KR100836381B1

KR100836381B1 - 배터리 모듈 체결용 그로밋

Info

Publication number: KR100836381B1
Application number: KR1020070061081A
Authority: KR
Inventors: 임해규; 김달; 박남섭; 요시로 시모야마
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-06-09
Also published as: US20080313866A1

Abstract

본 발명은 배터리 모듈 체결용 그로밋에 관한 것으로서, 서로 조합된 상태에서 나란한 2개의 배터리 모듈을 결속시킬 수 있도록 2개의 수납부를 형성하게 되는 두 결속부가 일단부에서 서로 힌지 구조에 의해 연결되어 전체가 1개 부품으로 구성되고, 상기 두 결속부의 중간부와 단부에서 각각 체결력이 우수한 훅 결합구조에 의해 양측 결속부 간 고정이 이루어지도록 구성됨으로써, 종래에 비해 이탈이 효과적으로 방지되고, 결속부 간 고정성(체결력)이 증대되면서 배터리 모듈을 더욱 견고히 결속시킬 수 있는 배터리 모듈 체결용 그로밋에 관한 것이다.

하이브리드, 연료전지, 전기자동차, 배터리 모듈, 그로밋, 훅, 힌지

Description

배터리 모듈 체결용 그로밋{Grommet for connecting battery module}

도 1은 종래의 그로밋을 도시한 사시도,

도 2는 종래의 또 다른 형태의 그로밋을 도시한 사시도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 그로밋에 의해 배터리 모듈 2개가 체결되는 상태를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 그로밋에 의해 체결된 배터리 모듈들이 배터리 홀더에 적재된 상태의 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 그로밋의 사시도,

도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 그로밋에서 두 결속부 간 힌지부의 구조를 도시한 상세도,

도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 그로밋에서 두 결속부의 중간부 간 훅 결합구조를 도시한 상세도,

도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 그로밋에서 두 결속부의 단부 간 훅 결합구조를 도시한 상세도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 배터리 모듈 100 : 그로밋

110, 120 : 결속부 121 : 힌지부

본 발명은 배터리 모듈 체결용 그로밋에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 유닛을 구성하는 배터리 모듈 2개를 상호 결속하면서 간격이 유지되도록 지지해주는 배터리 모듈 체결용 그로밋에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 엔진 및 전기모터를 작동시켜 차량을 구동시키는 하이브리드 차량이나 연료전지 차량 등과 같은 전기자동차에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 배터리 유닛이 필수적으로 장착된다.

이러한 배터리 유닛은 복수개의 배터리 모듈로 구성되어 차량 운행 중에 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급한다.

또한 배터리 유닛에서는 복수개의 배터리 모듈을 상호 결속하면서 간격이 유지되도록 지지해주는 그로밋이 사용되는데, 첨부한 도 1은 일본 특허공개 제2006-351363호에서 개시하고 있는 그로밋으로서, 이는 2개의 원통형 배터리 모듈을 상호 결속하는데 사용하는 그로밋이다.

도 1을 참조하면, 종래의 그로밋은 2개 부품으로 분할된 구조로 되어 있으며, 분할된 각 유지체가 분할부(결속부)를 결합하기 위한 결합수단을 가지는 구조로 되어 있다.

이러한 종래의 그로밋은 구조상 약간 차이가 있으면서 서로 분리되어 있는 2개 부품으로 구성되므로, 부품수 및 부품비, 부품조립공수, 조립시간 및 조립비용, 부품관리에 소요되는 비용 및 시간, 불편함 등이 증대되는 문제점이 있다.

또한 상호 결합된 2개 부품의 고정성이 떨어지는 단점이 있으며, 특히 양단부에서는 단순히 돌기-홈 결합구조에 의해서만 부품 간 결합이 이루어지므로, 전체적으로 고정성이 미비하여 그로밋 이탈이 발생할 우려가 있다.

첨부한 도 2는 또 다른 형태의 그로밋을 도시한 사시도로서, 이는 중간부위에 고정 훅(81)이 외부로 길게 돌출된 구조여서 배터리 모듈 냉각공기 유로에 악영향을 줄 수 있으며, 사출 성형 후에 고정 부위 강성이 떨어지는 단점을 가진다.

띠리서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 서로 조합된 상태에서 나란한 2개의 배터리 모듈을 결속시킬 수 있도록 2개의 수납부를 형성하게 되는 두 결속부가 일단부에서 서로 힌지 구조에 의해 연결되어 전체가 1개 부품으로 구성되고, 상기 두 결속부의 중간부와 단부에서 각각 체결력이 우수한 훅 결합구조에 의해 양측 결속부 간 고정이 이루어지도록 구성됨으로써, 종래에 비해 이탈이 효과적으로 방지되고, 결속부 간 고정성(체결력)이 증대되면서 배터리 모듈을 더욱 견고히 결속시킬 수 있는 배터리 모듈 체결용 그로밋을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 서로 조합된 상태에서 나란한 2개의 배터리 모듈을 결속시킬 수 있도록 2개의 수납부를 형성하게 되는 두 결속부가 일단부에서 벤딩되는 힌지부에 의해 일체로 연결되고, 두 배터리 모듈 사이에 넣어지는 두 결속부의 중간부와 상기 힌지부 반대쪽인 두 결속부의 타단부에는, 양측 결속부 간 훅 결합구조에 의해 결합될 수 있도록, 일측의 결속부에 고정 훅이, 타측의 결속부에 훅 걸림턱이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 두 결속부의 일단부에서 상기 힌지부는, 그 길이방향의 양 끝쪽 일정 구간이 각 결속부의 끝단부와 분리되도록, 각 결속부의 끝단부에 힌지부 양 측방 라인을 따라 종방향의 절개부가 형성되어서 이루어진 구조인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 힌지부는 각 결속부에 일체 연결된 길이방향의 양 끝쪽 부분이 상대적으로 두께가 두껍고 길이방향의 중앙으로 가면서 두께가 점차 얇아지는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 두 결속부의 중간부에서, 일측 결속부에 안쪽으로 고정 훅 2개가 돌출 형성되고, 상기 각 고정 훅이 타측 결속부에 형성된 각 홀 내측으로 삽입된 상태에서 체결될 수 있도록 각 홀 내측면의 고정 훅 대응부위에 훅 걸림턱이 형성되어, 상기 두 고정 훅이 각 홀 내부에서 측방의 상기 훅 걸림턱에 걸리면서 체결 되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 고정 훅의 내측면에 훅 보강 리브가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 두 결속부의 타단부에서, 일측 결속부의 안쪽 중앙에 고정 훅이 길게 돌출 형성되고, 타측 결속부의 상기 고정 훅 대응부위에 훅 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상호 걸림작용을 하는 상기 고정 훅의 걸림면과 상기 훅 걸림턱의 걸림면은 서로 역테이퍼 구조로 된 경사면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 배터리 모듈 체결용 그로밋은 2개의 배터리 모듈 외주면을 둘러싸면서 상호 체결하는 구조로 되어 있되, 종래와 같이 2개 부품이 아닌 1개 부품으로 되어 있으며, 특히 나란한 두 배터리 모듈을 각각 상측과 하측에서 결속하는 2개의 결속부가 1개 부품으로 유지되도록 일단부에는 2개의 결속부를 1개 부품으로 연결하면서 조립/분리시에 2개의 결속부가 서로 회전될 수 있도록 하기 위한 힌지 타입이 적용되고, 중간부(나란한 두 배터리 모듈 사이의 중간에 넣어지는 부위)와 타단부에는 후크 고정 방식을 적용하여 구성한 것이다.

첨부한 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 그로밋에 의해 배터리 모듈 2개가 체결되는 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 그로밋에 의해 체결된 배터리 모듈들이 배터리 홀더에 적재된 상태의 단면도이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그로밋(100)은 배터리 모듈(11) 2개를 상호 결속하면서 간격이 유지되도록 배터리 모듈(11)의 전단부 및 중간부, 후단부에 각각 설치되어, 총 3개의 그로밋(100)이 배터리 모듈(11) 2개를 체결하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(11)들이 배터리 홀더(12)에 적재된 상태에서 2개의 배터리 모듈(11)을 상호 결속하고 있는 그로밋(100)은 배터리 홀더(12) 내에 적재된 모든 배터리 모듈(11)들에 대해 간격을 유지하면서 지지하는 역할을 하게 된다.

첨부한 도 6은 본 발명에 따른 그로밋의 사시도로서, (a)는 결속부(110,120) 간 조립 전 상태를, (b)는 결속부(110,120) 간 조립 후 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 그로밋(100)은 일단부에 형성된 힌지부(도 6에는 미도시됨)에 의해 1개의 부품이 되도록 연결된 2개의 결속부(110,120)로 구성되며, 전체 그로밋(100)에서 분할 구조인 두 결속부(110,120)가 서로 조합된 상태에서 나란한 2개의 배터리 모듈을 결속시킬 수 있도록 2개의 원형 수납부(111)를 형성하게 된다.

이때, 상기 2개의 결속부(110,120)는 (b)에서와 같이 조립된 상태에서 2개의 링형 구조가 일체로 연결된 형태가 되며, 이 2개의 링형 구조가 나란한 배터리 모 듈 2개를 수납할 수 있는 2개의 수납부(111)를 형성하게 되는 것이다.

본 발명에서 상기 두 결속부(110,120)는 일단부에 형성된 힌지부에 의해 상호 간 일체 연결되는데, 상기 힌지부는 양측의 결속부(110,120)를 서로 일체 연결하면서 조립/분리시에 양측 결속부(110,120)가 서로 회전될 수 있도록 하는 힌지 역할을 하게 된다.

첨부한 도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 그로밋에서 두 결속부 간 힌지부의 구조를 도시한 상세도로서, 두 결속부(110,120) 간 연결부가 되는 상기 힌지부(121)는 각 결속부(110,120)의 일단부에서 양측의 결속부(110,120)를 서로 연결하도록 각 결속부(110,120)에 일체로 형성되며, 특히 힌지부(121)는 도 8에 나타낸 바와 같이 각 결속부(110,120)에 일체 연결된 길이방향의 양 끝쪽 부분이 상대적으로 두께가 두껍고 길이방향의 중앙으로 가면서 두께가 점차 얇아지는 구조로 되어 있다.

이는, 그로밋(100)이 열리거나 닫힐 때 두 결속부(110,120)가 힌지부(121)를 중심으로 회전하게 되므로, 힌지부(121)에서 굽힘이 가장 크게 일어나는 부분, 즉 최대 굽힘이 발생하는 힌지부(121)의 중앙부에서 최대한 유연성을 확보하기 위한 것이다.

일 예로, 힌지부(121)의 가장 두꺼운 부분의 두께를 0.7mm로 할 때 중앙부의 가장 얇은 부분의 두께를 0.3mm로 한다.

그리고, 도시된 바와 같이, 힌지부(121)를 제외한 양 측방에서는 두 결속부(110,120)가 서로 분리된 구조로 되어 있으며, 두 결속부(110,120) 간 분리된 끝 단면(112,122)은 결속부(110,120)가 열릴 때 회전이 용이하도록 경사면으로 되어 있는 동시에 양측 결속부 끝단면(112,122) 간에 미세한 간극(예, 0.2mm)이 존재하도록 한다.

또한 상기 힌지부(121)에서 그 길이방향의 양 끝쪽 일정 구간에서 각 결속부(110,120)의 끝단부와 분리되도록, 각 결속부(110,120)의 끝단부에 힌지부 양 측방 라인을 따라 종방향의 절개부(113,123)가 형성되어 있고, 이로써 벤딩 및 힌지작동에 충분한 힌지부(121)의 길이가 확보될 수 있게 된다.

한편, 첨부한 도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 그로밋(100)에서 두 결속부(110,120)의 중간부(나란한 두 배터리 모듈 사이의 중간에 넣어져 두 결속부 간 서로 결합되는 부위) 간 훅 결합구조를 도시한 상세도로서, 도시된 바와 같이, 일측 결속부(110)의 안쪽으로 2개의 삽입형 고정 훅(114)을 돌출 형성하고, 타측 결속부(120)에서 상기 고정 훅 대응부위에 고정 훅(114)이 걸리어 고정 결합될 수 있는 훅 걸림턱(125)이 형성된다.

상기 고정 훅(114)은 일측 결속부(110)에서 중간부의 안쪽으로 2개가 대략 나란한 방향이 되도록 돌출 형성되며, 타측 결속부(120)의 중간부에 형성된 각 홀(124) 내측으로 삽입되어 홀 내측면의 훅 걸림턱(125)에 걸리도록 된 삽입형 훅 구조로 되어 있다.

즉, 두 결속부(110,120)가 수납부 닫힘상태가 되도록 조립될 때 일측 결속부(110)의 상기 고정 훅(114)은 타측 결속부(120)의 홀(124) 내측으로 삽입되어 결합되며, 고정 훅(114)과 훅 걸림턱(125) 간의 고정에 의해 양측 결속부(110,120)가 일체로 결합된 상태를 유지하는 것이다.

조립시에 상기 두 고정 훅(114)이 해당 홀(124) 내측으로 삽입될 때 고정 훅(114)과 홀(124) 입구의 상호 대응면인 양측 경사면(114a,125a)이 서로 접촉하면서 두 고정 훅(114)은 가운데로 순간 모아지게 되고, 이후 고정 훅(114)이 훅 걸림턱(125)에 걸리게 될 때는 두 고정 훅(114)이 탄력에 의해 원래 형태로 벌어지면서 각각의 훅 걸림턱(125)에 걸리게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 그로밋(100)에서는, 상기 중간부의 훅 고정 방식에 있어서, 중앙의 상기 두 고정 훅(114)이 중간부 안쪽에서 해당 홀(124) 내부의 그 측방에 위치된 훅 걸림턱(125)에 걸리는 방식이며, 이와 같이 고정 훅(114)이 홀(124) 내부에 삽입되어 측방의 훅 걸림턱(125)에 걸리는 방식이 채용됨으로써, 외부로 돌출되는 부분 없이 고정성 및 훅 기능성이 향상될 수 있고, 결국 그로밋 이탈 방지 및 배터리 모듈 고정성 향상의 장점이 있게 된다.

바람직하게는, 상기 두 고정 훅(114)에서 내측면에 훅 보강 리브(115)를 돌출 형성하여 고정 훅(114)이 보다 견고하게 훅 걸림턱(125)과 고정되도록 하고, 고정성 및 체결력 저하가 방지되도록 한다.

한편, 첨부한 도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 그로밋에서 두 결속부의 단부(결속부에서 힌지부가 형성된 단부의 반대쪽 단부) 간 훅 결합구조를 도시한 상세도로서, 도시된 바와 같이, 일측 결속부(120)의 중앙에 고정 훅(126)을 길게 돌출 형성하고, 타측 결속부(110)에서 상기 고정 훅(126) 대응부위에 고정 훅(126)이 걸리어 고정 결합될 수 있는 훅 걸림턱(116)이 형성된다.

여기서, 도 14에 나타낸 바와 같이, 두 결속부(110,120)의 끝단이 서로 마주 접하게 되는 그로밋 단부 중간위치에서는 결속부(110,120)의 두께가 얇기 때문에 훅 체결위치를 도면상 상측으로 올려 위치시킨다.

이를 위해, 도 15의 도면상 하측 결속부(120)의 고정 훅(126)을 상방으로 길게 돌출 형성시키고, 상측 결속부(110)에서 고정 훅(126)이 걸릴 수 있는 상부 위치에 훅 걸림턱(116)을 형성시켜, 상기 고정 훅(126)과 훅 걸림턱(116)이 그로밋 단부 중간위치로부터 도면상 상측으로 올라간 위치에서 상호 체결될 수 있도록 한다.

결국, 고정 훅(126)과 훅 걸림턱(116)이 상호 체결되는 위치는 일측 결속부(도면상 상측 결속부)(110)의 두께가 두꺼운 도면상 상부 위치가 되며, 이에 안정적으로 훅 체결이 이루어지도록 한다.

또한 조립시 편의를 위하여 고정 훅(126) 내측으로 중첩되는 도면상 상측 결속부(110)의 불필요한 얇은 살 부분은 제거한다.

그리고, 바람직하게는, 마주 접한 상태로 상호 결합되어지는 고정 훅(126)의 걸림면(126a)과 훅 걸림턱(116)의 걸림면(116a)은 상호 간 체결력 증대 및 훅 이탈 방지를 위하여 역테이퍼를 적용한다.

즉, 도면에 나타낸 바와 같이, 상호 걸림작용을 하는 고정 훅(126)과 훅 걸림턱(116)의 두 걸림면(116a,126a)에 서로 소정 각도의 역테이퍼각(약 5°)을 주어, 양측 걸림면(116a,126a)이 서로 견고히 걸릴 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 고정 훅(126)과 훅 걸림턱(116)의 걸림면(116a,126a)을 역테이퍼 구조가 적용된 경사면으로 형성할 경우, 훅 이탈을 보다 효과적으로 방지할 수 있으며, 고정 훅(126)과 훅 걸림턱(116) 간의 견고한 체결에 의해 그로밋 이탈 방지 및 배터리 모듈 고정성이 향상되는 효과가 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 배터리 모듈 체결용 그로밋은 두 개의 결속부가 힌지 구조로 연결되어 1개 부품으로 되어 있는 것으로, 중간부와 단부의 개선된 훅 결합구조에 의해 양측 결속부 간 고정성(체결력)이 종래에 비해 증대되면서 배터리 모듈을 더욱 견고히 결속시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 모듈 체결용 그로밋에 의하면, 서로 조합된 상태에서 나란한 2개의 배터리 모듈을 결속시킬 수 있도록 2개의 수납부를 형성하게 되는 두 결속부가 일단부에서 서로 힌지 구조에 의해 연결되어 전체가 1개 부품으로 구성되고, 상기 두 결속부의 중간부와 단부에서 각각 체결력이 우수한 훅 결합구조에 의해 양측 결속부 간 고정이 이루어지도록 구성됨으로써, 종래에 비해 이탈이 효과적으로 방지되고, 결속부 간 고정성(체결력)이 증대되면서 배터리 모듈을 더욱 견고히 결속시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 부품수 축소 및 언더컷 부분 삭제를 통해 금형비 등 제조비용 및 원가를 절감할 수 있게 된다.

Claims

서로 조합된 상태에서 나란한 2개의 배터리 모듈을 결속시킬 수 있도록 2개의 수납부를 형성하게 되는 두 결속부가 일단부에서 벤딩되는 힌지부에 의해 일체로 연결되고, 두 배터리 모듈 사이에 넣어지는 두 결속부의 중간부와 상기 힌지부 반대쪽인 두 결속부의 타단부에는, 양측 결속부 간 훅 결합구조에 의해 결합될 수 있도록, 일측의 결속부에 고정 훅이, 타측의 결속부에 훅 걸림턱이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋.
청구항 1에 있어서,

상기 두 결속부의 일단부에서 상기 힌지부는, 그 길이방향의 양 끝쪽 일정 구간이 각 결속부의 끝단부와 분리되도록, 각 결속부의 끝단부에 힌지부 양 측방 라인을 따라 종방향의 절개부가 형성되어서 이루어진 구조인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 힌지부는 각 결속부에 일체 연결된 길이방향의 양 끝쪽 부분이 상대적으로 두께가 두껍고 길이방향의 중앙으로 가면서 두께가 점차 얇아지는 구조로 되 어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋.
청구항 1에 있어서,

상기 두 결속부의 중간부에서, 일측 결속부에 안쪽으로 고정 훅 2개가 돌출 형성되고, 상기 각 고정 훅이 타측 결속부에 형성된 각 홀 내측으로 삽입된 상태에서 체결될 수 있도록 각 홀 내측면의 고정 훅 대응부위에 훅 걸림턱이 형성되어, 상기 두 고정 훅이 각 홀 내부에서 측방의 상기 훅 걸림턱에 걸리면서 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋.
청구항 4에 있어서,

상기 각 고정 훅의 내측면에 훅 보강 리브가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋.
청구항 1에 있어서,

상기 두 결속부의 타단부에서, 일측 결속부의 안쪽 중앙에 고정 훅이 길게 돌출 형성되고, 타측 결속부의 상기 고정 훅 대응부위에 훅 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋.
청구항 6에 있어서,

상호 걸림작용을 하는 상기 고정 훅의 걸림면과 상기 훅 걸림턱의 걸림면은 서로 역테이퍼 구조로 된 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체결용 그로밋.