KR20130076660A - 전기 자동차용 배터리 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대형 차량에 장착되는 전기 자동차용 배터리 케이스에 관한 것으로, 배터리에 발생된 열이 방열판으로 전달되고, 방열판으로 전달된 열은 냉각유로를 따라 이동되는 외부 공기에 의하여 용이하게 냉각되므로, 배터리에서 발생되는 열이 용이하게 방열되는 효과가 있다.

Description

전기 자동차용 배터리 케이스{Battery Case for Electric Car}
본 발명은 전기 자동차용 배터리 케이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 자동차에 장착되는 배터리에서 발생하는 열을 용이하게 냉각시킬 수 있도록 하는 전기 자동차용 배터리 케이스에 관한 것이다.
전 세계적으로 화석연료의 고갈, 유가급등, 기후변화, 배출가스 규제 등으로, 자동차분야에서도 대체에너지원이 절실히 필요해 지고 있는 실정이며, 이에 대한 대안으로, 공해가 없는 동력원인 전기를 연료로 하는 전기자동차의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
전기 자동차는 구동모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 구동모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 구동모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.
이러한 전기자동차는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와 더불어, 상기 구동모터에 전력을 공급하는 축전수단으로서 배터리를 포함하는데, 예를 들면 니켈-수소, 리튬-폴리머 계열의 배터리들이 잘 알려져 있다. 이러한 배터리는 배터리 모듈 복수 개가 직렬 또는 병렬로 조합된 배터리 팩으로 구성되고, 케이스에 수납된 상태에서 전기자동차에 설치되는데, 소형차에는 차량 내부에 배터리가 설치되고, 버스 등의 대형차에는 그 크기 등으로 인하여 대형차의 지붕 위에 배터리가 설치된다.
한편, 배터리 팩은 사용 과정에서 화학 에너지가 전기 에너지로 변환되는데, 이때, 부산물로 다량의 열이 발생하게 된다. 이와 같이 배터리에 열이 발생하게 되면, 배터리의 방전이 가속화되며, 충전율도 감소하고, 배터리의 발화 등 위험한 상황이 발생하기도 한다.
이에 따라, 배터리 팩이 수납되는 배터리 케이스에는 방열판 등이 구비되어 배터리에서 발생하는 열을 강제적으로 냉각시키도록 하고 있다. 그러나 방열판만으로는 배터리에서 발생하는 열을 획기적으로 냉각시키지 못하여, 배터리가 발열되거나 방전이 가속화되는 상황은 언제든지 발생할 우려가 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전기 자동차에 장착되는 배터리에서 발생하는 열을 용이하게 냉각시킬 수 있도록 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공하도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 전기 자동차용 배터리가 수용되며, 상부는 개방되는 본체; 및 상기 본체의 개방된 상부를 덮는 상부덮개를 포함하고, 상기 배터리와 상기 상부덮개가 상호 이격되도록 상기 본체의 높이는 상기 배터리의 높이보다 높게 형성되어, 상기 본체 내부에서 상기 배터리와 상기 상부 덮개 사이에 냉각유로가 구비되며, 상기 본체에서 상기 냉각유로의 일측과 대향되는 위치에는 외부 공기가 상기 냉각유로로 유입되도록 유입구가 형성되고, 상기 본체에서 상기 냉각유로의 타측과 대향되는 위치에는 상기 냉각유로로 유입된 공기가 외부로 배출되도록 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공한다.
또한, 상기 본체 내부에서 상기 배터리의 상부에는 방열판이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공한다.
또한, 상기 본체의 양측에 위치되는 지지부와, 상기 본체의 하측에 밀착되며 상기 본체의 양측에 위치되는 상기 지지부의 하측을 상호 연결시키는 연결부를 구비하는 하나 이상의 보조케이스를 더 포함하고, 상기 보조케이스의 상기 지지부 외측에는 승하강가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공한다.
또한, 상기 본체의 하부에는 하부덮개가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공한다.
또한, 상기 하부덮개의 하면 일측에서 타측 방향으로 오목하게 이동가이드부가 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공한다.
또한, 상기 본체 또는 상기 상부덮개 또는 상기 하부덮개의 측방 모서리를 따라 충격흡수를 위한 범퍼가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공한다.
또한, 상기 상부덮개의 상면에는 제 1 적층유도부가 형성되고, 상기 하부덮개의 하면에는 제 2 적층유도부가 형성되며, 다수 개의 상기 케이스가 적층될 때, 일 케이스의 상기 제 1 적층유도부와, 상기 일 케이스의 상부에 위치되는 타 케이스의 상기 제 2 적층유도부가 상호 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스를 제공한다.
본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 배터리에 발생된 열이 방열판으로 전달되고, 방열판으로 전달된 열은 냉각유로를 따라 이동되는 외부 공기에 의하여 용이하게 냉각되므로, 배터리에서 발생되는 열이 용이하게 방열되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 하부덮개를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 일부 분해하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 보조케이스를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 이동가이드부를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 하부덮개를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 내부에 전기 자동차용 배터리(20)가 수용되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 상부를 덮는 상부덮개(30)와, 상기 본체(10)의 하부를 덮는 하부덮개(40)와, 충격 흡수를 위한 범퍼(50)를 포함한다.
전기 자동차용 배터리(20)는 충전이 가능한 다수 개의 배터리 모듈로 구성될 수 있으며, 그 외측 하방에 구비된 커넥터(22)를 통하여 차량과 연결된다.
본체(10)는 내부에 배터리(20)가 수용되도록 공간이 구비되고, 상부는 개방된다. 이러한 본체(10)는 대형차의 지붕에 용이하게 위치되도록 그 일측에서 타측방향으로 길게 형성될 수 있으며, 예를 들면, 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 본체(10)의 상단 높이는 배터리(20)의 상단 높이보다 높게 형성되어, 본체 내부에서, 배터리(20)와 후술하는 상부덮개(30) 사이에 냉각유로(16: 도 4 도시)가 구비된다. 그리고 본체(10)의 일측부에서 상기 냉각유로(16)의 일측과 대향되는 위치에는 외부 공기가 본체(10)의 냉각유로(16)로 유입되도록 유입구(12)가 형성되고, 본체(10)의 타측부에서 상기 냉각유로(16)의 타측과 대향되는 위치에는 냉각유로(16)로 유입된 공기가 본체(10) 외부로 배출되도록 배출구(14)가 형성된다. 그리고 유입구(12) 또는 배출구(14)는 빗물, 먼지 등이 본체(10) 내부로 인입되지 못하도록 소형 홀로 형성되거나, 또는, 외부 덕트(미도시)와 연결되거나, 공기의 유입 또는 유출이 용이하도록 대형 홀로 형성될 수 있으며, 하나 또는 다수 개로 구성될 수 있다. 그리고 본체(10)의 하방에서 커넥터(22)와 대향되는 위치에는 상기 커넥터(22)의 단자가 외부에 노출되도록 관통공(미도시)이 형성된다. 그리고 본체(10)의 측방에는 승하강가이드부(19c)가 구비되는데, 이는 하기 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 그리고 본체(10)의 상부 테두리를 따라 하나 이상의 제 1 적층유도부(11)가 형성된다. 상기 제 1 적층유도부(11)는 다수 개의 상기 배터리 케이스가 위아래로 상호 적층될 때, 후술하는 제 2 적층유도부(42)에 끼움 결합되어, 용이하게 적층되도록 하기 위한 것이다.
상부덮개(30)는 본체(10)의 상부에 결합되어, 본체(10)를 폐쇄시키도록 구성된다. 그리고 상부덮개(30)의 테두리에서 상기 제 1 적층유도부(11)와 대향되는 위치에는 상기 제 1 적층유도부(11)가 외부에 노출되도록 내측으로 오목하게 요홈부(32)가 형성된다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1 적층유도부(11)는 본체(10)에 구비되었으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 경우에 따라, 제 1 적층유도부(11)가 상부덮개(30)의 상면에 구비될 수도 있다. 이 경우, 상기 요홈부(32)는 생략된다.
하부덮개(40)는 본체(10)의 하부를 커버하도록 본체(10)의 하부에 결합되는 것으로, 제 2 적층유도부(42)와, 이동가이드부(44)와, 노출안내부(46)를 포함한다. 제 2 적층유도부(42)는 다수 개의 상기 배터리 케이스가 적층될 때, 하부덮개(40)의 하면 테두리에서 상기 본체(10)의 상기 제 1 적층유도부(11)와 대향되는 위치에 형성된다. 그리고 상기 배터리 케이스가 위아래로 상호 적층될 때, 일 배터리 케이스의 제 1 적층유도부(11)와, 상기 일 배터리 케이스의 상부에 위치되는 타 배터리 케이스의 제 2 적층유도부(42)가 상호 끼움 결합되어, 상기 배터리 케이스들이 견고하게 적층된다. 이동가이드부(44)는 하부덮개(40)의 하면에서 그 일측에서 타측 방향으로 오목하게 2개 이상 형성된다. 상기 이동가이드부(44)는 하기 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 노출안내부(46)는 하부덮개(40)의 하면에서 상기 커넥터(22)와 대향되는 위치에 형성된다. 그리고 차량과 연결된 케이블(미도시)은 상기 노출안내부(46)를 통하여 외부로 노출된 커넥터(22)와 연결된다. 한편, 상기 하부덮개(40)는 경우에 따라 생략될 수 있는데, 이렇게 하부덮개(40)가 생략되는 경우, 상기 제 2 적층유도부(42)와 상기 이동가이드부(44)는 본체(10)의 하면에 구비될 수 있다.
범퍼(50)는 본체(10), 상부덮개(30) 또는 하부덮개(40)의 측방 모서리를 따라 장착되는 것으로, 외부 충격으로부터 본체(10), 상부덮개(30) 또는 하부덮개(40)를 보호해주도록 구성된다. 또한, 범퍼(50)는 본체(10)와 상부덮개(30) 또는, 본체(10)와 하부덮개(40)를 상호 연결시킬 수도 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 분해하여 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스를 일부 분해하여 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스는 본체(10) 내부에 구비되는 방열판(25)과, 본체(10)와 하부덮개(40) 사이에 구비되는 보조케이스(18)를 더 포함할 수 있다.
방열판(25)은 배터리(20)의 열을 방출하는 일반적인 판으로, 본체(10) 내부에서 배터리(20)의 상부에 구비되며, 열전달이 잘 이루어질 수 있도록 마그네슘합금, 알루미늄합금 또는 구리 합금 등으로 제조될 수 있다. 그리고 본체(10) 내부에서 방열판(25)과 상부덮개(30) 사이에는 냉각유로(16)가 구비되며, 외부 공기가 본체(10)의 유입구(12)를 통하여 냉각유로(16)로 유입된 후, 본체(10)의 배출구(14)를 통하여 외부로 배출된다. 그리고 배터리(20)로부터 발생되는 열에 의해 온도가 상승한 방열판(25)은 냉각유로(16)를 따라 이동되는 외부공기에 의하여 용이하게 냉각되어, 배터리(20)에서 발생되는 열이 용이하게 방열되는 효과가 있으며, 이에 따라, 배터리(20)의 발열로 인한 방전이나 발화 등의 위험도 감소되는 효과가 있다.
보조케이스(18)는 본체(10)의 양측에 위치되는 한 쌍의 지지부(19b)와, 상기 본체(10)의 하측에 밀착되며, 한 쌍의 지지부(19b)의 하측을 상호 연결시키는 연결부(19a)를 포함하고, 상기 지지부(19b) 외측에는 승하강가이드부(19c)가 오목하게 형성된다. 상기 승하강가이드부(19c)는 하기 도 5에서 상세하게 설명한다. 이러한 보조케이스(18)는 2개 이상 구비되어, 본체(10)의 하측에서 상방으로 결합된다. 이때, 본체(10)의 양측에서 한 쌍의 지지부(19b)와 대향되는 위치에는 가이드홈(15)이 형성되어, 지지부(19b)가 본체에 위치되는 것이 가이드된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 승하강가이드부를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 전기 자동차용 배터리 케이스는 컨테이너 등을 통하여 버스 등의 대형 차량의 지붕 위에 설치될 수 있다. 이때, 상기 컨테이너에 구비되는 레그(100)의 단부가 본체(10)의 양측에 위치되는 승하강가이드부(19c)에 삽입된 후, 본체(10)를 승강 또는 하강시켜서 차량의 지붕으로 안전하게 이동시킨다. 이처럼 본 발명은 상기 컨테이너의 레그(100)의 단부가 승하강가이드부(19c)에 삽입된 후, 상기 배터리 케이스를 안전하게 승하강시키므로, 본체(10)가 레그(100)에서 미끄러지지 않고, 안전하게 차량의 지붕으로 이동되는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 케이스의 이동가이드부를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 전기 자동차용 배터리 케이스는 지게차(150) 등에 의하여 근거리로 이동되거나, 각종 운반차량에 적재되거나, 특정 위치에 다수 개가 적층될 수 있다. 이때, 지게차(150)에 구비되는 포크(160)가 배터리 케이스의 하방에 형성되는 이동가이드부(44)에 가이드 된 후, 배터리 케이스를 들어올리거나 내리거나 이동시키게 된다. 이처럼 본 발명은 지게차(150)의 포크(160)가 이동가이드부(44)에 삽입된 후, 상기 배터리 케이스를 안전하게 이동시키므로, 본체(10)가 포크(160)에서 외부로 이탈되거나 흔들리지 않고, 안전하게 특정 위치로 이동 또는 적재되는 효과가 있다.
10: 본체 11: 제 1 적층유도부
12: 유입구 14: 배출구
15: 가이드홈 16: 냉각유로
18: 보조케이스 19a: 연결부
19b: 지지부 19c: 승하강가이드부
20: 배터리 22: 커넥터
25: 방열판 30: 상부덮개
32: 요홈부 40: 하부덮개
42: 제 2 적층유도부 44: 이동가이드부
46: 노출안내부 50: 범퍼

Claims (7)

  1. 내부에 전기 자동차용 배터리가 수용되며, 상부는 개방되는 본체; 및
    상기 본체의 개방된 상부를 덮는 상부덮개를 포함하고,
    상기 배터리와 상기 상부덮개가 상호 이격되도록 상기 본체의 높이는 상기 배터리의 높이보다 높게 형성되어, 상기 본체 내부에서 상기 배터리와 상기 상부 덮개 사이에 냉각유로가 구비되며,
    상기 본체에서 상기 냉각유로의 일측과 대향되는 위치에는 외부 공기가 상기 냉각유로로 유입되도록 유입구가 형성되고, 상기 본체에서 상기 냉각유로의 타측과 대향되는 위치에는 상기 냉각유로로 유입된 공기가 외부로 배출되도록 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 내부에서 상기 배터리의 상부에는 방열판이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 양측에 위치되는 지지부와, 상기 본체의 하측에 밀착되며 상기 본체의 양측에 위치되는 상기 지지부의 하측을 상호 연결시키는 연결부를 구비하는 하나 이상의 보조케이스를 더 포함하고,
    상기 보조케이스의 상기 지지부 외측에는 승하강가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 하부에는 하부덮개가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부덮개의 하면 일측에서 타측 방향으로 오목하게 이동가이드부가 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체 또는 상기 상부덮개 또는 상기 하부덮개의 측방 모서리를 따라 충격흡수를 위한 범퍼가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체의 상부 테두리를 따라 제 1 적층유도부가 형성되고, 상기 하부덮개의 하면에는 제 2 적층유도부가 형성되며,
    다수 개의 상기 케이스가 적층될 때, 일 케이스의 상기 제 1 적층유도부와, 상기 일 케이스의 상부에 위치되는 타 케이스의 상기 제 2 적층유도부가 상호 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 케이스.
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