説明

自動車用高電圧二次電池の接地構造

【課題】本発明は、自動車用高電圧二次電池の接地構造に関する。
【解決手段】本発明は、自動車車体と電池パックの電位を等電位にするために、HEV、EV、PHEVなどの次世代自動車に備えられる車両用インバータと二次電池を含んで形成される電池パックとを、電線からなる接地線で連結することにより、自動車内に含まれる各種電気装置の安定した接地電位を確保し、電位差によって発生する危険要素を減らすことができる自動車用高電圧二次電池の接地構造に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車用高電圧二次電池の接地構造に関し、より詳細には、自動車の各種電気装置の安定した接地電位を確保し、電位差によって発生する危険要素を減らすことができる自動車用高電圧二次電池の接地構造に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、一次電池とは異なって充電及び放電が可能な二次電池は、デジタルカメラ、携帯電話、ノートパソコン、ハイブリッド自動車などの先端分野の開発により、研究が活発に進んでいる。二次電池としては、ニッケル-カドミウム電池、ニッケル-メタルハイドライド電池、ニッケル-水素電池、リチウム二次電池が挙げられる。
【0003】
このうち、リチウム二次電池は、作動電圧が3.6V以上であって、携帯用電子機器の電源として用いられたり、または多数個が直列連結されて高出力のハイブリッド自動車に用いられる。上記のリチウム二次電池は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル-メタルハイドライド電池に比べ、作動電圧が3倍高く、単位重量当たりのエネルギー密度の特性も優れているため、その使用が急速に増加している傾向にある。
【0004】
一般に、広義のハイブリッド自動車は、互いに異なる二種類以上の動力源を効率的に組み合わせて自動車を駆動させるものを意味するが、殆どの場合は、燃料を用いるエンジンと電池の電力で駆動される電気モータにより駆動力を得る自動車を意味し、これをハイブリッド電気自動車、即ち、HEV(hybrid electric vehicle)と呼んでいる。
【0005】
また、上記のような電池は、HEVだけでなく、PHEV(plug-in hybrid electric vehicle)及びEV(electric vehicle)などの次世代自動車にも適用可能である。
【0006】
このような次世代自動車には、電気モータの駆動電力を提供するために、図1のようにリチウム二次電池で構成された高電圧の電池が必須に装着される。前記電池は、車両運行中に充/放電を繰り返しながら必要な電力を供給する。
【0007】
通常、上記のような次世代自動車に備えられる高電圧電池は680V程度の非常に高い電圧を有するが、前記電池と自動車車体の電位が異なる場合、電気的に安定した状態を維持することが困難であるため、様々な問題が発生する恐れがある。
【0008】
従来の電池パックの電圧を管理するための方法として、韓国登録特許第10-0696673号には、電気エネルギーを利用する自動車に用いられることができる電池管理システムが開示されている。しかしこれは、自動車車体の電位と電池の電位を同一に維持させるための技術とは異なる。
【0009】
従って、次世代自動車において、高電圧電池と自動車車体の電位を等電位にすることが非常に必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】韓国登録特許第10−0696673号(登録日:2007.03.12、名称:電池管理システム及びその駆動方法)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上記のような問題点を解決するために導き出されたものであって、本発明の目的は、自動車車体と電池パックの電位を等電位にするために、HEV、EV、PHEVなどの次世代自動車に備えられる車両用インバータと二次電池を含んで形成される電池パックとを、電線からなる接地線で連結することにより、自動車内に含まれる各種電気装置の安定した接地電位を確保し、電位差によって発生する危険要素を減らすことができる自動車用高電圧二次電池の接地構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造は、二次電池を接地させて自動車全体の電位を等電位にするための自動車用高電圧二次電池の接地構造であって、多数の前記二次電池が直列または並列に組み合わされて電池ケースに収容される電池パックと、前記電池パックから出力されるDC電圧をAC電圧に変換し、変換されたAC電圧を出力する車両用インバータと、を含んで形成され、前記電池パックと車両用インバータとが、電線からなる接地線によって互いに連結されることを特徴とする。
【0013】
また、前記自動車用高電圧二次電池の接地構造は、前記電池ケースの一定領域に形成され、ボルトが挿入されるボルト挿入溝と、前記車両用インバータの外部の一定領域に形成され、ボルトが挿入されるボルト挿入溝と、をさらに含み、前記接地線の両端が、前記ボルト挿入溝に挿入されるボルトにそれぞれ巻かれて固定されることを特徴とする。
【0014】
また、前記自動車用高電圧二次電池の接地構造は、前記電池ケース及び車両用インバータに形成されるボルト挿入溝と前記ボルト挿入溝に挿入されるボルトとの間に、ワッシャーがさらに備えられることを特徴とする。
【0015】
また、前記ワッシャーは、歯形に形成された歯付きワッシャーであることを特徴とする。
【0016】
また、前記自動車用高電圧二次電池の接地構造は、前記接地線が最短長さとなるように連結されることを特徴とする。
【0017】
また、前記自動車用高電圧二次電池の接地構造は、前記接地線が連結されるように固定される電池ケースの一定領域が塗料によって塗装されていない状態であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造は、自動車車体と電池パックの電位を等電位にするために、HEV、EV、PHEVなどの次世代自動車に備えられる車両用インバータと二次電池を含んで形成される電池パックとを、電線からなる接地線で連結することにより、自動車内に含まれる各種電気装置の安定した接地電位を確保し、電位差によって発生する危険要素を減らすことができるという長所がある。
【0019】
また、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造は、電池パックと車両用インバータとを連結して接地させることにより、自動車車体を連結して接地させる場合より電位差が少なく発生するため、車両の電気的安定性を向上させることができる。
【0020】
また、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造は、電池パックと車両用インバータとをできるだけ最短距離で連結することにより、EMI/EMC問題を最小化することができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】通常の高電圧電池を示した分解斜視図である。
【図2】電池パックが装着された自動車の平面図である。
【図3】本発明による自動車用高電圧二次電池の接地構造が適用されたハイブリッド自動車の平面図である。
【図4】本発明による自動車用高電圧二次電池の接地構造を示した正面図である。
【図5】本発明による他の自動車用高電圧二次電池の接地構造を示した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、上述のような特徴を有する本発明による自動車用高電圧二次電池の接地構造を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0023】
図1は通常の高電圧電池を示した分解斜視図であり、図2は電池パックが装着されたハイブリッド自動車の平面図であり、図3は本発明による自動車用高電圧二次電池の接地構造が適用された自動車の平面図であり、図4は本発明による自動車用高電圧二次電池の接地構造を示した正面図であり、図5は本発明による他の自動車用高電圧二次電池の接地構造を示した分解斜視図である。
【0024】
本発明による自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、HEV、EV、PHEVなどの次世代自動車に備えられる二次電池110を接地させて、自動車全体の電位を等電位にするためになされたものである。
【0025】
本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、多数の前記二次電池110が直列または並列に組み合わされて電池ケース120に収容される電池パック100と、前記電池パック100から出力されるDC電圧をAC電圧に変換し、変換されたAC電圧を出力する車両用インバータ200と、を含んで形成される。
【0026】
この際、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、前記電池パック100と車両用インバータ200とが、電線からなる接地線300によって互いに連結されて、電池パック100と自動車全体の電位を等電位にする。
【0027】
通常、HEV、EV、PHEVなどの次世代自動車が始動されると、全ての電装品に電気が供給され、これによって電池パック100が活性化されて、車両用インバータ200がモータに電気を供給してモータが始動される過程を経る。
【0028】
前記車両用インバータ200は、モータに電気を供給するだけでなく、自動車内でTV、ノートパソコン、オーディオ機器などを使用する際に、車両用DC電気を家庭用AC電気に変換するためにも用いられる。
【0029】
図3及び図4に図示されたように、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、前記電池パック100と車両用インバータ200が接地線300によって連結される。この際、前記電池ケース120の一定領域にボルト400が挿入されるボルト挿入溝410が形成され、前記車両用インバータ200の外部の一定領域にボルト400が挿入されるボルト挿入溝410が形成されて、前記接地線300の両端が前記ボルト挿入溝410に挿入されるボルト400にそれぞれ巻かれて固定されることができる。
【0030】
前記ボルト挿入溝410は、前記接地線300を固定するためのボルト400を挿入するために形成されるものであり、前記電池ケース120及び車両用インバータ200の外部の一定領域に凹んで形成されるが、貫通されるのではない。
【0031】
前記接地線300は、前記車両用インバータ200と前記電池パック100の電位を等電位にするためのものであるため、両側端部の被覆が剥離された状態で前記ボルト400に巻かれて固定される。
【0032】
また、前記自動車用高電圧二次電池の接地構造10において、前記接地線300が連結されるように固定される電池ケース120の一定領域が、塗料によって塗装されていない状態であることが好ましい。
【0033】
従って、前記自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、前記接地線300の端部と前記電池ケース120とを連結する際に、連結される部位の塗装を剥離して連結する。また、接地線300と連結される車両用インバータ200の外部の一定領域も同様に、塗装されていない状態であることが好ましい。
【0034】
図4に図示されたように、前記自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、固定性を向上させるために、前記電池ケース120及び車両用インバータ200に形成されるボルト挿入溝410と前記ボルト挿入溝410に挿入されるボルト400との間に、ワッシャー500をさらに備えることができる。
【0035】
特に、前記ワッシャー500は、図5に図示されたように、内面または外面が歯形に形成された歯付きワッシャー500であることができる。この場合、外れ防止の効果がより優れるため、前記ボルト400及び接地線300の両端が安定して固定されることができる。
【0036】
一方、前記接地線300は、通常の電線をそのまま用いることもできるが、両側端部の被覆が剥離されて電流が流れる芯線が露出した状態の前記接地線300に、ターミナル310を圧着及び固定して用いることもできる。
【0037】
この際、前記接地線300の両端に圧着及び固定されて連結されるターミナル310は、前記ボルト400を囲むように「C」字状に形成されてもよく、図5に図示されたように「O」字状に形成され、内部の中空領域に前記ボルト400が挿入されてワッシャー500とともに固定されることもできる。
【0038】
一方、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、前記接地線300が最短長さとなるように連結されることが好ましい。
【0039】
図3に図示されたように、前記電池パックと車両用インバータ200との間に連結された接地線300は、EMI(Electro Magnetic Interference)またはEMC(Electro Magnetic Compatibility)で問題が生じないように最短距離で接地されることが好ましく、そのために車両用インバータ200と連結される。
【0040】
これにより、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、前記接地線300が、前記電池パック100と前記車両用インバータ200との間の距離が最短距離となる部分に連結されることが好ましく、上記のようにボルト400を用いて固定する場合、前記ボルト挿入溝410は、前記電池ケース120の最外側の一定領域と前記電池ケース120に最も隣接した最外側の一定領域に形成されることが好ましい。
【0041】
これにより、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、自動車車体と電池パック100の電位を等電位にするために、車両用インバータ200と二次電池110を含んで形成される電池パック100とを、電線からなる接地線300で連結することにより、自動車内に含まれる各種電気装置の安定した接地電位を確保し、電位差によって発生する危険要素を減らすことができるという長所がある。
【0042】
また、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、電池パック100と車両用インバータ200とを連結して二次電池を接地させることにより、自動車車体を連結して接地させる場合より電位差が少なく発生するため、車両の電気的安定性を向上させることができる。
【0043】
また、本発明の自動車用高電圧二次電池の接地構造10は、電池パック100と車両用インバータ200とをできるだけ最短距離で連結することにより、EMI/EMC問題を最小化することができるという長所がある。
【0044】
本発明は上記の実施例に限定されず、適用範囲が多様であることは勿論であり、請求範囲にて請求する本発明の旨を外れることなく、本発明に属する分野において通常の知識を有するものであれば、様々な変形実施が可能であるということは勿論である。
【符号の説明】
【0045】
10 高電圧二次電池の接地構造
100 電池パック
110 二次電池
120 電池ケース
200 車両用インバータ
300 接地線
310 ターミナル
400 ボルト
410 ボルト挿入溝
500 ワッシャー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動車に備えられる二次電池を接地させて自動車全体の電位を等電位にするための自動車用高電圧二次電池の接地構造であって、
多数の前記二次電池が直列または並列に組み合わされて電池ケースに収容される電池パックと、
前記電池パックから出力されるDC電圧をAC電圧に変換し、変換されたAC電圧を出力する車両用インバータと、を含んで形成され、
前記電池パックと車両用インバータとが、電線からなる接地線によって互いに連結されることを特徴とする自動車用高電圧二次電池の接地構造。
【請求項2】
前記電池ケースの一定領域に形成され、ボルトが挿入されるボルト挿入溝と、
前記車両用インバータの外部の一定領域に形成され、ボルトが挿入されるボルト挿入溝と、をさらに含み、
前記接地線の両端が、前記ボルト挿入溝に挿入されるボルトにそれぞれ巻かれて固定されることを特徴とする請求項1に記載の自動車用高電圧二次電池の接地構造。
【請求項3】
前記電池ケース及び車両用インバータに形成されるボルト挿入溝と前記ボルト挿入溝に挿入されるボルトとの間に、ワッシャーがさらに備えられることを特徴とする請求項2に記載の自動車用高電圧二次電池の接地構造。
【請求項4】
前記ワッシャーは、
歯形に形成された歯付きワッシャーであることを特徴とする請求項3に記載の自動車用高電圧二次電池の接地構造。
【請求項5】
前記接地線が最短長さとなるように連結されることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の自動車用高電圧二次電池の接地構造。
【請求項6】
前記接地線が連結されるように固定される電池ケースの一定領域が塗料によって塗装されていない状態であることを特徴とする請求項4に記載の自動車用高電圧二次電池の接地構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−23219(P2013−23219A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−164387(P2012−164387)
【出願日】平成24年7月25日(2012.7.25)
【出願人】(308007044)エスケー イノベーション  カンパニー リミテッド (53)
【氏名又は名称原語表記】SK INNOVATION CO.,LTD.
【Fターム(参考)】