KR200499227Y1 - 전기차 충방전 장치용 케이스 - Google Patents

Abstract

본 고안의 전기차 충방전 장치용 케이스는 배터리셀을 충전시키거나 배터리셀의 전원을 구동모터에 공급하는 충방전 장치의 케이스이며, 열이 많이 발생되는 전력소자인 FET의 열을 내부케이스의 밀착부를 통해 외부케이스에 전달하고, 외부케이스의 방열핀을 통해 이를 방열시킴으로써, 케이스 내부에서 발생된 열을 대류방식으로 분산시켜 충방전 효율이 개선되는 효과가 있다.

Description

전기차 충방전 장치용 케이스{Case for electric vehicle charging and discharging device}

본 고안은 전기차 충방전 장치용 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차의 배터리셀을 충전시키거나 배터리셀의 전원을 구동모터에 공급토록 스위칭하는 충방전 장치에 사용되며, 전력소자인 FET가 실장된 PCB가 슬라이딩방식으로 결합되며 FET의 베이스플레이트와 내벽이 밀착되어 열을 전도시키는 내부케이스와, 상기 내부케이스가 슬라이딩방식으로 내부에 삽입되어 체결되며, 외면에 다수개의 방열핀이 형성된 외부케이스로 구성되며, 케이스 내부에서 발생된 열을 대류방식으로 분산시켜 충방전 효율이 개선된 전기차 충방전 장치용 케이스에 관한 것이다.

일반적으로 전기 자동차(Electric vehicle; EV)는 배터리로만 구동되는 배터리전용 전기 자동차와, 배터리와 엔진이 동시에 탑재되어 모터 또는 엔진으로 구동되는 하이브리드 전기 자동차로 분류된다.

이러한 전기차는 배터리를 충전시키거나 방전시키는 메커니즘이 반드시 필요하며, 이때 배터리를 충방전시키는 장치는 전력반도체를 사용하게 되며, 전력반도체에서 발생된 열을 안전하게 분산시키는 방열시키는 것은 배터리 충전효율과 충방전장치의 수명을 늘리기 위해 필수적으로 필요하게 된다.

이와 관련된 종래기술로 한국등록특허 제10-1512088호(2015.04.08.)에는 '자동차용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈 집합체용 내부 케이스'가 개시되었다.

상기 종래기술은 배터리 팩에 포함되는 다수의 원통형 이차전지 셀(이하 '셀')를 가진 복수의 배터리 모듈이 전기적으로 직렬 연결된 배터리 모듈 집합체용 내부 케이스로서, 상기 내부 케이스에 구비된 상부 프레임의 아랫면은 상기 배터리 모듈 집합체의 상부면에 접하고 상부 프레임의 윗면에는 배터리 관리 장치(BMS)가 장착될 수 있는 공간과 해당 공간에 형성된 손잡이가 구비된 것을 특징으로 한다.

다만, 상기한 종래기술은 배터리 관리 장치가 배터리 모듈의 상부에 배치되는 구조로 별다른 발열 해소 구성이 특정되지 않았으며, 배터리 모듈의 발열 해소를 위한 구성은 기재되었으나, 배터리 관리 장치의 발열해소를 위한 구성은 제안되지 못한 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 고안의 목적은 전기차 충방전 장치가 실장되며, 충방전 장치의 FET의 베이스프레임을 내벽에 밀착시키는 밀착부가 구비된 내부케이스와, 상기 내부케이스가 슬라이딩 방식으로 삽입되어 고정되며 외면에 다수개의 방열핀이 돌출된 외부케이스가 구비됨으로써, FET와 FET가 실장된 PCB에서 발생된 열을 외부케이스를 통해 용이하게 분산시켜 과열을 방지하여 충방전효율을 높일 수 있는 전기차 충방전 장치용 케이스를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 전기차 충방전 장치용 케이스는 전기차 충방전 장치용 케이스로서, 직사각형상으로 전면과 후면이 개방되고, 상부와 측부 외면에 외측으로 돌출된 다수개의 방열핀과, 양측 내면에 내측으로 요입된 슬라이딩홈이 전후방으로 연장된 외부케이스와; 상기 외부케이스의 내면에 밀착되어 삽입되며 상기 슬라이딩홈에 맞물리는 가이드턱이 양측부 외면에 외측으로 돌출된 내부케이스;가 구비되며,

상기 내부케이스는 상부와 전후방부가 개방되고, 상기 충방전 장치의 PCB의 양단부가 슬라이딩되며 삽입되도록 양측 내면에 내측으로 요입된 PCB삽입홈이 구비되며, 상기 PCB삽입홈의 상부에는 상기 PCB에 실장된 FET의 베이스프레임과 밀착되는 내벽접촉단과, 상기 내벽접촉단의 상부에 형성되며 상기 FET의 전면을 가압하는 가압수단이 결합되도록 내측으로 요입된 끼움안착홈이 형성된 밀착부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 가압수단은 ㄱ'자 형상으로 절곡된 클립형가압핀 또는 브라켓 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 끼움안착홈의 상단에는 내부 방향으로 더 돌출된 이탈방지턱이 구비되고, 상기 이탈방지턱는 하면이 내측 하부로 경사지게 연장되며, 상기 이탈방지턱의 내측 단부에는 상기 가압수단의 상부를 지지토록 하부로 더 돌출된 가압지지돌기가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 외부케이스의 전면과 후면에는 내부를 밀폐시키는 전면마감판과 후면마감판이 각각 결합되도록 전후방 길이방향으로 통공된 다수개의 나사결합공이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 외부케이스의 양측면에는 상기 내부케이스와 결합되는 나사가 삽입되도록 통공된 케이스고정공이 다수개 구비되고, 상기 내부케이스에는 상기 케이스고정공과 연통되도록 통공된 내부결합공이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 외부케이스는 내부에 내부열을 외부로 전달하는 몰딩액이 충진되고, 상기 내부케이스와 결합시 방수용 고무패킹이 개재되어 결합된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 의한 전기차 충방전 장치용 케이스는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 충방전 장치의 PCB가 삽입되는 내부케이스의 외면이 외부케이스의 내면에 밀착되어 삽입되고, 상기 외부케이스의 외면에 다수개의 방열핀이 구비됨으로써, 외부케이스의 표면적이 증대되어 내부케이스로 전달된 열이 외부로 용이하게 방열되고,

둘째, 상기 내부케이스의 내면에 PCB에 실장된 FET 전력반도체의 베이스프레임이 밀착되는 내벽접촉단과, 상기 내벽접촉단의 상부에 FET 전력반도체의 전면을 가압하는 가압수단이 고정되는 끼움안착홈이 구비됨으로써, FET에서 발생된 열이 보다 빠르게 전도되어 FET 전력반도체의 충방전 효율이 증대되며,

셋째, 상기 끼움안착홈의 상면을 형성하며 상기 가압수단을 고정시키는 이탈방지턱이 내측으로 더 돌출되고, 상기 이탈방지턱의 하면에 하부로 돌출된 가압지지돌기가 구비됨으로써, 상기 가압지지돌기의 가압력이 클립형가압핀의 상면에 전달되어 결합위치에서 이탈되는 것이 방지되고,

넷째, 외부케이스의 슬라이딩홈에 내부케이스의 가이드턱이 슬라이딩되며 체결됨으로써, 내부케이스에 슬라이딩되며 체결되는 PCB가 정위치에서 외부케이스에 안착되어 조립과 방열이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 전기차 충방전 장치용 케이스의 사시도이고,
도 2는 본 고안에 따른 내부케이스의 사시도이며,
도 3은 본 고안에 따른 외부케이스의 정면도이고,
도 4는 본 고안에 따른 내부케이스에 PCB가 결합된 상태를 표현한 도면이며,
도 5는 본 고안에 따른 외부케이스와 내부케이스가 결합된 상태의 A-A' 단면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 전기차 충방전 장치용 케이스는 , 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 외부케이스(10)와 내부케이스(20)가 구비되고, 전후면을 마감하는 전면마감판(M1)과 후면마감판(M2)이 더 구비될 수 있다.

상기 외부케이스(10)는 직사각형상으로 전면과 후면이 개방되고 하면이 외측으로 더 확장된 고정편(10a)이 구비된다. 상기 외부케이스(10)는 상부와 측부 외면에 외측으로 돌출된 다수개의 방열핀(11)과, 양측 내면에 내측으로 요입된 슬라이딩홈(12)이 전후방으로 연장된다.

그리고, 상기 내부케이스(20)는 상기 외부케이스(10)의 내면에 밀착되어 삽입되며 상기 슬라이딩홈(12)에 맞물리는 가이드턱(21)이 양측부 외면에 외측으로 돌출된다.

또한, 상기 내부케이스(20)는 상부와 전후방부가 개방된 'ㄷ'형상으로 구비되며, 양측 내면에 내측으로 요입된 PCB삽입홈(22)이 구비되어 상기 충방전 장치의 PCB(C)의 양단부가 슬라이딩되며 삽입된다. 이때 상기 PCB(C)의 외곽 둘레에 발열이 발생되는 전력소자가 실장되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 PCB삽입홈(22)의 상부에는 상기 PCB(C)에 실장된 FET의 베이스프레임(F)과 밀착되는 내벽접촉단(23a)과, 상기 내벽접촉단(23a)의 상부에 형성되며 상기 FET의 전면을 가압하는 가압수단(23b)이 결합되도록 내측으로 요입된 끼움안착홈(23c)이 형성된 밀착부(23)가 구비된다. 여기서, 베이스프레임(F)은 FET 내부에서 발생되는 열을 외부로 전도시키는 방열구성으로 FET와 일체로 형성된다.

한편, 상기 가압수단(23b)은 'ㄱ'자 형상으로 절곡된 클립형가압핀(231) 또는 브라켓(232) 중 어느 하나로 이루어진다. 상기 'ㄱ'는 반드시 90°절곡으로 한정되지 않고, 클립형가압핀(231)의 경우 내벽접촉단(23a) 방향으로 더 절곡되어 탄성력이 잘 전달될 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 브라켓(232)는 끼움안착홈(23c)에 끼움되어 고정되거나 별도의 나사나 접착제로 고정될 수 있다.

그리고, 상기 끼움안착홈(23c)의 상단에는 내부 방향으로 더 돌출된 이탈방지턱(23d)이 구비되고, 상기 이탈방지턱(23d)는 하면이 내측 하부로 경사지게 연장되며, 상기 이탈방지턱(23d)의 내측 단부에는 상기 가압수단(23b)의 상부를 지지토록 하부로 더 돌출된 가압지지돌기(233)가 구비됨으로써, 상기 가압수단(23b)가 안정되게 결합된다. 상기 끼움안착홈(23c)의 하면부에는 하부로 요입된 걸이홈(K)이 더 구비됨으로써, 가압수단(23b)의 상부 하면이 지지되게 된다.

한편, 상기 외부케이스(10)의 전면과 후면에는 내부를 밀폐시키는 전면마감판과 후면마감판이 각각 결합되도록 전후방 길이방향으로 통공된 다수개의 나사결합공(13)이 구비된다. 필요에 따라 상기 나사결합공(13)은 방열핀(11) 하단부 사이에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 외부케이스(10)의 양측면에는 상기 내부케이스(20)와 결합되는 나사가 삽입되도록 통공된 케이스고정공(14)이 다수개 구비되고, 상기 내부케이스(20)에는 상기 케이스고정공(14)과 연통되도록 요입된 내부결합공(24)이 구비된다. 즉, 외부에서 나사를 케이스고정공(14)과 내부결합공(24)에 결합시킴으로써, 상기 외부케이스(10)와 내부케이스(20)가 일체로 고정되게 된다.

그리고, 상기 외부케이스(10)는 내부에 내부열을 외부로 전달하는 몰딩액(미도시)이 충진되고,

상기 내부케이스(20)와 결합시 방수용 고무패킹이 개재되어 결합된 것을 특징으로 하는 전기차 충방전 장치용 케이스.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 전기차 충방전 장치용 케이스의 작용을 살펴보면 아래와 같다.

본 고안에 따른 전기차 충방전 장치용 케이스는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 내부케이스(20)의 PCB삽입홈(22)에 PCB(C)의 양단부를 삽입하여 상기 PCB(C)를 고정하게 된다. 그리고, 상기 PCB(C)의 좌우측 테두리부에 실장된 FET의 베이스프레임(F)을 내부케이스(20)의 내벽접촉단(23a)에 밀착시킨 후 가압수단(23b)으로 상기 FET의 전면을 가압하게 된다. 이때, 상기 가압수단(23b)은 끼움안착홈(23c)에 일단부가 끼워져 고정된 상태에서 하부에 배치된 FET의 전면을 가압하게 된다.

그리고, 상기 내벽접촉단(23a)과 FET의 베이스프레임(F) 사이에는 별도의 써멀구리스 또는 방열패드(P)가 내재될 수 있다.

한편, 상기 PCB(C)가 결합된 내부케이스(20)는 양측부 외면에 형성된 돌출된가이드턱(21)이 외부케이스(10)의 양측 내면에 형성된 슬라이딩홈(12)에 슬라이딩되며 결합됨으로써, 상기 외부케이스(10)의 내부에 내부케이스(20)에 안착되게 된다.

따라서, 상기 PCB(C)의 발열소자에서 발생된 열은 내부케이스(20)의 내벽접촉단(23a)과 외부케이스(10)의 내면으로 전달되고, 외부케이스(10)외면에 형성된 다수개의 방열핀(11)을 통해 외부로 전달하여 상기 PCB(C)에서 발생된 열을 외부로 신속하게 방열시킬 수 있게 된다.

한편, 끼움안착홈(23c)의 상부에 형성된 이탈방지턱(23d)은 하면이 경사지고 단부에 가압지지돌기(233)가 돌출됨으로써, 상기 가압지지돌기(233)가 클립형가압핀(231)의 상면을 가압하여 클립형가압핀(231)이 안정된 상태로 결합되게 된다.

따라서, 본 고안의 전기차 충방전 장치용 케이스는 외부케이스(10)의 내부에 내부케이스(20)가 결합되고, 상기 내부케이스(20)에 내벽접촉단(23a), 가압수단(23b) 및 끼움안착홈(23c)으로 이루어진 밀착부(23)가 구비됨으로써, PCB(C)의 발열소자인 FET를 안정된 상태로 내벽접촉단(23a)에 밀착하여 외부로 열을 용이하게 방열시킬 수 있게 된다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 외부케이스 10a : 고정편
11 : 방열핀 12 : 슬라이딩홈
13 : 나사결합공 14 : 케이스고정공
20 : 내부케이스 21 : 가이드턱
22 : PCB삽입홈 23 : 밀착부
23a : 내벽접촉단 23b : 가압수단
23c : 끼움안착홈 23d : 이탈방지턱
231 : 클립형가압핀 232 : 브라켓
233 : 가압지지돌기 24 : 내부결합공
C : PCB F : 베이스프레임
M1 : 전면마감판 M2 : 후면마감판
P : 방열패드 K : 걸이홈

Claims (6)

1. 전기차 충방전 장치용 케이스에 있어서,
   직사각형상으로 전면과 후면이 개방되고, 상부와 측부 외면에 외측으로 돌출된 다수개의 방열핀(11)과, 양측 내면에 내측으로 요입된 슬라이딩홈(12)이 전후방으로 연장된 외부케이스(10)와;
   상기 외부케이스(10)의 내면에 밀착되어 삽입되며 상기 슬라이딩홈(12)에 맞물리는 가이드턱(21)이 양측부 외면에 외측으로 돌출된 내부케이스(20);가 구비되며,
   상기 내부케이스(20)는
   상부와 전후방부가 개방되고, 상기 충방전 장치의 PCB(C)의 양단부가 슬라이딩되며 삽입되도록 양측 내면에 내측으로 요입된 PCB삽입홈(22)이 구비되며,
   상기 PCB삽입홈(22)의 상부에는
   상기 PCB(C)에 실장된 FET의 베이스프레임(F)과 밀착되는 내벽접촉단(23a)과, 상기 내벽접촉단(23a)의 상부에 형성되며 상기 FET의 전면을 가압하는 가압수단(23b)이 결합되도록 내측으로 요입된 끼움안착홈(23c)이 형성된 밀착부(23)가 구비된 것을 특징으로 하는 전기차 충방전 장치용 케이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가압수단(23b)은
   'ㄱ'자 형상으로 절곡된 클립형가압핀(231) 또는 브라켓(232) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기차 충방전 장치용 케이스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 끼움안착홈(23c)의 상단에는 내부 방향으로 더 돌출된 이탈방지턱(23d)이 구비되고,
   상기 이탈방지턱(23d)는 하면이 내측 하부로 경사지게 연장되며, 상기 이탈방지턱(23d)의 내측 단부에는 상기 가압수단(23b)의 상부를 지지토록 하부로 더 돌출된 가압지지돌기(233)가 구비된 것을 특징으로 하는 전기차 충방전 장치용 케이스.
4. 제1항에 있어서,
   상기 외부케이스(10)의 전면과 후면에는
   내부를 밀폐시키는 전면마감판과 후면마감판이 각각 결합되도록 전후방 길이방향으로 통공된 다수개의 나사결합공(13)이 구비된 것을 특징으로 하는 전기차 충방전 장치용 케이스.
5. 제1항에 있어서,
   상기 외부케이스(10)의 양측면에는 상기 내부케이스(20)와 결합되는 나사가 삽입되도록 통공된 케이스고정공(14)이 다수개 구비되고,
   상기 내부케이스(20)에는 상기 케이스고정공(14)과 연통되도록 통공된 내부결합공(24)이 구비된 것을 특징으로 하는 전기차 충방전 장치용 케이스.
6. 제5항에 있어서,
   상기 외부케이스(10)는
   내부에 내부열을 외부로 전달하는 몰딩액이 충진되고,
   상기 내부케이스(20)와 결합시 방수용 고무패킹이 개재되어 결합된 것을 특징으로 하는 전기차 충방전 장치용 케이스.
   

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