KR100680722B1

KR100680722B1 - 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조

Info

Publication number: KR100680722B1
Application number: KR1020050113520A
Authority: KR
Inventors: 장진한
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-02-08

Abstract

본 발명은 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조에 관한 것으로, 리어플로워 하단의 차체골격 MBR에 여러 개의 수소저장탱크가 차량의 전후 방향으로 일정 거리 떨어져 장착되는 연료전지차량에 있어서, 전방 쪽에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 전방 탱크지지대(10)에 일측 단부가 연결된 제1 로드(34)와, 후방 쪽에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 후방 탱크지지대(20)에 일측 단부가 연결되고 타측 단부가 상기 제1 로드(34)의 타측 단부에 끼워지는 제2 로드(36)와, 상기 제1 로드(34)와 제2 로드(36)가 서로 가까워지는 방향으로 이동할 때 탄성반발력을 발생시키도록 설치되는 스프링(38)으로 이루어진 완충수단(30)을 포함함을 특징으로 하며, 이러한 구성은 후방충돌에 의해 수소저장탱크가 파손되는 것을 방지하는데 효과적이다.

연료전지차량, 후방충돌, 충격흡수, 스프링, 노치

Description

연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조{Shock absorbing structure for rear impact of fuel cell vehicle}

도1은 종래의 연료전지차량을 나타낸 개략 구성도;

도2는 종래 기술의 문제점 도출도;

도3은 본 발명에 따른 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조를 나타낸 사시도;

도4는 본 발명의 요부인 완충수단을 상세하게 나타낸 분해 사시도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

2, 2A, 2B, 2C : 수소저장탱크 3 : 샤시 MBR

10 : 전방 탱크지지대 12, 22 : 브래킷

20 : 후방 탱크지지대 30 : 완충수단

32 : 지지구 34 : 제1 로드

35 : 노치부 36 : 제2 로드

38 : 스프링

본 발명은 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 후방충돌에 의해 수소저장탱크가 파손되는 것을 방지하는데 효과적인 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조에 관한 것이다.

자동차 산업에 요구되는 장래기술의 하나로서, 지구 온난화, 석유자원 고갈 및 도심대기환경악화 등에 대처함은 물론 석유대체에너지의 이용이나 에너지절약의 강화, 즉 고효율화 및 저공해화를 실현 할 수 있는 차량의 개발이 절실히 요구되고 있다.

이러한 요구에 따라 차량의 연비를 기존 차량에 비해 크게 향상시킬 수 있는 하이브리드 전기 자동차에 대한 개발이 상당한 진척을 가져오고 있는데, 이러한 하이브리드 자동차는, 예를 들어 엔진과 전동 모터의 2개의 동력원을 갖고서 목적에 따라서, 각각을 가장 효율적으로 사용해 에너지절약과 저공해를 달성하려는 것이다.

이러한 하이브리드 차량 중 그 한 예는 연료전지를 이용하는 연료전지차량인데 이와 같은, 연료전지차량은 순수수소(통상,99%이상)를 연료로 사용하는 연료전지시스템을 이용한다.

이와 같이 연료전지차량에 채용되는 연료전지시스템은, 고압의 수소가 충전되어 있는 복수의 수소저장탱크와, 이 수소저장탱크에 충전되어 있는 수소가스를 운반하는 수소공급관로와, 각 수소저장탱크와 수소공급관로의 사이에 설치되어 밸브의 개폐동작에 의해 가스를 단속하는 마그네틱 밸브와, 수소공급관로로부터 공급되는 수소가스를 일정한 압력으로 감압하는 레귤레이터와, 이 레귤레이터에서 감압 된 수소를 공급받아 이를 산소와 반응시켜 전력을 발생하는 연료전지와, 이 연료전지에 의해 발생된 전력에 의해 구동력을 발생하는 모터로 구성된다.

이러한 연료전지시스템을 갖는 연료전지차량이 도1에 개략적으로 도시된다.

연료전지차량(1)에는 복수의 수소저장탱크(2)가 설치되는데, 이 수소저장탱크(2)들은 리어플로워 하단의 차체골격 MBR(Member)에 볼팅 장착되는 구조로 설치된다.

특히, 상기 수소저장탱크(2)들은 후방쪽 좌석의 하부에 위치되는 전방 수소저장탱크(2A)와, 트렁크의 하부에 위치되는 후방 수소저장탱크(2C) 및 상기 전방 및 후방 수소저장탱크(2A)(2B)의 사이에 위치되는 중앙 수소저장탱크(2B)를 포함하며, 대개 중앙 수소저장탱크(2B)와 후방 수소저장탱크(2C)가 샤시 MBR(3)을 사시에 두고 배치되는 형태를 취한다.

그러나, 이러한 종래의 구조는 후방충돌이 발생하였을 때, 후방 수소저장탱크(2C)가 차량의 전방 쪽으로 변형에 의해 이동되는 경우, 샤시 MBR(3)의 모서리 뾰족한 부위가 수소저장탱크(2B)(2C)에 부딪히면서 이들 탱크가 손상되어 수소가 누출되는 치명적인 문제점을 갖고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 후방충돌시 수소저장탱크 사이의 차체골격 MBR이 수소저장탱크에 부딪히지 않도록 하여 수소저장탱크의 손상을 방지할 수 있는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 리어플로워 하단의 차체골격 MBR에 여러 개의 수소저장탱크가 차량의 전후 방향으로 일정 거리 떨어져 장착되는 연료전지차량에 있어서, 전방 쪽에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 전방 탱크지지대에 일측 단부가 연결된 제1 로드와, 후방 쪽에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 후방 탱크지지대에 일측 단부가 연결되고 타측 단부가 상기 제1 로드의 타측 단부에 끼워지는 제2 로드와, 상기 제1 로드와 제2 로드가 서로 가까워지는 방향으로 이동할 때 탄성반발력을 발생시키도록 설치되는 스프링으로 이루어진 완충수단을 포함함을 특징으로 하는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도3은 본 발명에 따른 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조를 나타낸 사시도이다.

수소저장탱크(2)는 차량의 길이방향으로 여러 개가 배치되며, 샤시 MBR(3)를 사이에 두고 차량의 전방 쪽에는 전방 수소저장탱크(2A)와 중앙 수소저장탱크(2B)가 배치되고 후방 쪽에는 후방 수소저장탱크(2C)가 배치된다.

상기 전방 수소저장탱크(2A)와 중앙 수소저장탱크(2B) 및 후방 수소저장탱크(2C)는 샤시 MBR(3)의 전, 후방에서 각각 전, 후방 탱크지지대(10)(20)에 의해 지지되어 차체에 고정된다.

상기 전방 탱크지지대(10)는 후방 탱크지지대(20)에 인접한 부위에 용접 등으로 일체로 고정된 브래킷(12)을 갖는다. 이 브래킷(12)은 차폭 방향으로 일정 간격 떨어져 2개 이상 구비되는 것이 좋다.

또한, 상기 후방 탱크지지대(20)는 전방 탱크지지대(10)에 인접한 부위에 용접 등으로 일체로 고정되고 상기 전방 탱크지지대(10)의 브래킷(12)에 대하여 차폭 방향으로 동일한 위치에 설치되는 브래킷(22)을 갖는다. 마찬가지로, 이 브래킷(22)도 차폭 방향으로 일정 간격 떨어져 2개 이상 구비된다.

상기 전방 탱크지지대(10)의 브래킷(12)과 후방 탱크지지대(20)의 브래킷(22)은 완충수단(30)에 의해 연결된다.

이를 도4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

상기 완충수단(30)은 브래킷(12)(22)에 볼트로 고정되는 지지구(32)와, 상기 지지구(32)의 사이에 설치되는 로드(34)(36)를 포함한다.

상기 로드(34)(36)는 차량의 길이방향으로 긴 길이를 갖는 환봉 모양이며, 제1 로드(34)는 그 전방쪽 단부가 상기 전방 탱크지지대(10)의 브래킷(12)에 고정된 지지구(32)에 연결되며, 제2 로드(36)는 그 후방쪽 단부가 상기 후방 탱크지지대(20)의 브래킷(22)에 고정된 지지구(32)에 연결된다.

또한, 상기 제1 로드(34)의 후방쪽 단부와 제2 로드(36)의 전방쪽 단부가 서로 끼워지는 형태로 결합되며, 상기 제1 로드(34)와 제2 로드(36)가 서로 가까워지는 방향으로 이동할 때 탄성 반발력을 제공하도록 스프링(38)이 장착된다.

그리고, 상기 제1 로드(34)와 제2 로드(36)의 적어도 어느 일측, 본 발명의 실시예에서는 제1 로드(34)에 슬릿형 홈 모양을 갖는 노치부(35)가 형성된다.

상기 노치부(35)는 제1 로드(34)와 제2 로드(36)가 서로 가까워지는 방향으로 이동하도록 외력을 받을 때 그 노치부(35)가 형성된 부위에서 가장 먼저 굽힘 변형이 일어나도록 작용하며, 그 노치부(35)의 형상 및 위치에 의해 굽힘 변형의 형태를 조절할 수 있다.

바람직하게는, 상기 노치부(35)는 제1 로드(34)가 차량의 하부쪽, 즉 수소저장탱크(2)에서 멀어지는 방향으로 굽혀져 변형되게 그 형상과 위치가 설정된다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서는 노치부(35)가 제1 로드(34)의 상단 끝부분에서 어느 일측으로 약간 치우쳐 배치된 것을 보인다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

후방충돌에 의해 후방 수소저장탱크(2C) 및 이를 지지하고 있는 후방 탱크지지대(20)가 차량의 전방 쪽으로 변형에 의해 이동되는 경우, 후방 탱크지지대(20)에 연결 설치된 제2 로드(36)도 차량의 전방 쪽으로 이동된다.

상기 제2 로드(36)의 이동은 제1 로드(34)와의 사이에 설치된 스프링(38)을 압축시키며, 이러한 스프링(38)의 압축은 충돌에 대한 1차 완충작용을 수행한다. 그리고, 스프링(38)에 의한 1차 완충작용은 차체 및 수소저장탱크(2)에 전달되는 초기 충격에너지를 흡수한다.

후방충돌에 의한 충격량이 클 경우, 제2 로드(36)는 차량의 전방 쪽으로 더 이동하며, 이 경우 제1 로드(34)와 제2 로드(36) 중 가장 취약한 부위가 가장 먼저 변형될 것이다.

본 발명은 제1 로드(34)에 노치부(35)가 형성되어 있는바, 이 노치부(35)가 가장 먼저 변형하고, 특히 그 변형 방향이 수소저장탱크(2)로부터 멀어지게 설정됨으로써 수소저장탱크가 손상되지 않도록 보호함은 물론 후방충돌에 의한 충격량을 2차로 흡수한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조에 의하면, 수소저장탱크 사이에 완충수단을 설치하여 후방충돌시 충격을 흡수함은 물론 수소저장탱크의 손상을 방지할 수 있는 우수한 효과를 갖는다.

특히, 본 발명의 완충수단을 이루는 로드에 다른 부위보다 취약한 노치부를 형성하고 그 노치부가 수소저장탱크로부터 멀어지는 방향으로 변형하게 하여 수소저장탱크의 손상을 방지하는데 매우 효과적이다.

Claims

리어플로워 하단의 차체골격 MBR에 여러 개의 수소저장탱크가 차량의 전후 방향으로 일정 거리 떨어져 장착되는 연료전지차량에 있어서,

전방 쪽에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 전방 탱크지지대(10)에 일측 단부가 연결된 제1 로드(34)와, 후방 쪽에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 후방 탱크지지대(20)에 일측 단부가 연결되고 타측 단부가 상기 제1 로드(34)의 타측 단부에 끼워지는 제2 로드(36)와, 상기 제1 로드(34)와 제2 로드(36)가 서로 가까워지는 방향으로 이동할 때 탄성반발력을 발생시키도록 설치되는 스프링(38)으로 이루어진 완충수단(30)을 포함함을 특징으로 하는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조.
제1항에 있어서, 상기 제1 로드(34)와 제2 로드(36)의 어느 일측에는 다른 부위보다 굽힘에 견딜 수 있는 강도가 취약한 부위인 노치부(35)가 형성됨을 특징으로 하는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조.
제2항에 있어서, 상기 노치부(35)는 굽힘 변형 방향이 상기 수소저장탱크로부터 멀어지도록 형성됨을 특징으로 하는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조.