KR100936314B1 - 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈에 관한 것으로, 차체의 외측 바닥면에 형성되되 프런트 및 리어 시트의 하측을 향해 함몰 형성된 복수의 시트 하부 플로어 중 어느 한 곳에 설치되는 연료전지 스택; 상기 차체의 외측 바닥면으로부터 차실 내부를 향해 함몰 형성된 복수의 터널부 중 어느 한 곳에 설치되되 상기 차체의 길이 방향을 따라 상기 연료전지 스택의 전방에 설치되는 스택 가습기; 상기 차체의 외측 바닥면으로부터 차실 내부를 향해 함몰 형성된 복수의 터널부 중 어느 한 곳에 설치되되 상기 차체의 길이 방향을 따라 상기 연료전지 스택의 후방에 설치되는 수소공급장치; 및 차량의 러기지룸에 설치되어 상기 수소공급장치에 연결되는 수소 탱크를 포함하여 구성되며, 상기 연료전지 스택의 설치 위치에 따라 상기 프런트 또는 리어 시트 쪽 차체 하부에 집약 배치되는 것을 특징으로 한다.
연료전지 모듈, 연료전지 스택, 스택 가습기, 수소공급장치, 터널부, 시트 하부 플로어, 일렬 설치, 집약 배치

Description

장착 구조가 개선된 연료전지 모듈{Fuel-cell module with improved mounting structure}
본 발명은 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세단형 차량의 차체에서 터널부와 시트 하단 플로어에 연료전지 모듈을 집약하여 장착함으로써 승객의 탑승 공간 축소를 방지할 수 있는 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈에 관한 것이다.
최근 유려한 세단 형태에 다용도 미니밴의 구조 및 SUV의 파워를 결합한 크로스오버 유틸리티 차량(Crossover Utility Vehicle, 이하 CUV)의 수요가 급속히 증가하고 있다.
CUV에 연료전지 시스템을 탑재하는 경우, CUV는 언더 플로어의 지상고가 높아 연료전지 시스템의 탑재가 용이하고, 차량의 전후륜 중량 배분이 좋아지며, 저중심의 중량 설정으로 차량의 주행 성능을 개선하는 효과가 있다.
이에 비해 세단형 차량의 경우에는 언더 플로어의 지상고가 낮아 연료전지 시스템을 탑재할 공간이 없다. 따라서 승객이 탑승하는 차실 바닥에 연료전지 시스템을 탑재하고 있으며, 이 경우에는 차실의 면적이 좁아지는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 세단형 차량의 차체에서 터널부와 시트 하단 플로어에 연료전지 모듈을 집약하여 장착함으로써 승객의 탑승 공간 축소를 방지할 수 있는 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차체의 외측 바닥면에 형성되되 프런트 및 리어 시트의 하측을 향해 함몰 형성된 복수의 시트 하부 플로어 중 어느 한 곳에 설치되는 연료전지 스택; 상기 차체의 외측 바닥면으로부터 차실 내부를 향해 함몰 형성된 복수의 터널부 중 어느 한 곳에 설치되되 상기 차체의 길이 방향을 따라 상기 연료전지 스택의 전방에 설치되는 스택 가습기; 상기 차체의 외측 바닥면으로부터 차실 내부를 향해 함몰 형성된 복수의 터널부 중 어느 한 곳에 설치되되 상기 차체의 길이 방향을 따라 상기 연료전지 스택의 후방에 설치되는 수소공급장치; 및 차량의 러기지룸에 설치되어 상기 수소공급장치에 연결되는 수소 탱크를 포함하여 구성되며, 상기 연료전지 스택의 설치 위치에 따라 상기 프런트 또는 리어 시트 쪽 차체 하부에 집약 배치되는 것을 특징으로 하는 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈을 제공한다.
상기 스택 가습기의 후방에는 상기 연료전지 스택에 연결되는 공기 분배관이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 수소공급장치의 전방에는 상기 연료전지 스택에 연결되는 연료 분배관 이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기 분배관과 연료 분배관은 동일 축선 상에 일렬로 설치되는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈은 세단형 차량의 차체에서 터널부와 시트 하단 플로어에 연료전지 모듈을 집약하여 장착함으로써 승객의 탑승 공간 축소를 방지할 수 있으며, 연료전지 스택에 필요한 공기와 수소 배관을 일렬로 정렬함으로써 배관 경로를 단순화하여 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈에 대해 상세히 설명하기로 한다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 연료전지 모듈의 장착 구조를 도시한 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료전지 모듈의 장착 상태를 도시한 저면도이다. 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 2의 C-C선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 연료전지 모듈의 장착 상태를 도시한 상세 저면도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연료전지 모듈(100)은 연료전지 스택(110)과, 연료전지 스택(110)에 가습된 공기 및 연료가 되는 수소 가스를 공급하기 위한 스택 가습기(120) 및 수소공급장치(130)로 구성되며, 러기지룸에는 수소 탱크(140)가 설치되어 연료 파이프(142)에 의해 수소공급장치(130)에 연결된다.
연료전지 모듈(100)은 차체(200)의 바닥면에 형성된 터널부(210)와 시트 하부 플로어(220)에 장착되며, 연료전지 스택(110)의 장착 위치에 따라 프런트 또는 리어 시트(230) 중 어느 하나의 하부 쪽으로 집약 설치된다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 터널부(210)는 차체(200)의 외측 바닥면에 형성되되 차실 내부를 향해 함몰 형성되며, 차체(200)의 길이 방향을 따라 여러 곳에 형성된다.
시트 하부 플로어(220)는 차체의 외측 바닥면에 형성되되 프런트 시트 및 리어 시트의 하측을 향해 함몰 형성된 것으로, 차체(200)의 길이 방향을 따라 여러 곳에 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 연료전지 스택(110)은 프런트 시트 또는 리어 시트의 하측에 형성된 시트 하부 플로어(220)에 설치되며, 연료전지 스택(110)이 프런트 시트 쪽 시트 하부 플로어(220)에 설치되면 스택 가습기(120)와 수소공급장치(130)도 프런트 시트 쪽에 집약 설치되고, 연료전지 스택(110)이 리어 시트 쪽 시트 하부 플로어(220)에 설치되면 스택 가습기(120)와 수소공급장치(130)도 프런트 시트 쪽에 집약 설치된다.
스택 가습기(120)는 터널부(210) 중에서도 연료전지 스택(110)의 전방 쪽에 위치하는 터널부(210)에 설치되며, 배관 구조의 최적화를 위해 연료전지 스택(110)과 일렬로 배치되는 것이 바람직하다.
수소공급장치(130) 역시 터널부(210) 중에서도 연료전지 스택(110)의 후방 쪽에 위치하는 터널부(210)에 설치되며, 배관 구조의 최적화를 위해 연료전지 스택(110)과 일렬로 배치되는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 연료전지 스택(110)과 스택 가습기(120)의 사이에는 공기 분배관(112)이 설치되고, 연료전지 스택(110)과 수소공급장치(130)의 사이에는 연료 분배관(114)이 설치된다.
공기 및 연료의 흐름 방향은 도 6에 도시된 바와 같으며, 공기 분배관(112)과 연료 분배관(114)이 동일 축선 상에 일렬로 배치되어 배관 경로가 단순화됨으로써 배관에서 발생하는 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
이와 같이, 차체의 형상을 이용하여 연료전지 모듈을 탑재함으로써 승객이 탑승하는 차실 내부 공간을 축소하지 않고도 연료전지 모듈을 장착할 수 있다.
한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지 모듈의 장착 구조를 도시한 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 모듈의 장착 상태를 도시한 저면도.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도.
도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도.
도 5는 도 2의 C-C선에 따른 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 연료전지 모듈의 장착 상태를 도시한 상세 저면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 연료전지 모듈 110 : 연료전지 스택
112 : 공기 분배관 114 : 연료 분배관
120 : 스택 가습기 130 : 수소공급장치
140 : 수소 탱크 200 : 차체
210 : 터널부 220 : 시트 하부 플로어

Claims (4)

  1. 차체(200)의 외측 바닥면에 형성되되 프런트 및 리어 시트(230의 하측을 향해 함몰 형성된 복수의 시트 하부 플로어(220) 중 어느 한 곳에 설치되는 연료전지 스택(110);
    상기 차체(200)의 외측 바닥면으로부터 차실 내부를 향해 함몰 형성된 복수의 터널부(210) 중 어느 한 곳에 설치되되 상기 차체(200)의 길이 방향을 따라 상기 연료전지 스택(110)의 전방에 설치되는 스택 가습기(120);
    상기 차체(200)의 외측 바닥면으로부터 차실 내부를 향해 함몰 형성된 복수의 터널부(210) 중 어느 한 곳에 설치되되 상기 차체(200)의 길이 방향을 따라 상기 연료전지 스택(110)의 후방에 설치되는 수소공급장치(130); 및
    차량의 러기지룸에 설치되어 상기 수소공급장치(130)에 연결되는 수소 탱크(140)를 포함하여 구성되며, 상기 연료전지 스택(110)의 설치 위치에 따라 상기 프런트 또는 리어 시트(230) 쪽 차체 하부에 집약 배치되는 것을 특징으로 하는 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스택 가습기(120)의 후방에는 상기 연료전지 스택(110)에 연결되는 공기 분배관(112)이 설치되는 것을 특징으로 하는 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수소공급장치(130)의 전방에는 상기 연료전지 스택(110)에 연결되는 연료 분배관(114)이 설치되는 것을 특징으로 하는 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공기 분배관(112)과 연료 분배관(114)은 동일 축선 상에 일렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 장착 구조가 개선된 연료전지 모듈.
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