KR20230092085A

KR20230092085A - 배터리 케이스 및 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈 열관리 시스템

Info

Publication number: KR20230092085A
Application number: KR1020210180843A
Authority: KR
Inventors: 한승철; 신병진; 김도엽; 이건희; 이건응
Original assignee: 주식회사 동희산업
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-06-26
Also published as: WO2023113531A1

Abstract

기밀성능이 확보된 배터리 케이스를 구비함으로써, 배터리 모듈의 열관리를 함에 있어 비전도성 냉매를 통한 액침냉각 방식을 활용할 수 있게 함과 아울러, 배터리 케이스 내부의 온도 및 비전도성 냉매의 수위를 일정하게 유지되도록 제어하여 배터리 셀을 발화점 이하의 상태로 유지함으로써 화재 발생을 방지할 수 있는 배터리 케이스 및 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈 열관리 시스템이 소개된다.

Description

배터리 케이스 및 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈 열관리 시스템 {BATTERY CASE AND THERMAL MANAGEMENT SYSTEM WITH BATTERY CASE}

본 발명은 배터리를 냉각함으로써 배터리의 내구성과 성능을 유지하고 화재 발생을 방지할 수 있는 배터리 케이스 및 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈 열관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 배터리는 화학 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생산하는 전지로서, 2차 전지의 경우 충전 및 방전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있어, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차(HEV) 등의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.

배터리는 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈과 배터리 모듈을 조립하여 완성되는 배터리 팩으로 이루어지며, 배터리 팩은 충전 또는 방전 동작에 의해 많은 열을 발생시킨다. 즉, 과충전 또는 전기적/물리적인 충격에 의해 과열되는 경우가 빈번하게 발생하여 배터리 팩의 화재를 야기하는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 일반적으로는 배터리 케이스 내부에 복수의 냉각핀이나 냉각 파이프와 같은 냉각 모듈을 설치하여, 배터리 셀 노출면에 대해서만 배터리 팩의 냉각 채널이 방열 레진을 매개로 하여 냉각되고 있다.

그러나 냉각 모듈의 경우 전지 셀들의 주변 온도만 낮출 뿐이고, 열전도에만 의존하여 냉각 효율이 높지 못한 문제가 있었다. 배터리의 냉각 효율이 저하된다는 것은 차량의 전체적인 에너지효율이 낮아진다는 것을 의미하는 바, 신규의 개념을 통하여 배터리의 냉각 효율을 크게 확대할 필요성이 있었다.

또한, 기존에는 차량의 배터리에 화재가 발생할 경우 소화가 쉽지 않은 문제가 있었는 바, 이러한 배터리의 화재를 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 기술도 필요하였다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2016-0051882

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기밀성능이 확보된 배터리 케이스를 구비함으로써, 배터리 모듈의 열관리를 함에 있어 비전도성 냉매를 통한 액침냉각 방식을 활용할 수 있게 함과 아울러, 배터리 케이스 내부의 온도 및 비전도성 냉매의 수위를 일정하게 유지되도록 제어하여 배터리 셀을 발화점 이하의 상태로 유지함으로써 화재 발생을 방지할 수 있는 배터리 케이스 및 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈 열관리 시스템을 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 내부공간이 형성되고, 개방부가 형성되며, 개방부를 통해 내부공간에 배터리 모듈이 삽입되어 장착되는 하우징, 하우징의 개방부에 체결되어 개방부를 폐쇄하고, 개방부의 폐쇄시 하우징의 내부공간을 실링하며, 개방부에서 체결이 해제되어 탈거가 가능한 커버 및 하우징 또는 커버에 형성되며, 비전도성 냉매가 하우징의 내부공간으로 유입 및 유출되도록 하여 하우징 내부공간의 배터리 모듈이 비전도성 냉매와 열교환할 수 있도록 하는 유입부 및 유출부를 포함한다.

본 발명에 따른 배터리 케이스에서 비전도성 냉매의 유입부는 하우징에 형성되고, 비전도성 냉매의 유출부는 커버에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스는, 하우징의 개방부와 커버를 체결하는 체결부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스의 하우징에는 체결부의 체결을 위한 걸림턱이 형성되고, 체결부는 커버에 형성되어 일측에는 걸림턱에 걸리는 걸림부가 형성되고 타측에는 걸림부를 체결하거나 해제하는 손잡이부가 형성되어, 걸림부가 걸림턱에 걸림으로써 하우징과 커버가 체결될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스의 커버에는 체결부의 체결을 위한 걸림턱이 형성되고, 체결부는 하우징에 형성되어 일측에는 걸림턱에 걸리는 걸림부가 형성되고 타측에는 걸림부를 체결하거나 해제하는 손잡이부가 형성되어, 걸림부가 걸림턱에 걸림으로써 하우징과 커버가 체결될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스의 하우징에는 배터리 케이스를 차체에 체결하는 복수의 마운팅부가 마련되고, 복수의 마운팅부가 형성되는 측면에는 각 마운팅부의 사이마다 체결부가 각각 형성되며, 복수의 마운팅부가 형성되지 않는 측면에는 그 길이방향을 따라 연장된 하나의 체결부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스는, 하우징 개방부의 테두리에서 커버를 향하는 끝단과, 커버의 테두리에서 하우징 개방부를 향하는 끝단이 마주하는 사이에 마련되는 실러를 더 포함하고, 하우징 개방부에 커버가 체결됨에 따라 실러가 압축되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스는, 커버를 관통하도록 형성되고, 일측이 하우징의 내부공간에 마련되어 배터리 발열부와 열적으로 연결되며, 타측이 커버 외측에 마련되어 배터리의 충방전이 가능한 전극판을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스는, 하우징의 내부공간 하면에 완충제가 마련되고, 완충제는 하우징의 내부공간에 장착된 배터리 모듈을 상방으로 지지하며 하우징 하부에서 가해지는 외부충격을 흡수할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템은, 복수의 배터리 케이스, 각각의 배터리 케이스에 형성된 비전도성 냉매의 유입부와 유출부에 연결되며, 내부에 비전도성 냉매가 흐르는 허브채널, 허브채널에 마련되어, 각각의 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 제어하는 복수의 밸브 및 각각의 밸브를 개별적으로 제어하여 각각의 배터리 케이스마다 내부온도 및 비전도성 냉매의 수위를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 허브채널은 비전도성 냉매가 배터리 케이스의 내부로 유입되는 유입채널과 배터리 케이스를 통과한 비전도성 냉매를 회수하는 회수채널로 이루어지고, 내부공간에 배터리 모듈이 삽입된 복수의 배터리 케이스가 서로 인접하게 배치되되, 각 배터리 케이스의 비전도성 냉매의 유입부가 서로 마주하게 배치되며, 유입채널은 각 배터리 케이스의 비전도성 냉매의 유입부가 마주보는 사이에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 복수의 밸브는 유입채널에 마련되어 각 밸브가 마주하는 비전도성 냉매의 유입부와 연결됨으로써, 마주보는 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 각각 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 각각의 배터리 케이스는 비전도성 냉매의 수위와 배터리 발열부의 온도를 감지하는 센서부를 더 포함하고, 제어부는 센서부의 감지결과에 따라 복수의 밸브 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 제어부는 센서부의 감지결과가 기준온도 이상인 경우, 해당하는 배터리 케이스에 비전도성 냉매의 유량이 집중되도록 밸브를 개방시킬 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 제어부는 센서부의 감지결과가 기준수위에 도달하지 못하는 경우, 해당하는 배터리 케이스에 비전도성 냉매의 유량이 집중되도록 밸브를 개방시킬 수 있다.

본 발명의 배터리 케이스 및 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈 열관리 시스템에 따르면, 기밀성능이 확보된 배터리 케이스를 구비함으로써, 배터리 모듈의 열관리를 함에 있어 비전도성 냉매를 통한 액침냉각 방식을 활용할 수 있게 함과 아울러, 배터리 케이스 내부의 온도 및 비전도성 냉매의 수위를 일정하게 유지되도록 제어하여 배터리 셀을 발화점 이하의 상태로 유지함으로써 화재 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부의 동작을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부가 체결된 상태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템을 나타낸 도면.

이 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 여러 실시형태에 대한 구성 및 작용원리를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부(300)를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부(300)가 체결된 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 배터리 분야에서의 고질적인 문제를 우선 제시하면서, 이를 해결하기 위한 본 발명의 핵심적 특징들을 순차적으로 설명하기로 한다.

배터리는, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈(600)과 배터리 모듈(600)을 조립하여 완성되는 배터리 팩으로 이루어지며, 이러한 배터리 팩은 배터리 모듈(600)이 삽입되는 배터리 케이스 및 복수의 배터리 모듈(600)을 제어하는 제어부(700, 예를 들어, BMS, Battery Management System)를 포함하여 하나의 배터리 모듈(600) 시스템을 구성한다.

즉, 일반적으로 배터리 모듈(600) 시스템을 구현하기 위해서는 배터리 모듈(600), 배터리 케이스 및 제어부(700)가 필요하다. 이에 따라, 이하 본 명세서에서는 특수한 형태로 별도 제작된 배터리 케이스와 이러한 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈(600) 시스템에 관한 기술에 대해 서술하고자 한다.

특히, 배터리 모듈(600) 시스템의 경우, 최근 배기가스 규제 및 전기차 시장의 성장 추세에 따라 배터리 분야에서 고질적인 문제인 배터리의 발열 문제와 관련하여, 방열 성능을 효율적으로 개선하면서도 배터리 과열로 인한 화재 발생을 방지할 수 있게 하는 배터리 모듈 열관리 시스템에 대해 서술하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 내부공간이 형성되고, 개방부가 형성되며, 개방부를 통해 내부공간에 배터리 모듈(600)이 삽입되어 장착되는 하우징(100), 하우징(100)의 개방부에 체결되어 개방부를 폐쇄하고, 개방부의 폐쇄시 하우징(100)의 내부공간을 실링하며, 개방부에서 체결이 해제되어 탈거가 가능한 커버(200) 및 하우징(100) 또는 커버(200)에 형성되며, 비전도성 냉매가 하우징(100)의 내부공간으로 유입 및 유출되도록 하여 하우징(100) 내부공간의 배터리 모듈(600)이 비전도성 냉매와 열교환할 수 있도록 하는 유입부(110) 및 유출부(210)를 포함한다.

앞서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 케이스는 배터리 모듈(600)의 열관리 시스템에 적용되기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템은 액침냉각 방식을 전제로 한다. 따라서 이에 사용되는 냉매는 비전도성 냉매일 것이 요구되는데, 이는 일반적인 냉매보다 표면장력이 낮아, 배터리 케이스의 기밀성 내지 실링(Sealing) 성능을 향상시킬 필요가 있다.

이에, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 배터리 모듈(600)이 삽입되어 장착되는 하우징(100), 하우징(100)을 커버링하면서도 탈착이 가능한 커버(200) 및 배터리 모듈(600)이 비전도성 냉매와 열교환할 수 있도록 하우징(100) 또는 커버(200)에 형성된 유입부(110)와 유출부(210)를 기본 구성요소로 한다.

구체적으로, 하우징(100)에는 내부공간과 개방부가 형성된다. 내부공간에는 배터리 모듈(600)이 장착되며, 개방부를 통해 배터리 모듈(600)이 내부공간으로 삽입된다. 이러한 개방부에는 커버(200)가 체결됨으로써 개방부가 폐쇄되고, 하우징(100)의 내부공간을 실링하게 된다.

이때, 커버(200)는 개방부에서 체결이 해제되어 탈거가 가능하도록 형성된다. 이에 따라, 배터리 모듈(600) 시스템의 조립 또는 수리시에 본 발명에 따른 배터리 케이스 내부에 장착되는 배터리 모듈(600)을 간편하게 삽입하거나 교체할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 배터리 케이스는 배터리 모듈(600)의 열관리 시스템에 적용되기 위한 것이므로, 하우징(100)의 개방부에 커버(200)가 체결되어 하우징(100)의 내부공간이 실링된 상태에서, 하우징(100)의 내부공간에 장착된 배터리 모듈(600)이 비전도성 냉매와 열교환을 할 수 있도록 형성될 필요가 있다.

즉, 본 발명에 따른 배터리 케이스는 하우징(100) 또는 커버(200)에 유입부(110)와 유출부(210)를 구비하여, 유입부(110)를 통해 비전도성 냉매가 하우징(100)의 내부공간으로 유입되도록 하고, 유출부(210)를 통해 하우징(100)의 내부공간에서 유출되도록 하는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 배터리 케이스에서 비전도성 냉매의 유입부(110)는 하우징(100)에 형성되고, 비전도성 냉매의 유출부(210)는 커버(200)에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 케이스의 유입부(110)와 유출부(210)는 하우징(100) 또는 커버(200) 중 어느 하나에 형성되어도 무방하나, 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(100)에 유입부(110)가 형성되고, 커버(200)에 유출부(210)가 형성되도록 함이 바람직하다.

일반적으로 중력방향을 고려할 때, 하우징(100)의 내부공간에 배터리 모듈(600)을 삽입하여 장착한 후, 하우징(100)의 상부 측으로 개방된 개방부를 커버(200)를 통해 폐쇄하게 된다. 이에 따라 상방에는 커버(200)가, 하방에는 하우징(100)이 위치하게 되고, 일반적으로 이와 같은 상태에서 전기차 등에 장착되게 된다.

배터리의 구동 중 발생하는 열을 식히기 위해서는 배터리의 발열부(예를 들어, 리드부)와 열교환할 수 있도록 접촉되는 냉매가 고르게 분포될 필요가 있다. 따라서, 유입부(110)를 하우징(100)에 설치하여 배터리 케이스 내부공간의 하부에서부터 냉매가 서서히 채워지도록 하고, 배터리 발열부(610)가 냉매에 충분히 침수될 정도로 수위가 차오른 상태에서, 커버(200)에 설치되어 배터리 케이스 내부공간의 상부에 형성된 유출부(210)를 통해 냉매가 배출될 수 있도록 하는 것이다.

이와는 반대로, 커버(200)에 유입부(110)가 형성되고, 하우징(100)에 유출부(210)가 형성될 수도 있으나, 이 경우 유입부(110)가 상부에 형성되고 유출부(210)가 하부에 형성됨으로써, 냉매의 급격한 유입시 배터리 모듈(600)에 충격을 가할 수 있고, 유입되는 즉시 하부에 형성된 유출부(210)를 통해 냉매가 배출되어 일정한 수위를 형성하기 어렵게 된다.

물론, 구조적으로 배터리 케이스가 옆으로 눕혀진 상태에서 장착되도록 하는 경우에는 유입부(110)와 유출부(210)가 어디에 형성되어도 무방할 것이다.

다만, 추후 살펴볼 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 배터리의 충방전이 가능하도록 하는 전극판(400)을 더 포함할 수 있고, 이러한 전극판(400)은 배터리 모듈(600)이 장착되어 고정되는 하우징(100)보다는 커버(200)에 배치함이 바람직하다. 또한, 배터리 모듈 열관리 시스템은 유입부(110)에 인접하게 설치되어 유입부(110)를 통해 유입되는 냉매의 유량을 제어하는 밸브(800)를 구비할 수 있다. 그리고 이와 같은 밸브(800)는 전기적 신호로 제어되므로, 밸브(800)가 형성되는 위치와 전기적인 충방전을 하는 전극판(400)이 설치되는 위치는 가능한 멀리 배치되도록 함이 바람직하다.

즉, 이러한 점을 고려하면, 유입부(110)에 설치되는 밸브(800)와 가능한 멀리 전극판(400)이 설치되어야 하고, 전극판(400)은 커버(200)에 설치되므로, 유입부(110)는 하우징(100)에 형성되고, 유출부(210)는 커버(200)에 형성되도록 함이 일응 바람직하다고 할 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부(300)의 동작을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부(300)가 체결된 상태를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 하우징(100)의 개방부와 커버(200)를 체결하는 체결부(300)를 더 포함할 수 있다.

도 4 및 도 5에서는 스냅 래치(Snap Latch) 방식의 체결부(300)를 도시하고 있으나, 다양한 방식의 체결부재가 활용될 수 있다. 즉, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과할 뿐, 이러한 도면의 예시에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것으로 보아서는 아니된다.

이하, 본 명세서에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 도 4 및 도 5에 도시된 스냅 래치 방식의 체결부(300)를 기준으로 설명하기로 한다. 스냅 래치 방식의 체결부(300)는 래치부와 래치부가 걸리는 홈의 상호작용으로 인해 체결력이 형성되는 방식의 체결부(300)를 말하며, 다른 체결부재에 비해 체결이 간단하고 설치가 용이하면서도 우수한 체결력을 확보할 수 있어, 본 발명에 따른 배터리 케이스의 커버(200)와 하우징(100)의 개방부를 체결함에 있어 적합한 것이다.

나아가, 단순히 커버(200) 또는 하우징(100)에 삽입돌기와 삽입홈을 구비하여 삽입돌기를 삽입홈에 삽입하는 방식을 넘어, 별도의 체결부(300)를 활용함으로써, 배터리 케이스의 기밀성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 체결부(300)는 체결부(300)의 체결을 위한 걸림턱(330), 체결부(300)의 일측에 형성되어 걸림턱(330)에 걸리는 걸림부(320) 및 체결부(300)의 타측에 형성되어 걸림부(320)를 체결하거나 해제하는 손잡이부(310)로 구성될 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 배터리 케이스의 하우징(100)에는 체결부(300)의 체결을 위한 걸림턱(330)이 형성되고, 체결부(300)는 커버(200)에 형성되어 일측에는 걸림턱(330)에 걸리는 걸림부(320)가 형성되고 타측에는 걸림부(320)를 체결하거나 해제하는 손잡이부(310)가 형성되어, 걸림부(320)가 걸림턱(330)에 걸림으로써 하우징(100)과 커버(200)가 체결될 수 있다.

즉, 걸림턱(330)은 하우징(100)에 형성되고, 걸림부(320)와 손잡이부(310)는 커버(200)에 형성되는 구조로서, 손잡이부(310)의 동작에 따라 걸림턱(330)에 걸림부(320)가 걸리면서 체결력이 형성되고 이러한 체결력에 의해 하우징(100)의 개방부에 커버(200)가 체결될 수 있게 된다.

도 4 및 도 5에 도시된 스냅 래치 방식의 체결부(300)를 기준으로 살펴보면, 손잡이부(310)는 커버(200)의 테두리에서 하우징(100) 개방부를 향하는 끝단의 측면에 회전 가능하도록 결합된다. 여기서 회전 가능하도록 결합된다는 의미는, 예를 들어 힌지 결합과 같은 구조로서 이해될 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과할 뿐, 이러한 기재에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것으로 보아서는 아니된다.

도 4를 참조하면, 손잡이부(310)는 커버(200)와의 연결지점을 회전중심으로 하여 커버(200)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다. 즉, 걸림턱(330)에 걸림부(320)가 걸린 상태에서 손잡이부(310)가 커버(200)에 근접하는 방향으로 회전됨으로써 체결부(300)가 체결되며, 반대로 손잡이부(310)가 커버(200)로부터 멀어지는 방향으로 회전됨으로써 체결부(300)가 해제되는 것이다.

또한, 도 5에는 손잡이부(310)가 커버(200)에 근접하는 방향으로 회전되어 커버(200)와 밀착함으로써 체결이 완료된 상태를 도시하고 있다. 이러한 상태에서는 걸림턱(330)에 걸린 걸림부(320)가 커버(200)와 하우징(100)이 분리되는 것을 제한하는 방향으로 체결력을 형성하고 있으므로, 커버(200)와 하우징(100)이 분리되지 않고 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다. 이에 따라, 배터리 케이스의 우수한 기밀성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

한편, 위와는 달리, 본 발명에 따른 배터리 케이스의 커버(200)에는 체결부(300)의 체결을 위한 걸림턱(330)이 형성되고, 체결부(300)는 하우징(100)에 형성되어 일측에는 걸림턱(330)에 걸리는 걸림부(320)가 형성되고 타측에는 걸림부(320)를 체결하거나 해제하는 손잡이부(310)가 형성되어, 걸림부(320)가 걸림턱(330)에 걸림으로써 하우징(100)과 커버(200)가 체결될 수 있다.

즉, 이 경우는 걸림턱(330)이 커버(200)에 형성되고, 걸림부(320)와 손잡이부(310)는 하우징(100)에 형성되는 구조로서, 이와 같은 체결부(300)의 구조는 도 1에 도시되어 있다.

이 경우, 앞서 본 체결부(300)의 구조와 동일하게 형성되되, 체결부(300)의 각 구성요소(310, 320, 330)가 형성되는 위치만 달라지게 된다. 즉, 손잡이부(310)는 하우징(100) 개방부의 테두리에서 하우징(100) 개방부를 향하는 끝단의 측면에 회전 가능하도록 결합된다. 그리고 손잡이부(310)는 하우징(100)과의 연결지점을 회전중심으로 하여 하우징(100)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다.

다시 말해, 걸림턱(330)에 걸림부(320)가 걸린 상태에서 손잡이부(310)가 하우징(100)에 근접하는 방향으로 회전됨으로써 체결부(300)가 체결되며, 반대로 손잡이부(310)가 하우징(100)으로부터 멀어지는 방향으로 회전됨으로써 체결부(300)가 해제되는 것이다.

결과적으로, 체결부(300)의 각 구성요소(310, 320, 330)가 형성되는 위치는 본 발명에 따른 배터리 케이스의 생산/제조과정에서 필요에 따라 선택적으로 변경되어 적용가능한 사항으로서, 제품설계의 편의성이 증대되는 효과가 있게 되는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 측면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 케이스의 하우징(100)에는 배터리 케이스를 차체에 체결하는 복수의 마운팅부(350)가 마련되고, 복수의 마운팅부(350)가 형성되는 측면에는 각 마운팅부(350)의 사이마다 체결부(300)가 각각 형성되며, 복수의 마운팅부(350)가 형성되지 않는 측면에는 그 길이방향을 따라 하나의 체결부(300)가 형성될 수 있다.

배터리 모듈(600)이 삽입된 배터리 케이스는 전기차 등에 탑재되어 장착되어야 하므로, 배터리 케이스의 외측에 마운팅부(350)가 형성됨이 일반적이다. 또한, 배터리 케이스의 안정적인 결합/장착을 위해, 이러한 마운팅부(350)는 복수개로 형성됨이 일반적이다. 복수의 마운팅부(350)는 배터리 케이스의 일측면에 마련되고, 일측면과 마주보는 측면부에도 동일하게 형성된다.

도 2를 참조하면, 복수의 마운팅부(350)가 형성되지 않은 측면에는 그 측면의 길이방향을 따라 하나의 체결부(300)가 연장되어 형성되며, 이와 달리 복수의 마운팅부(350)가 형성된 측면에는 복수의 체결부(300)가 형성되어 있다. 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 복수의 마운팅부(350)가 형성된 측면에는 각 마운팅부(350)의 사이마다 체결부(300)가 각각 형성되어 있다.

즉, 복수의 마운팅부(350)가 형성되는 측면에는 마운팅부(350)에 의해 체결부(300)가 연장 형성될 수 없으므로, 각 마운팅부(350)의 사이마다 체결부(300)를 형성하되, 복수의 마운팅부(350)가 형성되지 않은 측면에는 그 측면의 길이방향을 따라 연장된 하나의 체결부(300)를 형성함으로써, 부품 수를 절감할 뿐만 아니라, 하우징(100)과 커버(200)의 체결시간을 단축할 수 있는 효과를 얻게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부(300)의 동작을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 체결부(300)가 체결된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 하우징(100) 개방부의 테두리에서 커버(200)를 향하는 끝단과, 커버(200)의 테두리에서 하우징(100) 개방부를 향하는 끝단이 마주하는 사이에 마련되는 실러(340)를 더 포함하고, 하우징(100) 개방부에 커버(200)가 체결됨에 따라 실러(340)가 압축되는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 이는 체결부(300)에 의해 접촉되는 하우징(100) 개방부의 테두리 끝단과 커버(200)의 테두리 끝단의 사이에 실러(340)를 추가적으로 마련함으로써, 하우징(100)의 개방부에 커버(200)가 체결되는 경우, 하우징(100) 내부공간의 실링 성능을 더욱 향상하기 위한 것이다.

여기서 실러(340)는 도포되는 방식으로 마련될 수도 있고, 고무와 같은 재질의 실링 부재가 삽입되는 방식으로 이루어질 수도 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 실러(340)는 본 발명에 따른 배터리 케이스의 체결부(300)가 형성되는 지점의 내측에 도포되거나 삽입될 수 있다.

즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 체결부(300)의 손잡이부(310)와 커버(200) 또는 하우징(100)의 연결지점의 내측에는 실러(340)가 도포되거나 삽입될 수 있는 만입홈이 형성될 수 있다. 이러한 만입홈에 실러(340)가 도포되거나 삽입됨으로써, 커버(200)와 하우징(100)의 접촉지점이 실러(340)에 의해 마감되어 실링 성능이 더욱 향상되게 된다.

한편, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 커버(200)를 관통하도록 형성되고, 일측이 하우징(100)의 내부공간에 마련되어 배터리 발열부(610)와 열적으로 연결되며, 타측이 커버(200) 외측에 마련되어 배터리의 충방전이 가능한 전극판(400)을 더 포함할 수 있다.

일반적으로 배터리 발열부(610)는 배터리 셀의 리드부와 리드부를 열적으로 연결하는 버스바의 구조로 이루어진다. 본 발명에 따른 배터리 케이스의 전극판(400)은, 이러한 배터리 발열부(610)와 열적으로 연결됨으로써 배터리 케이스 내부에 장착된 배터리 모듈(600)을 충방전시킬 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해 전극판(400)은 배터리 케이스의 내부와 외부에 모두 형성될 필요가 있으며, 따라서 전극판(400)은 배터리 케이스를 관통하는 구조로 형성되는 것이다.

구체적으로, 전극판(400)의 일측은 배터리 발열부(610)와 열적으로 연결되도록 하우징(100)의 내부공간에 마련되고, 타측은 배터리의 충방전이 가능하도록 커버(200)의 외측에 마련된다. 즉, 전극판(400)은 커버(200)를 관통하도록 형성됨이 바람직하다.

하우징(100) 내부공간의 바닥면에는 배터리 모듈(600)이 장착되어 고정된다. 그리고 배터리의 구동 중, 다양한 원인에 의해 발생할 수 있는 진동 내지 떨림 등에 의해 배터리가 유동 되는 것을 방지하기 위해, 필요에 따라 배터리의 위치를 더욱 견고하게 고정하는 별도의 고정수단을 더 구비할 수도 있다.

나아가, 앞서 본 바와 같이, 일반적으로 중력방향을 고려할 때, 하우징(100)의 내부공간에 배터리 모듈(600)을 삽입하여 장착한 후, 하우징(100)의 상부 측으로 개방된 개방부를 커버(200)를 통해 폐쇄하게 된다. 이에 따라 상방에는 커버(200)가, 하방에는 하우징(100)이 위치하게 되고, 일반적으로 이와 같은 상태에서 전기차 등에 장착되게 된다.

이에 따라, 하우징(100)의 바닥면은 차체의 하부 측에 가깝게 형성되며, 커버(200)는 차체의 하부 측에서 상대적으로 멀리 형성된다. 그런데 차체의 하부에는 차량의 휠 또는 공조장치 등 다양한 차량부품들이 위치하게 된다.

따라서, 하우징(100) 내부공간의 바닥면에 별도로 구비될 수 있는 고정수단 내지 차량부품들과의 관계를 고려할 때, 전극판(400)을 설치할 수 있는 공간이 제한되는 하우징(100)보다는, 커버(200)에 전극판(400)을 형성하는 것이 차량의 설계 뿐만 아니라, 구조적으로도 유리한 것이다.

한편, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 하우징(100)의 내부공간 하면에 완충제(120)가 마련되고, 완충제(120)는 하우징(100)의 내부공간에 장착된 배터리 모듈(600)을 상방으로 지지하며 하우징(100) 하부에서 가해지는 외부충격을 흡수할 수 있다.

이는, 앞서 언급한 하우징(100) 내부공간의 바닥면에 별도로 구비될 수 있는 고정수단에 대한 것으로 이해될 수 있다. 즉, 배터리의 구동 중, 다양한 원인에 의해 발생할 수 있는 진동 내지 떨림 등에 의해 배터리가 유동 되는 것을 방지하기 위해, 배터리의 위치를 더욱 견고하게 고정하는 별도의 고정수단을 구비하는 것이다.

구체적으로, 본 발명은 하우징(100)의 내부공간 하면에 완충제(120)를 마련하여, 하우징(100) 하부에서 배터리 모듈(600)로 가해지는 외부충격을 흡수하도록 한다. 또한, 완충제(120)는 배터리 모듈(600)을 상방으로 지지함으로써, 배터리 발열부(610)가 커버(200)에 형성된 전극판(400)과 대응하는 위치를 유지하도록 한다. 이에 따라, 배터리 발열부(610)와 전극판(400)의 열적인 연결이 안정적으로 이루어짐과 아울러, 커버(200)와의 접점성도 최적화 시킬 수 있다.

참고로, 여기서 완충제(120)는 갭필러를 도포하는 방식이 사용될 수 있으며, 배터리 모듈(600)을 열 전달 화합물에 압착하거나, 배터리 셀의 손상을 최소화하기 위해 하우징(100) 내부공간의 바닥면에 배터리 모듈(600)을 먼저 고정한 후 갭에 화합물을 주입할 수도 있다. 다만, 갭필러를 도포하는 방식은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과할 뿐, 이외에도 다양한 방식의 완충제(120)를 활용할 수 있으며, 이러한 예시에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것으로 보아서는 아니된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템은, 복수의 배터리 케이스, 각각의 배터리 케이스에 형성된 비전도성 냉매의 유입부(110)와 유출부(210)에 연결되며, 내부에 비전도성 냉매가 흐르는 허브채널(900), 허브채널(900)에 마련되어, 각각의 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 제어하는 복수의 밸브(800) 및 각각의 밸브(800)를 개별적으로 제어하여 각각의 배터리 케이스마다 내부온도 및 비전도성 냉매의 수위를 조절하는 제어부(700)를 포함할 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 작동원리에 대해 살펴보면서, 각각의 구성요소에 대해 함께 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템은, 복수의 배터리 케이스 각각에 형성된 비전도성 냉매의 유입부(110)와 유출부(210)에 연결되는 허브채널(900)을 통해, 냉매가 순환되면서 각각의 배터리 케이스 내부공간에 삽입되어 장착된 배터리 모듈(600)을 일정 온도로 유지한다.

냉매는 배터리가 구동된 시점부터 상시 순환되면서, 위와 같이 배터리 모듈(600)이 일정 온도로 유지되도록 한다. 이때, 일정 온도 유지를 위해서는 각각의 배터리 케이스에 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 조절할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템은 각각의 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 제어하는 복수의 밸브(800)가 마련된다.

만약, 특정한 배터리 케이스의 내부온도 또는 비전도성 냉매의 수위에 이상이 발생하면, 제어부(700)는 각각의 밸브(800)를 개별적으로 제어하여, 이상이 발생한 배터리 케이스로 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 조절한다. 참고로, 여기서 제어부(700)는 BMS(Battery Management System)을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

결론적으로, 제어부(700)에 의해 복수의 밸브(800) 각각이 개별적으로 제어됨으로써, 문제가 발생한 배터리 케이스로 유입되는 비전도성 냉매의 유량이 집중되고, 배터리 발열부(610)를 신속하게 냉각함으로써 배터리 모듈(600)의 과열을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 허브채널(900)은 비전도성 냉매가 배터리 케이스의 내부로 유입되는 유입채널(910)과 배터리 케이스를 통과한 비전도성 냉매를 회수하는 회수채널(920)로 이루어지고, 내부공간에 배터리 모듈(600)이 삽입된 복수의 배터리 케이스가 서로 인접하게 배치되되, 각 배터리 케이스의 비전도성 냉매의 유입부(110)가 서로 마주하게 배치되며, 유입채널(910)은 각 배터리 케이스의 비전도성 냉매의 유입부(110)가 마주보는 사이에 배치될 수 있다.

도 6를 참조하면, 비전도성 냉매는 허브채널(900)의 유입채널(910)이 형성된 A방향으로 유입되어, 복수의 배터리 케이스를 통과한 후, 허브채널(900)의 회수채널(920)이 형성된 B방향으로 회수되어 순환된다. 참고로, 이러한 허브채널(900)은 B방향에서 차량의 냉각시스템과 연결되어 칠러를 통해 폐열(배터리 모듈(600)로부터 흡수한 열)을 방출하고, 다시 A방향으로 유입되는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 복수의 배터리 케이스는 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 인접하게 배치됨으로써, 동일한 공간에서 최대한의 배터리 모듈(600)을 활용할 수 있는 효과가 있다. 즉, 컴팩트한 공간활용이 가능하여 본 발명의 적용 분야인 전기차 배터리 산업에 있어서 적합하게 설계될 수 있다.

나아가, 각 배터리 케이스에 형성된 비전도성 냉매의 유입부(110)는 서로 마주보게 배치되고, 유입채널(910)이 각 배터리 케이스의 비전도성 냉매의 유입부(110)가 마주보는 사이에 배치됨으로써, 복수의 유입채널(910)을 별도로 구비하지 않고도, 하나의 유입채널(910)을 통해 각각의 배터리 케이스 내부로 비전도성 냉매가 유입되도록 할 수 있다. 이에 따라, 설계 측면에서 유리한 구조를 확보함과 아울러, 유입채널(910)이 하나로 형성됨에 따라 부품 수 및 원가 절감의 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 복수의 밸브(800)는 유입채널(910)에 마련되어 각 밸브(800)가 마주하는 비전도성 냉매의 유입부(110)와 연결됨으로써, 마주보는 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 각각 제어할 수 있다.

즉, 앞서 본 바와 같이 복수의 배터리 케이스 각각에 형성된 비전도성 냉매의 유입부(110)에 유입채널(910)이 형성되고, 이러한 유입채널(910)에 복수의 밸브(800)가 마련되어 각 밸브(800)가 마주하는 비전도성 냉매의 유입부(110)와 연결됨으로써, 마주보는 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량이 제어되도록 하는 것이다.

이에 따라, 2개의 밸브(800)가 아닌 1개의 밸브(800)만을 활용하여, 1개의 밸브(800)가 마주보는 2개의 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 각각 제어할 수 있어, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 작동을 위해 필요한 밸브(800)의 개수를 절반으로 줄일 수 있게 된다.

참고로, 여기서 밸브(800)는 '멀티 웨이 밸브(Multi-Way Valve)'로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는 도 6에 도시된 바와 같이 '3-웨이 밸브(3-Way Valve)' 또는 '4-웨이 밸브(4-Way Valve)'로 이루어짐이 바람직하다.

결과적으로, 복수의 밸브(800)가 각각의 배터리 케이스에 형성된 비전도성 냉매의 유입부(110)에 배치됨으로써, 부품 수 및 원가 절감의 효과가 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 케이스의 분해사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 각각의 배터리 케이스는 비전도성 냉매의 수위와 배터리 발열부(610)의 온도를 감지하는 센서부(500)를 더 포함하고, 제어부(700)는 센서부(500)의 감지결과에 따라 복수의 밸브(800) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.

앞서 본 바와 같이, 특정한 배터리 케이스의 내부온도 또는 비전도성 냉매의 수위에 이상이 발생하면, 제어부(700)는 각각의 밸브(800)를 개별적으로 제어하여, 이상이 발생한 배터리 케이스로 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 조절한다.

이때, 배터리 케이스에 별도의 센서부(500)를 구비하여, 센서부(500)를 통해 배터리 발열부(610)의 온도를 감지하여 배터리 케이스의 내부온도의 이상유무를 판단하고, 내부온도에 이상이 없더라도, 배터리 케이스 내부의 비전도성 냉매의 수위를 감지하여 일정한 수위가 유지되고 있는지 판단한다.

예를 들어, 배터리 발열부(610)가 지나치게 과열되어 내부온도가 급격하게 상승하는 경우, 센서부(500)는 이를 감지하여 감지결과를 제어부(700)로 송신한다. 제어부(700)는 송신 받은 감지결과에 각각의 밸브(800)를 제어함으로써, 지나치게 과열된 배터리 발열부(610)가 신속히 냉각되도록 하는 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 제어부(700)는 센서부(500)의 감지결과가 기준온도 이상인 경우, 해당하는 배터리 케이스에 비전도성 냉매의 유량이 집중되도록 밸브(800)를 개방 시킬 수 있다.

여기서 기준온도란, 배터리 셀의 통상적인 발화온도(180℃)이상 또는 이에 근접한 위험온도 영역을 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 이는 다수의 실험에 따라 미리 설정된 데이터 값의 평균값으로서 제어부(700)의 메모리에 저장된다.

즉, 제어부(700)는 송신 받은 감지결과가 발화온도 이상 또는 위험온도 영역에 해당하는 경우, 내부온도가 급격하게 상승한 배터리 케이스로 유입되는 비전도성 냉매의 유량이 집중되도록 각각의 밸브(800)를 제어하여, 배터리 발열부(610)를 신속하게 냉각함으로써 배터리 모듈(600)의 과열을 방지할 수 있게 되는 것이다.

나아가, 본 발명에 따른 배터리 모듈 열관리 시스템의 제어부(700)는 센서부(500)의 감지결과가 기준수위에 도달하지 못하는 경우, 해당하는 배터리 케이스에 비전도성 냉매의 유량이 집중되도록 밸브(800)를 개방 시킬 수 있다.

앞서 본 바와 같이, 배터리 셀 내부가 통상적인 발화온도(180℃) 이상으로 증가하면 분리막이 수축하면서 배터리의 애노드와 캐소드 측이 맞물리고, 이에 따라 쇼트가 발생하게 된다.

배터리 모듈(600)의 냉각을 위해 액침냉각 방식을 사용하면, 배터리 발열부(610)를 침수상태로 유지함으로써, 애노드와 캐소드 측이 맞물리더라도 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

따라서 배터리 케이스 내부의 온도가 정해진 온도 조건 범위에서 유지되도록 제어함과 더불어, 배터리 케이스 내부의 비전도성 냉매의 수위가 일정하게 유지되도록 제어할 필요성도 있게 된다.

즉, 내부온도에 이상이 없더라도, 센서부(500)를 통해 배터리 케이스 내부의 비전도성 냉매의 수위를 감지하여 제어부(700)에 감지결과를 전송하고, 감지결과가 기준수위에 도달하지 못하는 경우, 제어부(700)를 통해 각각의 밸브(800)를 제어하여 기준수위를 유지하도록 하는 것이다. 참고로 여기서 기준수위란, 배터리 발열부(610)가 침수상태를 유지할 수 있는 최소한의 수위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

결과적으로, 배터리 발열부(610)를 침수상태로 유지함으로써, 애노드와 캐소드 측이 맞물리더라도 쇼트가 발생하는 것을 방지하여, 배터리가 발화되어 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였으나, 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.

100 : 하우징
110 : 유입부
120 : 완충제
200 : 커버
210 : 유출부
300 : 체결부
310 : 손잡이부
320 : 걸림부
330 : 걸림턱
340 : 실러
350 : 마운팅부
400 : 전극판
500 : 센서부
600 : 배터리 모듈
610 : 배터리 발열부
700 : 제어부
800 : 밸브
900 : 허브채널
910 : 유입채널
920 : 회수채널

Claims

내부공간이 형성되고, 개방부가 형성되며, 개방부를 통해 내부공간에 배터리 모듈이 삽입되어 장착되는 하우징;
하우징의 개방부에 체결되어 개방부를 폐쇄하고, 개방부의 폐쇄시 하우징의 내부공간을 실링하며, 개방부에서 체결이 해제되어 탈거가 가능한 커버; 및
하우징 또는 커버에 형성되며, 비전도성 냉매가 하우징의 내부공간으로 유입 및 유출되도록 하여 하우징 내부공간의 배터리 모듈이 비전도성 냉매와 열교환할 수 있도록 하는 유입부 및 유출부;를 포함하는 배터리 케이스.
청구항 1에 있어서,
비전도성 냉매의 유입부는 하우징에 형성되고, 비전도성 냉매의 유출부는 커버에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 1에 있어서,
하우징의 개방부와 커버를 체결하는 체결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 3에 있어서,
하우징에는 체결부의 체결을 위한 걸림턱이 형성되고, 체결부는 커버에 형성되어 일측에는 걸림턱에 걸리는 걸림부가 형성되고 타측에는 걸림부를 체결하거나 해제하는 손잡이부가 형성되어, 걸림부가 걸림턱에 걸림으로써 하우징과 커버가 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 3에 있어서,
커버에는 체결부의 체결을 위한 걸림턱이 형성되고, 체결부는 하우징에 형성되어 일측에는 걸림턱에 걸리는 걸림부가 형성되고 타측에는 걸림부를 체결하거나 해제하는 손잡이부가 형성되어, 걸림부가 걸림턱에 걸림으로써 하우징과 커버가 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 3에 있어서,
하우징에는 배터리 케이스를 차체에 체결하는 복수의 마운팅부가 마련되고, 복수의 마운팅부가 형성되는 측면에는 각 마운팅부의 사이마다 체결부가 각각 형성되며, 복수의 마운팅부가 형성되지 않는 측면에는 그 길이방향을 따라 연장된 하나의 체결부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 1에 있어서,
하우징 개방부의 테두리에서 커버를 향하는 끝단과, 커버의 테두리에서 하우징 개방부를 향하는 끝단이 마주하는 사이에 마련되는 실러;를 더 포함하고,
하우징 개방부에 커버가 체결됨에 따라 실러가 압축되는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 1에 있어서,
커버를 관통하도록 형성되고, 일측이 하우징의 내부공간에 마련되어 배터리 발열부와 열적으로 연결되며, 타측이 커버 외측에 마련되어 배터리의 충방전이 가능한 전극판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 1에 있어서,
하우징의 내부공간 하면에 완충제가 마련되고, 완충제는 하우징의 내부공간에 장착된 배터리 모듈을 상방으로 지지하며 하우징 하부에서 가해지는 외부충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
청구항 1의 배터리 케이스가 구비된 배터리 모듈 열관리 시스템에 있어서,
복수의 배터리 케이스;
각각의 배터리 케이스에 형성된 비전도성 냉매의 유입부와 유출부에 연결되며, 내부에 비전도성 냉매가 흐르는 허브채널;
허브채널에 마련되어, 각각의 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 제어하는 복수의 밸브; 및
각각의 밸브를 개별적으로 제어하여 각각의 배터리 케이스마다 내부온도 및 비전도성 냉매의 수위를 조절하는 제어부;를 포함하는 배터리 모듈 열관리 시스템.
청구항 10에 있어서,
허브채널은 비전도성 냉매가 배터리 케이스의 내부로 유입되는 유입채널과 배터리 케이스를 통과한 비전도성 냉매를 회수하는 회수채널로 이루어지고,
내부공간에 배터리 모듈이 삽입된 복수의 배터리 케이스가 서로 인접하게 배치되되, 각 배터리 케이스의 비전도성 냉매의 유입부가 서로 마주하게 배치되며,
유입채널은 각 배터리 케이스의 비전도성 냉매의 유입부가 마주보는 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 열관리 시스템.
청구항 11에 있어서,
복수의 밸브는 유입채널에 마련되어 각 밸브가 마주하는 비전도성 냉매의 유입부와 연결됨으로써, 마주보는 배터리 케이스마다 유입되는 비전도성 냉매의 유량을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 열관리 시스템.
청구항 10에 있어서,
각각의 배터리 케이스는 비전도성 냉매의 수위와 배터리 발열부의 온도를 감지하는 센서부;를 더 포함하고,
제어부는 센서부의 감지결과에 따라 복수의 밸브 각각을 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 열관리 시스템.
청구항 13에 있어서,
제어부는 센서부의 감지결과가 기준온도 이상인 경우, 해당하는 배터리 케이스에 비전도성 냉매의 유량이 집중되도록 밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 열관리 시스템.
청구항 13에 있어서,
제어부는 센서부의 감지결과가 기준수위에 도달하지 못하는 경우, 해당하는 배터리 케이스에 비전도성 냉매의 유량이 집중되도록 밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 열관리 시스템.