KR20180068379A - 전기자동차의 배터리 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 종래에 적용되었던 배터리 셀의 팽창을 흡수하기 위한 패드 구조를 삭제하고, 배터리 케이스가 배터리 셀에 일정 수준의 면압을 제공함과 더불어 배터리 셀의 스웰링시 배터리 셀의 팽창을 흡수한다. 이로 인해, 종래 배터리 셀 사이에 적용되는 패드가 삭제됨에 따라 배터리모듈의 전체적인 사이즈가 축소되고 무게도 감소되는 전기자동차의 배터리 케이스가 소개된다.

Description

전기자동차의 배터리 케이스 {BATTERY CASE OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 배터리 셀에 일정 수준의 면압을 제공하고 배터리 셀의 스웰링 발생시 팽창을 흡수하는 전기자동차의 배터리 케이스에 관한 것이다.
최근에는 환경문제, 고유가 등의 원인으로 환경 차량에 대한 관심이 높아지고 있으며, 전기 에너지를 이용하여 차량이 주행되도록 하는 전기 차량 및 하이브리드 차량이 다양하게 개발되고 있다.
이러한 전기 차량 및 하이브리드 차량에 적용되는 배터리 모듈은 하나의 배터리 셀을 파우치에 수용하는 파우치 형의 배터리 셀 유닛이 많이 이용되고 있다. 여기서, 배터리 셀 유닛들은 하나의 배터리 팩 케이스 내부에 다수개가 적층되어 수용되며, 요구되는 전력크기에 따라 배터리 셀 유닛의 개수가 결정된다.
특히, 배터리 셀 유닛의 배터리 셀에는 일정수준의 면압을 인가하여 내구 성능이 유지되도록 하는데, 파우치 형의 배터리 셀 유닛의 특성상 배터리 사용에 따라 팽창에 의해 초기 두께에 대비하여 두께가 증가하게 된다.
그러나 배터리 셀은 일정수준의 면압이 인가됨에 따라 팽창을 수용하지 못하고 면압이 계속적으로 작용되면, 배터리 셀의 손상에 의한 폭발 및 안전사고가 발생될 수 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 종래에는 다수의 배터리 셀 사이에 변형 가능한 재질의 패드를 구비하여, 배터리 셀의 팽창시 패드가 배터리 셀의 팽창을 흡수하면서 배터리 셀의 표면에 면압을 형성하였다.
하지만, 배터리 셀의 수량이 많아질수록 배터리 셀 사이에 구비되는 패드의 개수도 증가됨에 따라 배터리 모듈의 전체적인 사이즈가 커지고 무게 또한 증가되는 문제가 발생된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2015-0068639 A (2015.06.22)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배터리 셀의 팽창을 흡수하기 위한 패드 구조를 삭제하고, 배터리 케이스가 배터리 셀에 일정 수준의 면압을 제공함과 더불어 배터리 셀의 스웰링시 배터리 셀의 팽창을 흡수하는 전기자동차의 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 케이스는 복수개의 배터리 셀이 구비되는 전기자동차의 배터리 케이스에 있어서, 배터리 셀의 양끝 외면에 배치되는 고정판; 및 양끝 고정판의 양단부가 결합되어 고정판과 함께 배터리 셀을 감싸고 배터리 셀의 스웰링시 배터리 셀의 팽창방향으로 변형 가능하게 형성된 변형부재;를 포함한다.
변형부재는 길이방향을 따라 내외측으로 번갈아가면서 지그재그로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
변형부재는 양끝 고정판을 향해 길이가 가변되도록 주름 구조로 이루어지고, 배터리 셀의 스웰링시 팽창방향으로 주름 구조가 펴지면서 배터리 셀의 팽창을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
변형부재는 배터리 셀에 소정 면압을 가하되 배터리 셀의 스웰링시 발생되는 압력이 소정 면압 이상 발생시 배터리 셀의 팽창방향으로 길이가 증대되도록 변형되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전기자동차의 배터리 케이스에 따르면, 배터리 셀의 팽창을 흡수하기 위한 패드 구조를 삭제하고, 배터리 케이스가 배터리 셀에 일정 수준의 면압을 제공함과 더불어 배터리 셀의 스웰링시 배터리 셀의 팽창을 흡수한다.
이로 인해, 종래 배터리 셀 사이에 적용되는 패드가 삭제됨에 따라 배터리모듈의 전체적인 사이즈가 축소되고, 무게도 감소된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 케이스를 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 전기자동차의 배터리 케이스를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 케이스에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 케이스를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 전기자동차의 배터리 케이스를 설명하기 위한 도면이다.
하기에 본 발명에 대해서 설명시 배터리 셀에 형성되는 전극탭, 배터리 케이스에 설치되는 각종 전장부품 및 버스바에 대해서는 일반적으로 배터리모듈에 구비되는 것으로 그 설명을 생략하였다. 단, 본 발명에서 배터리 케이스를 구성하는 변형부재는 길이가 가변되도록 구성되는바, 전장부품은 고정판 또는 배터리 셀의 상단에 구비되는 상단플레이트에 설치됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 도면에서도 배터리 케이스가 변형 가능하게 이루어질 수 있는 것에 대해서 도식하였으며, 그 이외에 구성에 대해서는 생략하였다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 케이스는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 배터리 셀(10)이 구비되는 전기자동차의 배터리 케이스(100)에 있어서, 배터리 셀(10)의 양끝 외면에 배치되는 고정판(20); 및 양끝 고정판(20)의 양단부가 결합되어 고정판(20)과 함께 배터리 셀(10)을 감싸고 배터리 셀(10)의 스웰링시 배터리 셀(10)의 팽창방향으로 변형 가능하게 형성된 변형부재(30);를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 배터리 케이스에 관한 것으로, 특히 배터리 케이스(100)를 통해 배터리 셀(10)에 일정 수준의 면압을 제공함과 더불어 배터리 셀(10)의 스웰링시 배터리 셀(10)의 팽창을 흡수한다. 이로 인해, 종래에 적용되었던 배터리 셀(10)의 팽창을 흡수하기 위한 패드가 삭제될 수 있으며, 이에 따라 배터리모듈의 전체 사이즈가 축소되는 효과가 발생된다.
이를 위한 본 발명의 배터리 케이스(100)는 고정판(20)과 변형부재(30)로 구성되며, 고정판(20)의 경우 배터리 셀(10)의 양끝에서 상호 마주하도록 배치되고 다수의 배터리 셀(10)들을 결속시키는 역할을 수행한다.
이렇게, 상호 마주하게 배치된 고정판(20)의 양단부에는 변형부재(30)가 결합되어 고정판(20)과 함께 배터리 셀(10)을 감싼다. 이러한 변형부재(30)는 고정판(20)의 양단부에 결합됨에 따라 고정판(20)이 다수의 배터리 셀(10)을 가압하여 적정 수준의 면압이 제공되도록 한다. 특히, 변형부재(30)의 경우 배터리 셀(10)의 스웰링시 배터리 셀(10)의 팽창방향으로 변형 가능하게 형성됨으로써 배터리 셀(10)의 스웰링에 따른 팽창을 흡수하도록 이루어진다.
이에 따라, 본 발명의 배터리 케이스(100)는 고정판(20)과 변형부재(30)로 이루어짐에 따라 배터리 셀(10)에 면압을 제공함과 더불어 배터리 셀(10)의 스웰링시 팽창을 흡수하여 배터리 셀(10)의 수명이 확보되도록 할 수 있다.
본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이 변형부재(30)는 길이방향을 따라 내외측으로 번갈아가면서 지그재그로 돌출 형성될 수 있다.
이렇게, 변형부재(30)는 길이방향을 따라 내외측으로 번갈아가면서 지그재그로 돌출 형성됨으로써 배터리 셀(10)의 팽창시 고정판(20)이 배터리 셀(10)의 팽창되는 압력에 의해 밀리고, 이때 고정판(20)에 결합된 지그재그 형태의 변형부재(30)가 이동되는 고정판(20)의 밀림 방향을 따라 펼쳐지면서 고정판(20)이 배터리 셀(10)의 팽창방향으로 이동될 수 있도록 한다.
상세하게, 변형부재(30)는 양끝 고정판(20)을 향해 길이가 가변되도록 주름 구조로 이루어지고, 배터리 셀(10)의 스웰링시 팽창방향으로 주름 구조가 펴지면서 배터리 셀(10)의 팽창을 흡수할 수 있다.
이처럼, 변형부재(30)는 주름 구조로 이루어져 양끝 고정판(20)에 대해 길이가 가변되도록 구성됨으로써 배터리 셀(10)이 팽창됨에 따른 압력을 흡수하도록 이루어진다. 즉, 변형부재(30)는 고정판(20)의 양단부에 결합되어 고정판(20)이 배터리 셀(10)에 면압을 가하도록 하고, 배터리 셀(10)이 팽창됨에 따라 배터리 셀(10)의 팽창 압력이 고정판(20)에 가해질 경우 주름 구조로 이루어진 변형부재(30)가 직선 형태로 펼쳐지면서 고정판(20)이 배터리 셀(10)의 팽창 압력에 의해 이동되도록 한다.
이와 같은 본 발명의 변형부재(30)는 종래의 배터리 셀 사이에 구비되는 패드 역할을 수행함에 따라, 종래의 배터리 셀 사이에 마련되는 패드가 삭제되어 배터리모듈의 전체적인 사이즈가 축소되며 무게도 줄일 수 있다.
한편, 변형부재(30)는 배터리 셀(10)에 소정 면압을 가하되 배터리 셀(10)의 스웰링시 발생되는 압력이 소정 면압 이상 발생시 배터리 셀(10)의 팽창방향으로 길이가 증대되도록 변형될 수 있다.
변형부재(30)는 배터리 셀(10)의 스웰링시 길이가 가변되도록 이루어짐과 동시에 배터리 셀(10)에 면압이 가해지도록 구성되어야 한다. 이를 위해, 변형부재(30)는 배터리 셀(10)의 스웰링시 해당 팽창 압력이 변형부재(30)에 설정된 압력을 넘어가지 않는 경우 미변형되어 고정판(20)을 통해 배터리 셀(10)에 면압이 가해지도록 하고, 배터리 셀(10)의 팽창 압력이 변형부재(30)에 설정된 압력을 넘어가는 경우 길이가 가변되도록 변형되어 배터리 셀(10)의 팽창 압력을 흡수하도록 할 수 있다.
여기서, 변형부재(30)에 설정되는 소정 압력은 변형부재(30)의 두께 및 재질에 따라 결정될 수 있으며, 미리 실험을 통해 배터리 셀(10)의 스웰링시 작용되는 압력값에 따라 결정될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전기자동차의 배터리 케이스에 따르면, 배터리 셀(10)의 팽창을 흡수하기 위한 패드 구조를 삭제하고, 배터리 케이스가 배터리 셀(10)에 일정 수준의 면압을 제공함과 더불어 배터리 셀(10)의 스웰링시 배터리 셀(10)의 팽창을 흡수한다.
이로 인해, 종래 배터리 셀 사이에 적용되는 패드가 삭제됨에 따라 배터리모듈의 전체적인 사이즈가 축소되고, 무게도 감소되는 효과가 발생된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:배터리 셀
20:고정판
30:변형부재

Claims (4)

  1. 복수개의 배터리 셀이 구비되는 전기자동차의 배터리 케이스에 있어서,
    배터리 셀의 양끝 외면에 배치되는 고정판; 및
    양끝 고정판의 양단부가 결합되어 고정판과 함께 배터리 셀을 감싸고 배터리 셀의 스웰링시 배터리 셀의 팽창방향으로 변형 가능하게 형성된 변형부재;를 포함하는 전기자동차의 배터리 케이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    변형부재는 길이방향을 따라 내외측으로 번갈아가면서 지그재그로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 케이스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    변형부재는 양끝 고정판을 향해 길이가 가변되도록 주름 구조로 이루어지고, 배터리 셀의 스웰링시 팽창방향으로 주름 구조가 펴지면서 배터리 셀의 팽창을 흡수하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 케이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    변형부재는 배터리 셀에 소정 면압을 가하되 배터리 셀의 스웰링시 발생되는 압력이 소정 면압 이상 발생시 배터리 셀의 팽창방향으로 길이가 증대되도록 변형되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 케이스.
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