KR101253122B1 - 차량 배터리 마운팅 구조 - Google Patents

Abstract

차량에의 장착이 용이하며 안전한 배터리 마운팅 구조를 제공한다. 이 배터리 마운팅 구조는, 플로어패널; 플로어패널의 상기 좌우의 사이드멤버들 사이에서 플로어패널의 저부에 장착된 배터리; 플로어패널 저부에 배터리를 스냅식으로 고정하기 위한 스냅식 고정요소; 및 사이드멤버 바깥쪽에서 수평방향으로 사이드멤버를 관통하여 배터리를 사이드멤버에 고정하는 체결요소;를 포함한다. 상기 2 이상의 스냅식 고정요소 중 적어도 어느 하나의 스냅식 고정요소는 배터리의 전후방향 이동은 허용되되 좌우방향 이동을 제한하며, 다른 스냅식 고정요소는 배터리의 좌우방향 이동은 허용되되 전후방향 이동은 제한하도록 구성된다.

Description

차량 배터리 마운팅 구조{STRUCTURE FOR MOUNTING A VEHICLE BATTERY}

본 발명은 차량에의 장착이 용이한 차량 배터리 마운팅 구조에 관한 것이다.

하이브리드자동차나 전기자동차에 있어 동력원으로서의 배터리는 필수적이다.

전기자동차의 경우 배기관이나 연료탱크를 필요로 하지 않기에 플로어패널의 저부에 배터리를 장착하는 방안이 고려되는데, 상당한 무게가 나가는 배터리를 플로어패널 저부에 장착하기는 용이하지 않은 일이다.

일례로서 전기자동차 배터리의 마운팅은 리프트로 배터리를 들어올려 플로어패널 저부에 위치시킨 후, 작업자가 플로어패널 아래에서 체결 작업을 하는 방식으로 이루어질 수 있다. 그러나 이 방법은 작업자에게 불편할 뿐만 아니라 위험하고, 플로어패널과 바닥과의 이격이 크지 않은 차량 조립라인에 적용하기 어렵다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점에 대한 인식에 기초하여 제안된 것으로, 차량에의 장착이 용이한 차량 배터리 마운팅 구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 배터리 마운팅 구조는, 좌우에 길이방향을 따라 연장되는 사이드멤버가 배치된 플로어패널; 상기 좌우의 사이드멤버들 사이에서 플로어패널의 저부에 장착된 배터리; 상기 플로어패널 저부에 배터리를 스냅식으로 고정할 수 있도록, 플로어패널 및 배터리 상에 2 이상의 서로 다른 위치에 마련된 스냅식 고정요소; 및 상기 사이드멤버 바깥쪽에서 수평방향으로 사이드멤버를 관통하여 배터리를 사이드멤버에 고정하는 체결요소;를 포함한다.

일례에 따르면 상기 2 이상의 스냅식 고정요소 중 적어도 어느 하나의 스냅식 고정요소는 배터리의 전후방향 이동은 허용되되 좌우방향 이동을 제한하며, 다른 스냅식 고정요소는 배터리의 좌우방향 이동은 허용되되 전후방향 이동은 제한하도록 구성될 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 상기 스냅식 고정요소는 고리형 스트라이커와 이와 상하방향으로 체결 가능한 래치를 포함할 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 상기 배터리의 전후방향 이동을 허용하는 스냅식 고정요소는 전후방향으로 배치된 고리형 스트라이커를 구비하며, 상기 배터리의 좌우방향 이동을 허용하는 스냅식 고정요소는 좌우방향으로 배치된 고리형 스트라이커를 구비할 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 상기 사이드멤버는 전방 측의 센터플로어 사이드멤버와 이 후방에 배치된 리어플로어 사이드멤버를 구비하며, 상기 배터리는 센터플로어 사이드멤버 영역에 배치되는 전방몸체와 이 후방에 연장 형성되어 리어플로어 사이드멤버 영역에 배치되는 후방몸체를 구비하며, 상기 전방몸체 및 후방몸체 각각의 상면에 적어도 한 쌍씩의 스냅식 고정요소가 마련될 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 상기 사이드멤버 내부를 관통하는 체결요소가 둘러싸이도록 사이드멤버 내부에 설치된 중공의 샤프트와, 이 중공형 샤프트 아래에서 샤프트를 지탱하도록 사이드멤버 내부에 마련된 지지부재를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 차량 배터리 마운팅 구조에 의하면, 배터리의 차량에의 장착이 용이하며 안전하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도면으로, 배터리를 플로어패널에 장착하기 전 도면,
도 2는 도 1에 도시된 플로어패널의 저면도,
도 3은 도 2에 도시된 플로어패널에 배터리가 장착된 것을 보인 도면,
도 4는 도 3에서 스냅식 고정요소의 배치 위치를 보인 도면,
도 5a는 도 4에서 A-A 선을 따라서의 개략 단면도,
도 5b는 도 4의 a1-a1 선을 따라서의 개략 단면도,
도 5c는 도 4의 B-B 선을 따라서의 단면도,
도 6a는 도 3에서 스냅식 고정요소의 배치 위치를 보인 도면,
도 6b는 도 6a의 C-C 선을 따라서의 개략 단면도,
도 6c는 도 6b에서 L1으로 표시된 부위의 확대도면,
도 6d는 도 6b에서 L2로 표시된 부위의 확대도면,
도 7은 도 6b에 도시된 래치의 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 배터리 마운팅 구조에 대하여 살펴본다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 플로어패널(10)과 배터리(50) 구조에 대하여 살펴본다.

도 1을 참조하면, 상기 플로어패널(10)은 좌우에 길이방향을 따라 연장되는 사이드멤버가 마련된다. 이 사이드멤버는 전방 측의 센터플로어 사이드멤버(20)와 이 후방에 배치된 리어플로어 사이드멤버(30)를 포함한다. 센터플로어에는 모자형으로 돌출된 터널(40)이 길이방향을 따라 연장된다.

도 1과 함께 도 2, 3을 참조하면, 상기 배터리(50)는 좌우 한 쌍의 센터플로어 사이드멤버(20) 사이 영역에 배치되는 전방몸체(51)와 이 후방에 연장 형성되어 좌우 한 쌍의 리어플로어 사이드멤버(30) 사이 영역에 배치되는 후방몸체(53)를 포함한다.

상기 배터리(50)는 플로어패널(10)의 형상, 특히 플로어패널(10)의 저부 형상에 대응하도록 형성된다. 센터플로어에 배치되는 전방몸체(52)는 전후방향으로 길게 형성되며, 리어플로어에 배치되는 후방몸체(53)은 폭방향으로 길게 형성된다. 전방몸체(51) 상에는 플로어패널(10)의 터널(40)에 대응하는 모자형이 돌출부(52)가 전후 길이방향으로 연장된다.

도 2 및 도 3에서 보듯이, 상기 배터리(50)는 플로어패널(10)의 저부에 장착된다. 이러한 배터리(50)는 통상적인 바와 같이 케이싱 내에 다수의 배터리 셀이 적층된 구조를 갖는다.

도 4 내지 도 9를 참조하여 상기 플로어패널(10)에의 배터리(50) 장착 구조 및 방법을 살펴본다.

도 4를 참조하면, 상기 배터리(50)는 관통형 체결요소에 의해 사이드멤버에 고정된다. 센터플로어 사이드멤버(20)와 전방몸체(51) 간에 좌우 1점씩 4점(F1,F2), 리어플로어 사이드멤버(30)와 후방몸체(53) 간에 좌우 1점씩 2점(F3), 총 6점에서 체결요소로 수평방향으로 고정된다.

도 5a를 참조하면, F1과 F2 고정점의 체결요소, 예로서 볼트(B)는 센터플로어 사이드멤버(20)의 바깥쪽으로부터 센터플로어 사이드멤버(20)를 수평하게 관통하여, 그 선단이 배터리 전방몸체의 케이싱(50a)에 나사결합된다. 이에 따르면 작업자가 플로어패널(10) 아래에 들어가 작업하지 않아도 되므로, 차량에의 배터리 조립이 편리하다.

도 5b를 참조하면, 상기 볼트(B)가 관통하는 센터플로어 사이드멤버(20)에는 볼트(B)가 둘러싸이도록 중공형 샤프트(22)가 마련되며, 이 샤프트(22) 아래에는 샤프트(22)를 지탱하기 위한 지지부재(21)가 마련된다.

상기 샤프트(22)는 배터리(50)의 무게로 인해 볼트(B)에 가해지는 전단력이 볼트(B) 전체에 균등하게 전달될 수 있도록 하며, 지지부재(21)는 이러한 샤프트(22)를 전체 길이에 걸쳐 균일하고 안정적으로 지탱할 수 있도록 샤프트(22)와의 접촉면에 길이방향을 따라, 단면상 반원형으로 패인, 그루브가 형성된다.

한편 볼트(B)의 선단이 결합되는 케이싱(50a) 부분에는 체결 강성 보강을 위해 금속재질의 중공형 시이트(52)가 인서트 사출 성형된다.

도 5c는 F3 고정점에서의 체결요소를 도시한 것으로, 예로서 볼트(B)는 리어플로어 사이드멤버(30)의 바깥쪽으로부터 리어플로어 사이드멤버(30)를 수평하게 관통하여, 그 선단이 배터리 전방몸체의 케이싱(50a)에 나사결합된다.

상기 볼트(B)가 관통하는 리어플로어 사이드멤버(30) 내부에는, 앞서와 마찬가지로, 중공형 샤프트(32)와 지지부재(31)가 마련되며, 케이싱(50a)에는 시이트(52)가 마련된다.

상기 배터리(50)는 조립라인에서 리프트를 이용하여 상방향 들어 올려져 플로어패널(10)의 저부에 스냅식으로 고정된 후, 앞서의 체결요소에 의해 수평방향으로 고정된다. 도 6a 내지 도 7을 참조하여 스냅식 고정구조에 대하여 살펴본다.

도 6a에는 상기 배터리(50)가 플로어패널(10)에 스냅식으로 고정되는 위치가 표시되어 있는데, 전방몸체(51) 측에 좌우 1점씩 2점(L1), 후방몸체(53) 측에 좌우 1점씩 2점(L2), 모두 4점에서 스냅식으로 고정된다. F1~F3는 수평방향 고정점임에 비해, L1~L2는 수직방향 고정점이다.

도 6b 및 도 6c를 참조하여 L1 고정점에서의 스냅식 고정요소를 살펴보면, 전방몸체(51)에 배치된 스냅식 고정요소는 고리가 좌우방향으로 놓여지도록 플로어패널(10)에 설치된 고리형 스트라이커(60a)와, 이 고리형 스트라이커(60a)와 이와 수직방향으로 체결 가능하도록 배터리(50) 상면에 배치된 래치(70)를 포함한다.

도 6c 및 도 7을 참조하면, 상기 래치(70)는 고리부재(71)가 위로 향하도록 세워져 배터리(50)에 고정된다. 따라서 배터리(50)를 상방향 들러올리는 과정에서 L1 고정점의 고정요소가 체결될 수 있으며, 고리형 스트라이커(60a)의 형상적 특징으로 인해 체결된 상태에서 고리형 스트라이커(60a)와 래치(70)는 서로 좌우방향으로의 상대적인 이동은 허용되나 전후방향으로의 이동은 상호 제한된다.

도 6c에서 보듯이, 상기 고리형 스트라이커(60a)는 브래킷(11a)을 이용하여 센터플로어(11)에 설치되며, 래치(70) 또한 브래킷(미도시을 이용하여 배터리(50) 상에 마련된 안착부(53a)에 설치된다. 당연하게도, 브래킷은 고리와 간섭되는 부위에 개구가 형성되는 등 고리형 스트라이커(60a)와 래치(70) 간의 착탈 동작에 방해되지 않는 형상으로 형성된다.

도 6d에는 L2 고정점에서의 스냅식 고정요소가 도시되어 있다. 도 6b 및 도 6c에서 보듯이, 후방몸체(53)에 배치된 스냅식 고정요소는 고리가 전후방향으로 놓여지도록 리어플로어(12)에 설치된 고리형 스트라이커(60b)와, 이 고리형 스트라이커(60b)와 수직방향으로 체결 가능하며 배터리(50)에 배치된 래치(70)를 포함한다.

상기 L2 고정점의 고리형 스트라이커(60a)의 형상적 특징으로 인해, 체결된 상태에서 고리형 스트라이커(60a)와 래치(70)는 서로 전후방향으로의 상대적인 이동은 허용되나 좌우방향으로의 이동은 상호 제한된다.

위와 같은 스냅식 고정요소는 배터리(50)를 상방향 들어 올려 플로어패널(10)의 저면에 안착시키는 과중 중에 배터리(50)가 플로어패널(10)에 스냅식으로 고정되도록 하는 편리함을 제공함과 아울러, L1 고정점에서는 좌우방향 이동은 허용되나 전후방향 이동은 제한되고 L2 고정점에서는 이와 반대로 이동이 규제되므로, 스냅식 고정만으로도 배터리(50)가 목표로 하는 플로어패널(10)의 고정위치에 정확히 안착될 수 있도록 하는 잇점을 제공한다.

물론, 상기 배터리(50) 및 플로어패널(10)에는 스냅식 고정과정 중 배터리(50)가 목표로 하는 고정위치로 안내되도록 하기 위한 가이드요소가 추가적으로 마련될 수 있을 것이다. 래치(70)의 구체적인 구성은 주지, 관용되거나 공지된 다양한 기술을 응용하여 설계 가능하다.

앞서 설명된 도면과 도 6b를 참조하여, 실시예에 따른 차량 배터리 마운팅 방법에 대하여 보다 중점적으로 살펴본다.

실시예에 따르면, 상기 배터리(50)는 배터리(50)를 들어 올리는 리프트 과정, 사이드멤버들(20,30) 사이에 배치되도록 배터리(50)를 플로어패널(10) 저부에 스냅식으로 고정하는 과정 및 체결요소를 이용하여 배터리(50)를 사이드멤버들(20,30)에 수평방향으로 고정하는 방식으로 차량에 조립된다.

상기 리프트 과정은 공지된 다양한 리프트 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 물론 배터리(50)가 들어올려지는 대신, 플로어패널(10)이 내려와 배터리(50)와 결합되는 방식도 가능할 수 있다.

상기 스냅식 고정과정은 상방향 들어 올려진 배터리(50)를 단순히 플로어패널(10) 저부에 밀착시킴에 의해, L1 및 L2 고정점의 고정요소가 동시에 체결되도록 함에 의해 완료된다. L2 위치의 후방몸체(53)의 스냅식 고정요소에 의해서는 배터리(50)의 전후방향 이동은 허용되되 좌우방향 이동을 제한되며, L1 위치의 전방몸체(51)의 스냅식 고정요소에 의해서는 배터리(50)의 좌우방향 이동은 허용되되 전후방향 이동은 제한된다.

상기 체결요소를 이용한 수평체결은, 사이드멤버들(20,30) 바깥쪽에서 사이드멤버(20,30)에 체결요소를 수평방향으로 관통시켜 그 선단이 배터리 케이싱(50a)에 체결되도록 하는 방식으로 이루어진다. 이에 의하면 체결작업이 편리하며 사고위험도 피할 수 있다.

이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경될 수 있고 또 이것이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다는 것이 이해될 필요가 있다.

10: 플로어패널 11: 센터플로어
12: 리어플러오 20: 센터사이드멤버
21,31: 지지부재 22,32: 중공형 샤프트
30: 리어사이드멤버 40: 터널
50: 배터리 50a: 배터리 케이싱
51: 전방몸체 53: 후방몸체
60a,60b: 스트라이커 70: 래치

Claims (5)

1. 좌우에 길이방향을 따라 연장되는 사이드멤버가 배치된 플로어패널;
   상기 좌우의 사이드멤버들 사이에서 플로어패널의 저부에 장착된 배터리;
   상기 플로어패널 저부에 배터리를 스냅식으로 고정할 수 있도록, 플로어패널 및 배터리 상에 2 이상의 서로 다른 위치에 마련된 스냅식 고정요소; 및
   상기 사이드멤버 바깥쪽에서 수평방향으로 사이드멤버를 관통하여 배터리를 사이드멤버에 고정하는 체결요소;를 포함하며,
   상기 2 이상의 스냅식 고정요소 중 적어도 어느 하나의 스냅식 고정요소는 배터리의 전후방향 이동은 허용되되 좌우방향 이동을 제한하며, 다른 스냅식 고정요소는 배터리의 좌우방향 이동은 허용되되 전후방향 이동은 제한하도록 구성됨을 특징으로 하는 차량 배터리 마운팅 구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스냅식 고정요소는 고리형 스트라이커와 이와 상하방향으로 체결 가능한 래치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 마운팅 구조.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 배터리의 전후방향 이동을 허용하는 스냅식 고정요소는 전후방향으로 배치된 고리형 스트라이커를 구비하며, 상기 배터리의 좌우방향 이동을 허용하는 스냅식 고정요소는 좌우방향으로 배치된 고리형 스트라이커를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 마운팅 구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이드멤버는 전방 측의 센터플로어 사이드멤버와 이 후방에 배치된 리어플로어 사이드멤버를 구비하며,
   상기 배터리는 센터플로어 사이드멤버 영역에 배치되는 전방몸체와 이 후방에 연장 형성되어 리어플로어 사이드멤버 영역에 배치되는 후방몸체를 구비하며,
   상기 전방몸체 및 후방몸체 각각의 상면에 적어도 한 쌍씩의 스냅식 고정요소가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 마운팅 구조.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이드멤버 내부를 관통하는 체결요소가 둘러싸이도록 사이드멤버 내부에 설치된 중공의 샤프트와, 이 중공형 샤프트 아래에서 샤프트를 지탱하도록 사이드멤버 내부에 마련된 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 마운팅 구조.

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