KR20230054607A - 전지 박스, 전지 및 전기 기기 - Google Patents

전지 박스, 전지 및 전기 기기 Download PDF

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KR20230054607A
KR20230054607A KR1020227031541A KR20227031541A KR20230054607A KR 20230054607 A KR20230054607 A KR 20230054607A KR 1020227031541 A KR1020227031541 A KR 1020227031541A KR 20227031541 A KR20227031541 A KR 20227031541A KR 20230054607 A KR20230054607 A KR 20230054607A
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outer panel
balancing valve
battery
battery box
balancing
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KR1020227031541A
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English (en)
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후이민 먀오
삔삔 츠언
즈밍 츠언
칭 왕
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컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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Abstract

케이스 프레임(100), 열 관리 부재(200) 및 외부 패널(300)을 포함하는 전지 박스에 관한 것이다. 열 관리 부재(200)는 케이스 프레임(100)의 일측에 설치되어, 전지의 온도를 조절하기 위해 사용되며, 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)는 인접하게 배치되어, 열 관리 부재(200)가 케이스 프레임(100)을 덮도록 설치되며, 외부 패널(300)상에는 밸런싱 밸브(400)가 설치되어 있고, 밸런싱 밸브(400)는 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)사이에 형성된 캐비티와 외부 공기를 연통시킬 수 있다.

Description

전지 박스, 전지 및 전기 기기
본 출원은 전지 기술분야에 관한것으로, 구체적으로, 전지 박스, 전지 및 전기 기기에 관한 것이다.
에너지 절약 및 배출 저감은 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이며, 전기 자동차는 에너지 절약 및 환경 보호의 우세로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 부분이 되었다. 전기 자동차의 경우, 전지 기술은 전기 자동차의 발전에 중요한 요소이기도 하다.
전지는 사용 중에 열이 발생되어 전지의 온도를 상승시킬 수 있다. 전지 온도가 너무 높으면 전지가 자발적으로 점화되거나 폭발할 수 있으므로 전지에 대해 방열처리를 진행할 필요가 있다. 본 출원의 발명자들은 현재의 방열 방안이 방열 효과가 좋지 않고, 방열 과정에서 이상 소음과 같은 문제를 일으킬 수 있음을 연구 과정에서 발견하였다.
본 출원의 실시예에서는 종래 기술의 방열 효과가 좋지 않고 방열 과정에서 발생하는 이상 소음 문제를 해결하기 위해, 본 출원의 실시예에서는 전지 박스, 전지 및 전기 기기를 제안하였다.
일 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 케이스 프레임, 열 관리 부재 및 외부 패널을 포함하는 전지 박스를 제공한다. 상기 열 관리 부재는 상기 케이스 프레임의 일측에 설치되어, 전지의 온도를 조절하기 위해 사용되며, 상기 외부 패널과 상기 열 관리 부재는 인접하게 배치되어, 상기 열 관리 부재가 상기 케이스 프레임을 덮도록 설치되며, 상기 외부 패널상에는 밸런싱 밸브가 설치되어 있고, 상기 밸런싱 밸브는 상기 외부 패널과 상기 열 관리 부재 사이에 형성된 캐비티와 외부 공기를 연통시키는데 사용될 수 있다.
본 출원에서 제안한 상기 실시예를 통해, 캐비티 내부의 공기를 외부 공기와 연통시킬 수 있고, 캐비티 내부의 공기압이 비교적으로 높을 때 캐비티 내부의 공기는 상기 밸런싱 밸브를 통해 외부로 확산되어 캐비티 내부의 압력을 낮춰 캐비티 내부와 외부 압력의 균형을 실현하여 캐비티 내부 압력에 의한 외부 패널의 변형을 방지하고, 외부 패널과 열 관리 부재 사이가 헐거워져 이상 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 밸런싱 밸브는 상기 외부 패널의 양단에 설치될 수 있다. 밸런싱 밸브를 외부 패널의 양단에 배치함으로써, 외부 패널의 양단부가 받는 공기압을 신속하게 평형시킬 수 있고, 캐비티 내부 양단의 기압차가 외부 패널에 대한 영향을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 밸런싱 밸브는 상기 외부 패널의 중심 위치에 설치될 수 있다. 캐비티 내의 각 영역의 공기압을 고루 고려하여 각 영역의 기체가 빠르게 유출되도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 외부 패널상에는 고정홀이 설치되어 있고, 상기 밸런싱 밸브는 밸런싱 밸브 본체를 포함하며, 상기 밸런싱 밸브 본체상에는 고정 부재가 설치되어 있으며, 상기 고정 부재는 상기 고정홀과 배합하여 상기 밸런싱 밸브를 상기 외부 패널의 일측에 고정시킬 수 있다. 이러한 방식은 밸런싱 밸브의 설치 및 유지 보수에 편리하고 사용에도 편리하다.
일부 실시예에서, 상기 밸런싱 밸브 본체상에는 통기홀이 설치되어 있고, 상기 통기홀은 상기 고정홀과 통기 통로를 형성할 수 있다. 통기홀은 상기 고정홀과 통기 통로를 형성하여, 캐비티 내부의 공기와 외부를 연통함으로써, 캐비티 내부와 외부의 기압의 빠른 평형에 유리할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 고정 부재는 버클 부재이고, 상기 버클 부재는 상기 통기홀의 둘레를 따라 외부 패널 방향으로 연장되어 마련되고, 상기 외부 패널상의 고정홀과 서로 끼워져 결합될 수 있다.
고정 부재를 버클 부재로 설정함으로써, 상기 밸런싱 밸브를 상기 외부 패널상에 편리하게 결합시킬 수 있다. 고정 시, 상기 밸런싱 밸브를 누르기만 하면, 상기 버클 부재가 상기 고정홀를 지나, 상기 고정홀과 끼움 결합될 수 있어, 밸런싱 밸브의 설치가 용이해질 수 있다. 동시에, 버클 부재를 통해 용이한 착탈을 실현하여, 후속의 유지 보수에 편리함을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 버클 부재의 스트레인 값은 15%보다 클 수 있다. 이러한 스트레인 값일 때, 상기 버클 부재는 후속 사용 과정에서 쉽게 부러지지 않아 밸런싱 밸브의 사용 수명을 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 고정홀의 너비는 상기 버클 부재의 너비보다 클 수 있다. 이러한 방식에 의하면, 상기 고정홀은 밸런싱 밸브를 설치하는데 사용될 뿐만 아니라 통기홀과 함께 통기 통로를 형성할 수 있어 상기 외부 패널에 별도의 통기홀을 마련할 필요가 없어 구조를 단순화 시키고, 우월한 통기 효과를 얻을 수 있다.
일부 실시예에서, 고정 부재는 나사산 부재이고, 상기 나사산 부재는 상기 통기홀의 둘레를 따라 외부 패널 방향으로 연장되어 마련되며, 상기 외부 패널에 위치한 고정홀의 내벽애도 대응되게 암나사산 부재가 형성되어, 상기 나사산 부재와 상기 암나사산 부재가 서로 결합되어, 상기 고정홀내에서 나가 결합될 수 있다.
이러한 방식에 의하면, 밸런싱 밸브를 고정 시킬 때, 상기 밸런싱 밸브를 돌리기만 하면, 상기 밸런싱 밸브를 상기 고정홀에 회전 삽입함으로써 밸런싱 밸브의 고정을 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 전지 박스는 개스킷을 더 포함하고, 상기 개스킷은 상기 밸런싱 밸브와 상기 외부 패널사이에 마련되어, 상기 밸런싱 밸브와 상기 외부 패널을 밀봉 연결시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 밸런싱 밸브 본체와 상기 외부 패널이 연결될 때, 상기 개스킷을 상기 밸런싱 밸브 본체와 상기 외부 패널 사이에서 압착시켜, 상기 개스킷이 탄성 변형됨으로써, 상기 고정 부재를 가압하여, 상기 밸런싱 밸브와 외부 패널 사이에서 더 확실한 밀봉 효과를 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 개스킷의 압축량은 40%-60%일 수 있다. 본 출원인은 실험을 통해 최적의 압축량이 40%-60%임을 확인하였다. 압축량이 지나치게 클 경우, 개스킷이 과도하게 압축되어, 개스킷의 사용 수명에 영향을 미칠 수 있고, 압축량이 지나치게 작으면, 밀봉이 확실치 않는 경우가 발생할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 밸런싱 밸브 본체의 상기 외부 패널로부터 멀리 떨어진 일측에서, 상기 통기홀의 둘레에는 통기홈이 마련될 수 있고, 상기 통기홈은 상기 통기홀 및 상기 고정홀과 함께 통기 통로를 형성할 수 있다. 통기홈은 통기홀의 둘레에 마련되므로, 캐비티내의 기체는 상기 통기홀과 직접적으로 연통되지 않아, 통기홈을 지나 통기홀에 진입하여야 한다. 따라서, 통기홈을 통해 통기 통로를 절곡시켜, 먼지나 부스러기로 인해 통기홀이 막히게 되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 통기홀의 둘레에는 위치 결정 돌기가 이격되어 마련될 수 있고, 상기 위치 결정 돌기 사이에는 통기홈이 형성될 수 있다. 위치 결정 돌기사이에 통기홈이 형성되고, 상기 통기홈과 통기홀은 서로 연통되어, 상기 밸런싱 밸브의 구조가 보다 콤팩트해지고 체적이 더 작아지도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 전지 박스는 밸런싱 필름을 더 포함하고, 상기 밸런싱 필름은 상기 통기홀의 상부를 덮도록 마련될 수 있다. 밸런싱 필름의 설치에 의해, 캐비티 외부의 액체가 고정홀과 통기홀을 통하여 캐비티 내로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 동시에, 캐비티 내의 기체와 외부 공기의 유통에 영향을 주지 않기 때문에, 방수 통기의 역할을 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 밸런싱 필름은 방수 통기성 복합 재료일 수 있다. 밸런싱 필름의 설치에 의해, 캐비티 외부의 액체가 고정홀과 통기홀을 통하여 캐비티 내로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 동시에, 캐비티 내의 기체와 외부 공기의 유통에 영향을 주지 않기 때문에, 방수 통기의 역할 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 개스킷은 링 형상으로 마련되고, 상기 링 형상의 내주 둘레는 상기 밸런싱 필름의 외주 둘레보다 작고, 상기 링 형상의 외주 둘레는 상기 밸런싱 필름의 외주 둘레보다 클 수 있다. 상기 개스킷과 밸런싱 필름 사이의 밀봉 영역이 중첩되도록 하여 더 확실한 밀봉 효과를 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 전지 박스는 보호 커버를 더 포함하고, 상기 보호 커버는 상기 밸런싱 밸브의 상기 외부 패널로부터 멀리 떨어진 일단을 덮도록 설치될 수 있다.
보호 커버를 설치함으로써, 상기 밸런싱 밸브의 조립, 운송 및 보관과정에서 밸런싱 필름이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 동시에, 캐비티 내의 먼지나 부스러기가 상기 통기홀 상부에 직접적으로 떨어져서 통기 통로를 막는 것을 방지할 수도 있다.
일부 실시예에서, 보호 커버는 상기 위치 결정 돌기를 덮도록 배치될 수 있다. 이러한 방식에 의하면, 상기 보호 커버는 밸런싱 필름, 밸런싱 밸브 본체 및 개스킷이 모두 외부 패널을 덮도록 설치하여, 구조가 콤팩트해지고 차지하는 공간이 작게 된다.
다른 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 또한 전지셀 및 상술한 실시예에 따른전지 박스를 포함하는 전지를 제공할 수 있고, 상기 전지셀는 상기 전지 박스 내부에 마련될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 또한 상술한 실시예에 따른 전지를 포함하는 전기 기기를 제공할 수 있고, 돨전지, 상기 전지는 전원을 공급하기 위해 사용될 수 있다.
본 출원에서 제안한 상기 실시예를 통해, 캐비티 내부의 공기를 외부 공기와 연통시킬 수 있고, 캐비티 내부의 공기압이 비교적으로 높을 때 캐비티 내부의 공기는 상기 밸런싱 밸브를 통해 외부로 확산되어 캐비티 내부의 압력을 낮춰 캐비티 내부와 외부 압력의 균형을 실현하여 캐비티 내부 압력에 의한 외부 패널의 변형을 방지하고, 외부 패널과 열 관리 부재 사이가 헐거워져 이상 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 출원에서 설명되는 도면은 본 출원에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위해 사용되며 본 출원의 일부를 구성한다. 본 출원의 개략적인 실시예 및 설명은 본 출원을 설명하기 위해 사용되며 본 출원의 부적절한 제한을 구성하지 않는다. 첨부된 도면에서:
도 1은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 자동차의 구조적 예시도이고,
도 2는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전지의 전개도이며,
도 3은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전지 박스의 전개 예시도이고,
도 4는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 외부 패널의 구조적 예시도이며,
도 5는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 밸런싱 밸브와 외부 패널 고정 전개도이고,
도 6은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 밸런싱 밸브의 부분 확대도이며,
도 7은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 다른 밸런싱 밸브의 구성도이고,
도 8은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 밸런싱 밸브의 단면도이며,
도 9는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 밸런싱 밸브의 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 기술적 방안의 실시예를 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 출원의 기술적 방안을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로, 이는 예시에 불과하며, 본 출원의 보호 범위를 한정하는 데 사용될 수 없다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술적 방안 및 이점을 보다 명확하게 하기 위하여, 이하에서는 본 출원의 실시예의 도면을 참조하여 본 출원의 실시예의 기술적 방안에 대하여 명확하게 설명한다. 명백하게, 설명된 실시예는 본 출원의 전체가 아니라 일부 실시예이다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 창의적인 작업 없이 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 출원의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가지며, 본 출원에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위한 것으로 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원의 명세서 및 청구범위 및 상기 도면의 설명에서의 용어 "포함" 및 "구비" 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된다. 본 출원의 명세서, 청구범위 및 상기 도면에서의 용어 "제1", "제2" 등은 서로 다른 대상을 구별하기 위해 사용된 것으로, 특정 순서 또는 우선 순위 관계를 설명하기 위함이 아니다.
본 명세서에서 "실시예"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 여러 곳에 등장하는 해당 문구가 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 별도의 또는 대안적인 실시예도 아니다. 본 명세서에 기술된 실시예가 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것은 당업자에 의해 명시적으로 그리고 묵시적으로 이해된다.
본 출원의 설명에서 달리 명시적으로 지정되고 제한되지 않는 한 "설치", "접속", "연결" 및 "부접"이라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 고정 연결, 착탈 연결 또는 일체형 연결이 될 수 있으며, 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결 또는 두 요소 간의 내부 연통이 될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미는 특정한 상황에 따라 이해될 수 있다.
본 출원의 "및/또는"이라는 용어는 연관된 객체를 설명하기 위한 연관 관계일 뿐이며, 관계의 종류가 3가지가 될 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, A 및/또는 B는, A가 단독으로 존재, A와 B가 동시에 존재, B가 단독으로 존재하는 경우를 나타낼 수 있다. 또한, 본 출원에서 부호 "/"는 일반적으로 부호 앞뒤의 관련 개체가 "또는"의 관계임을 나타낸다.
본 출원에서, "복수 개"는 두 개 이상(두 개 포함)을 의미하고, 유사하게 "복수 조"는 두 조 이상(두 조 포함)을 의미하고, "복수 장"은 두 장 이상(두 장 포함)을 의미한다.
현재 기술의 발전과 함께 동력 전지의 적용이 점점 더 광범위 해지고 있다. 동력전지는 수력, 화력, 풍력, 태양광 발전소와 같은 에너지 저장 전력 시스템뿐만 아니라 전기 자전거, 전기 오토바이, 전기 자동차등 전기 교통수단, 군사 장비 및 항공 우주등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 동력 전지의 적용 분야가 지속적으로 확장됨에 따라 시장 수요도 지속적으로 확대되고 있다.
동력 전지가 점점 더 널리 사용됨에 따라 전지의 안전 문제가 점점 더 두드러지고 있다. 현재 전지 안전의 주요 문제는 작동 중 전지 온도가 상승하는 것이다. 온도가 적절하게 제어되지 않을 경우, 전지가 자발적으로 점화되거나 폭발할 수도 있다. 따라서, 전지 온도를 어떻게 제어하고, 전지 온도가 상승할 때 적시에 전지를 방열시키는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 현재, 사용되는 방열 방식에는 풍랭식, 수냉식 및 기타 수단에 의한 방열 방식이 포함된다. 일반적으로 열 관리 부재는 전지 박스 내부에 마련되어 전지 박스의 일부로서 전지의 열을 발산시키며 열 관리 부재에는 수냉판 및 방열핀 등이 포함된다.
일 고안에서, 열 관리 부재는 전지의 바닥이나 측면과 같이 상단이 아닌 부분에 마련되어 있다. 또한 이러한 위치에 열 관리 부재를 배치하면 전지 상단의 고압 전기 캐비티를 피할 수 있으며 열 관리 부재의 파이프 라인이 손상되거나 결로에 인한 액체가 고전압 전기 캐비티로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전지의 밀봉 보호 등급 요구 사항을 보장하기 위해, 열 관리 부재와 그 외부에 위치한 전지 외부 패널 사이에 밀봉 설계가 이루어질 수 있다.
그러나 사용 과정에서 열 관리 부재에 의한 공기의 열팽창 및 냉수축 작용으로 인해 내부 공기 기압이 크게 변화하여 밀봉된 외부 패널이 변형됨에 따라 사용 중 이상 소음이 발생하게 되어 고객 경험에 영향을 미치고 방열 효과에도 영향을 미칠 수 있다.
또한, 기존의 밸런싱 밸브는 밀폐된 케이스에 나사로 고정되어 있어, 볼트 조립을 위해 케이스에 관통 홀을 뚫어야 하는 경우가 많은데, 볼트 조립은 설치 효율이 낮고 후처리 절차가 복잡하다. 한편, 기존의 밸런싱 밸브 제품은 높이와 크기가 커서 열 관리 부재과 전지 외부 패널의 협소한 공간에 설치하기 어려웠다. 밸런싱 밸브를 외부 패널의 외부에 배치할 경우, 전지의 전체적인 외관 일관성이 손상되고 전지의 부피가 증가하며 전지의 에너지 밀도 또한 감소하게 된다.
상기 고려 사항에 기초하여, 본 출원의 실시예에서는 전지 박스에 전지 박스의 외부 패널과 밀봉 설치되는 밸런싱 밸브를 구비함으로써, 전지 박스의 밀봉 성능을 보장시킬 수 있다. 동시에, 상기 밸런싱 밸브는 전지 박스중의 밀봉된 방열 공간을 외부 공간과 연통시킬 수 있으므로 내부의 뜨거운 공기가 밸런싱 밸브를 통해 발산될 수 있다. 한편으로는 전지 박스 내부의 열을 발산시킬 수 있으며 다른 한편으로는 내부 및 외부 기압의 균형을 실현하여 내부와 외부의 기압 차이로 인한 외부 패널의 변형을 방지할 수 있고, 또한 사용 중 전지 내부와 외부의 기압 차이로 인한 이상 소음을 방지할 수 있다.
본 출원의 실시예들에 개시된 전지 박스 및 전지는 자동차, 선박 또는 항공기와 같은 전기 기기에 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 출원에 개시된 전지 박스 및 전지를 사용하여 전기 기기의 전원 시스템의 일부를 형성할 수 있으며, 이는 전지 박스의 방열 성능을 향상시켜 전기 기기의 안전성을 향상시키는 데 유리하다.
본 출원의 실시예는 전지를 전원으로 사용하는 전기 기기를 제공하며, 상기 전기 기기는 휴대폰, 태블릿, 노트북, 전기 장난감, 전동 공구, 축전지차, 전기 자동차, 선박, 우주설비 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 전기 장난감에는 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감, 전기 비행기 장난감 등과 같은 고정식 또는 이동식 전기 장난감이 포함될 수 있으며, 우주 설비에는 비행기, 로켓, 우주왕복선, 우주선 등이 포함될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 이하의 실시예들은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 기기가 자동차(2000)인 것을 예로 들어 설명하도록 한다.
도 1은 본 출원의 실시예에서 제공하는 자동차(2000)의 구조적 예시도이다. 자동차(2000)는 연료 자동차, 천연가스 자동차 또는 신 에너지 자동차일 수 있고, 신 에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차등 일 수 있다. 자동차(2000)의 내부에는 전지(2100)가 구비되고, 전지(2100)는 자동차(2000)의 바닥부, 헤드부 또는 끝부분에 구비될 수 있다. 전지(2100)는 자동차(2000)에 전원을 공급하기 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어, 전지(2100)는 자동차(2000)의 작동 전원 역할을 할 수 있다. 자동차(2000)는 제어기(2200)와 모터(2300)를 더 포함할 수 있고, 제어기(2200)는 모터(2300)에 예를 들어 자동차 (2000)의 시동, 네비게이션 및 주행을 위한 수요 전력을 공급하도록 전지(2100)를 제어할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에서, 전지(2100)는 자동차(2000)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차(2000)의 구동 전원으로도 사용될 수 있어, 연료 또는 천연가스를 완전히 또는 부분적으로 대체하여 자동차(2000)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
도 2는 본 출원의 실시예에서 제공하는 전지(2100)의 전개도이다. 전지(2100)는 전지 박스(1100)와 전지셀(1000)을 포함하고, 전지셀(1000)은 전지 박스(1100)내에 수용된다.
본 출원의 실시예들에서 언급된 전지(2100)는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 이상의 전지셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급한 전지(2100)는 전지 모듈 또는 전지팩등을 포함할 수 있다. 전지셀(1000)은 복수 개일 수 있고, 복수 개의 전지셀(1000)들은 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결일 수 있고, 혼합 연결은 복수 개의 전지셀(1000)에서 직렬 연결도 있고 병렬 연결도 있음을 의미한다. 복수 개의 전지셀(1000)들은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결로 직접 연결될 수 있으며, 복수 개의 전지셀(1000)에 의해 형성된 전체가 전지 박스(1100)에 수용될 수 있다. 물론, 우선 복수 개의 전지셀(1000)을 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 전지 모듈 형태의 전지(2100)를 형성한 후, 복수 개의 전지 모듈을 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결해 총체를 형성하여 전지 박스(1100)에 수용될 수 도 있다. 전지(2100)는 다른 구조를 더 포함할 수 있으며, 예를 들어, 전지(2100)는 복수의 전지셀(1000) 사이의 전기적 연결을 구현하기 위한 버스를 더 포함할 수 있다.
전지 박스(1100)는 전지셀(1000)이 수용되는 수용공간을 제공하고, 전지 박스(1100)는 다양한 구조를 적용할 수 있다. 일부 실시예에서, 전지 박스(1100)는 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)를 포함할 수 있고, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)는 서로 결합될 수 있다. 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)는 함께 전지셀(1000)을 수용하기 위한 수용 공간을 형성할 수 있다. 하부 케이스(120)는 일단이 개방된 중공 구조일 수 있고, 상부 케이스(110)는 판상 구조일 수 있으며, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)가 함께 수용공간을 형성하도록 상부 케이스(110)는 하부 케이스(120) 개방된 측으로 덮여질 수 있다. 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)는 모두 일단이 개방된 중공 구조일 수도 있고, 상부 케이스(110)의 개방된 측은 하부 케이스(120)의 개방된 측으로 덮여질 수 있다. 물론, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)에 의해 형성되는 전지 박스(1100)는 원기둥, 직육면체 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 출원의 실시예에서 제공하는 전지 박스(1100)의 구성도이고, 케이스 프레임(100), 열 관리 부재(200)와 외부 패널(300)를 포함할 수 있다. 상기 열 관리 부재(200)는 상기 케이스 프레임(100)의 일측에 마련되어, 전지의 온도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 상기 열 관리 부재(200)를 상기 케이스 프레임(100)에 결합시키도록 상기 외부 패널(300)은 상기 열 관리 부재(200)과 인접하게 설치되며, 상기 외부 패널(300)상에는 밸런싱 밸브(400)가 마련되어 있고, 상기 밸런싱 밸브(400)는 상기 외부 패널(300)과 상기 열 관리 부재(200) 사이에 형성된 캐비티와 외부 공기를 연통시키는데 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 케이스 프레임(100)은 전지셀을 탑재하는데 사용되고, 통상적으로 스테인리스 스틸 또는 기타 경질 재질로 이루어지며, 전지셀을 케이스 프레임(100)상에 고정 설치한 후, 케이스 프레임(100)를 통해 전지를 자동차 차체에 설치하여 자동차에 전원을 공급하도록 할 수 있다.
상기 케이스 프레임(100)의 일측에는 케이스 프레임(100)에 구비된 전지셀을 방열 시키기 위한 열 관리 부재(200)가 구비된다. 상기 열 관리 부재(200)는 통상적으로 케이스 프레임(100)의 하부에 배치되며, 보다 나은 방열 효과를 갖도록 케이스 프레임(100)에 부착된다. 상기 열 관리 부재(200)는 수냉판, 방열판 또는 기타 방열 부재를 포함할 수 있다. 상기 수냉판은 액상의 물을 통해 방열는 방식이고, 상기 수냉판은 입구와 출구를 포함하며, 수냉판에는 수로가 배치되어 있어, 액상의 물의 흡열 특성을 이용하여 수로에 냉수를 공급하여, 물이 전달되는 과정에서 열을 제거한다. 물론, 방열을 위해 물 대신 다른 액상 물질을 사용할 수도 있다. 상기 방열판의 방식은 일반적으로 열을 흡수하기 쉬운 재질로 되어 있으며, 열원과 접촉하여 빠르게 열을 제거한다. 본 출원의 실시예들에서, 구체적인 열 관리 방법은 제한되지 않으며, 본 출원에서 제안하는 방안은 다양한 열 관리 방안에 적용될 수 있다.
상기 외부 패널(300)은 열 관리 부재(200)의 타측에 배치되고, 먼저 열 관리 부재(200)에 밀봉 고정된 후, 함께 상기 케이스 프레임(100)에 밀봉 고정될 수 있다. 전지의 밀봉 보호 등급을 보장하고, 방수 성능에 대한 요구 사항을 충족하려면, 상기 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200), 그리고 외부 패널(300)과 케이스 프레임(100)은 모두 밀봉되어 함께 설치되어야 한다. 상기 외부 패널(300), 열 관리 부재(200) 및 케이스 프레임(100)은 나사로 밀봉되어 고정되거나, 직접 용접될 수 있다.
상기 외부 패널(300)상에는 밸런싱 밸브(400)가 마련되어 있고, 상기 밸런싱 밸브(400)는 상기 외부 패널(300)과 상기 열 관리 부재(200) 사이에 형성된 캐비티와 외부 공기를 연통시키는데 사용될 수 있다. 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)의 밀봉 설치로 인해, 상기 열 관리 부재(200)의 방열 과정에서, 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)에 의해 형성되는 밀봉 캐비티 내의 기체가 열팽착 및 냉수축되어, 외부 패널(300)의 변형을 일으키고, 동시에, 공기압의 영향으로 인해, 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)사이에 헐거워지거나 이상 소음이 발생할 수 있다. 밸런싱 밸브(400)는 외부 패널(300)에 배치되어, 한편으로는 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)에 의해 형성된 캐비티로 외부 물이 유입되는 것을 차단할 수 있고, 다른 한편으로는 캐비티 내부의 공기를 외부 공기와 연통시킬 수 있다. 캐비티 내부의 공기압이 비교적으로 높을 때 캐비티 내부의 공기는 밸런싱 밸브(400)를 통해 외부로 확산되어 캐비티 내부의 압력을 낮춰 캐비티 내부와 외부 압력의 균형을 실현하여 캐비티 내부 압력에 의한 외부 패널(300)의 변형을 방지하고, 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)사이가 헐거워져 이상 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 밸런싱 밸브(400)가 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200) 사이에 형성된 캐비티와 외부 공기 압력의 더 나은 균형을 이루도록 하기 위해, 외부 패널(300)상에는 복수의 밸런싱 밸브(400)가 배치될 수 있고, 각각 외부 패널(300)의 양단부에 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 밸런싱 밸브(500)와 제3 밸런싱 밸브(700)가 각각 상기 외부 패널(300)의 양단에 설치될 수 있다. 밸런싱 밸브(400)를 외부 패널(300)의 양단에 설치하는 것은 외부 패널(300)의 양단에 공기압의 균형을 맞추는 데 유리하다. 특히, 전지 박스의 면적이 비교적 클 때, 전지셀마다 발열 정황이 다르므로 전지 박스의 국부적 발열 차이가 상대적으로 커서 내부 공기압의 불균형을 일으키고 열 관리 부재(200)와 외부 패널(300)사이에 형성된 캐비티 내의 공기압의 불균형을 일으킬 수도 있다. 밸런싱 밸브(400)를 외부 패널(300)의 양단부에 배치함으로써, 외부 패널(300)의 양단부가 받는 공기압을 신속하게 평형시킬 수 있고, 캐비티 내부 양단의 기압차가 외부 패널(300)에 대한 영향을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 밸런싱 밸브(400)는 외부 패널(300)의 중심 위치에 있을 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 밸런싱 밸브(600)는 상기 외부 패널(300)의 중심 위치에 있을 수 있다. 외부 패널(300)의 중심 위치는 외부 패널(300)의 가장자리가 아닌 위치를 의미할 수 있다. 상기 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)사이에 형성된 캐비티 내부의 공기 유통을 용이하게 하기 위해, 밸런싱 밸브(400)를 외부 패널(300)의 중심 위치에 설치함으로써, 캐비티 내의 각 영역의 공기압을 고루 고려하여 각 영역의 기체가 빠르게 유출되도록 할 수 있다. 동시에, 밸런싱 밸브(400)는 또한 외부 패널(300)의 양단과 중앙 위치에 배치될 수 있으며, 이는 캐비티 내의 가스의 빠른 유통을 실현하고 내부 및 외부 공기압의 빠른 평형을 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외부 패널(300)상에는 고정홀(310)이 설치될 수 있다. 상기 밸런싱 밸브(400)는 밸런싱 밸브 본체(430)를 포함하고, 상기 밸런싱 밸브 본체(430)상에는 고정 부재가 설치되며, 상기 고정 부재는 상기 고정홀(310)과 배합하여 상기 밸런싱 밸브(400)를 상기 외부 패널(300)의 일측에 고정 시킬 수 있다.
상기 밸런싱 밸브(400)를 외부 패널(300)상에 설치하는 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 직접 용접하는 방식으로 밸런싱 밸브(400)를 외부 패널(300)상에 용접할 수 있다. 그러나, 용접 방식을 통해 밸런싱 밸브(400)를 외부 패널(300)상에 고정시키면, 밸런싱 밸브(400)상에 고장이 발생할 경우, 유지 보수가 불편한 문제가 존재한다.
본 출원의 실시예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 외부 패널(300)상에 고정홀(310)을 마련하고, 밸런싱 밸브 본체(430)상에 고정 부재를 설치하여, 상기 고정 부재와 고정홀(310)을 배합시켜 상기 밸런싱 밸브(400)를 외부 패널(300)의 일측에 고정하는 방식을 제안하고 있다. 상기 고정홀(310)은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어 직접 관통홀로 형성될 수도 있고, 특수한 형상을 갖는 다수의 관통홀일 수도 있다. 상기 고정 부재에 맞춤 결합할 수 있고, 상기 밸런싱 밸브 본체(430)를 고정시킬 수 있는 것이라면, 모두 적용 가능하다. 이러한 방식은 밸런싱 밸브(400)의 설치 및 유지 보수에 편리하고 사용에도 편리하다.
일부 실시예에서, 상기 밸런싱 밸브 본체(430)상에는 통기홀(432)이 마련되어 있고, 상기 통기홀(432)은 상기 고정홀(310)과 함께 통기 통로를 형성한다. 밸런싱 밸브(400)의 통기 성능을 향상시키기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 밸런싱 밸브 본체(430)상에 통기홀(432)을 마련하고, 상기 통기홀(432)은 상기 고정홀(310)과 통기 통로를 형성하여, 캐비티 내부의 공기와 외부를 연통함으로써, 캐비티 내부와 외부의 기압의 빠른 평형에 유리할 수 있다.
상기 밸런싱 밸브 본체(430)상의 통기홀(432)은 상기 밸런싱 밸브 본체(430)의 중심 위치에 설치되고, 외부 패널(300)상의 고정홀(310)의 축심과 동일하거나, 어긋나게 설치될 수 있다. 상기 통기홀(432)과 상기 고정홀(310)이 어긋나게 설치될 경우, 상기 통기 통로가 상기 밸런싱 밸브 본체(430)내에서 일정도로 구부러져, 캐비티 내의 기체가 직접적으로 밸런싱 밸브(400)에 충돌하여 밸런싱 밸브(400)를 손상시키는 것을 방지할 수 있어 밸런싱 밸브(400)의 사용 수명을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고정 부재는 버클 부재(436)일 수 있다. 상기 버클 부재(436)는 상기 통기홀(432)의 둘레를 따라 외부 패널(300)방향으로 연장되어 마련되고, 상기 외부 패널(300)상의 고정홀(310)과 서로 끼워져 결합될 수 있다.
상기 밸런싱 밸브(400)의 빠른 설치를 실현하기 위해 상기 밸런싱 밸브 본체(430)상의 고정 부재를 버클 부재(436)로 설정하고, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 버클 부재(436)는 상기 통기홀(432)의 둘레를 따라 외부 패널(300) 방향으로 연장되어 마련되고, 상기 버클 부재(436)의 일단은 외측으로 돌기가 설치되어 있며, 상기 돌기는 고정홀(310)과 배합하여 상기 고정홀(310)에 끼워져 결합될 수 있다.
도 6에는 상기 버클 부재(436)의 예시도를 도시하고 있다. 상기 버클 부재(436)는 외팔보 클램프 암 구조로, 상기 버클 부재(436)는 복수 개의 외팔보 클램프 암 구조를 포함할 수 있고, 복수 개의 외팔보 클램프 암 구조가 분산되어 마련될 수 있다. 상기 버클 부재(436)의 클램프 암 길이 L은 상기 외부 패널(300)의 두께와 동일하거나 클 수 있고, H 는 클램프 암의 두께이며, 변형량 Y는 돌기의 두께이다. 변형량 Y의 설정은 상기 밸런싱 밸브(400)의 결합력에 의해 결정된다. 본 출원의 실시예에서는 식：
Figure pct00001
에 따라 변형량 Y의 값을 결정할 수 있다. 버클 부재(436)에 사용되는 재료를 선택할 때, 우선, 경험에 따라 버클 부재(436)의 변형량을 확정하고, 계산을 통해 이론 스트레인 값
Figure pct00002
을 얻은 후, 이론 스트레인 값에 기초하여 요구를 충족할 수 있는 재료를 선택할 수 있다.
상기 고정 부재를 버클 부재(436)로 설정함으로써, 상기 밸런싱 밸브(400)를 상기 외부 패널(300)상에 편리하게 결합시킬 수 있다. 고정 시, 상기 밸런싱 밸브(400)를 누르기만 하면, 상기 버클 부재(436)가 상기 고정홀(310)를 지나, 상기 고정홀(310)과 끼움 결합될 수 있어, 밸런싱 밸브(400)의 설치가 용이해질 수 있다. 동시에, 버클 부재(436)를 통해 용이한 착탈을 실현하여, 후속의 유지 보수에 편리함을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 버클 부재(436)의 스트레인 값은 15%보다 클 수 있다. 본 출원의 실시예에서, 본 출원인 실험을 통해 상기 버클 부재(436)의 스트레인 값이 15%보다 큰 것으로 결정한 경우 더 좋은 고정 효과를 실현할 수 있음을 확인하였다. 이러한 스트레인 값을 가질 때, 상기 버클 부재(436)는 후속 사용 과정에서 쉽게 부러지지 않아 밸런싱 밸브(400)의 사용 수명을 보장할 수 있다. 상기 버클 부재(436)는 PCABS합금, PPE, PP 또는 PA등 재료로 이루어질 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 고정홀(310)의 너비는 상기 버클 부재(436)의 너비보다 크다. 상기 외부 패널(300)와 상기 열 관리 부재(200) 사이의 캐비티 내의 기체 유통을 위해, 밸런싱 밸브(400)의 구조는 단순화 될 수 있다. 본 출원의 실시예에서는 고정홀(310)의 너비를 상기 버클 부재(436)의 너비보다 크게 설정하여, 상기 밸런싱 밸브(400)가 버클 부재(436)를 통해 고정홀(310)에 끼워진 후, 고정홀(310) 내부에 기체가 통과할 수 있는 공간이 남게 되는데, 이와 같이 상기 고정홀(310)은 밸런싱 밸브(400)를 설치하는데 사용될 뿐만 아니라 통기홀(432)과 함께 통기 통로를 형성할 수 있어 상기 외부 패널(300)에 별도의 통기홀(432)을 마련할 필요가 없어 구조를 단순화 시키고, 우월한 통기 효과를 얻을 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 고정 부재를 나사산 부재(437)로 설정할 수 있고, 상기 나사산 부재(437)는 상기 통기홀(432)의 둘레를 따라 외부 패널(300)방향으로 연장되어 마련될 수 있다. 상기 외부 패널(300)에 위치한 고정홀(310)의 내벽에도 대응되게 암나사산 부재(437)가 형성될 수 있다. 상기 나사산 부재(437)와 상기 암나사산 부재(437)가 서로 결합하여, 상기 고정홀(310)내에서 나사 결합된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 밸런싱 밸브(400)에는 나사산 부재(437)가 마련될 수 있고, 상기 나사산 부재(437)는 버클 부재(436)와 유사하게, 상기 통기홀(432)의 둘레를 따라 외부 패널(300) 방향으로 연장되어 마련될 수 있다. 상기 고정홀(310)의 내벽에는 암나사산 부재(437)가 형성될 수 있고, 상기 나사산 부재(437)는 서로 결합되어, 상기 밸런싱 밸브(400)를 상기 고정홀(310)내에 나사 결합시킨다. 상기 끼움 결합과 유사하게, 나사산 부재(437)는 나사 결합의 방식을 통해 밸런싱 밸브(400)를 고정시킨다. 밸런싱 밸브(400)를 고정 시킬 때, 상기 밸런싱 밸브(400)를 돌리기만 하면, 상기 밸런싱 밸브(400)를 상기 고정홀(310)에 회전 삽입함으로써 밸런싱 밸브(400)의 고정을 실현할 수 있다. 마찬가지로, 상기 밸런싱 밸브(400)가 설치된 후에도 상기 고정홀(310)이 통기 통로를 유지할 수 있도록, 상기 고정홀(310)내부는 중공 구조로 이루어 지고, 상기 중공 구조는 상기 밸런싱 밸브 본체(430)상의 통기홀(432)과 서로 연결되어 통기 통로를 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 전지 박스는 개스킷(440)을 더 포함하고, 상기 개스킷(440)은 상기 밸런싱 밸브(400)와 상기 외부 패널(300)사이에 마련되어, 상기 밸런싱 밸브(400)와 상기 외부 패널(300)을 밀봉 연결시키기 위해 사용된다.
계속하여 도 5를 참조하면, 도 5로 부터 알 수 있다시피, 상기 밸런싱 밸브 본체(430)와 외부 패널(300)사이에 개스킷(440)이 마련될 수 있다. 상기 개스킷(440)은 링 형상 구조를 가지며, 상기 고정 부재의 외주에 슬리빙 설치된다. 상기 밸런싱 밸브 본체(430)와 상기 외부 패널(300)이 연결될 때, 상기 개스킷(440)을 상기 밸런싱 밸브 본체(430)와 상기 외부 패널(300)사이에서 압착시켜, 상기 개스킷(440)이 탄성 변형됨으로써, 상기 고정 부재를 가압하여, 상기 밸런싱 밸브(400)와 외부 패널(300) 사이에서 더 확실한 밀봉 효과를 실현할 수 있다.
상기 개스킷(440)은 탄성 재질로 이루어지므로 밸런싱 밸브 본체(430)와 외부 패널(300)사이의 밀봉 등급이 IPX8 레벨에 도달하도록 보장할 수 있다. 더 확실한 밀봉 효과를 얻기 위해, 연결하기 전에 상기 개스킷(440)과 밸런싱 밸브 본체(430) 사이, 그리고 상기 개스킷(440)과 외부 패널(300) 사이에 접착제를 먼저 도포하여 더 확실한 밀봉 효과를 실현할 수 있도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 개스킷(440)의 압축량은40%-60%이다. 상기 개스킷(440)의 밀봉 효과를 보장하기 위해, 상기 고정 부재와 외부 패널(300)을 결합시킨 후, 상기 개스킷(440)의 압축량을 일정 범위내로 한정할 필요가 있다. 압축량이 지나치게 작거나 지나치게 클 경우, 모두 밀봉에 불리하다. 본 출원의 실시예에서, 본 출원인은 실험을 통해 최적의 압축량이 40%-60%임을 확인하였다. 압축량이 지나치게 클 경우, 개스킷(440)이 과도하게 압축되어, 개스킷(440)의 사용 수명에 영향을 미칠 수 있고, 압축량이 지나치게 작으면, 밀봉이 확실치 않는 경우가 발생할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 밸런싱 밸브 본체(400)에서, 상기 외부 패널(300)로부터 멀리떨어진 일측에서, 상기 통기홀(432)의 둘레에는 통기홈(434)이 마련될 수 있다. 상기 통기홈(434), 상기 통기홀(432)과 상기 고정홀(310)은 함께 통기 통로를 형성할 수 있다.
상기 외부 패널(300)와 열 관리 부재(200)에 의해 형성되는 캐비티에는, 먼지나 부스러기 등의 불순물이 발생하는 경우가 있다. 캐비티 내부의 먼지나 부스러기로 인해 상기 통기 통로가 막히는 것을 방지하기 위해, 본 출원의 실시예에서는 상기 통기홀(432)의 둘레에 통기홈(434)을 마련하고, 통기홈(434)이 상기 통기홀(432) 및 고정홀(310)과 서로 연통되어, 함께 통기 통로를 형성할 수 있다. 통기홈(434)은 통기홀(432)의 둘레에 마련되므로, 캐비티내의 기체는 상기 통기홀(432)과 직접적으로 연통되지 않아, 통기홈(434)을 지나 통기홀(432)에 진입하여야 한다. 따라서, 통기홈(434)을 통해 통기 통로를 절곡시켜, 먼지나 부스러기로 인해 통기홀(432)이 막히게 되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 통기홀(432)의 둘레에는 위치 결정 돌기(438)가 이격되어 마련될 수 있다. 상기 위치 결정 돌기(438)사이에는 통기홈(434)이 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 통기홈(434)을 마련하기 위해, 상기 통기홀(432)의 둘레에위치 결정 돌기(438)가 이격되어 배치될 수 있다. 상기 위치 결정 돌기(438)를 이격되게 배치함으로써, 위치 결정 돌기(438)사이에 통기홈(434)이 형성된다. 상기 통기홈(434)과 통기홀(432)은 서로 연통되어, 상기 밸런싱 밸브(400)의 구조가 보다 콤팩트해지고 체적이 더 작아지도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 통기홀(432)의 상부를 덮도록 마련되는 밸런싱 필름(420)을 더 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 밸런싱 필름(420)은 방수 통기의 역할을 하며, 흔히 e-PTFE 필름에 의해 제작되어 그 방수 등급이 IPX8 표준 등급에 도달할 수 있다. 밸런싱 필름(420)은 열압착에 의해 밸런싱 밸브 본체(400)의 통기홀(432)의 상방에 피착되어, 통기홀(432)을 덮도록 설치된다. 밸런싱 필름(420)의 설치에 의해, 캐비티 외부의 액체가 고정홀(310)과 통기홀(432)을 통하여 캐비티 내로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 동시에, 캐비티 내의 기체와 외부 공기의 유통에 영향을 주지 않기 때문에, 방수 통기의 역할을 할 수 있다. 상기 밸런싱 필름(420)은 통기홀(432)의 상부에 배치되어 통기홀(432)과 통기홈(434)을 분리하여, 한편으로는, 캐비티 내의 공기가 통기홈(434)을 통해 통기홀(432)을 지나 유출되도록 할 수 있고, 다른 한편으로는, 고정홀(310)과 통기홀(432)로 유입된 액체가 밸런싱 필름(420)을 통해 캐비티로 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 우수한 방수 및 통기 효과를 갖는다.
일부 실시예에서, 상기 밸런싱 필름(420)은 방수 통기성 복합 재료이다. 밸런싱 필름(420)은 방수 통기의 역할을 하며, 흔히 e-PTFE 필름에 의해 제작되어 그 방수 등급이 IPX8 표준등급에 도달할 수 있다. 밸런싱 필름(420)은 열압착에 의해 밸런싱 밸브 본체(400)의 통기홀(432)의 통기홀(432)의 상방에 피착되어, 통기홀(432)을 덮도록 설치된다. 밸런싱 필름(420)의 설치에 의해, 캐비티 외부의 액체가 고정홀(310)과 통기홀(432)을 통하여 캐비티 내로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 동시에, 캐비티 내의 기체와 외부 공기의 유통에 영향을 주지 않기 때문에, 방수 통기의 역할 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 개스킷(440)은 링 형상으로 마련되고, 상기 링 형상의 내주 둘레는 상기 밸런싱 필름(420)의 외주 둘레보다 작고, 상기 링 형상의 외주 둘레는 상기 밸런싱 필름(420)의 외주 둘레보다 크다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 개스킷(440)은 주로 상기 밸런싱 밸브 본체(400)와 외부 패널(300)사이를 밀봉하는 역할을 하고, 상기 밸런싱 필름(420)은 주로 상기 통기홀(432)을 밀봉하는 역할을 한다. 보다 나은 밀봉 효과를 얻기 위하여, 본 출원의 본 실시예에서는 상기 개스킷(440)의 내주 둘레를 밸런싱 필름(420)의 외주 둘레보다 작게 설정하고, 상기 링 형상의 외주 둘레를 상기 밸런싱 필름(420)의 외주 둘레보다 크게 설정할 수 있다. 상기 개스킷(440)과 밸런싱 필름(420) 사이의 밀봉 영역이 중첩되도록 하여 더 확실한 밀봉 효과를 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 전지 박스는 보호 커버(410)를 더 포함하고, 상기 보호 커버(410)는 상기 밸런싱 밸브(400)의 상기 외부 패널(300)로부터 멀리 떨어진 일단을 덮도록 설치된다. 상기 밸런싱 밸브(400)의 조립, 운송 및 보관과정에서 밸런싱 필름(420)이 파손되는 것을 방지하기 위해, 본 출원의 실시예에서는 밸런싱 밸브(400)의 상기 외부 패널(300)로부터 멀어지는 일단에 보호 커버(410)를 배치하여 상기 밸런싱 필름(420)을 보호하도록 하였다. 동시에, 보호 커버(410)를 배치함으로써, 캐비티 내의 먼지나 부스러기가 상기 통기홀(432) 상부에 직접적으로 떨어져서 통기 통로를 막는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 보호 커버(410)는 상기 위치 결정 돌기(438)를 덮도록 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 밸런싱 밸브(400)의 구조를 보다 콤팩트하게 하기 위해, 보호 커버(410)는 위치 결정 돌기(438)상에 위치된다. 이와 같이, 상기 보호 커버(410)는 밸런싱 필름(420), 밸런싱 밸브 본체(400) 및 개스킷(440) 모두 외부 패널(300)을 덮도록 설치하여, 구조가 콤팩트해지고 차지하는 공간이 작게 된다. 동시에, 보호 커버(410)를 위치 결정 돌기(438)를 덮도록 설치함으로써, 상기 보호 커버(410)와 통기홈(434)이 함께 통기 통로를 형성하여, 캐비티 내의 먼지나 부스러기가 상기 통기홀(432) 상부에 직접적으로 떨어져서 통기 통로를 막는 것을 방지할 수도 있다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 밸런싱 밸브(400)를 조립한 단면도이다. 상기 외부 패널(300)상에는 고정홀(310)이 마련되어 있고, 상기 밸런싱 밸브(400)와 외부 패널(300)사이에는 개스킷(440)이 마련되어 있다. 고정 부재는 상기 고정홀(310)내에 설치되고, 상기 통기홀(432)의 상부에는 밸런싱 필름(420)과 보호 커버(410)가 설치되어 있다. 상기 밸런싱 필름(420)은 상기 통기홀(432)을 외부의 액체와 이격시켜, 방수 및 통기의 효과를 실현하였다. 도 9는 통기 통로의 예시도를 도시하고 있다. 상기 고정홀(310)은 상기 통기홀(432)과 연통되고, 상기 커버와 상기 위치 결정 돌기(438) 사이에는 통기홈(434)이 형성되어 있으며, 상기 통기홈(434)은 통기홀(432) 및 고정홀(310)과 함께 통기 통로를 형성하여, 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200)사이에 형성된 캐비티와 외부 공기의 유통을 실현하였다. 상기 밸런싱 밸브(400)는 상기 외부 패널(300)상에 고정되어, 구조가 콤팩트하고, 납작한 형태를 가지며, 차지하는 공간이 작으므로, 외부 패널(300)과 열 관리 부재(200) 사이의 좁은 공간에 잘 배치될 수 있다. 또한, 양호한 방수 및 통기 성능을 구비하므로, 캐비티와 외부 공기의 압력을 잘 평형시킬 수 있고, 외부 패널(300)의 변형 및 이상 소음의 발생을 방지할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 전술한 실시예에 따른 임의의 전지 박스를 포함하는 전지를 제공한다. 상기 전지 박스는 케이스 프레임(100), 열 관리 부재(200)와 외부 패널(300)을 포함한다. 상기 열 관리 부재(200)는 상기 케이스 프레임(100)의 일측에 마련되어, 전지의 온도를 조절하기 위해 사용된다. 상기 외부 패널(300)은 상기 열 관리 부재(200)와 인접하게 배치되어, 상기 열 관리 부재(200)가 상기 케이스 프레임(100)를 덮도록 마련된다. 상기 외부 패널(300)상에는 밸런싱 밸브(400)가 설치되어 있고, 상기 밸런싱 밸브(400)는 상기 외부 패널(300)과 상기 열 관리 부재(200)사이에 형성된 캐비티와 외부 공기를 연통시키는 데 사용된다. 본 출원의 실시예들에서 제안된 전지 박스 구조는 전지 박스의 방열 성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 사용 중 전지 박스의 변형 가능성을 감소시키고, 이상 소음을 감소시키며, 사용 경험을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 전술한 실시예에 따른 전지를 포함하는 전기 기기를 제공한다. 상기 전지는 상기 전기 기기에 전기를 공급하도록 사용된다. 상기 전기 기기는 휴대폰, 태블릿, 노트북, 전기 장난감, 전동 공구, 축전지차, 전기 자동차, 선박, 우주설비 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 전기 장난감에는 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감, 전기 비행기 장난감 등과 같은 고정식 또는 이동식 전기 장난감이 포함될 수 있으며, 우주 설비에는 비행기, 로켓, 우주왕복선, 우주선 등이 포함될 수 있다.
마지막으로, 위의 실시예는 본 출원의 기술적 방안을 예시하기 위해 사용된 것일 뿐, 이를 제한하지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 본 출원이 전술한 실시예를 참조하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 전술한 실시예에서 설명된 기술적 방안을 수정하거나 일부 기술적 방안에 대해 동등한 대체를 수행하는 것이 여전히 가능하다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 이러한 수정 또는 대체가 해당 기술적 방안의 본질을 본 출원의 실시예의 기술적 방안의 사상 및 범위에서 벗어나게 하는 것은 아니다.
1000: 전지셀, 2000: 자동차, 2100: 전지, 2200: 제어기, 2300: 모터,
1100: 전지 박스, 110: 상부 케이스, 120: 하부 케이스, 100: 케이스 프레임,
200: 열 관리 부재, 300: 외부 패널, 310: 고정홀, 400: 밸런싱 밸브,
410: 보호 커버, 420: 밸런싱 필름, 430: 밸런싱 밸브 본체, 432: 통기홀,
434: 통기홈, 436: 버클 부재, 437: 나사산 부재, 438: 위치 결정 돌기,
440: 개스킷, 500: 제1 밸런싱 밸브, 600: 제2 밸런싱 밸브, 700: 제3 밸런싱 밸브.

Claims (20)

  1. 케이스 프레임, 열 관리 부재 및 외부 패널을 포함하고,
    상기 열 관리 부재는 상기 케이스 프레임의 일측에 설치되어, 전지의 온도를 조절하기 위해 사용되며,
    상기 외부 패널과 상기 열 관리 부재는 인접하게 배치되어, 상기 열 관리 부재가 상기 케이스 프레임을 덮도록 설치되며,
    상기 외부 패널상에는 밸런싱 밸브가 설치되어 있고, 상기 밸런싱 밸브는 상기 외부 패널과 상기 열 관리 부재 사이에 형성된 캐비티와 외부 공기를 연통시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸런싱 밸브는 상기 외부 패널의 양단에 설치되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밸런싱 밸브는 상기 외부 패널의 중심 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 패널상에는 고정홀이 설치되어 있고,
    상기 밸런싱 밸브는 밸런싱 밸브 본체를 포함하며, 상기 밸런싱 밸브 본체상에는 고정 부재가 설치되어 있고, 상기 고정 부재는 상기 고정홀과 배합하여 상기 밸런싱 밸브를 상기 외부 패널의 일측에 고정시키는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밸런싱 밸브 본체상에는 통기홀이 설치되어 있고, 상기 통기홀은 상기 고정홀과 통기 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 고정 부재는 버클 부재이고,
    상기 버클 부재는 상기 통기홀의 둘레를 따라 외부 패널 방향으로 연장되어 마련되고, 상기 외부 패널상의 고정홀과 서로 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 버클 부재의 스트레인 값은 15%보다 큰 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 고정홀의 너비는 상기 버클 부재의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  9. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 고정 부재는 나사산 부재이고,
    상기 나사산 부재는 상기 통기홀의 둘레를 따라 외부 패널 방향으로 연장되어 마련되며, 상기 외부 패널에 위치한 고정홀의 내벽에도 대응되게 암나사산 부재가 형성되고, 상기 나사산 부재와 상기 암나사산 부재가 서로 결합되어, 상기 고정홀내에서 나사가 결합되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
    개스킷을 더 포함하고,
    상기 개스킷은 상기 밸런싱 밸브와 상기 외부 패널 사이에 마련되어, 상기 밸런싱 밸브와 상기 외부 패널을 밀봉 연결시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 개스킷의 압축량은 40%-60%인 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  12. 제4항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸런싱 밸브 본체의 상기 외부 패널로부터 멀리 떨어진 일측에서, 상기 통기홀의 둘레에는 통기홈이 마련될 수 있고,
    상기 통기홈은 상기 통기홀 및 상기 고정홀과 함께 통기 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 통기홀의 둘레에는 위치 결정 돌기가 이격되어 마련될 수 있고, 상기 위치 결정 돌기 사이에는 통기홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  14. 제4항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    밸런싱 필름을 더 포함하고,
    상기 밸런싱 필름은 상기 통기홀의 상부를 덮도록 마련되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 밸런싱 필름은 방수 통기성 복합 재료인 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 개스킷은 링 형상으로 마련되고, 상기 링 형상의 내주 둘레는 상기 밸런싱 필름의 외주 둘레보다 작고, 상기 링 형상의 외주 둘레는 상기 밸런싱 필름의 외주 둘레보다 큰 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서,
    보호 커버를 더 포함하고,
    상기 보호 커버는 상기 밸런싱 밸브의 상기 외부 패널로부터 멀리 떨어진 일단을 덮도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  18. 제13항에 있어서,
    보호 커버를 더 포함하고,
    상기 보호 커버는 상기 위치 결정 돌기를 덮도록 배치된 것을 특징으로 하는 전지 박스.
  19. 전지셀 및 제1항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 따른 전지 박스를 포함하고,
    상기 전지셀은 상기 전지 박스 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 전지.
  20. 제19항에 따른 전지를 포함하고, 상기 전지는 전원을 공급하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 전기 기기.
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