기 배터리셀(20)을 상기 냉각플레이트(31)와 접촉된 상태로 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)에 수용된다.
배터리모듈(1)에서는 상기 배터리모듈(1) 또는 상기 배터리셀(20)의 전압과 온도를 감지하기 위한 감지유닛(51)(52)(53)이 구비된다. 이러한 감지유닛(51)(52)(53)은 상기 배터리셀(20)들의 상부면과 상기 상부케이스(11) 사이에 설치되어 상기 배터리셀(20)의 온도를 측정하기 위한 상부감지유닛(51)과, 상기 배터리셀(20)의 일측에 형성되는 버스바(21)들과 접하도록 구비되는 제1측면감지유닛(52)과, 상기 배터리셀(20)의 타측에 형성되는 버스바(21)들과 접하도록 구비되는 제2측면감지유닛(53)으로 제공될 수 있다.
상기 상부감지유닛(51)은 상기 배터리셀(20)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(56)가 구비된다. 또한 상기 상부감지유닛(51)에 상기 제1측면감지유닛(52), 상기 제2측면감지유닛(53) 또는 기타 다른 구성요소와 전기적인 연결을 위한 커넥터(58)가 구비된다. 또한, 상기 온도센서(56)의 출력값을 전송하거나, 상기 커넥터(58)의 연결에 필요한 와이어(57)가 형성된다.
상기 제1측면감지유닛(52)은 각각의 상기 배터리셀(20)들의 일측에 형성되는 버스바(21)들과 전기적으로 접촉한다. 상기 제1측면감지유닛(52)은 안전을 위하여 단락시 발생하는 단락에너지를 배출하기 위한 구성이 적용된다. 상기 제1측면감지유닛(52)의 중간부위의 상부에 복수의 배출구(52a)를 형성하여, 상기 배출구(52a)를 통하여 단락에너지가 방출되도록 함으로써, 추가적인 발화, 폭발을 방지토록 한다. 여기서, 상기 배출구(52a)의 위치는 수직한 방향으로는 상기 제1측면감지유닛(52)의 상부에 위치하도록 한다. 한편, 상기 배출구(52a)의 수평방향의 위치는 상기 배터리셀(20)들이 직렬연결되어 형성하는 상기 배터리모듈(1) 전압의 1/2에 해당하는 직렬연결 부위에 형성되도록 한다.
상기 제2측면감지유닛(53)은 상기 버스바(21)와 전기적으로 연결될 때, 상기 제2측면감지유닛(53)에 설치된 PCB(54)와 와이어 본딩(53a)으로 연결되도록 한다. 상기 버스바(21)와 상기 PCB(54)가 와이어 본딩(53a)으로 연결되어 있기 때문에, 정상적인 상태에서는 통전이 가능토록 하면서, 이상시에는 상기 와이어 본딩(53a) 부위가 퓨즈(fuse)기능을 하도록 하여, 상기 배터리셀(20)의 화재, 폭발을 방지할 수 있다.
상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)는 상기 실링재(15)를 통하여 기밀된 구조로 이루어져, 상기 배터리셀(20) 중 어느 하나의 배터리셀(20)에서 열폭주 발생시, 열폭주로 인하여 발생한 벤팅가스가 대기중의 산소와 반응하는 것을 최소화한다.
다만, 상기 벤팅가스가 지속적을 발생하여, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12) 내부의 압력이 높아지는 경우, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)이 변형되고, 이는 또 다른 문제를 일으키게 되므로, 상기 벤팅가스를 외부로 배출시켜야 한다. 이를 위하여, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12) 중 적어도 어느 한 쪽에 상기 벤팅가스로 인하여 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)의 내부 압력이 미리 정해진 압력에 도달하면, 개방되어 외부로 상기 벤팅가스를 배출시키는 가스배출밸브(40)가 구비된다.
예컨대, 상기 하부케이스(12)의 일측에 개구부(12a)를 형성하고, 상기 개구부(12a)에 상기 가스배출밸브(40)를 설치함으로써, 상기 벤팅가스로 인하여, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)의 내부 압력이 미리 정해진 압력을 초과하면, 상기 가스배출밸브(40)가 파단되어 상기 벤팅가스가 배출될 수 있는 통로가 형성되도록 함으로써 상기 가스배출밸브(40)를 통하여 상기 벤팅가스가 배출되도록 한다.
상기 개구부(12a)는 상기 하부케이스(12)에 복수로 설치되고, 각각의 개구부(12a)마다 상기 가스배출밸브(40)가 설치되도록 한다.
상기 가스배출밸브(40)의 구조를 자세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 가스배출밸브(40)는, 바디(41)와, 상기 바디(41)의 둘레에 형성되고 상기 개구부(12a)에 끼워져 고정되는 플랜지(42)와, 상기 벤팅가스의 배출시 외측으로 벌어지도록 상기 바디(41)의 내부에 형성되는 플랩(43)과, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12) 내부의 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되도록 상기 플랩(43) 사이에서 선형(線形)으로 형성되는 절개라인(44)을 포함한다.
바디(41)는 상기 가스배출밸브(40)의 골격을 형성한다.
플랜지(42)는 상기 바디(41)의 둘레에 형성되어, 상기 가스배출밸브(40)의 둘레가 된다. 상기 플랜지(42)는 상기 바디(41)와 단차지게 형성되어 있고, 상기 바디(41)가 상기 개구부(12a)에 삽입되면 상기 플랜지(42)가 상기 개구부(12a)에 끼워져 고정된다. 상기 플랜지(42)를 통하여, 상기 가스배출밸브(40)의 둘레와 상기 개구부(12a) 사이가 기밀된다.
플랩(43)은 상기 바디(41)의 내부에 형성되고, 상기 벤팅가스가 배출될 때, 상기 배터리모듈(1)의 외측으로 벌어진다. 즉, 상기 플랩(43)의 평상시에는 서로 붙어 있다가 상기 가브배출밸브(40)의 작동시 서로 떨어져 외측으로 벌어진다.
절개라인(44)은 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)의 내부 압력이 높아진 경우, 파단되어 상기 플랩(43)이 외측으로 벌어지도록 한다. 이를 위하여, 상기 절개라인(44)은 상기 플랩(43)보다 두께가 얇고, 선형(線形)으로 형성되면서, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(12)의 내부 압력이 높아지면, 용이하게 파단되도록 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절개라인(44)의 두께는 상기 플랩(43)의 두께보다 얇게 형성됨으로써, 상기 절개라인(44)이 용이하게 파단될 수 있다. 상기 절개라인(44)이 파단됨으로써, 서로 연결된 상기 플랩(43)이 서로 분리되어 상기 배터리모듈(1)의 외측으로 벌어진다. 상기 가스배출밸브(40)는 합성고무, 필름, 합성수지 등을 이용하여 일체로 성형된다.
1 : 배터리모듈 11 : 상부케이스
11a : 하향연장부 12 : 하부케이스
12a : 개구부 15 : 실링재
20 : 배터리셀 21 : 버스바
25 : 운모판 26 : 패드
31 : 냉각플레이트 32 : 갭필러
40 : 가스배출밸브 41 : 바디
42 : 플랜지 43 : 플랩
41 : 절개라인 51 : 상부감지유닛
52 : 제1측면감지유닛 52a : 배출구
53 : 제2측면감지유닛 53a : 와이어본딩
54 : PCB 56 : 온도센서
57 : 와이어 58 : 커넥터

Claims (24)

  1. 하부케이스;
    상기 하부케이스의 상단둘레에 결합되어 상기 하부케이스의 상부를 덮는 상부케이스;
    상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내에 정해진 방향으로 배열되는 복수의 배터리셀; 및
    미리 정해진 수의 상기 배터리셀 마다 인접한 다른 배터리셀 사이에 구비되는 운모판;을 포함하고,
    상기 상부케이스와 상기 하부케이스가 결합되어 형성되는 공간에 상기 배터리셀들이 수용되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부케이스와 상기 하부케이스는 금속판재를 재질로 하여 딥드로잉으로 제작되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부케이스의 둘레는 상기 상부케이스의 둘레로부터 하향되게 형성되는 하향연장부로 연장되고,
    상기 하향연장부가 상기 하부케이스의 상단 둘레의 내측면에 끼워져 상기 상부케이스와 상기 하부케이스가 결합되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하향연장부와 상기 하부케이스의 상단 둘레 사이에 실링재가 도포되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부케이스의 둘레로부터 상기 하향연장부가 연결되는 부위는 라운드형상으로 형성되고,
    상기 실링재는 라운드형상으로 형성된 부위로 주입되어 상기 하향연장부와 상기 하부케이스 사이에 도포되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    서로 인접한 상기 배터리셀 사이에는 폴리우레탄(polyurethane)을 재질로 하는 패드가 개재되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 운모판은 내화도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 배터리셀은 그 측면과 저면이 냉각플레이트와 접하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 배터리셀을 상기 냉각플레이트와 접촉된 상태로 상기 상부케이스와 상기 하부케이스에 수용되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 냉각플레이트의 내측면에 갭필러가 도포되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 갭필러는,
    상기 배터리셀의 저면과 상기 냉각플레이트 사이에 도포되고,
    상기 배터리셀의 측면에 형성되는 버스바와 상기 냉각플레이트 사이에 도포되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배터리셀들의 상부면과 상기 상부케이스 사이에 상기 배터리셀의 온도를 측정하기 위한 상부감지유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상부감지유닛에 상기 배터리셀의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 배터리셀의 일측에 형성되는 버스바들과 접하도록 제1측면감지유닛이 구비되고,
    상기 배터리셀의 타측에 형성되는 버스바들과 접하도록 제2측면감지유닛이 구비되며,
    상기 제1측면감지유닛과 상기 제2측면감지유닛으로 상기 배터리셀들의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1측면감지유닛에 단락시 단락에너지를 방축하기 위한 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 배출구는 상기 배터리셀들이 직렬연결되어 형성하는 상기 배터리모듈 전압의 1/2에 해당하는 직렬연결 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제2측면감지유닛에서,
    상기 버스바는 상기 제2측면감지유닛에 설치된 PCB와 와이어 본딩으로 연결되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 상부감지유닛의 단부에 상기 제1측면감지유닛 및 상기 제2측면감지유닛과 전기적으로 연결하기 위한 커넥터가 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 하부케이스의 일측에 설치되어, 상기 상부케이스와 상기 하부케이스 내부에서 상기 배터리셀의 열폭주에 의해 발생하는 벤팅가스로 인하여 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내부 압력이 미리 정해진 압력에 도달하면, 상기 벤팅가스를 외부로 배출시키는 가스배출밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 하부케이스의 일측에 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 상기 가스배출밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 가스배출밸브는,
    상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내부 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되면서, 상기 벤팅가스를 배출시키는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 가스배출밸브는,
    바디;
    상기 바디의 둘레에 형성되고 상기 개구부에 끼워져 고정되는 플랜지;
    상기 벤팅가스의 배출시 외측으로 벌어지도록 상기 바디의 내부에 형성되는 플랩;
    상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 내부 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되도록 상기 플랩 사이에서 선형(線形)으로 형성되는 절개라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 절개라인의 두께는 상기 플랩의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 하부케이스에 간격을 두고 복수의 개구부가 형성되고,
    상기 가스배출밸브는 각 개구부 마다 설치되는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차용 배터리모듈.
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KR20120111686A (ko) 2011-04-01 2012-10-10 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리 온도제어장치

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