KR20230032506A - 전기 자동차용 배터리 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자용차용 배터리 구조체에 대한 것으로, 차량의 하부에 위치하고, 상기 차량에 에너지를 공급하는 배터리부;, 상기 배터리부를 거치하고 위치를 조정하는 위치조정부; 상기 배터리부의 상태에 따라 상기 위치조정부를 제어하는 제어부;를 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

전기 자동차용 배터리 구조체 {Battery structure for electric vehicle}
본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 것이다. 보다 상세하게는 배터리에 화재 등의 비상상황이 발생하였을 경우, 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 분리하여 차량이 전소하는 것을 차단하는 발명에 대한 것이다.
특허문헌 001은 차량용 배터리시스템에 관한 것으로, 본 발명은 단위 셀들을 각각 순서적으로 연결하는 연결링크들을 구비한 배터리모듈; 상기 연결링크들 중 사전에 정해진 연결링크의 온/오프 스위칭을 위한 제1 스위칭소자와, 상 기 단위 셀들 중 상기 제1 스위칭소자의 오프에 의해 연결이 차단되는 차단 단위 셀을 우회하여 상기 차단 단위 셀의 다음에 배치된 단위 셀로 연결하기 위한 제1 우회선로를 구비한 제1 안전절체기; 및 상기 단위 셀들 별로 고장을 파악하고, 상기 고장이 파악된 단위 셀에 대응하는 상기 제1 스위칭소자가 오프되도록 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 본 발명은 단위 셀별 고장에 대한 독립적인 처리가 가능하여, 일부 배터리모듈의 이상이 전체 배터리전원의 차단으로 이어지는 것을 막음으로써, 배터리에 의한 전력공급의 안정성 및 신뢰성을 향상하는 효과를 제공한다.
특허문헌 002는 전기자동차 배터리 케이스 및 배터리 유닛에 대한 것으로, 하우징; 냉각풍 유입부 및 유출부; 복수의 모듈장착부; 하우징의 중앙측에 위치하는 모듈장착부에 마련되며 배터 리모듈과 하우징 사이를 실링하여 냉각풍이 배터리모듈만을 통과하도록 하는 중앙격벽; 및 상기 중앙격벽이 마련 된 모듈장착부의 전방에 인접하는 모듈장착부에 마련되며 배터리모듈과 하우징 사이를 실링하되 통풍홀이 이격되어 형성됨으로써 냉각풍이 통풍홀과 배터리모듈을 통과하도록 하는 전방격벽;을 포함한 전기자동차 배터리 케이스 및 이를 구비한 배터리 유닛을 제공한다.
특허문헌 003은 리튬이온 배터리용 화재감지 센서모듈 및 그를 포함하는 화재감지 시스템에 관한 것으로, 리튬이온 배 터리의 상태를 다양한 관점에서 모니터링하여 리튬이온 배터리의 화재 또는 폭발과 같은 사고를 미연에 방지하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 화재감지 센서모듈은 배터리 셀마다 다양한 관점에서 배터리 셀의 상태를 감지하여 모니터링 한다. 화재감지 센서모듈은 각각의 센싱값에 따른 기준값을 적용하여 기준값을 초과하면 리튬이온 배터 리의 출력을 차단함으로써, 리튬이온 배터리의 화재 또는 폭발을 미연에 방지하는 효과를 제공한다.
특허문헌 004는 연기센서를 사용하여 에너지 저장장치의 초기 화재를 진단하고, 그 진단 결과를 이용하여 자동으로 소화시스템을 동작시킴으로써, 초기 화재 진압으로 차량 및 인명을 보호하기 위한 하이브리드 자동차의 화재진단 및 자동소화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 에너지 저장장치의 임의 위치에 설치되어, 연기 발생을 검출하는 연기센서와; 연기센서와 온도 센서에서 각각 검출되는 연기 검출 정보와 온도 정보를 조합 하여 화재 발생 여부를 판단하고, 그 판단 결과 화재로 진단되면 자동으로 자동 소화기를 동작시키는 배터리 제 어기를 구비하고, 에너지 저장장치 제어기를 구동시키고, 그 에너지 저장장치의 온도와 연기를 검출하는 단계와; 검출한 온도와 연기 정보를 분석하여 어느 하나만 비정상적일 경우 에러로 판단을 하여 화재진단 및 자동소화 시스템을 정지시키는 단계와; 검출한 온도가 설정 온도 이상이고 연기가 검출될 경우, 화재 발생으로 판단하고 자 동으로 소화기를 구동시켜 화재를 진압하는 단계를 제공한다.
KR 10-1819237 (등록일자:2018년 01월 10일) KR 10-1356200 (등록일자:2014년 01월 20일) KR 10-2021-0075235 (공개일자:2021년 06월 23일) KR 10-0846103 (등록일자:2008년 07월 08일)
본 발명은 전기 자동차에 적용할 수 있는 배터리 구조체를 제공한다. 또한, 각각의 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 분리하여 개별적으로 제어, 배출할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 발명이며, 차량의 하부에 위치하고, 상기 차량에 에너지를 공급하는 배터리부;,상기 배터리부를 거치하고 위치를 조정하는 위치조정부;,상기 배터리부의 상태에 따라 상기 위치조정부를 제어하는 제어부;를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 배터리부는 병렬로 연결되어 있는 복수의 배터리 모듈;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 위치조정부는 각각의 배터리 모듈을 내장하고 고정하는 모듈 하우징;,각각의 상기 모듈 하우징를 구분하고, 상기 차량과 고정되어 형성되는 외부 브라켓;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 일측이 상기 외부 브라켓에 고정되고, 타측이 상기 모듈 하우징에 고정되는 제1 탄성체;를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 일측이 상기 외부 브라켓에 고정되고, 상기 일측을 축으로 하여 각변위를 형성할 수 있는 고정 브라켓;,일단이 상기 고정 브라켓에 고정되고, 타단이 전자석에 고정되는 제2 탄성체; 및 상기 전자석을 권취하는 코일;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 모듈 하우징의 내부에 발열 또는 연기를 감지하는 복합센서;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 복합센서로부터 신호를 수신하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 배터리 모듈의 위험을 감지하여 복수의 배터리 모듈의 개별적인 분리 배출이 가능하게 할 수 있다. 또한, 기계적인 설계에 의하여 보조적인 전류에 의하여 배터리 모듈을 간편하게 배출할 수 있는 효과를 제공하고자 한다.
이를 통해 배터리의 화재 등의 위험이 차량 전체로 전이되는 것을 차단하는 장치를 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 및 배터리 팩을 나타낸 배터리 구조체의 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구조체의 설치 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구조체의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 설치 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사출 개념도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 사출 개념도이다.
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) 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 것으로, 차량의 하부에 위치하고, 상기 차량에 에너지를 공급하는 배터리부(100);, 상기 배터리부(100)를 거치하고 위치를 조정하는 위치조정부(200); 상기 배터리부(100)의 상태에 따라 상기 위치조정부(200)를 제어하는 제어부(300);를 포함한다.
본 발명은 전기 자동차용 배터리 구조체에 대한 것으로, 배터리부(100), 위치조정부(200), 제어부(300)를 포함할 수 있다. 배터리부(100)는 일반적으로 전기 자동차의 하부에 위치하여 공간 효율성을 확보하고, 무게중심을 낮춰 구조적 안정성을 확보할 수 있다. 위치조정부(200)는 배터리부(100)를 거치하고, 위치를 조정할 수 있는 구성일 수 있다. 후술하는 바와 같이 위치조정부(200)는 배터리부(100)를 고정하거나, 이동시킬 수 있다. 제어부(300)는 위치조정부(200)의 세부 구성들을 제어하여 배터리부(100)의 고정. 이동 및 배출 등을 제어할 수 있다.
(실시예 2-1) 실시예 1-1에 있어서, 상기 배터리부(100)는 병렬로 연결되어 있는 복수의 배터리 모듈(110);을 포함한다.
(실시예 2-2) 실시예 2-2에 있어서, 상기 배터리 모듈(110)은 복수의 배터리 셀(111);을 포함한다.
(실시예 2-3) 실시예 2-2에 있어서, 상기 배터리 셀(111)은 원통형, 파우치형, 각형 중 어느 하나의 형상으로 형성된다.
(실시예 2-4) 실시예 2-1에 있어서, 상기 배터리 모듈(110)은 육면체 형상으로 형성된다.
배터리부(100)는 복수의 배터리 모듈(110)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 충분한, 그리고 지속적인 에너지를 차량에 제공할 수 있다. 배터리 모듈(110)은 단위체인 배터리 셀(111)이 복수로 구성되어 있을 수 있다. 테슬라 전기 자동차에 적용되는 원통형 배터리 셀(111)은 파나소닉사가 제조하는 원통형 배터리 셀이며, 배터리 셀을 제조하는 회사인 CATL사와 삼성 SDI는 각형이며, LG화학과 SK이노베이션은 파우치형 배터리 셀을 제조 및 판매하고 있다. 다만, 이러한 배터리 셀(111)들은 배터리 모듈(110)로 모듈화되고, 모듈화된 배터리 모듈(110)이 배터리 팩을 구성하여 전기 자동차에 적용되는 것은 모두에게 적용될 수 있다. 배터리 모듈(110)은 일반적으로 육면체 형상으로 형상화될 수 있다. 이러한 배터리 모듈(110)을 필요에 따라 분리하는 것이 본 발명의 내용 중 하나일 수 있다.
또한, 후술할 바와 같이 배터리 모듈을 개별적으로 분리배출하는 것이 아닌, 모든 배터리 모듈이 세트로 구성되는 배터리 팩 전체를 외부로 배출시킬 수도 있다. 이러한 경우, 배터리 팩은 차량 하부 공간이 개폐구가 되어 후술할 제1 개폐구 및 제2 개폐구와 같이 별도의 엑츄에이터 또는 특정 크기 이상의 힘이 가해질 경우, 외부로 방출되는 구성일 수 있다.
(실시예 3-1) 실시예 2-1에 있어서, 상기 위치조정부(200)는 각각의 배터리 모듈(110)을 내장하고 고정하는 모듈 하우징(210);, 각각의 상기 모듈 하우징(210)를 구분하고, 상기 차량과 고정되어 형성되는 외부 브라켓(220);을 포함한다.
위치조정부(200)는 배터리 모듈(110)을 내장하는 모듈 하우징(210)과 복수의 모듈 하우징(210)을 구분하고, 차량에 고정되어있는 외부 브라켓(220)을 포함할 수 있다. 외부 브라켓(220)은 후술할 바와 같이 경우에 따라 모듈 하우징(210)을 외부로 배출할 수 있는 구성들이 결합되어질 수 있다.
(실시예 3-2) 실시예 3-1에 있어서, 상기 모듈 하우징(210)은 상기 배터리 모듈(110)의 하측을 지지하는 하부 브라켓(211);, 상기 배터리 모듈(110)의 횡방향 이동을 제한하는 측부 브라켓(215);을 포함한다.
(실시예 3-3) 실시예 3-2에 있어서, 상기 하부 브라켓(211)은 상기 배터리 모듈(110)의 이동방향을 가이드하는 가이드 레일(212);을 포함한다.
모듈 하우징(210)은 하부 브라켓(211)과 측부 브라켓(215)을 포함할 수 있다. 모듈 하우징(210)은 모듈화된 배터리 모듈(110)을 내장할 수 있다. 하부 브라켓(211)은 배터리 모듈(110)의 원활한 이동을 도모하고 배터리 모듈(110)의 이동방향을 가이드하는 가이드 레일(212)을 포함할 수 있다. 하부 브라켓(211)과 접촉하며 지지하고 있는 차체의 일부에는 가이드 레일(212)과 대응되는 가이드가 구비될 수 있다. 이는 추후 배터리 모듈(110)을 배출하기 위한 구성으로 이용될 수 있다.
(실시예 3-4) 실시예 3-2에 있어서, 상기 외부 브라켓(220)은 상기 모듈 하우징(210)을 하부로 배출하는 공간을 제공하는 제1 개폐구(221);를 구비한다.
(실시예 3-5) 실시예 3-2에 있어서, 상기 외부 브라켓(220)은 상기 모듈 하우징(210)을 측부로 배출하는 공간을 제공하는 제2 개폐구(222);를 구비한다.
외부 브라켓(220)은 배터리 모듈(110)을 내장하는 모듈 하우징(210)을 차량의 하부로 배출하기 위해 제1 개폐구(221)를 구비할 수 있다. 또한 상기 배터리 모듈(110)을 측부로 배출하기 위해 제2 개폐구(222)를 구비할 수 있다. 본 발명은 화재 위험이 감지된 배터리 모듈(110)을 차량의 외부로 배출하기 위해 제1 및 제2 개폐구(221,222)를 구비할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 개폐구(221,222)와 같이 배터리를 배출시키기 위한 별도의 공간을 추가적으로 구비하는 것이 아닌, 배터리 모듈 또는 배터리 팩의 교체를 위한 공간을 활용하여 배터리를 외부로 배출시킬 수 있다. 최근 전기 자동차의 에너지원을 공급함에 있어, 배터리를 충전하는 것이 아니라, 배터리 모듈을 교환하는 방법으로 에너지원을 공급할 수 있고, 본 발명은 배터리의 화재 등 위급 상황에서 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 이미 구비되어 있는 배터리 교환 공간을 통해 배출할 수 있다. 즉, 별도의 화재 등 비상 상황에서 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 배출시키는 별도의 구성을 구비하는 것이 아닌, 배터리를 교체하기 위해 구비된 이동공간을 이용하여 배터리를 배출시킬 수 있다.
본 발명의 하부 브라켓(211)과 측부 브라켓(215)에도 각각 제3 개폐구, 제4 개폐구를 구비할 수 있다. 이는 모듈 하우징(210)에 내장된 상태가 아닌, 배터리 모듈(110)을 모듈 하우징(210)과 분리하여 외부로 배출시키기 위한 구성일 수 있다. 다시말해, 배터리 모듈(110)을 모듈 하우징(210)과 분리하여 배출할 수 있고, 또는 모듈 하우징(210)과 배터리 모듈(110)을 분리하지 않고 모듈 하우징(210)을 외부로 배출할 수 있다. 제1 및 제2 개폐구(221,222)는 모듈 하우징(210)과 함께 배터리 모듈(110)을 배출하기 위한 구성일 수 있다.
(실시예 3-6) 실시예 3-4 또는 실시예 3-5에 있어서, 상기 제1 개폐구(221) 또는 제2 개폐구(222)는 설정된 크기 이상의 외력에 의해 선택적으로 개폐된다.
제1 개폐구(221) 또는 제2 개폐구(222)는 외력에 의해 개폐되는 구성일 수 있다. 외력은 개폐구 방향으로의 외력을 의미할 수 있다. 개폐구 방향으로 외력이 작용하면, 닫혀있는 각각의 개폐구는 개방될 수 있다. 외력은 용수철과 같은 탄성체에 의해 제공될 수 있다.
(실시예 3-7) 실시예 3-2에 있어서, 상기 제1 개폐구(221) 및 제2 개폐구(222)를 선택적으로 개폐하는 엑츄에어터;를 포함한다.
(실시예 3-8) 실시예 3-7에 있어서, 상기 엑츄에이터에 전류를 공급하는 보조 발전기;를 포함한다.
제1 및 제2 개폐구(221,222)는 엑츄에이터에 의해 개폐될 수 있다. 엑츄에이터는 보조 발전기에 의해 전류가 공급될 수 있다. 보조 발전기는 별도의 독립적인 에너지원에 의해 작동될 수 있다. 전기 자동차의 배터리에 화재를 포함한 어떠한 문제가 생겨 에너지를 제공할 수 없을 때에도 보조 발전기는 전류를 엑츄에이터에 제공할 수 있다. 보조 발전기 및 엑츄에이터는 후술할 제어부(300)의 신호에 의하여 작동될 수 있다.
(실시예 4-1) 실시예 3-1에 있어서, 일측이 상기 외부 브라켓(220)에 고정되고, 타측이 상기 모듈 하우징(210)에 고정되는 제1 탄성체(230);를 포함한다.
(실시예 4-2) 실시예 4-1에 있어서,상기 제1 탄성체(230)에 압축 방향으로 고정력을 제공하는 고정체(235);를 포함한다.
(실시예 4-3) 실시예 4-2에 있어서,상기 고정체(235)는 열에 의하여 상기 고정력이 해제된다.
(실시예 4-4) 실시예 4-2에 있어서, 상기 고정체(235)는 상기 제어부(300)의 신호에 의하여 상기 고정력이 해제된다.
전기 자동차의 배터리가 연소되는 경우는 여러 이유가 있지만, 대표적으로 과충전이나 외부수열이 있을 수 있다. 과충전의 경우 벤트가 발생하고 가연성 가스 및 연기 발생량이 서서히 증가된다. 전기적 이상상태로 발생된 수지상 결정에 의한 내부단락으로 열폭주(Thermal runaway) 현상이 발생되면서, 가연성 분위기에 일순간 착화 되고, 동시에 과충전된 에너지가 한순간에 급격히 방출되면서 화염분출 및 불티를 동반한 폭발적인 연소형태가 나타날 수 있다.
또한 외부수열의 경우 벤트가 발생하고 화염이 일어나기 전까지 엄청난 양의 가연성 가스 및 연기가 다량 배출되다가 장시간 고온의 외부수열에 의해 분리막이 녹으면서 내부단락으로 인한 열폭주 현상이 발생되면서 가연성 분위기에 착화되지만, 가연성 가스가 다량 방출된 후 착화되었었기 때문에 충전된 에너지양 자체가 급격히 감소되어 화염발생 후 과충전과 비교했을 때 소극적인 연소가 일어날 수 있다. 이처럼 여러 이유에 의해 배터리가 연소될 수 있는데, 본 발명은 모든 경우의 배터리 연소에 대해 인지할 수 있어야 한다.
이하 모듈 하우징(210)을 외부 브라켓(220)에 고정한 상태에서 배출하는 과정 및 구성에 대하여 설명한다. 제1 탄성체(230)는 일측이 외부 브라켓(220)에 고정되고, 타측이 모듈 하우징(210)에 고정될 수 있다. 고정체(235)는 제1 탄성체(230)가 압축되어 있거나 자연 상태로 유지될 수 있도록 고정력을 제공하는 구성이다. 다만, 배터리의 온도가 상승하여 배터리의 열폭주 현상에 의하여 화재 등의 위험이 발생될 경우, 고정력이 해제되면서 탄성체가 모듈 하우징(210)을 외부로 밀어내는 힘을 제공할 수 있다.
고정력이 해제되는 기준은 배터리의 종류, 모듈 하우징(210)의 재질 등에 따라 결정되어 질 수 있다. 예를 들면, 고정체(235)의 온도가 설정된 온도를 초과할 때, 고정력이 해제될 수 있는데, 그 설정 온도는 리튬 배터리에 스웰링 현상이 발생되는 온도를 기준으로 설정될 수 있다. 배터리 모듈(110)의 표면온도가 약
Figure pat00001
가 될 때, 스웰링 현상이 발생될 수 있는데, 배터리 모듈(110)의 하우징에 일측이 결합되어 있는 본 발명의 고정체(235)는 이보다 낮은 온도에서 고정력이 해제되도록 구성될 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 제어부(300)에서 배터리 모듈(110)의 표면온도에 따라 고정체(235)의 상태를 제어할 수 있고, 배터리부(100)에서 발생되는 연기를 센싱하여 그에 따라 고정체(235)의 상태를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 탄성체(230)의 탄성력에 의하여 배터리 모듈(110)을 외부로 배출시키는 것이 아닌, 공기의 압력을 이용할 수 있다. 예컨대, 에어백의 작동을 위해 압축되어 있는 공기의 압력을 제1 탄성체(230)가 위치하고 있는 외부 브라켓(220)과 모듈 하우징(210)의 사이공간으로 연결하여 이용할 수 있다. 이를 위해 압축되어 있는 공기와 모듈 하우징(210)은 체크밸브를 통해 연결되어질 수 있다. 필요시 체크밸브를 열어 에어백의 공기 압력을 배터리 모듈(110)을 배출하는데 이용할 수 있다.
또한, 에어백의 공기 압력이 아닌, 고압으로 압축된 공기 팩(231)을 이용할 수 있다. 예컨대, 제1 탄성체(230)가 위치하는 곳에 고압으로 압축되어 있는 공기 팩(231)을 구비할 수 있다. 공기 팩(231)은 배터리 모듈(110)의 화재 시 온도 또는 압력변화에 의하여 폭발할 수 있다. 공기 팩(231)이 폭발하면서 고압의 기압을 발생시키고, 이러한 압력차에 의하여 배터리 모듈(110)을 배출할 수 있다. 상술한 내용은 제1 탄성체(230)의 역할을 대신할 수 있는 구성으로 이해할 수 있다.
(실시예 5-1) 실시예 3-1에 있어서, 일측이 상기 외부 브라켓(220)에 고정되고, 상기 일측을 축(241)으로 하여 각변위를 형성할 수 있는 고정 브라켓(240);, 일단이 상기 고정 브라켓(240)에 고정되고, 타단이 전자석(251)에 고정되는 제2 탄성체(250); 및 상기 전자석(251)을 권취하는 코일(252);을 포함한다.
(실시예 5-2) 실시예 5-1에 있어서, 상기 코일(252)에 전류가 흐를 경우, 상기 전자석(251)은 자력에 의해 이동되어 상기 제2 탄성체(250)의 타단을 이동시킨다.
도4를 참조하면, 고정 브라켓(240)은 일측이 외부 브라켓(220)에 고정되면서 상기 일측을 축(241)으로 하여 각변위를 형성할 수 있다. 또한, 외부 브라켓(220)은 제2 탄성체(250)의 일단이 고정될 수 있다. 제2 탄성체(250)의 타단은 전자석(251)에 고정될 수 있다
도4 및 도5를 참조하면, 전자석(251)을 권취하는 코일(252)이 형성될 수 있고, 코일(252)에 전류가 흐를 경우 코일(252) 내부에는 자기장이 유도되며, 유도된 자기장에 의하여 전자석(251)은 설정된 방향으로 이동될 수 있다. 전자석(251)과 코일(252)은 외부 브라켓(220)의 외측에 위치하는 보조 하우징(260)에 내장되어질 수 있다. 제2 탄성체(250)의 타단이 전자석(251)에 고정되어 있으므로, 전자석(251)이 외측으로 이동됨에 따라 제2 탄성체(250)의 탄성력이 해제될 수 있다. 이에 따라 모듈 하우징(210)은 고정 브라켓(240) 및 외부 브라켓(220)과의 결착이 해제되면서 외부로 이동될 수 있다. 모듈 하우징(210)을 외부로 배출시키는 힘은 제1 탄성체(230)에서 제공할 수 있다. 또한, 모듈 하우징(210)을 외부로 방출시키는 구성은 이외의 일반적인 물체 이동 방식에 의할 수 있음은 물론이다.
(실시예 5-3) 실시예 5-1에 있어서, 상기 모듈 하우징(210)은 상기 고정 브라켓(240)의 타측에 탈착되는 탈착구(217);를 포함한다.
(실시예 5-4) 실시예 5-2에 있어서, 상기 탈착구(217)는 갈고리 형상으로 상기 모듈 하우징(210)의 표면에서부터 연장되어 형성된다.
도4를 참조하면, 배터리 모듈(110)이 외부 브라켓(220)과 결착되는 방향으로 이동되면, 모듈 하우징(210)은 고정 브라켓(240)의 타측에 결착되어 고정될 수 있다. 결착되는 과정에서 제2 탄성체(250)는 압축되어질 수 있다. 모듈 하우징(210)은 탈착구(217)를 포함할 수 있고, 탈착구(217)는 갈고리 형상으로 모듈 하우징(210)의 포면에서부터 연장되어 형성될 수 있다. 코일(252)에 전류를 인가시키는 기술내용은 센서를 포함하는 제어부(300)에 대한 설명을 참조할 수 있다.
(실시예 6-1) 실시예 3-1에 있어서, 상기 모듈 하우징(210)의 내부에 발열 또는 연기를 감지하는 복합센서(310);를 포함하며, 상기 제어부(300)는 상기 복합센서(310)로부터 신호를 수신한다.
(실시예 6-2) 실시예 6-1에 있어서, 상기 제어부(300)는 상기 신호를 수신하는 통신회로;, 상기 신호를 통해 상기 배터리 모듈(110)의 위험도를 평가하는 판단회로;를 포함한다.
제어부(300)는 복합센서(310)에서 측정된 데이터를 수신하기 위한 통신회로와 신호를 통해 배터리 모듈(110)의 위험도를 평가하는 판단회로를 포함할 수 있다.
또한 제어부(300)는 일반적으로 BMS(Battery Management System)으로 존재하는 전기 자동차의 기존 구성이 그 역할을 대체할 수 있다. 통신회로는 통신망을 통하여 신호 또는 데이터를 전송할 수 있다. 통신회로는 유선랜을 이용할 수 있음은 물론이고, 단거리 무선통신회로를 포함할 수 있다. 따라서 통신회로는 RF(Radio-Frequency) 통신 방식 또는 IR(Infrared Ray) 통신 방식을 이용할 수 있고, 이를 위하여 복수의 안테나와 연동될 수 있으나, 안테나를 통한 통신 방법만을 한정하는 것은 아니다. 이와 같은 무선통신방식은 단일 칩과 같은 하나의 구성 요소로 통합되거나 별도의 복수 칩들과 같이 복수의 구성요소로 구현될 수 있다. 본 발명에서는 복합센서(310)에서 측정된 데이터를 제어부(300)가 수신하고, 제어부(300)는 수신된 데이터를 이용하여 판단을 할 수 있다. 판단된 결과에 따라 제1 및 제2 개폐구(221,222)를 개폐하거나, 제1 및 제2 탄성체(230,250)가 탄성력을 제공하거나 해제할 수 있도록 할 수 있다.
판단회로는 온도 또는 연기량에 대한 정보를 바탕으로 배터리 모듈(110)의 위험도를 평가할 수 있다. 위험도 평가는 이용자가 설정한 온도 또는 연기밀도를 초과한 정도에 기초하여 평가될 수 있다. 제어부(300)는 배터리의 화재가 차량 전체로 확산되는 것을 차단하기 위하여 배터리 모듈(110)을 외부로 방출시키는 배출신호를 생성하고 송신할 수 있다. 배출신호는 제1 개폐구(221) 및/또는 제2 개폐구(222)를 제어하는 엑츄에이터에 신호를 전달하여 개폐구를 개방시킬 수 있다.
또한, 개방된 개폐구를 통해 화재위험이 있는 배터리 모듈(110)을 방출시키기 위하여 <실시예 4> 및 <실시예 5>에서 기술하고 있는 제1 및 제2 탄성체(230,250)의 탄성력을 이용할 수 있다. 구체적으로 고정체(235)의 고정력을 해제하는 신호를 보내거나, 제2 탄성체(250)의 타단과 고정되어 있는 전자석(251)을 이동시키기 위해 전자석(251)에 권취되어 있는 코일(252)에 전류를 인가하는 신호를 보낼 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 배터리부 200 : 위치조정부
210 : 모듈 하우징 220 : 외부 브라켓
230 : 제1 탄성체 231 : 공기 팩
235 : 고정체 240 : 고정 브라켓
250 : 제2 탄성체 251 : 전자석
252 : 코일 310 : 복합센서

Claims (6)

  1. 분리를 통해 안정성을 확보하는 전기 자동차용 배터리 구조체에 있어서,
    차량의 하부에 위치하고, 상기 차량에 에너지를 공급하는 배터리부(100);
    상기 배터리부(100)를 거치하고 위치를 조정하는 위치조정부(200);
    상기 배터리부(100)의 상태에 따라 상기 위치조정부(200)를 제어하는 제어부(300);를 포함하는 배터리 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리부(100)는 병렬로 연결되어 있는 복수의 배터리 모듈(110);을 포함하는 배터리 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 위치조정부(200)는 각각의 배터리 모듈(110)을 내장하고 고정하는 모듈 하우징(210);
    각각의 상기 모듈 하우징(210)를 구분하고, 상기 차량과 고정되어 형성되는 외부 브라켓(220);을 포함하는 배터리 구조체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    일측이 상기 외부 브라켓(220)에 고정되고, 타측이 상기 모듈 하우징(210)에 고정되는 제1 탄성체(230);를 포함하는 배터리 구조체.
  5. 청구항 3에 있어서,
    일측이 상기 외부 브라켓(220)에 고정되고, 상기 일측을 축(241)으로 하여 각변위를 형성할 수 있는 고정 브라켓(240);
    일단이 상기 고정 브라켓(240)에 고정되고, 타단이 전자석(251)에 고정되는 제2 탄성체(250); 및
    상기 전자석(251)을 권취하는 코일(252);을 포함하는 배터리 구조체.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 모듈 하우징(210)의 내부에 발열 또는 연기를 감지하는 복합센서(310);를 포함하며,
    상기 제어부(300)는 상기 복합센서(310)로부터 신호를 수신하는 배터리 구조체.
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