KR20210025245A - 온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치는, 냉각수가 유입되는 입구부(110)와 냉각수가 배출되는 출구부(120)가 형성된 하부 하우징(100); 상기 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮어 막도록 결합된 가열 플레이트(200); 상기 하부 하우징(100)과 가열 플레이트(200)의 결합에 의해 형성된 내부 공간에 구비된 히팅 부재(300); 상기 가열 플레이트(200) 상에 결합되는 온도 퓨즈(400); 및 상기 하부 하우징(100)의 상단부에 결합되는 상부 하우징(500);을 포함하며, 상기 가열 플레이트(200)는 상기 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮는 구조를 갖는 메인 플레이트(210) 및 상기 메인 플레이트(210)에 형성된 플레이트공(212)에 안착된 상태에서 상기 온도 퓨즈(400)의 장착이 이루어지는 퓨즈 플레이트(220)를 포함하고, 상기 퓨즈 플레이트(220)의 두께는 상기 메인 플레이트(210)이 비해 작은 상태를 유지하고, 상기 퓨즈 플레이트(220)의 중앙부 상에 하부 방향으로 홈 형성된 퓨즈 안착부(222)에 상기 온도 퓨즈(400)를 안치한 상태에서, 상기 퓨즈 커버(410)를 상기 온도 퓨즈(400) 상에 씌우는 방식으로 결합하는 것을 특징으로 한다.

Description

온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치{Cooling water heating device for battery with heat transfer structure for improving thermal fuse reaction rate}

본 발명은 배터리용 냉각수 가열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동하는 냉각수의 정상 상태 여부에 따라서 온도 퓨즈의 반응 속도를 조절할 수 있도록 상기 온도 퓨즈의 안착이 이루어진 퓨즈 플레이트의 두께를 조절한 열전달 구조를 갖는 배터리용 냉각수 가열 장치에 관한 것이다.

휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원은 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등이 실용화되거나 개발중에 있다.

그런데 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 사용하는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 즉, 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.

이에 따라 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등에는, 공조 시스템에 히트펌프(heat pump)를 추가하여이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하는 등 여러 연구가 이루어지고 있다.

이 중에서 전기 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 사용이 이루어지고 있다. 전기 히터는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 공기 가열식 히터와, 냉각수를 가열하는 형태의 냉각수 가열식 히터(또는 냉각수 히터)가 있다.

냉각수 가열식 히터를 제시하는 한국특허공개특허(10-2019-0024388)에서는, 발열체의 과열 감지 응답성을 향상시켜 발열체의 과열을 방지할 수 있으며, 온도퓨즈가 결합된 부분에서의 고장요소가 감소되어 내구성이 향상된 냉각수 히터가 개시되어 있다.

한편, 냉각수 가열식 히터 상에 온도 퓨즈를 결합하는 과정을 보면, 하부 하우징에 온도 퓨즈가 놓여진 커버 플레이트를 체결하고 상기 온도 퓨즈를 관통하게 한 제어기를 커버 플레이트의 상부에 이격 배치한 상태에서 상기 온도 퓨즈의 상단을 상부 하우징의 하단에 형성된 돌출부를 이용하여 가압하는 방식으로 결합하는 형태를 갖는다.

상기 구조를 보면, 가열체의 온도 내지 열이 커버 플레이트를 통해 온도 퓨즈에 전달되어 과열 여부를 탐지할 수 있게 하는 것을 확인할 수 있는데, 이러한 구조 하에서는 커버 플레이트 상에 충분한 열이 가해진 상태에서만 상기 온도 퓨즈에 설정된 차단 온도에 도달하게 된다는 문제점이 있다.

즉, 가열체에서 커버 플레이트 상으로 과다한 열전달이 이루어진 후에 비로소 온도 퓨즈의 차단이 이루어지는 경우엔, 상기 커버 플레이트의 열적 변형이 이루어지게 되어 결과적으로 냉각수 가열식 히터의 전체적인 구조적 변형이 이루어질 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0024388호 "냉각수 히터" (2019.03.08.)

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자, 하부 하우징의 개방된 상측을 덮는 구조를 갖는 메인 플레이트 및 상기 메인 플레이트에 관통 형성된 플레이트홀에 설치되는 퓨즈 플레이트를 갖는 가열 플레이트 상에서, 상기 퓨즈 플레이트의 두께를 상기 메인 플레이트에 비해 더 작게 유지하도록 하고, 하부 하우징에 공급되는 냉각수의 정상 유동 여부에 따라서 상기 퓨즈 플레이트의 상단에 안착된 온도 퓨즈로의 열전달을 원활하게 하여 온도 퓨즈의 반응 속도를 개선하게 한 배터리용 냉각수 가열 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치는, 냉각수가 유입되는 입구부(110)와 냉각수가 배출되는 출구부(120)가 형성된 하부 하우징(100); 상기 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮어 막도록 결합된 가열 플레이트(200); 상기 하부 하우징(100)과 가열 플레이트(200)의 결합에 의해 형성된 내부 공간에 구비된 히팅 부재(300); 상기 가열 플레이트(200) 상에 결합되는 온도 퓨즈(400); 및 상기 하부 하우징(100)의 상단부에 결합되는 상부 하우징(500);을 포함하며, 상기 가열 플레이트(200)는 상기 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮는 구조를 갖는 메인 플레이트(210) 및 상기 메인 플레이트(210)에 형성된 플레이트공(212)에 안착된 상태에서 상기 온도 퓨즈(400)의 장착이 이루어지는 퓨즈 플레이트(220)를 포함하고, 상기 퓨즈 플레이트(220)의 두께는 상기 메인 플레이트(210)이 비해 작은 상태를 유지하고, 상기 퓨즈 플레이트(220)의 중앙부 상에 하부 방향으로 홈 형성된 퓨즈 안착부(222)에 상기 온도 퓨즈(400)를 안치한 상태에서, 상기 퓨즈 커버(410)를 상기 온도 퓨즈(400) 상에 씌우는 방식으로 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 퓨즈 안착부(222)의 하단은 상기 메인 플레이트(210)의 하단과 동일한 높이를 갖거나 상기 메인 플레이트(210)의 하단보다 더 낮은 위치를 갖도록 설정된다.

상기 퓨즈 커버(410)는 하부가 개방된 구조의 중공 형상을 갖는 구조물로서, 상기 온도 퓨즈(400)를 내부에 수용하는 중공 박스 형상의 커버 바디 및 상기 커버 바디의 내부 상면 상에 돌출 형성된 가압 돌기를 포함한다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치는 하부 하우징의 개방된 상측을 덮는 구조를 갖는 메인 플레이트 및 상기 메인 플레이트에 관통 형성된 플레이트홀에 설치되는 퓨즈 플레이트를 갖는 가열 플레이트 상에서, 상기 퓨즈 플레이트의 두께를 상기 메인 플레이트에 비해 더 작게 유지하도록 하고, 하부 하우징에 공급되는 냉각수의 정상 유동 여부에 따라서 상기 퓨즈 플레이트의 상단에 안착된 온도 퓨즈로의 열전달을 원활하게 한다.

즉, 본 발명은 하부 하우징을 통한 냉각수의 유동이 원활이 이루어지는 정상상태 유동 하에서는 상기 퓨즈 플레이트를 통한 원활한 열전달을 통해 냉각이 수행됨으로써 온도 퓨즈를 통한 즉각적인 냉각수의 온도 감지를 가능하게 하고, 하부 하우징을 통한 냉각수의 유동이 원활이 이루어지지 않는 비정상상태 유동 하에서는 부족한 냉각수로 인하여 가열체를 통한 열이 상기 퓨즈 플레이트에 직접적으로 전달되는 과정을 통해 온도 퓨즈의 즉각적인 고온 감지를 가능하게 한다.

본 발명은 하부 하우징에 결합된 메인 플레이트의 관통된 중앙부 상에 결합된 퓨즈 플레이트를 통해 가열체에서 온도 퓨즈로의 열전달을 직접적으로 이루어지게 하고, 상기 과정을 통해 온도 퓨즈에 의한 전력 차단을 효율적으로 실시하게 한다.

본 발명은 상부 하우징을 하부 하우징에 결합 전에, 퓨즈 커버 및 가열 플레이트를 이용하여 온도 퓨즈를 안정적으로 고정하게 하는바 이를 통해 배터리용 냉각수 가열 장치를 조립하는 과정 중에 선제적으로 품질 검사를 완벽하게 수행할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치의 일 방향에서의 사시도를 보인다.
도 2는 도 1의 배터리용 냉각수 가열 장치의 분해된 상태를 보인다.
도 3은 도 1의 배터리용 냉각수 가열 장치의 A-A에 따른 단면도를 보인다.
도 4는 도 1의 배터리용 냉각수 가열 장치의 B-B에 따른 단면도를 보인다.
도 5는 온도 퓨즈를 가열 플레이트를 이루는 외측 플레이트 및 퓨즈 커버를 이용하여 안정적으로 고정하는 구성을 보인다.
도 6 및 도 7은 하부 하우징에서의 냉각수 유동 상태에 따라 온도 퓨즈에 가해지는 열전달 과정을 보이는 것으로서, 도 6은 냉각수에서 온도 퓨즈로의 직접적인 열전달이 원활하게 이루어지는 정상상태 과정을 보이고, 도 7은 가열체에서 퓨즈 플레이트 및 온도 퓨즈로의 열전달이 이루어지는 비정상상태 과정을 보인다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치는, 상측이 개방된 오목한 용기 형태로 형성되며 냉각수가 유입되는 입구부(110)와 냉각수가 배출되는 출구부(120)가 형성된 하부 하우징(100), 상기 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮어 막도록 결합된 가열 플레이트(200), 상기 하부 하우징(100)과 가열 플레이트(200)의 결합에 의해 형성된 내부 공간에 구비된 히팅부재(300), 가열 플레이트(200) 상에 결합되는 온도 퓨즈(400), 하측이 개방된 오목한 용기 형태로 형성되며 상기 하부 하우징(100)의 상단부에 결합된 상부 하우징(500), 가열 플레이트(200)를 기준으로 하부 하우징(100)과 상부 하우징(500)의 결합 부위 상에 배치되는 실링부재(600) 및 하부 하우징(100) 상에 분리 가능하게 결합되는 수온 감지 센서(미도시)를 포함한다.

히팅부재(300)는 200~460V 가변 가능영역을 갖는 별도의 HV 배터리(미도시)를 통해 전원을 공급하도록 구성되며, HV 배터리에서부터 히팅부재(300)까지 HV 케이블인 전압 커넥터로 연결되어 있고, 전압 커넥터에서 연장되는 양극 케이블은 온도 퓨즈(400)를 거쳐 히팅부재(300)의 양극 상에 접속된다. 한편, 전압 커넥터에서 연장되는 음극 케이블은 히팅부재(300)의 음극 상에 접속된다. 전압 커넥터에서 연장되는 양극 케이블 상에는 제어부에 의해 회로를 개폐하는 ON/OFF 스위치와 자체의 온도에 따라 작동하는 온도 퓨즈(400)가 연결되어 있다.

온도 퓨즈(400)는 그 양단에 형성되는 콜드핀을 통해 양극 케이블 및 히팅부재(300)의 양극 상에 접속되는 구조를 갖는 것으로서, 온도 퓨즈(400)의 교체를 편리하게 해준다. 콜드핀을 사용하여 전원 회로에 삽입되어 있는 온도 퓨즈(400)의 개방시 히팅부재(300)로의 전원이 차단된다.

하부 하우징(100)은 하측으로 오목한 용기 형태로 형성되어 개방된 측이 상측을 향하도록 배치될 수 있으며, 길이방향 일측에 냉각수가 유입되는 입구부(110)가 형성되고 길이방향 타측에 냉각수가 배출되는 출구부(120)가 형성될 수 있다.

하부 하우징(100)은 일례로 금속 재질로 형성될 수 있으며, 이외에도 다양한 재질이나 형태로 형성될 수 있다.

가열 플레이트(200)는 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮어 막는 방식으로 하부 하우징(100)에 결합될 수 있으며, 가열 플레이트(200)에 의해 하부 하우징(100)의 개방된 상측 개구가 밀폐될 수 있다. 하부 하우징(100)과 가열 플레이트(200)의 결합에 의해 형성된 내부 공간인 제1 공간 상에 냉각수가 유동되는 냉각수 유로가 되며, 입구부(110)인 입구 파이프로 냉각수가 유입되면 하부 하우징(100)의 제1 공간을 통과하여 출구부(120)인 출구 파이프를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.

가열 플레이트(200)는 하부 측으로는 히팅부재(300)에 접하는 것과 동시에 상부 측으로는 온도 퓨즈(400)에 접하는 구조를 갖는다. 상기 구조를 통해서, 히팅부재(300)로부터의 열을 온도 퓨즈(400)에 전달하는 기능을 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 가열 플레이트(200)는 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮는 구조를 갖는 메인 플레이트(210) 및 메인 플레이트(210)에 형성된 플레이트공(212)에 안착된 상태에서 온도 퓨즈(400)의 장착이 이루어지는 퓨즈 플레이트(220)를 포함한다.

퓨즈 플레이트(220)는 하부 방향으로 돌출된 영역인 퓨즈 안착부(222)가 형성되어지는데, 예를 들어 전체적으로 외측 코너부위 상에 라운드가 형성된 사각 장방 형상을 갖는 판넬의 중앙부 상에 프레싱을 통해 가압함으로써 주변부와는 소정의 높이 단차를 갖는 퓨즈 안착부를 형성할 수 있다.

온도 퓨즈(400)는 퓨즈 플레이트(220)의 상면에서 하측으로 오목하게 형성된 퓨즈 안착부(222)에 배치되어져 히팅부재(300)로부터의 열을 퓨즈 플레이트(220) 만을 통해 직접 전달되도록 배치될 수 있다.

상기 퓨즈 안착부(222)는 일 예로서 그 하단이 메인 플레이트(210)의 하단과 동일한 높이를 가질 수 있다. 상기에서 히팅부재(300)는 메인 플레이트(210) 및 퓨즈 플레이트(220)의 하단 상에 공히 접촉하여 열전달이 이루어지게 한다.

한편, 퓨즈 안착부(222)는 다른 예로서 그 하단이 메인 플레이트(210)의 하단보다는 더 낮은 위치를 갖도록 설정된다. 상기에서 히팅부재(300)는 퓨즈 플레이트(220)의 하단 상에만 접촉하여 열전달이 이루어지게 하는 반면에 메인 플레이트(210)의 하단 상에는 접촉을 방지함으로써 퓨즈 플레이트(220)를 통해 온도 퓨즈(400) 상에 집중적인 열전달을 이루어지게 하는 형태일 수 있다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 퓨즈 플레이트의 두께를 메인 플레이트에 비해 더 작게 유지한 상태에서, 하부 하우징에 공급되는 냉각수의 정상 유동 여부에 따라 퓨즈 플레이트의 상단에 안착된 온도 퓨즈로의 열전달을 원활하게 하여 온도 퓨즈의 반응 속도를 개선하게 한 구조를 설명한다.

먼저, 도 6을 참조하면, 하부 하우징(100)으로 냉각수의 유동이 원활이 이루어지는 정상상태를 볼 수 있는데, 상기 정상상태에서는 하부 하우징 내에 충분한 냉각수의 유동이 이루어지는바, 퓨즈 플레이트(220)를 통한 냉각수로부터의 열전달이 효과적으로 이루어지게 된다. 즉, 냉각수의 상한선이 퓨즈 플레이트(220)의 하단에 이르도록 냉각수 내에 가열체(300)가 충분히 잠긴 상태에서 작동되는 구조 하에서, 얇은 두께를 갖는 퓨즈 플레이트를 통해 상기 냉각수에서 온도 퓨즈(400)로의 열전달을 가능하게 한다. 이를 통해서, 냉각수의 유동이 정상적으로 이루어지고 있는 상태에서는, 가열체를 통해 공급되는 열이 냉각수로 원활히 전달되어짐으로써 온도 퓨즈로 비정상적인 고온의 열이 전달되는 것을 방지한다.

한편, 도 7을 참조하면, 하부 하우징으로 냉각수의 유동이 원활이 이루어지지 않는 비정상상태를 볼 수 있는데, 상기 비정상상태에서는 하부 하우징 내에 부족한 냉각수의 유동이 이루어지는바, 퓨즈 플레이트를 통한 냉각수로부터의 열전달이 효과적으로 이루어지지 않게 된다. 즉, 냉각수 내에 가열체의 상측 일부가 잠기지 않은 상태 및 퓨즈 플레이트와 냉각수 간의 미접촉 구조 하에서, 가열체로부터 발생되는 고온의 열이 직접 얇은 두께를 갖는 퓨즈 플레이트를 통해 온도 퓨즈로 전달되는바, 이를 통해서 온도 퓨즈에서는 즉각적인 비정상적인 과열 상태임을 감지할 수 있다.

또한, 상부 하우징(500)에는 전압 커넥터와 접지 커넥터가 형성될 수 있으며, 커넥터들은 가열 플레이트(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.

히팅부재(300)는 열을 발생시킬 수 있는 다양한 종류 및 형태의 발열체가 될 수 있으며, 일례로 시즈히터가 사용될 수 있다. 히팅부재(300)는 전류가 흐를 때 저항에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 발열체 및 발열체를 외부와 전기 절연시키고 발열체의 열을 외부로 전달시키는 절연체를 포함한다. 상기 발열체는 니크롬 와이어(Nicrom Wire)일 수 있고, 절연체는 마그네슘 산화물(Mgnesium Oxide)일 수 있다. 히팅부재(300)는 발열체와 절연체로 이루어진 히터튜브 형상으로 구성됨으로써 열교환유체와 접촉면적을 넓히게 되어 효율적으로 열교환할 수 있게 한다.

시즈히터는 보호관 내에 전열선이 내장되어 있어 전기 저항에 의해 발열될 수 있는 전열 히터로서, 금속 보호관에 전열선을 코일 모양으로 내장하고 절연 분말인 산화마그네슘을 넣어 함께 충진하여 전열선과 보호관을 절연한 관 모양의 히터이다. 이러한 시즈히터는 관 모양의 길이가 긴 히터를 여러차례 감아서 만든 코일 형태로 형성될 수 있으며, 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다. 히팅부재(300)는 가열 플레이트(200)의 하측에 배치되어 하부 하우징(100)의 내부에 구비될 수 있으며, 히팅부재(300)는 길이방향의 양단이 가열 플레이트(200)에 결합되어 고정될 수 있다. 또한, 히팅부재(300)의 길이방향 양단은 가열 플레이트(200)를 관통하여 가열 플레이트(200)의 상면보다 상측으로 돌출되도록 형성될 수 있으며, 히팅부재(300)의 양단은 코일 형태로 권취된 부분의 양측 단부에서 상측으로 직선형태로 형성되어 직선부가 가열 플레이트(200)를 관통하도록 결합될 수있다. 이때, 히팅부재(300)가 가열 플레이트(200)를 관통하는 직선부가 용접 등에 의해 가열 플레이트(200)에 결합되어 결합부가 밀폐될 수 있으며, 실링재를 이용해 히팅부재(300)가 가열 플레이트(200)를 관통하는 부분이 밀폐되도록 할 수도 있다.

온도 퓨즈(400)는 특정한 온도 이상이 되면 흐르는 전류가 차단되어 작동을 정시킬 수 있는 바이메탈 등으로 형성될 수 있으며, 온도 퓨즈(400)는 가열 플레이트(200)에 접촉되도록 결합될 수 있다. 구체적으로, 온도 퓨즈(400)는 열팽창계수가 상이한 두 종류의 금속으로 이루어진 바이메탈 온도 조절 스위치일 수 있고, 온도 퓨즈(400)에 채용되는 열팽창계수는 히팅부재(300)로부터 전달되는 열이 안정성 기준을 초과하는 온도에 도달한 경우에 전원 차단 기능이 발휘될 수 있다.

이때, 온도 퓨즈(400)는 가열 플레이트(200)의 상면에서 하측으로 오목하게 형성된 안치홈(211)에 일부가 삽입되어 메인 플레이트(210)의 상면과 접촉되도록 배치될 수 있다. 또한, 상부 하우징(500)에는 전압 커넥터와 접지 커넥터가 형성될 수 있으며, 커넥터들은 가열 플레이트(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.

상부 하우징(500)은 일례로 플라스틱 재질로 형성될 수 있으며, 상측으로 오목한 용기 형태로 형성되어 개방된 측이 하측을 향하도록 배치될 수 있다. 상부 하우징(500)은 하부 하우징(100)의 상단부에 결합될 수 있다. 일례로 하부 하우징(100)의 상단부와 상부 하우징(500)의 상단부가 맞닿도록 배치되어 결합될 수 있으며, 하부 하우징(100)의 상단부에는 둘레를 따라 이격되어 복수의 체결공이 형성되고 상부 하우징(500)에는 복수의 체결공에 대응되는 위치에 관통공이 형성되어, 별도의 체결수단에 의해 결합될 수 있다.

상부 하우징(500)과 가열 플레이트(200)의 결합에 의해 형성된 내부 공간인 제2 공간에 온도 퓨즈(400) 등이 구비될 수 있다.

온도 퓨즈(400)는 퓨즈 플레이트(220)의 상면에서 하측으로 오목하게 형성된 퓨즈 안착부에 배치되어져 히팅부재(300)로부터의 열을 퓨즈 플레이트(220) 만을 통해 직접 전달되도록 배치될 수 있다.

다시 도 4 및 도 5를 참조하여, 퓨즈 플레이트(220), 퓨즈 플레이트(220)에 안착된 온도 퓨즈(400), 온도 퓨즈(400) 상에 끼워지는 퓨즈 커버(410) 및 퓨즈 커버(410)와 가열 플레이트(200)를 연결 체결하는 고정 클립(420) 간의 체결 구조를 설명한다.

퓨즈 플레이트(220)는 상면에서 하측으로 오목하게 형성된 퓨즈 안착부(222)에 온도 퓨즈(400)의 하단이 삽입되어 결합함으로써 온도 퓨즈(400)와 히팅부재(300) 간의 열적 전달을 가능하도록 배치한다.

퓨즈 커버(410)는 하부가 개방된 구조의 중공 형상을 갖는 구조물일 수 있는데, 구체적으로는 온도 퓨즈(400)를 내부에 수용하는 중공 박스 형상의 커버 바디(411) 및 커버 바디(411)의 내부 상면 상에 돌출 형성된 가압 돌기(413)를 포함한다.

결합되는 방식을 보면 다음과 같다. 퓨즈 플레이트(220)의 중앙부 상에 하부 방향으로 홈 형성된 퓨즈 안착부(222)에 온도 퓨즈(400)를 안치한 상태에서, 퓨즈 커버(410)를 온도 퓨즈(400) 상에 씌우는 방식으로 결합한다. 상기 상태에서, 고정 클립(420)을 통해 퓨즈 커버(410)를 가열 플레이트(200) 상에 고정하는 작업을 한다. 고정 클립(420)은 퓨즈 커버(410)의 상단 상에 체결되는 가압부(422) 및 가압부의 양단으로부터 하부 방향으로 연장되는 걸이부(424)를 갖는다. 상기 걸이부는 가압부와는 소정의 탄성력을 갖도록 연장되는 형상을 갖는 것으로서, 걸이부를 가열 플레이트(200) 상단에 고정하는 과정을 통해서, 커버 바디의 가압 돌기는 온도 퓨즈(400)를 하부 방향으로 가압함으로써 퓨즈 플레이트(220)에의 밀착력을 높이게 된다.

가열 플레이트(200)는 금속 재질의 평판으로 형성될 수 있으며, 이외에도 다양한 재질이나 형태로 형성될 수 있다.

한편, 가열 플레이트(200)는 제어기 기능을 포함할 수 있다. 제어기는 히팅부재(300)의 작동을 제어하는 역할을 하는 부분으로, 히팅부재(300)의 양단이 제어기에 결합되어 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 플레이트 열변형 방지구조를 갖는 배터리용 냉각수 가열 장치는 가열체가 결합된 상태에서 하부 하우징의 개방된 상부에 결합되는 메인 플레이트 및 상기 메인 플레이트에 관통 형성된 플레이트홀에 설치되는 퓨즈 플레이트를 갖는 커버 플레이트 상에서, 상기 가열체를 통해 공급되는 열을 상기 퓨즈 플레이트에 직접적으로 전달하는 과정을 통해서 상기 퓨즈 플레이트의 상단에 안착된 온도 퓨즈로의 열전달 구조를 개선한 것을 특징으로 한다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 하부 하우징
200 : 가열 플레이트
300 : 발열체
400 : 온도 퓨즈
500 : 상부 하우징
600 : 실링부재

Claims (3)

1. 냉각수가 유입되는 입구부(110)와 냉각수가 배출되는 출구부(120)가 형성된 하부 하우징(100);
   상기 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮어 막도록 결합된 가열 플레이트(200);
   상기 하부 하우징(100)과 가열 플레이트(200)의 결합에 의해 형성된 내부 공간에 구비된 히팅 부재(300);
   상기 가열 플레이트(200) 상에 결합되는 온도 퓨즈(400); 및
   상기 하부 하우징(100)의 상단부에 결합되는 상부 하우징(500);을 포함하며,
   상기 가열 플레이트(200)는 상기 하부 하우징(100)의 개방된 상측을 덮는 구조를 갖는 메인 플레이트(210) 및 상기 메인 플레이트(210)에 형성된 플레이트공(212)에 안착된 상태에서 상기 온도 퓨즈(400)의 장착이 이루어지는 퓨즈 플레이트(220)를 포함하고,
   상기 퓨즈 플레이트(220)의 두께는 상기 메인 플레이트(210)이 비해 작은 상태를 유지하고,
   상기 퓨즈 플레이트(220)의 중앙부 상에 하부 방향으로 홈 형성된 퓨즈 안착부(222)에 상기 온도 퓨즈(400)를 안치한 상태에서, 상기 퓨즈 커버(410)를 상기 온도 퓨즈(400) 상에 씌우는 방식으로 결합하는 것을 특징으로 하는,
   온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 퓨즈 안착부(222)의 하단은 상기 메인 플레이트(210)의 하단과 동일한 높이를 갖거나 상기 메인 플레이트(210)의 하단보다 더 낮은 위치를 갖도록 설정되는,
   온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 퓨즈 커버(410)는 하부가 개방된 구조의 중공 형상을 갖는 구조물로서, 상기 온도 퓨즈(400)를 내부에 수용하는 중공 박스 형상의 커버 바디 및 상기 커버 바디의 내부 상면 상에 돌출 형성된 가압 돌기를 포함하는,
   온도 퓨즈 반응속도 개선을 위한 열전달 구조를 갖는 배터리 외장가열장치.

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