WO2019151741A1 - 차량 전지 팩의 유체 분배 시스템용 튜브 조립체 및 차량용 전지 팩 - Google Patents

차량 전지 팩의 유체 분배 시스템용 튜브 조립체 및 차량용 전지 팩 Download PDF

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마사릭칼-마이클
퓨셔마티아스
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삼성에스디아이 주식회사
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a tube assembly for a fluid distribution system of a vehicle battery pack and a vehicle battery pack.
  • Electric vehicles are vehicles driven by electric motors using energy stored in rechargeable batteries.
  • the electric vehicle may be in the form of a hybrid vehicle driven entirely by a battery or driven, for example, by a gasoline generator.
  • the vehicle may also include a combination of an electric motor and a conventional combustion engine.
  • an electric vehicle battery (EVB) or a traction battery (EVB) is a battery used for the promotion of battery electric vehicles (BEV).
  • Electric vehicle batteries are different from start-up, lighting and ignition batteries because they are designed to last for a long time.
  • Rechargeable or secondary cells differ from primary cells in that charging and discharging can be repeated, the latter only providing irreversible conversion of chemicals into electrical energy.
  • Low capacity rechargeable batteries are used as power sources for small electronic devices such as cellular phones, notebook computers and camcorders, while high capacity rechargeable batteries are used as power sources for hybrid cars and the like.
  • the secondary battery includes an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, a case accommodating the electrode assembly, and an electrode terminal electrically connected to the electrode assembly.
  • the electrolyte solution is injected into the case to enable charge and discharge of the battery through the electrochemical reaction of the positive electrode, the negative electrode and the electrolyte solution.
  • the shape of a cylindrical or rectangular case depends on the use of the battery. Lithium ion (and similar lithium polymer) batteries, widely known for use in laptops and consumer electronics, are most prominent in the latest group of electric vehicles under development.
  • the secondary battery may be used as a battery module formed of a plurality of unit battery cells connected in series and / or in parallel to provide a high energy density, in particular for driving a motor of a hybrid vehicle. That is, the battery module is formed by connecting the electrode terminals of the plurality of unit battery cells in order to implement a high output secondary battery according to the amount of power required.
  • a battery pack is a set of several (preferably the same) battery modules. They can be configured in series, in parallel, or a mixture of both to provide the desired voltage, capacity or power density. Components of a battery pack include individual battery modules and interconnects that provide electrical conductivity therebetween. Manage battery packs by protecting the battery from operating outside the safe operating area, monitoring its status, calculating auxiliary data, reporting the data, controlling its environment, authenticating, or balancing A battery management system (BMS) is provided.
  • BMS battery management system
  • a thermal management system is needed to safely use at least one battery module by efficiently dissipating, dissipating and / or dissipating heat generated from a secondary battery. If the heat dissipation / discharge / dissipation is not sufficiently performed, a temperature deviation occurs between each battery cell, and the at least one battery module cannot generate a desired amount of power. In addition, an increase in the internal temperature causes an abnormal reaction therein to decrease the charge and discharge performance of the secondary battery and shorten the life of the secondary battery. Thus, cell cooling is required to effectively dissipate / discharge / dissipate heat from the cell. Cooling is generally performed by a cooling fluid that is guided through the cooling fluid path into the cooling fluid path of the battery pack.
  • connection must be functional and safe for the life of the battery system.
  • connection between the tubes of the tube assembly can be easily reversibly opened.
  • only telescoped tubes are not safe enough for unintended movement.
  • bayonet connection it is also known to interconnect the tubes by bayonet connection.
  • bayonet connections it is necessary to rotate one of the tubes about the center axis of the tube relative to the other of the tubes, which can be cumbersome because of the limited space for tools in the battery pack or vehicle. have.
  • the object is achieved by a tube assembly comprising the following configuration, the tube assembly comprising at least one first tube for guiding a fluid and connecting the first tube to a second tube. And a resilient deformable locking ring for securing the first tube assembled to the connector tube, wherein the first tube includes a groove along its periphery, and the connector tube includes the connector tube. At least one through slit extending completely through the wall of the connector tube in a radial direction of and incompletely enclosing the longitudinal axis of the connector tube in the circumferential direction of the connector tube, and the locking ring defines the through slit. And extends into the groove in its locked position.
  • the tube assembly is a tube assembly according to the invention.
  • the locking ring interconnects the first tube and the connector tube by a form fit to prevent movement of each other along the longitudinal axis of the first tube and the connector tube.
  • first tube and the connector tube can be easily moved from one another along their longitudinal axes, ie they can be telescoped. have. It is not necessary to rotate the first tube and the connector tube. Translational movements of the first tube or connector tube are sufficient.
  • the present invention can be improved by the following examples, which can be combined as desired and in each case has its own advantages unless otherwise specified.
  • the connector tubes comprise at least two through slits arranged behind each other and separated from one another in the circumferential direction by a wall segment of the connector tube.
  • the through slits are disposed opposite one another with respect to the longitudinal axis of the connector tube.
  • the through slits are formed parallel or mirror symmetric with each other.
  • the through slit can extend perpendicular to the longitudinal axis of the connector tube.
  • the through slit may be at an angle different from 90 degrees with respect to the longitudinal axis, such as less than 90 degrees, less than 75 degrees, less than 60 degrees, less than 45 degrees, less than 30 degrees or less than 15 degrees, but at an angle greater than 0 degrees.
  • the advantage of this embodiment is that the force to change the position of the first tube and the connector tube along their longitudinal axis with respect to each other is evenly transmitted to the locking ring and the force to rotate the connector tube about the longitudinal axis relative to each other. It can also be delivered to the lock ring without causing.
  • the length of the through slit along the circumferential direction and / or the through slit is the same.
  • the length of the through slit corresponds to one quarter of the entire circumference of the connector tube.
  • the advantage of this embodiment can be the maximum of the form fit provided by the locking ring and the mechanical stability provided by the wall segment.
  • the lock ring comprises two latch elements extending essentially perpendicular to the plane in which the main section of the lock ring is included, wherein the connector tube is mounted with the lock ring. And two counter latch elements arranged to form a latch connection with the latch element when in the locked position.
  • the connector tube is configured to form a latch connection with the latch element and is arranged to hold the lock ring in a release position in which the lock ring is provided completely outside of the groove. Holding elements.
  • the two holding elements are provided before the counter latch elements in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the connector tube.
  • the two counter latch elements are provided at the end of the through slit, the ends being essentially on the same side.
  • An advantage of this embodiment is that the locking ring can basically extend through the through slit, thereby maximizing the length of the form fitting and improving the strength of the form fitting.
  • the connector tube comprises a first end and a second end, the at least one through slit being formed only at the first end.
  • the connector tube comprises a first end and a second end, wherein the at least one through slit is formed at the first end, the first end and the at least one through
  • the inner diameter of the first end section including the slit is larger than the inner diameter of the middle section of the connector tube neighboring the first end section.
  • the inner diameter of the second end is the same as the inner diameter of the intermediate section.
  • Another second tube may be introduced, for example, compressible into the connector tube through the second end having similar sealing properties in the first tube.
  • the connector tube can continue the first tube, and the second tube can take over the connector tube and bellows or gaiter. ) May continue the second tube. After the bellows, another first tube may follow.
  • the first tube and / or the second tube comprises a branch conduit for connecting the tube assembly to the battery unit of the battery pack in a fluid delivery manner.
  • the branch conduit extends perpendicular to the longitudinal axis of the tube assembly, wherein the longitudinal axis may coincide with the longitudinal axis of the connector tube and / or the longitudinal axis of the first and second tubes, respectively.
  • the main section of the lock ring may be located on the outward side of each side of the first and / or second tube on which the branch conduit is based, and the opening of the lock ring may be located on the same side as the branch conduit. .
  • the opening of the locking ring here can be a spaced part between the two latch elements.
  • the holding element is provided behind the counter latch element when viewed from the side opposite the sides of the first and second tubes, the branch conduit perpendicularly or radially protruding.
  • the locking ring in its unlocked position, is perpendicular to the longitudinal axis and moved away from its locking position along the radial direction.
  • the locking ring in the unlocked position, is provided behind the locking position when viewed from the side of the first and / or second tube from which the branch conduit protrudes.
  • the latch element in its unlocked position, can be fixed to the holding element so that the locking ring is held in a catching manner and thus can not be separated from the connector tube.
  • Another advantage of this embodiment is that, in order to move the locking ring from its release position to the locking position to establish a form fit between the connector tube and the first tube, the main section of the locking ring towards the connector tube, In other words, it may be enough to simply push toward the longitudinal axis.
  • the connector tube is provided at least section by section between adjacent battery modules.
  • the bellows or gator is provided between gaps between adjacent battery modules.
  • An advantage of this embodiment is that the first and second tubes, and possibly the connector tube, can also be moved, the first and second tubes, and possibly the connector so that the length of the bellows or gator is reduced.
  • a section of the tube assembly that also includes a tube can be easily removed from the tube assembly.
  • the lock ring is generally not entirely circular but has an open side at which the free end of the lock ring ends.
  • the free ends are elastically movable to move away from or close to each other to widen or narrow the open side.
  • the locking ring may also be designated as a retaining ring or circlip and may be made of an elastic material such as spring steel.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a first embodiment of a connector tube.
  • FIG 2 is a schematic side view of another exemplary embodiment of a connector tube having two additional tubes fixed to and connected to the connector tube.
  • FIG. 3 is another schematic perspective view of the exemplary embodiment of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the exemplary embodiment of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the example embodiment of FIG. 2, with two additional tubes still connected to the connector tube but unlocked from the connector tube.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the example embodiment of FIG. 2, with two additional tubes still connected to the connector tube but unlocked from the connector tube.
  • FIG. 6 is another schematic side view of the example embodiment of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the exemplary embodiment of FIG. 5.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a battery pack according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of an enlarged detail of a battery pack according to the exemplary embodiment of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of another enlarged detail of a battery pack according to the exemplary embodiment of FIG. 8.
  • first and second are used to describe various elements, it will be understood that these elements should not be limited by these terms. This term is only used to distinguish one element from another.
  • the first element may be named the second element, and likewise, the second element may be named the first element without departing from the scope of the present invention.
  • the connector tube 1 shows a schematic perspective view of a connector tube 1 for connecting a first tube to a second tube.
  • the connector tube 1 comprises a longitudinal axis L1 and extends completely through the wall 4 of the connector tube 1 in the radial direction R1 of the connector tube 1, extending perpendicular to the longitudinal axis L1.
  • Two extending slits 2, 3 are provided in the connector tube 1.
  • the through slits 2, 3 incompletely surround the longitudinal axis L1 of the connector tube 1 in the circumferential direction C1 of the connector tube 1, and the circumferential direction C1 is centered on the longitudinal axis L1, For example, it extends along the outside of the wall 4.
  • the connector tube 1 may comprise more or less than the two through slits 2, 3 shown in the exemplary embodiment of FIG. 1.
  • the connector tube 1 is shown with an elastically deformable locking ring 5 for securing the first tube in an assembled state, for example in a partially shortened state, to the connector tube 1.
  • the locking ring 5 is configured to extend through the through slits 2, 3 into the groove of the first tube in the lock position P shown.
  • the through slits 2, 3 can be aligned behind each other and can be separated from one another by the wall segments 6, 7 in the circumferential direction C1.
  • the through slits 2, 3 may be provided opposite to each other with respect to the longitudinal axis L1 of the connector tube 1.
  • the through slits 2, 3 can be formed parallel to each other.
  • the length L of the through slits 2, 3 along the circumferential direction C1 or along the slit may be the same.
  • the length L of the through slits 2, 3 and / or the length of each of the wall segments 6, 7 may correspond to a quarter of the entire circumference of the connector tube 1.
  • the locking ring 5 may comprise a main section 10 and two latch elements 8, 9.
  • the two latch elements 8, 9 can extend perpendicular to the plane in which the main section 10 of the locking ring 5 is included.
  • the main section 10 can extend between two latch elements 8, 9.
  • the latch elements 8, 9 can be formed by protrusions, for example by sections of the locking ring 5 which are bent out of the plane of the main section 10.
  • the two latch elements 8, 9 can be formed with the free end of the locking ring 5.
  • the connector tube 1 comprises two counter latch elements 11, 12 arranged to form a latch connection with the latch elements 8, 9 when the locking ring 5 is in the locked position P.
  • the counter latch elements 11, 12 can be formed complementary to the latch elements 8, 9, for example provided in the wall 4 as openings, holes or recesses, which openings, holes or recesses It opens in the direction away from the longitudinal axis L1.
  • the counter latch elements 11, 12 are provided at the ends 13, 14 of the through slits 2, 3, which are basically located on the same side.
  • the connector tube 1 is configured to form a latch connection with the latch elements 8, 9 and the locking ring 5 can be arranged completely outside of the groove and also outside of the through slits 2, 3.
  • Two holding elements 15, 16 arranged to hold the locking ring 5 in the unlocked position.
  • two holding elements 15, 16 are provided before the counter latch elements 11, 12 in a direction perpendicular to the longitudinal axis L1 of the connector tube 1.
  • the holding elements 15, 16 are arranged at a distance from the ends 13, 14 of the through slits 2, 3.
  • Two holding elements 15, 16 can be formed complementary to the latch elements 8, 9, for example provided in the wall 4 as openings, holes or recesses, said openings, holes or recesses The part is opened in a direction away from the longitudinal axis L1.
  • the connector tube 1 comprises a first end 17 and a second end 18, with through slits 2, 3 formed only at the first end 17.
  • the connector tube 1 of the exemplary embodiment of FIG. 1 comprises a constant inner diameter and / or a constant outer diameter so that the connector tube 1 can be easily formed.
  • FIGS. 2-4 and 5-7 show different views and states of an exemplary embodiment of a tube assembly having another exemplary embodiment of a connector tube, and of FIGS. 2-4 and 5-7.
  • a connector tube 1 according to the exemplary embodiment of FIG. 1 may appear.
  • FIG. 1 For brevity, only the differences to the exemplary embodiment of FIG. 1 are described below.
  • the tube assembly 20 comprises a first tube 21 for guiding fluid, optionally a second tube 22, for interconnecting the first tube 21 and the second tube 22 in a fluid delivery manner.
  • Another embodiment of the connector tube 23, in FIGS. 2 to 4, comprises a locking ring 5 provided in its locking position P.
  • the first tube 21 and / or the second tube 22 may comprise branch conduits 24, 25, which use the branch conduits 24, 25 to connect the tube assembly 20 to the cells of the battery pack. Can be connected to the unit by fluid delivery.
  • the branch conduits 24, 25 can extend perpendicular to the longitudinal axis A of the tube assembly 20, the longitudinal axis A being the longitudinal axis L1 of the connector tube and / or the first and second tubes 21, 22) may coincide with each of the longitudinal axes L2, L3.
  • the main section 10 of the locking ring 5 is located on the outward side of each side of the first and / or second tube, and the opening of the locking ring 5 (the spaced part between the two latch elements) It may be located on the same side as the branch conduits 24 and 25.
  • the branch conduits 24, 25 protrude perpendicularly to the longitudinal axis A or in the radial direction R1. 15, 16 may be provided behind the counter latch elements 11, 12.
  • the tube assembly 20 is shown rotated about the longitudinal axis A, with branch conduits 24, 25 extending into the plane of the figure to the first and second tubes 21, 22. Covered by As shown in FIG. 3, the locking ring 5 in the locking position P extends through the through slits 2, 3. The main section 10 of the locking ring 5 can rest against the wall segment 6. The relative movement along the longitudinal axis A of the first tube 21 and the connector tube 23 is blocked by the locking ring 5.
  • the locking ring 5 shows a groove 26 included in the first tube 21 along its outer circumference.
  • the locking ring 5 not only passes through the through slits 2, 3 but also extends into the groove 26 to form a fit between the first tube 21 and the connector tube 23. form a form fit. That is, while the through slits 2 and 3 of the connector tube 23 and the grooves 26 of the first tube 21 are aligned by the locking ring 5, the first tube 21 and the connector tube 23 Can be fixed to each other.
  • the groove 26 may extend into the wall 27 of the first tube 21.
  • the connector tube 1 of the exemplary embodiment of FIG. 1 can be used.
  • the grooves 26 are provided between two ridges 28, 29 provided on the outside of the wall 27 and the first tube 21. Extends about the longitudinal axis L2 in the circumferential direction C2 of), where the circumferential direction C2 may correspond to the circumferential direction C1.
  • the overall width between the ridges 28, 29 along the longitudinal axis A may correspond to the overall width of the through slits 2, 3 in the same direction.
  • FIGS. 5 to 7 show the same embodiment as in FIGS. 2 to 4, which show the locking ring 5 arranged in the same position but in the release position R.
  • FIGS. In the unlocked position R the locking ring 5 is moved in a direction away from the locked position P along the radial direction R1 perpendicular to the longitudinal axis L1.
  • a release position R may be provided behind the locking position P.
  • FIG. In its release position R the latch elements 8, 9 can be fastened to the holding elements 15, 16 so that the locking ring 5 is held in a trapping manner and thus not separated from the connector tube 23. You may not.
  • the locking ring 5 is provided on the outside of the groove 26 and can extend through the through slits 2, 3 at least section by section.
  • the main section 10 of the locking ring 5 may be provided away from the wall segment 6 at the release position R of the locking ring 5.
  • It may be sufficient to centrally press the main section 10 towards the wall segment 6 in the radial direction R1 between, 9.
  • the through slits 2, 3 are formed at the first end 17 and include the first end 17 and the through slits 2, 3.
  • the inner diameter of the first end section 30 can be greater than the inner diameter of the middle section 31 of the connector tube 23 neighboring the first end section 30.
  • the first tube 21 comprises a first tube 21 and a connector tube 23, in particular an intermediate section ( It may comprise a sealing section 33 for sealing the gap between 31).
  • a sealing section 33 for sealing the gap between 31.
  • the other, second end section 34 of the connector tube 23 disposed opposite the first end section 30 may comprise an inner diameter corresponding to the inner diameter of the intermediate section 31.
  • the second tube 22 may comprise a sealing section 35 for sealing a gap between the first tube 22 and the connector tube 23, in particular its second end section 34.
  • FIGS. 8-10 show, in schematic perspective, an exemplary embodiment of a battery pack having a tube assembly of the exemplary embodiment shown in FIGS. 2-7. 8 shows a schematic of a battery pack, and FIGS. 9 and 10 show enlarged details of the battery pack. Also, instead of the connector tube 23, the connector tube 1 can be used.
  • the battery pack 40 includes a plurality of battery units 41 each including a plurality of battery modules and sequentially arranged along the longitudinal direction B of the battery pack 40.
  • the battery pack 40 also includes a fluid distribution system 42 that includes a tube assembly 20.
  • the connector tube 23 may be provided at least partially between the adjacent battery modules 41 along the longitudinal axis A.
  • the longitudinal axis of the fluid distribution system 42 may correspond to the longitudinal axis A, for simplicity FIGS. 8 to 10. It does not show this.
  • the connector tube 23 can run the first tube 21, the second tube 22 can run the connector tube 23, and bellows. 43 or a gaiter may connect the second tube 22. After the bellows 43, another first tube 21 may follow.
  • the bellows 43 or gator may be provided between the gaps 44 between adjacent battery modules 41.
  • All connector tubes 23 of the tube assembly 20 can be oriented in the same direction, such that the first end 17 faces the longitudinal direction B, for example.
  • A longitudinal axis of the tube assembly B: longitudinal direction of the battery pack
  • L Length of through slit
  • L1 Longitudinal axis of connector tube
  • L2 longitudinal axis of the first tube
  • L3 longitudinal axis of the second tube

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Abstract

본 발명은 차량의 전지 팩(40)의 유체 분배 시스템(42)을 위한 튜브 조립체(20), 및 복수의 전지 모듈(41) 및 유체 분배 시스템(42)을 포함하는, 차량용 전지 팩(40)에 관한 것이다. 튜브 조립체(20)의 조립 및 분해를 용이하게 하기 위해, 튜브 조립체(20)는, 커넥터 튜브(1, 23)를 다른 튜브(21)에 부착하기 위해, 적어도 하나의 관통 슬릿(2, 3)과 슬릿(2, 3)에 위치될 수 있는 잠금 링(5)을 갖는 커넥터 튜브(1, 23)를 포함한다.

Description

차량 전지 팩의 유체 분배 시스템용 튜브 조립체 및 차량용 전지 팩
본 발명은 차량 전지 팩의 유체 분배 시스템용 튜브 조립체 및 차량용 전지 팩에 관한 것이다.
최근 몇 년 동안, 물건과 사람들의 운송 수단은 전력을 운전의 원천으로 사용하여 개발되었다. 이러한 전기 자동차는 충전식 전지에 저장된 에너지를 사용하여 전기 모터에 의해 추진되는 자동차이다. 전기 자동차는 전적으로 전지에 의해 구동되거나, 예를 들어 가솔린 발전기에 의해 구동되는 하이브리드(hybrid) 자동차의 형태일 수 있다. 또한, 차량은 전기 모터와 종래의 연소 엔진의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 전기 자동차 전지(EVB, Electric-Vehicle Battery) 또는 견인 전지(traction battery)는 전지 전기 자동차(BEV, Battery Electric Vehicles)의 추진에 사용되는 전지다. 전기 자동차 전지는 지속 시간 동안 전력을 공급할 수 있도록 설계되었으므로 시동, 조명 및 점화 전지와는 다르다. 충전식 또는 이차 전지는 충전 및 방전이 반복될 수 있다는 점에서 1 차 전지와 다르며, 후자는 화학 물질을 전기 에너지로 비가역적 변환만 제공한다. 저용량의 충전식 전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자 장치의 전원으로 사용되는 반면, 고용량의 충전식 전지는 하이브리드 자동차 등의 전원으로 사용된다.
일반적으로, 이차 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 및 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극 단자를 포함한다. 양극, 음극 및 전해질 용액의 전기 화학적 반응을 통해 전지의 충 방전을 가능하게 하기 위해 전해질 용액을 상기 케이스에 주입한다. 예를 들어, 원통형 또는 직사각형인 케이스의 형상은 전지의 용도에 따라 다르다. 랩톱 및 가전 제품에서 사용되는 것으로 널리 알려진 리튬 이온(및 유사한 리튬 폴리머) 전지는 개발중인 최신 전기 자동차 그룹에서 가장 두드러진다.
이차 전지는 고 에너지 밀도를 제공하기 위해, 특히 하이브리드 자동차의 모터 구동을 위해 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 단위 전지 셀로 형성된 전지 모듈로서 사용될 수 있다. 즉, 전지 모듈은 필요한 전력량에 따라 고출력 이차 전지를 구현하기 위하여 복수의 단위 전지 셀의 전극 단자를 연결함으로써 형성된다.
전지 팩은 여러 개의 (바람직하게는 동일한) 전지 모듈의 세트이다. 이들은 원하는 전압, 용량 또는 전력 밀도를 제공하기 위해 직렬, 병렬 또는 두 가지 혼합 방식으로 구성될 수 있다. 전지 팩의 구성 요소에는 개별 전지 모듈과, 그 사이에 전기 전도성을 제공하는 상호 연결부가 포함된다. 전지가 안전 작동 영역 외부에서 작동하지 않도록 보호하고, 그 상태를 모니터링하고, 보조 데이터를 계산하고, 그 데이터를 보고하고, 그 환경을 제어하고, 이를 인증하거나 또는 균형 맞추는 것 등에 의해 전지 팩을 관리하도록 전지 관리 시스템(BMS, Battery Management System)이 제공된다.
전지 팩의 열 제어를 제공하기 위해, 이차 전지로부터 발생된 열을 효율적으로 발산, 방출 및/또는 방산함으로써 적어도 하나의 전지 모듈을 안전하게 사용하기 위한 열 관리 시스템이 필요하다. 상기 열의 발산/방출/방산이 충분히 수행되지 않으면, 각 전지 셀 사이에서 온도 편차가 발생하여 상기 적어도 하나의 전지 모듈이 원하는 양의 전력을 생성할 수 없게 된다. 또한, 내부 온도의 상승은 그 내부에서 비정상적인 반응을 일으켜 이차 전지의 충전 및 방전 성능이 저하되고 이차 전지의 수명이 단축된다. 따라서, 셀로부터 효과적으로 열을 발산/방출/방산하기 위한 셀 냉각이 요구된다. 냉각은 일반적으로, 전지 팩의 냉각 유체 경로로 냉각 유체 경로를 통해 안내되는 냉각 유체에 의해 수행된다.
그러한 전지 팩의 기계적 통합은, 개개의 구성 요소 사이 및 특히, 열 제어 유체를 전도하거나 운반하는데 사용될 수 있는, 튜브 조립체의 튜브 사이에, 적절한 기계적 연결을 필요로 한다.
이러한 연결은 전지 시스템의 평균 사용 수명 동안 기능을 유지하고 안전해야 한다. 그러나, 전지 팩으로부터 전지 모듈을 제거해야 하는 경우, 튜브 조립체의 튜브들 사이의 연결이 용이하게 가역적으로 개방될 수 있는 것이 요구된다. 따라서, 단지 차례로 끼워 넣어진(telescoped) 튜브는 의도하지 않은 움직임에 대해 충분히 안전하지 못하다. 또한, 베이어닛(bayonet) 연결에 의해 튜브를 상호 연결하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 베이어닛 연결을 개방할 때, 튜브 중 하나를 튜브 중 다른 하나에 대하여 튜브의 중심 축을 중심으로 회전시키는 것이 필요하며, 이는 전지 팩 또는 차량 내에 도구를 위한 공간이 제한되기 때문에 성가실 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점 중 적어도 일부를 극복하거나 감소시키며, 용이하게 분해될 수 있는 튜브 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 다음의 구성을 포함하는 튜브 조립체에 의해 달성되는데, 상기 튜브 조립체는, 유체를 안내하기 위한 적어도 하나의 제 1 튜브와, 상기 제 1 튜브를 제 2 튜브에 연결하기 위한 커넥터 튜브와, 상기 제 1 튜브를 상기 커넥터 튜브에 조립상태로 고정시키기 위한 탄성 변형 가능한 잠금 링을 포함하고, 상기 제 1 튜브는 그 외주를 따른 홈을 포함하고, 상기 커넥터 튜브는 상기 커넥터 튜브의 반경 방향으로 상기 커넥터 튜브의 벽을 완전히 통과하여 연장하고 상기 커넥터 튜브의 원주 방향으로 상기 커넥터 튜브의 종축을 불완전하게 둘러싸는 적어도 하나의 관통 슬릿을 포함하며, 그리고 상기 잠금 링은 상기 관통 슬릿을 통해 그 잠금 위치에서 상기 홈 안으로 연장하도록 구성된다. 다수의 전지 모듈 및 튜브 조립체를 갖는 유체 분배 시스템을 포함하는 전지 팩에 있어서, 상기 목적은 튜브 조립체가 본 발명에 따른 튜브 조립체인 점에서 달성된다.
잠금 링은 제 1 튜브와 커넥터 튜브를 그 형태 맞춤부(form fit)에 의해 상호 연결하여, 상기 제 1 튜브와 커넥터 튜브의 그 종축에 따른 서로에 대한 이동을 방지한다. 그러나, 튜브 조립체를, 따라서 유체 분배 시스템을 개방하기 위해, 이러한 형태 맞춤부가 개방될 때, 상기 제 1 튜브 및 커넥터 튜브는 그 종축들을 따라 서로 쉽게 이동될 수 있다, 즉 끼워 넣어질(telescoped) 수 있다. 상기 제1 튜브 및 커넥터 튜브를 회전시키지 않아도 된다. 제 1 튜브 또는 커넥터 튜브의 병진 이동(translational movements)이면 충분하다.
본 발명은 다음의 실시예에 의해 개선될 수 있으며, 달리 명시되지 않는 한, 원하는 대로 조합될 수 있고 각각의 경우에 그 자체로 이점이 있다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터 튜브는, 서로의 뒤에 정렬되고, 상기 커넥터 튜브의 벽 세그먼트에 의해 원주 방향으로 서로 분리되는 적어도 2 개의 관통 슬릿을 포함한다. 이 실시예의 이점은 상기 제 1 튜브와 커넥터 사이의 형태 맞춤부가 상이한 위치에서 잠금 링에 의해 제공되어, 보다 안정한 끼워 맞춤을 제공할 수 있고, 상기 벽 세그먼트는 상기 커넥터 튜브의 안정성을 보장할 수 있다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 관통 슬릿은 상기 커넥터 튜브의 종축에 대해 서로 대향하여 배치된다. 이 실시예의 이점은, 형태 맞춤부가 상기 제 1 튜브 및 커넥터 튜브의 대향 측면에 대칭적으로 제공되어, 상기 종축을 따라 서로에 대해 상기 제 1 튜브 및 커넥터 튜브의 위치를 변경하도록 강제될 수 있고, 상기 종축에 수직하게 상기 제 1 튜브 및 커넥터 튜브에 작용하는 임의의 바람직하지 않은 힘을 초래하지 않는다는 것이다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 관통 슬릿은 서로 평행하거나 또는 거울 대칭으로 형성된다. 특히, 상기 관통 슬릿은 상기 커넥터 튜브의 종축에 수직으로 연장될 수 있다. 대안적으로, 상기 관통 슬릿은 종축에 대해 90도와 다른 각도, 예를 들어 90도 미만, 75도 미만, 60도 미만, 45도 미만, 30도 미만 또는 15도 미만이지만, 0도보다는 큰 각도로 연장될 수 있다. 이 실시예의 이점은 서로에 대해 이들의 종축을 따라 상기 제 1 튜브와 커넥터 튜브의 위치를 변경하려고 하는 힘이 잠금 링에 고르게 전달되고, 상기 커넥터 튜브를 서로에 대해 종축을 중심으로 회전 시키려고 하는 힘을 초래하지 않으면서 잠금 링에 전달될 수도 있다는 것이다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 원주 방향 및/또는 상기 관통 슬릿을 따른 관통 슬릿의 길이는 동일하다. 이 실시예의 이점은 형태 맞춤부에 작용하는 힘이 균일하게 및/또는 대칭으로 잠금 링으로 전달될 수 있다는 것이다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 관통 슬릿의 길이는 상기 커넥터 튜브의 전체 둘레의 4 분의 1에 대응한다. 이 실시예의 이점은 잠금 링에 의해 제공되는 형태 맞춤 및 벽 세그먼트에 의해 제공되는 기계적 안정성이 최대일 수 있다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 잠금 링은, 상기 잠금 링의 메인 섹션이 포함되는 평면에 기본적으로 수직하게 연장되는 2 개의 래치 요소를 포함하고, 상기 커넥터 튜브는, 상기 잠금 링이 그 잠금 위치에 있을 때, 상기 래치 요소와 래치 연결을 형성하도록 마련된 2 개의 카운터 래치 요소를 포함한다. 이 실시예의 이점은, 예를 들어 차량이 움직일 때 야기되는 진동에 의해 잠금 링이 잠금 위치로부터 의도하지 않게 제거될 수 없으며, 이로써 상기 제 1 튜브와 상기 커넥터 튜브를 함께 홀딩하는 형태 맞춤부가 기계적으로 거친 조건 하에서도 안정적이라는 것을 보장할 수 있다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터 튜브는, 상기 래치 요소와 래치 연결을 형성하도록 구성되고, 상기 잠금 링이 홈의 외부에 완전히 마련되는 해제 위치에서 상기 잠금 링을 홀딩하도록 마련되는 2 개의 홀딩 요소를 포함한다. 이 실시예의 이점은, 상기 커넥터 튜브를 상기 제 1 튜브에 장착하기 전에 상기 잠금 링이 포획 방식으로 사전 조립될 수 있으며, 이로써 상기 커넥터 튜브를 상기 제 1 튜브에 장착 및 고정하는 것을 용이하게 할 수 있다는 것이다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 2 개의 홀딩 요소는 상기 커넥터 튜브의 종축에 수직인 방향으로 상기 카운터 래치 요소들 전에 마련된다. 이 실시예의 이점은, 상기 잠금 링을 그 해제 위치로부터 잠금 위치로 전달하기 위해 상기 잠금 링을 상기 홀딩 요소로부터 상기 각각의 카운터 래치 요소를 향하는 방향으로 간단히 밀 수 있으며, 다시 상기 커넥터 튜브를 상기 제 1 튜브에 장착 및 고정하는 것을 용이하게 할 수 있다는 것이다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 2 개의 카운터 래치 요소는 상기 관통 슬릿의 단부에 마련되고, 상기 단부는 기본적으로 동일한 쪽에 위치한다. 이 실시예의 이점은, 상기 잠금 링이 기본적으로 상기 관통 슬릿을 통해 연장될 수 있으며, 이로써 상기 형태 맞춤부의 길이를 최대화하고 상기 형태 맞춤부의 강도를 향상시킬 수 있다는 것이다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터 튜브는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하며, 상기 제 1 단부에서만 상기 적어도 하나의 관통 슬릿이 형성된다. 이 실시예의 이점은, 상기 커넥터 튜브가 형성될 수 있고 상기 형태 맞춤부가 쉽게 확립될 수 있으며, 상기 제 1 튜브와 상기 커넥터 튜브 사이의 형태 맞춤부가 상기 튜브 조립체를 조립된 상태로 유지하기에 충분하다는 것일 수 있다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터 튜브는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 관통 슬릿은 상기 제 1 단부에 형성되고, 상기 제 1 단부와 상기 적어도 하나의 관통 슬릿을 포함하는 제1 단부 섹션의 내경은 상기 제 1 단부 섹션과 이웃하는 상기 커넥터 튜브의 중간 섹션의 내경보다 더 크다. 이 실시예의 이점은, 상기 제 1 튜브가 상기 중간 섹션의 내경에 상응하는 외경을 가질 수 있고, 이는 상기 제 1 튜브와 상기 커넥터 튜브 사이의 밀봉 특성을 향상시킬 수 있으며, 상기 제 1 튜브의 홈은, 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 튜브의 외측에 마련되는 리지(ridge) 사이에 용이하게 제공될 수 있고, 상기 제 1 단부를 통해 상기 제 1 단부 섹션 내로 도입되거나 단축될 수 있다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 단부의 내경은 상기 중간 섹션의 내경과 동일하다. 이 실시예의 이점은, 또 다른, 제 2 튜브가 도입될 수 있는, 일례로, 상기 제 1 튜브에서 유사한 밀봉 특성을 갖는 상기 제 2 단부를 통해 상기 커넥터 튜브 내로 압축될 수 있는 것일 수 있다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 튜브 조립체의 종축을 따라, 상기 커넥터 튜브는 상기 제 1 튜브를 이어갈 수 있고, 상기 제 2 튜브는 상기 커넥터 튜브를 이어 받아서 벨로우즈(bellows) 또는 게이터(gaiter)가 상기 제 2 튜브를 이어갈 수 있다. 벨로우즈 후에는, 또 다른 제1 튜브가 따라 올 수 있다. 이 실시예의 이점은, 상기 튜브 조립체의 길이가 쉽게 적응될 수 있다는 것이다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 튜브 및/또는 상기 제 2 튜브는 유체 전달 방식으로 상기 튜브 조립체를 전지 팩의 전지 유닛에 연결하기 위한 분기 도관을 포함한다. 상기 분기 도관은 상기 튜브 조립체의 종축에 수직으로 연장되고, 상기 종축은 상기 커넥터 튜브의 종축 및/또는 상기 제 1 및 제 2 튜브의 종축 각각과 일치할 수 있다. 상기 잠금 링의 메인 섹션은 상기 분기 도관이 기초로 하는 상기 제 1 및/또는 제 2 튜브의 각각의 측면의 바깥을 향하는 쪽에 위치하고, 상기 잠금 링의 개구는 상기 분기 도관과 동일한 쪽에 위치할 수 있다. 여기서 상기 잠금 링의 개구는 상기 2개의 래치 요소 사이의 이격된 부분이 될 수 있다. 상기 분기 도관이 종축에 수직하게 또는 반경 방향으로 돌출되는, 상기 제 1 및 제 2 튜브의 측면과 대향하는 측면에서 볼 때, 상기 홀딩 요소는 상기 카운터 래치 요소 뒤에 마련된다.
상기 튜브 조립체의 일 실시예에 따르면, 그 해제 위치에서, 상기 잠금 링은 상기 종축에 수직하고 반경 방향을 따라 그 잠금 위치로부터 멀리 이동된다. 특히, 상기 해제 위치에서, 상기 잠금 링은 상기 분기 도관이 돌출하는 상기 제 1 및/또는 제 2 튜브의 측면에서 보았을 때 상기 잠금 위치 뒤에 마련된다. 그 해제 위치에서, 상기 래치 요소는 상기 홀딩 요소에 걸어 고정될 수 있어서, 상기 잠금 링은 포획 방식으로 홀딩되고, 따라서 상기 커넥터 튜브로부터 떨어지지 않을 수 있다. 이 실시예의 이점은, 상기 커넥터 튜브가 상기 잠금 링이 부착된 상태로 취급되고 장착될 수 있으며, 이는 상기 튜브 조립체의 장착을 용이하게 할 수 있다는 것이다. 이 실시예의 또 다른 이점은, 상기 커넥터 튜브와 상기 제 1 튜브 사이의 형태 맞춤부를 확립하도록 상기 잠금 링을 그 해제 위치로부터 잠금 위치로 이동시키기 위해, 상기 잠금 링의 메인 섹션을 상기 커넥터 튜브 쪽으로, 즉 종축을 향해 단순히 미는 것만으로 충분하다는 것일 수 있다.
상기 전지 팩의 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터 튜브는 인접한 전지 모듈들 사이에서 적어도 섹션별로 마련된다. 이 실시예의 이점은, 상기 전지 모듈들 중 하나의 제거를 차단할 상기 튜브 조립체의 섹션들이 쉽게 제거될 수 있다는 것이다.
상기 전지 팩의 일 실시예에 따르면, 상기 벨로우즈 또는 게이터는 인접한 전지 모듈들 사이의 갭들 사이에 마련된다. 이 실시예의 이점은, 상기 벨로우즈 또는 게이터의 길이가 감소되도록 상기 제 1 및 제 2 튜브, 그리고 가능하게는 상기 커넥터 튜브도 이동될 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 튜브, 그리고 가능하게는 상기 커넥터 튜브도 포함하는 상기 튜브 조립체의 섹션은 상기 튜브 조립체로부터 쉽게 제거될 수 있다는 것이다.
상기 잠금 링은 일반적으로 완전히 원형이 아니지만, 상기 잠금 링의 자유 단부가 끝나는 개방 측을 갖는다. 상기 자유 단부는 상기 개방 측을 넓히거나 좁히기 위해 서로로부터 멀어지거나 가까워지도록 탄성적으로 가동적이다. 상기 잠금 링은 또한 고정 링(retaining ring) 또는 서클립(circlip)으로 지정될 수 있으며 스프링 강과 같은 탄성 소재로 만들어 질 수 있다.
특징들은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예를 상세하게 설명함으로써 당업자에게 명백해질 것이다:
도 1은 커넥터 튜브의 제 1 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 2는 커넥터 튜브에 연결되고 고정된 2 개의 추가 튜브를 갖는 커넥터 튜브의 다른 예시적인 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 2의 예시적인 실시예의 또 다른 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 예시적인 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 5는, 2 개의 추가 튜브가 커넥터 튜브에 여전히 연결되지만 커넥터 튜브로부터 잠금 해제된, 도 2의 예시적인 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 6은 도 5의 예시적인 실시예의 다른 개략 측면도이다.
도 7은 도 5의 예시적인 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 전지 팩의 개략적인 사시도이다.
도 9는 도 8의 예시적인 실시예에 따른 전지 팩의 확대된 상세의 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 8의 예시적인 실시예에 따른 전지 팩의 다른 확대된 상세의 개략적인 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타내고, 중복되는 설명은 생략된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련 열거된 항목의 임의 및 모든 조합을 포함한다.
"제 1" 및 "제 2"라는 용어는 다양한 요소를 설명하기 위해 사용되지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 제한되어서는 안됨을 이해할 것이다. 이 용어는 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해서만 사용된다. 예를 들어, 제 1 요소는 제 2 요소로 명명될 수 있고, 마찬가지로, 제 2 요소는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 제 1 요소로 명명될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명에서, 단수 형태의 용어는 문맥이 달리 지시하지 않는 한 복수 형태를 포함할 수 있다.
용어 "포함하다" 또는 "포함하는"은 특성, 영역, 고정된 수, 단계, 프로세스, 요소, 구성 요소 및 이들의 조합을 특정하지만, 다른 특성, 영역, 고정 숫자, 단계, 프로세스, 요소, 구성 요소 및 이들의 조합을 배제하지 않는다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어와 같은, 용어는 관련 기술 및/또는 본 명세서의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 되는 것으로 이해될 것이다.
도 1은 제 1 튜브를 제 2 튜브에 연결하기 위한 커넥터 튜브(1)의 개략적인 사시도를 도시하고 있다. 커넥터 튜브(1)는 종축(L1)을 포함하고, 종축(L1)에 수직하게 연장하는, 커넥터 튜브(1)의 반경 방향(R1)으로 커넥터 튜브(1)의 벽(4)을 완전히 통과하여 연장하는 2 개의 관통 슬릿(2, 3)이 커넥터 튜브(1)에 제공된다. 관통 슬릿(2, 3)은 커넥터 튜브(1)의 종축(L1)을 커넥터 튜브(1)의 원주 방향(C1)으로 불완전하게 둘러싸며, 원주 방향(C1)은 종축(L1)을 중심으로, 예를 들어, 벽(4)의 외측을 따라 연장된다. 커넥터 튜브(1)는 도 1의 예시적인 실시예에 도시된 2 개의 관통 슬릿(2, 3)보다 많거나 적은 개수로 포함할 수 있다.
커넥터 튜브(1)는 제 1 튜브를 커넥터 튜브(1)에 조립된 상태, 일례로 부분적으로 단축된 상태로 고정시키기 위해 탄성 변형 가능한 잠금 링(5)을 구비하여 도시되어 있다. 잠금 링(5)은 도시된 잠금 위치(P)에서 관통 슬릿(2, 3)을 관통하여 제 1 튜브의 홈 내로 연장하도록 구성되어 있다.
관통 슬릿(2, 3)은 서로의 뒤에 정렬될 수 있으며, 원주 방향(C1)으로 벽 세그먼트(6, 7)에 의해 서로 분리될 수 있다. 관통 슬릿(2, 3)은 커넥터 튜브(1)의 종축(L1)에 대해 서로 대향하여 마련될 수 있다. 관통 슬릿(2, 3)은 서로 평행하게 형성될 수 있다.
원주 방향(C1)을 따르거나 슬릿을 따른 관통 슬릿(2, 3)의 길이(L)는 동일할 수 있다. 예를 들어, 관통 슬릿(2, 3)의 길이(L) 및/또는 벽 세그먼트(6, 7)의 각각의 길이는 커넥터 튜브(1)의 전체 둘레의 4 분의 1에 대응할 수 있다.
잠금 링(5)은 메인 섹션(10)과 2개의 래치 요소(8, 9)를 포함할 수 있다. 2 개의 래치 요소(8, 9)는 잠금 링(5)의 메인 섹션(10)이 포함되는 평면에 대하여 수직하게 연장될 수 있다. 그리고 메인 섹션(10)은 2 개의 래치 요소(8, 9) 사이에서 연장될 수 있다. 래치 요소(8, 9)는 돌출부에 의해, 예를 들어 메인 섹션(10)의 평면 밖으로 구부러진 잠금 링(5)의 섹션에 의해 형성될 수 있다. 2 개의 래치 요소(8, 9)는 잠금 링(5)의 자유 단부로 형성될 수 있다.
커넥터 튜브(1)는, 잠금 링(5)이 잠금 위치(P)에 있을 때, 래치 요소(8, 9)와 래치 연결을 형성하도록 마련된 2 개의 카운터 래치 요소(11, 12)를 포함한다. 카운터 래치 요소(11, 12)는 래치 요소(8, 9)에 상보적으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 개구, 구멍 또는 오목부로서 벽(4)에 제공되고, 상기 개구, 구멍 또는 오목부는 종축(L1)으로부터 멀어지는 방향으로 개구된다. 예를 들어, 카운터 래치 요소(11, 12)는 관통 슬릿(2, 3)의 단부(13, 14)에 마련되고, 상기 단부(13, 14)는 기본적으로 동일한 쪽에 위치한다.
커넥터 튜브(1)는, 래치 요소(8, 9)와 래치 연결을 형성하도록 구성되며, 잠금 링(5)이 홈의 외부에 완전히 배치되고 또한 관통 슬릿(2, 3)의 외부에도 배치될 수 있는, 해제 위치에서 잠금 링(5)을 홀딩하도록 마련되는 2 개의 홀딩 요소(15, 16)를 포함한다. 예를 들어, 2 개의 홀딩 요소(15, 16)는 커넥터 튜브(1)의 종축(L1)에 수직인 방향으로 카운터 래치 요소(11, 12) 전에 마련된다. 예를 들어, 홀딩 요소(15, 16)는 관통 슬릿(2, 3)의 단부(13, 14)와 거리를 두고 배치된다.
2 개의 홀딩 요소(15, 16)는 래치 요소(8, 9)에 상보적으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 개구, 구멍 또는 오목부로서 벽(4)에 제공되며, 상기 개구, 구멍 또는 오목부는 종축(L1)으로부터 멀어지는 방향으로 개구된다.
커넥터 튜브(1)는 제 1 단부(17) 및 제 2 단부(18)를 포함하며, 제 1 단부(17)에서만 관통 슬릿(2, 3)이 형성된다.
도 1의 예시적인 실시예의 커넥터 튜브(1)는 일정한 내경 및/또는 일정한 외경을 포함하여, 커넥터 튜브(1)가 쉽게 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4 및 도 5 내지 도 7은 커넥터 튜브의 다른 예시적인 실시예를 갖는 튜브 조립체의 예시적인 실시예의 상이한 도면 및 상태를 도시하고 있으며, 도 2 내지 도 4 및 도 5 내지 도 7의 커넥터 튜브의 예시적인 실시예를 대신하여, 도 1의 예시적인 실시예에 따른 커넥터 튜브(1)가 나타날 수 있다. 간결하게 하기 위해, 도 1의 예시적인 실시예에 대한 차이점만을 이하에서 설명한다.
튜브 조립체(20)는, 유체를 안내하기 위한 제 1 튜브(21), 선택적으로 제 2 튜브(22), 유체 전달 방식으로 제 1 튜브(21)와 제 2 튜브(22)를 상호 연결하기 위한 커넥터 튜브(23)의 다른 실시예, 도 2 내지 도 4에서 그 잠금 위치(P)에 마련되는 잠금 링(5)을 포함한다. 제 1 튜브(21) 및/또는 제 2 튜브(22)는 분기 도관(24, 25)을 포함할 수 있는데, 이러한 분기 도관(24, 25)을 이용하여 튜브 조립체(20)를 전지 팩의 전지 유닛에 유체 전달 방식으로 연결할 수 있다. 분기 도관(24, 25)은 튜브 조립체(20)의 종축(A)에 수직하게 연장될 수 있으며, 종축(A)은 커넥터 튜브의 종축(L1) 및/또는 제 1 및 제 2 튜브(21, 22)의 종축(L2, L3) 각각과 일치할 수 있다. 잠금 링(5)의 메인 섹션(10)은 제1 및/또는 제2 튜브의 각각의 측면의 바깥을 향하는 쪽에 위치하고, 잠금 링(5)의 개구(2개의 래치 요소 사이의 이격된 부분)는 분기 도관(24, 25)과 동일한 쪽에 위치할 수 있다. 분기 도관(24, 25)이 종축(A)에 대해 수직하게 또는 반경 방향(R1)으로 돌출되는, 제 1 및 제 2 튜브(21, 22)의 측면과 대향하는 측면에서 볼 때, 홀딩 요소(15, 16)는 카운터 래치 요소(11, 12) 뒤에 마련될 수 있다.
도 3에서, 튜브 조립체(20)는 종축(A)을 중심으로 회전되어 도시되어, 분기 도관(24, 25)이 상기 도면의 평면 내부로 연장되어 제 1 및 제 2 튜브(21, 22)에 의해 덮인다. 도 3에 도시된 바와 같이, 잠금 위치(P)에 있는 잠금 링(5)은 관통 슬릿(2, 3)을 통해 연장한다. 잠금 링(5)의 메인 섹션(10)은 벽 세그먼트(6)에 기대어 안착될 수 있다. 제 1 튜브(21)와 커넥터 튜브(23)의 종축(A)을 따른 상대적인 움직임은 잠금 링(5)에 의해 차단된다.
도 4의 단면도는 그 외주를 따라 제 1 튜브(21)가 포함하는 홈(26)을 도시하고 있다. 잠금 위치(P)에서, 잠금 링(5)은 관통 슬릿(2, 3)을 통과할 뿐만 아니라 홈(26) 내로도 연장되어 제 1 튜브(21)와 커넥터 튜브(23) 사이에 형태 맞춤부(form fit)를 형성한다. 즉, 커넥터 튜브(23)의 관통 슬릿(2, 3)과 제1 튜브(21)의 홈(26)이 잠금 링(5)에 의해 정렬되면서 제1 튜브(21)와 커넥터 튜브(23)는 서로 고정될 수 있다.
홈(26)은 제 1 튜브(21)의 벽(27) 내로 연장될 수 있다. 특히 이러한 경우에, 도 1의 예시적인 실시예의 커넥터 튜브(1)가 사용될 수 있다. 그러나, 도 2 내지 도 7의 예시적인 실시예에서, 홈(26)은, 벽(27)의 외측에 마련되는 2 개의 리지(ridge)(28, 29) 사이에 제공되고, 제 1 튜브(21)의 원주 방향(C2)으로 종축(L2)을 중심으로 연장하며, 여기서 원주 방향(C2)는 원주 방향(C1)에 대응할 수 있다. 종축(A)을 따른 리지(28, 29) 사이의 전체 폭은 동일한 방향으로의 관통 슬릿(2, 3)의 전체 폭에 상응할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 도 2 내지 도 4와 동일한 실시예를 도시한 것으로, 동일한 도면이지만 해제 위치(R)에 배치된 잠금 링(5)을 도시하고 있다. 해제 위치(R)에서, 잠금 링(5)은 종축(L1)에 수직하게 반경 방향(R1)을 따라 잠금 위치(P)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 특히, 분기 도관(24, 25)이 돌출하는 제 1 및/또는 제 2 튜브(21, 23)의 측면에서 보았을 때, 해제 위치(R)가 잠금 위치(P) 뒤에 마련될 수 있다. 그 해제 위치(R)에서, 래치 요소(8, 9)는 홀딩 요소(15, 16)에 걸어 고정될 수 있어서, 잠금 링(5)은 포획 방식으로 홀딩되고, 따라서 커넥터 튜브(23)로부터 떨어지지 않을 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 잠금 링(5)은 홈(26)의 외측에 마련되고 적어도 섹션별로 관통 슬릿(2, 3)을 통해 연장될 수 있다. 따라서, 제 1 튜브(21)와 커넥터 튜브(23) 사이의 상대 이동은 해제 위치(R)에서 잠금 링(5)에 의해 차단되지 않는다. 잠금 링(5)의 메인 섹션(10)은 잠금 링(5)의 해제 위치(R)에서 벽 세그먼트(6)로 떨어져서 마련될 수 있다. 따라서 잠금 링(5)을 해제 위치(R)로부터 그 잠금 위치(P)로 이동시키기 위해, 특히 래치 요소(8, 9) 사이 및/또는 자유 단부 사이 또는 잠금 링(5)의 래치 요소(8, 9) 사이에서 반경 방향(R1)으로 벽 세그먼트(6)를 향해 메인 섹션(10)을 중앙으로 가압하는 것으로 충분할 수 있다.
도 2 내지 도 7의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 관통 슬릿(2, 3)은 제 1 단부(17)에 형성되고, 제 1 단부(17) 및 관통 슬릿(2, 3)을 포함하는 제 1 단부 섹션(30)의 내경은 제 1 단부 섹션(30)에 이웃하는 커넥터 튜브(23)의 중간 섹션(31)의 내경보다 클 수 있다. 따라서, 제 1 튜브(21)의 홈(26)이 리지(28, 29)에 의해 형성되더라도, 리지(28, 29)를 갖는 제 1 튜브(21)는 여전히 제 1 단부 섹션(30) 내로 도입될 수 있다.
제 1 튜브(21)의 단부(32)와 홈(26), 특히 리지(29) 사이에서, 제 1 튜브(21)는, 제 1 튜브(21)와 커넥터 튜브(23), 특히 중간 섹션(31) 사이의 간극을 밀봉하기위한 밀봉 섹션(33)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 튜브 조립체(20)의 적어도 조립된 상태에서, 밀봉 섹션(33)의 외측에 적어도 하나의 또는 두 개의 밀봉 요소, 또는 링이 존재할 수 있다.
제 1 단부 섹션(30)에 대향하여 배치되는 커넥터 튜브(23)의 다른, 제 2 단부 섹션(34)은 중간 섹션(31)의 내경에 대응하는 내경을 포함할 수 있다. 제 2 튜브(22)는, 제 1 튜브(22)와 커넥터 튜브(23), 특히 그 제 2 단부 섹션(34) 사이의 간극을 밀봉하기위한 밀봉 섹션(35)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 튜브 조립체(20)의 적어도 조립된 상태에서, 밀봉 섹션(35)의 외측에 적어도 하나의 그리고 아마도 두 개의 밀봉 요소 또는 링이 존재할 수 있다.
도 8 내지 도 10은, 도 2 내지 도 7에 도시된 예시적인 실시예의 튜브 조립체를 갖는 전지 팩의 예시적인 실시예를 개략적인 사시도로 도시하고 있다. 도 8은 전지 팩의 개략을 도시하고, 도 9 및 도 10은 전지 팩의 확대된 세부 사항을 도시하고 있다. 또한, 커넥터 튜브(23) 대신에, 커넥터 튜브(1)가 사용될 수 있다.
전지 팩(40)은, 복수의 전지 모듈을 각각 포함하고 전지 팩(40)의 길이 방향(B)을 따라 차례로 배치된, 복수의 전지 유닛(41)을 포함한다. 또한, 전지 팩(40)은 튜브 조립체(20)를 포함하는 유체 분배 시스템(42)을 포함한다.
커넥터 튜브(23)는 종축(A)을 따라 인접한 전지 모듈(41) 사이에 적어도 부분적으로 마련될 수 있다.
적어도 제 1 튜브(21), 제 2 튜브(22) 및 커넥터 튜브(23)의 영역에서, 유체 분배 시스템(42)의 종축은 종축(A)에 대응할 수 있는데, 단순화를 위해 도 8 내지 도 10에는 이를 도시하지 않는다.
튜브 조립체(20)의 종축(A)을 따라, 커넥터 튜브(23)는 제 1 튜브(21)를 이어갈 수 있고, 제 2 튜브(22)는 커넥터 튜브(23)를 이어갈 수 있으며, 벨로우즈(bellows)(43) 또는 게이터(gaiter)는 제 2 튜브(22)를 이어갈 수 있다. 벨로우즈(43) 이후에는, 다른 제 1 튜브(21)가 뒤따를 수 있다.
벨로우즈(43) 또는 게이터는 인접한 전지 모듈(41) 사이의 갭(44) 사이에 마련될 수 있다.
튜브 조립체(20)의 모든 커넥터 튜브(23)는 동일한 방향으로 배향될 수 있으며, 이로써 예를 들어 제 1 단부(17)가 길이 방향(B)에 대향한다.
상기에서는 본 기재의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
[부호의 설명]
1: 커넥터 튜브 2, 3: 관통 슬릿
4: 벽 5: 잠금 링
6: 벽 세그먼트 7: 벽 세그먼트
8, 9: 잠금 링의 래치 요소 10: 잠금 링의 메인 섹션
11, 12: 카운터 래치 요소 13, 14: 슬릿 단부
15, 16: 홀딩 요소 17: 제1 단부
18: 제2 단부 20: 튜브 조립체
21: 제1 튜브 22: 제2 튜브
23: 커넥터 튜브 24, 25: 분기 도관
26: 홈 27: 제1 튜브의 벽
28, 29: 리지(ridge) 30: 커넥터 튜브의 제 1 단부
31: 커넥터 튜브의 중간 섹션 32: 제 1 튜브의 단부
33: 제 1 튜브의 밀봉부 34: 커넥터 튜브의 제2 단부
35: 제 2 튜브의 밀봉부 40: 전지 팩
41: 전지 모듈 42: 유체 분배 시스템
43: 벨로우즈(bellows) 44: 인접한 전지 모듈들 사이의 갭
A: 튜브 조립체의 종축 B: 전지 팩의 길이 방향
C1: 커넥터 튜브의 원주 방향 C2: 제 1 튜브의 원주 방향
L: 관통 슬릿의 길이 L1: 커넥터 튜브의 종축
L2: 제 1 튜브의 종축 L3: 제 2 튜브의 종축
P: 잠금 링의 잠금 위치 R:잠금 링의 해제 위치
R1: 커넥터 튜브의 반경 방향

Claims (15)

  1. 차량의 전지 팩의 유체 분배 시스템을 위한 튜브 조립체로서,
    유체를 안내하기 위한 적어도 하나의 제1 튜브,
    상기 제1 튜브를 제2 튜브에 연결하기 위한 커넥터 튜브, 및
    상기 제1 튜브를 상기 커넥터 튜브에 조립 상태로 고정시키기 위한 탄성 변형 가능한 잠금 링을 포함하고,
    상기 제1 튜브는 그 외주를 따른 홈을 포함하고, 상기 커넥터 튜브는 상기 커넥터 튜브의 반경 방향으로 상기 커넥터 튜브의 벽을 완전히 통과하여 연장하고 상기 커넥터 튜브의 원주 방향으로 상기 커넥터 튜브의 종축을 불완전하게 둘러싸는 적어도 하나의 관통 슬릿을 포함하며, 그리고
    상기 잠금 링은 상기 관통 슬릿을 통해 그 잠금 위치에서 상기 홈 안으로 연장하도록 구성된, 튜브 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 튜브는, 서로의 뒤에 정렬되고, 상기 커넥터 튜브의 벽 세그먼트에 의해 원주 방향으로 서로 분리되는 적어도 2 개의 관통 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 관통 슬릿은 상기 커넥터 튜브의 종축에 대해 서로 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통 슬릿은 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 원주 방향에 따른 상기 관통 슬릿의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 관통 슬릿의 길이는 상기 커넥터 튜브의 전체 둘레의 4 분의 1에 대응하는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 링은, 상기 잠금 링의 메인 섹션이 포함되는 평면에 수직하게 연장되는 2 개의 래치 요소를 포함하고, 상기 커넥터 튜브는, 상기 잠금 링이 잠금 위치에 있을 때, 상기 래치 요소와 래치 연결을 형성하도록 마련된 2 개의 카운터 래치 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 튜브는, 상기 래치 요소와 래치 연결을 형성하도록 구성되고, 상기 잠금 링이 홈의 외부에 완전히 배치되는 해제 위치에서 상기 잠금 링을 홀딩하도록 마련되는 2 개의 홀딩 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 2 개의 홀딩 요소는 상기 커넥터 튜브의 종축에 수직인 방향으로 상기 카운터 래치 요소들 전에 마련되는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 2 개의 카운터 래치 요소는 상기 관통 슬릿의 단부에 마련되고, 상기 단부는 동일한 쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 튜브는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하며, 상기 제 1 단부에서만 상기 적어도 하나의 관통 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 튜브는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 관통 슬릿은 상기 제 1 단부에서 형성되고, 상기 제 1 단부와 상기 적어도 하나의 관통 슬릿을 포함하는 제 1 단부 섹션의 내경은 상기 제1 단부 섹션과 이웃하는 상기 커넥터 튜브의 중간 섹션의 내경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 단부의 내경은 상기 중간 섹션의 내경과 동일한 것을 특징으로 하는 튜브 조립체.
  14. 복수의 전지 모듈, 및 튜브 조립체를 포함하는 유체 분배 시스템을 갖는 차량용 전지 팩으로서, 상기 튜브 조립체는 상기 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 튜브 조립체인 차량용 전지 팩.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 커넥터 튜브는 인접한 전지 모듈 사이에서 적어도 섹션별로 마련되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
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