KR20080054097A - 배터리모듈 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리모듈 지지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차에 있어서 배터리모듈(이하, 모듈이라함)의 탑재시 모듈을 수직방향으로 배치함으로써, 모듈의 자중에 의한 휨 발생 및 셀간 접속부에서의 응력을 저감할 수 있고, 모듈 중간에 지지구조가 필요없으므로 지지부품의 중량 및 제조원가를 절감할 수 있도록 한 배터리모듈 지지장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 내부에 다수의 배터리모듈을 수납할 수 있는 수납공간이 형성되고, 상부에는 개구부가 형성되며, 저면에는 상기 모듈의 하단부 및 단자가 삽입되는 지지홈이 형성된 지지홀더와; 상기 지지홀더의 상단부를 커버하고 상기 모듈의 상단부를 고정 및 지지하는 커버수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로하는 배터리모듈 지지장치를 제공한다.

본 발명은 지지홀더와 상부 커버 수단과 하부 커버 수단으로 구성되는 경우와, 지지홀더와 상하 커버 수단이 일체로 되어 있는 경우 및 지지홀더와 상하 커버 수단 중 어느 하나가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리모듈 지지장치를 제공한다.

홀더, 엔드플레이트, 흡기플레이트, 버스바

Description

배터리모듈 지지장치{Holder for battery module}

도 1은 본 발명에 따른 배터리모듈 지지장치의 일실시예를 나타내는 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 배터리모듈 지지장치의 외관을 나타내는 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 배터리모듈 지지장치의 저면을 나타내는 구성도이고,

도 4는 본 발명에 따른 배터리모듈 지지장치의 다른 실시예를 나타내는 구성도이고,

도 5는 본 발명에 따른 지지홀더 저면부의 일실시예를 나타내는 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 지지홀더 저면부의 다른 실시예를 나타내는 단면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 지지홀더의 상단부를 나타내는 단면도이고,

도 8은 본 발명에 따른 지지홀더 저면부의 일실시예를 나타내는 단면도이고,

도 9는 본 발명에 따른 지지홀더 저면부의 일실시예를 나타내는 단면도이고,

도 10은 본 발명에 따른 지지홀더 일측면으로부터의 냉각풍/가온풍의 흡기공 및 배기공의 일실시예를 나타내는 외관도이고,

도 11은 기존 모듈의 전체 외관도이고,

도 12는 기존 모듈의 구성부품 접속부의 단면도이고,

도 13은 본 발명에 따른 지지홀더 상하에 엔드플레이트와 흡기/배기 플레이트가 장착된 외관을 나타내는 사시도이고,

도 14는 본 발명에 따른 지지홀더 상하에 엔드플레이트가 일체 성형된 외관을 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 지지홀더 11 : 엔드플레이트

12 : 흡기플레이트 13 : 배터리모듈

14 : 단자 15 : 흡기공

16 : 배기공 17 : 지지홈

18 : 플로어패널 19 : 그라운드

20 : 시스백 21 : 버스바

22 : 충격흡수재 23 : 개구부

본 발명은 배터리모듈 지지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차에 있어서 배터리모듈(이하, 모듈이라함)의 탑재시 모듈을 수직방향으로 배치함으로써, 모듈의 자중에 의한 휨 발생 및 셀간 접속부에서의 응력을 저감할 수 있고, 모 듈 중간에 지지구조가 필요없으므로 지지부품의 중량 및 제조원가를 절감할 수 있도록 한 배터리모듈 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배터리는 자동차의 각 요소에 대한 전기 제공 부품으로서 차량의 전장 부하와 발전부에 의하여 충방전을 반복하게 된다.

이러한 과정 중 배터리의 온도 상승은 배터리 내부 저항의 변화를 가져오게 되고 전기적인 성능이 저하되며, 차량의 효율적인 전기 관리가 이루어지지 못하는 문제를 가져온다.

특히 최근의 전기자동차 및 36V식의 고전압배터리의 개발 및 적용의 일반화에 따라 배터리의 내부 온도를 적정 수준으로 냉각시켜야 할 현실적 필요성이 더욱 대두하게 되었다.

한편, 일본특허공개공보 2005-280649에는 차량에 탑재하는 복수의 모듈의 경우에 모듈의 축방향이 지면에 수평방향으로 배열되는 구조가 개시되어 있다.

그러나 상기 구조에서는 모듈의 중심부가 모듈의 자중에 의해 휘어지며, 모듈을 구성하는 셀의 접속부에 응력을 발생시켜, 내구성을 저해하는 요인이 된다.

또한, 일본특허공개공보 2000-223096에는 모듈 및 그 구성부품의 접속구조가 개시되며, 복수의 부품이 서로 연결되어 자중이나 진동 등에 대하여 중심부가 휘어지기 쉬운 것을 알 수 있다.

상기 문제점에 대한 해결방안으로서, 일본특허공개공보 2005-332829에는 모듈의 양단 지지구조와 더불어 모듈의 중간부(2개소)를 지지하는 고정 벌크 헤드로 불리는 지지구조가 개시되어 있다.

그러나, 이러한 구조는 모듈 지지구조가 복하게 되어, 치수, 중량, 금형비, 부품비 및 조립비 등이 증가하는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 복수의 모듈을 차량에 탑재하는 경우에 모듈의 축방향을 지면에 수직방향으로 배치하는 구조를 제공함으로써, 모듈을 간단하고 소형으로 수납하여 조립성을 향상시킬 수 있고, 지지부품의 중량, 금형비, 부품비 및 조립비 등을 저감할 수 있도록 한 배터리모듈 지지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배터리모듈 지지장치에 있어서,

내부에 다수의 배터리모듈을 수납할 수 있는 수납공간이 형성되고, 상부에는 개구부가 형성되며, 저면에는 상기 모듈의 하단부 및 단자가 삽입되는 지지홈이 형성된 지지홀더와; 상기 지지홀더의 상단부를 커버하고 상기 모듈의 상단부를 고정 및 지지하는 커버수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 커버수단은 상기 모듈의 상단부 및 단자가 삽입되는 지지홈이 형성된 엔드플레이트이고, 상기 지지홈은 홀더 저면에 형성된 지지홈과 대칭인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 엔드플레이트 및 지지홀의 저면 가장자리부 에는 흡기공 및 배기공이 형성되고, 냉각풍이 상기 흡기공 및 배기공을 통해 도입 및 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더는 모듈의 축이 지면에 대해 수직방향으로 또는 리어 시트백에 평행하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지홀더와 상부 커버 수단 및 하부 커버 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지홀더와 상하 커버 수단이 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지홀더와 상하 커버 수단 중 어느 하나가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 지지장치로서 상부에 개구부(23)가 형성된 지지홀더(10)와, 지지홀더(10)의 상단에 설치된 엔드플레이트(11) 및 흡기플레이트(12)로 구성되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지지홀더(10)의 내부에는 다수의 모듈(13)이 수직방향으로 삽입될 수 있도록 수납공간이 형성되어 있고, 홀더(10) 저면에는 모듈(13)의 편측 단자(14) 및 모듈(13) 단부를 삽입할 수 있는 지지홈(17)이 형성되어 있다.

이때, 상기 극성이 다른 모듈(13)의 단자(14)는 버스바(21)에 의해 볼트로 결합되고, 모듈(13)의 하단부가 고정되게 되고, 지지홀더(10)의 저면 가장자리에는 다수의 배기공(16)이 형성된다.

도 10에는 지지홀더의 측면에 복수의 흡기공과 배기공을 설치한 실시예를 나타내며, 흡기공과 배기공의 위치는 홀더의 다른 임의 면에 설정 가능하다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 엔드플레이트(11)에는 모듈(13)의 상단부와 편측단자(14)가 삽입될 수 있는 지지홈(17)이 형성되어 있고, 이때에도 극성이 다른 모듈(13) 단자(14)는 버스바(21)에 의해 볼트로 결합되어 모듈(13)의 상단부가 고정된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡기플레이트(12) 및 엔드플레이트(11)의 가장자리에는 다수의 흡기공(15)이 형성되어, 상기 흡기공(15) 및 배기공(16)을 통해 냉각풍/가온풍이 도입 및 배출되게 된다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 모듈(13) 지지장치의 조립방법 및 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

1) 조립방법

도1과 도시된 바와 같이, 상부의 개구부(23)를 통해 모듈(13)을 홀더(10) 내부로 삽입하고 홀더(10) 저면에 형성된 지지홈(17)에 모듈(13)의 단부를 끼운 다음, 극성이 다른 모듈(13) 단자(14)를 버스바(21)에 의해 볼트로 결합하여 고정한다.

그다음, 모듈(13)의 상단부를 엔드플레이트(11)의 지지홈(17)에 삽입한 다음, 극성이 다른 모듈(13) 단자(14)를 버스바(21)에 의해 볼트로 결합하여 고정하고, 동시에 모듈(13)의 전기적 접속을 실시한다.

마지막으로 흡기플레이트(12)를 엔드플레이트(11)의 상면에 볼트로 결합하면 조립이 완료된다.

2) 사용상태

본 발명에 따른 지지장치는 모듈(13)의 축이 지면에 대해 수직방향으로 설치되어 사용되기도 하지만, 자동차의 시트백(20)에 평행 또는 평행에 가깝도록 경사지게 설치될 수 있다.

상기와 같은 구성은 지지장치의 수평장착면이 차량의 플로어패널(18)에서 시트백(20)의 경사각(수직면 기준)만큼 상방향으로 경사지게 형성하여 이루어질 수 있다.

상기 모듈(13)의 자중은 홀더(10)에 삽입한 모듈(13) 단부로부터 홀더(10)의 지지홈(17)에 가해지고, 그 결과 지면에 수평으로 배치했을 때에 발생하는 모듈(13)의 휨에 의한 셀간 접속부에서의 응력은 큰 폭으로 절감될 수 있다.

또한, 상기 홀더(10) 저면에 형성된 지지홈(17)에 충격흡수재(22)를 삽입설치함으로써, 모듈(13)에 가해지는 충격을 경감할 수 있고, 모듈(13)의 중간부에 지지부가 존재하지 않으므로, 종래의 지지부가 중간에 2개소 있는 것에 비해 냉각면적이 확대되어 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

따라서, 상기와 같은 장점에 의해 모듈(13) 설치시간 및 냉각용 정류부재의 설치시간을 줄여 조립성, 부품비 및 중량을 절감할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리모듈 지지장치에 의하면, 다수의 모듈이 수납된 지지홀더를 모듈의 축방향이 지면에 수직방향으로 또는 시트백의 경사각에 가깝게 설치함으로써, 모듈의 휨에 의한 셀간 접속부에서의 응력이 큰 폭으로 절감될 수 있다.

또한, 상기 홀더 저면에 형성된 지지홈에 충격흡수재를 삽입설치함으로써, 모듈로부터 가해지는 충격을 경감할 수 있고, 모듈의 중간부에 지지부가 존재하지 않으므로, 종래의 지지부가 중간에 2개소 있는 것에 비해 냉각면적이 확대되어 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 배터리모듈 지지장치에 있어서,

   내부에 다수의 배터리모듈(13)을 수납할 수 있는 수납공간이 형성되고, 상부에는 개구부(23)가 형성되며, 저면에는 상기 모듈(13)의 하단부 및 단자(14)가 삽입되는 지지홈(17)이 형성된 지지홀더(10)와;

   상기 지지홀더(10)의 상단부를 커버하고 상기 모듈(13)의 상단부를 고정 및 지지하는 커버수단;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리모듈 지지장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 커버수단은 상기 모듈(13)의 상단부 및 단자(14)가 삽입되는 지지홈(17)이 형성된 엔드플레이트(11)이고, 상기 지지홈(17)은 홀더(10) 저면에 형성된 지지홈(17)과 대칭인 것을 특징으로 하는 배터리모듈 지지장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 엔드플레이트(11) 및 지지홀의 저면 가장자리부에는 흡기공(15) 및 배기공(16)이 형성되고, 냉각풍이 상기 흡기공(15) 및 배기공(16)을 통해 도입 및 배 출되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 지지장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 홀더(10)는 모듈(13)의 축이 지면에 대해 수직방향으로 또는 리어 시트백(20)에 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 지지장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지홀더와 상부 커버 수단 및 하부 커버 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 지지장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 지지홀더와 상하 커버 수단이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 지지장치.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 지지홀더와 상하 커버 수단 중 어느 하나가 일체로 형성되는 것을 특징 으로 하는 배터리모듈 지지장치.

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