KR101289562B1 - 차량용 배터리 케이스 - Google Patents

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야스히로 이노우에
후미히로 오가타
세이이치 타카사키
히데키 혼조
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

차량용 배터리 케이스는, 배터리(38)를 수납하고, 수지로 이루어지는 트레이 부재(22)와, 트레이 부재의 폭 방향 및 길이방향의 적어도 어느 한쪽에 배치되고, 트레이 부재를 지지하고, 오목부(50)가 형성된 하나 이상의 도리 부재(30)와, 트레이 부재와 도리 부재와의 사이에 끼여 삽입되어, 도리 부재의 오목부의 개구면을 폐색하여 폐단면을 형성함과 함께 트레이 부재의 저판을 덮는 연속한 금속판으로 구성된 저벽(58)을 구비한다.

Description

차량용 배터리 케이스{BATTERY CASE FOR VEHICLE}
본 발명은, 차량용 배터리 케이스에 관한 것으로, 상세하게는 전동 차량을 구동하는 배터리를 수납하기 위한 배터리 케이스에 관한 것이다.
근래, 대용량의 배터리가 탑재되고, 해당 배터리의 전력으로 구동되는 구동 모터를 동력원의 하나로 하는 하이브리드차나 전기자동차가 널리 개발되고 있다.
이와 같은 전동 차량에 탑재되는 배터리 케이스는, 한 예로서 배터리를 수납하는 트레이 부재와, 트레이 부재를 덮는 커버 부재로 구성된다.
이와 같이 구성된 배터리 케이스는, 복수의 배터리 모듈이 트레이 부재에 배치되기 때문에, 전체의 중량이 증대하여 버리는 경향이 있다. 그래서, 배터리 케이스 전체의 중량을 경감하기 위해 커버 부재 및 트레이 부재를 수지로 구성하는 것이 알려져 있다.
그러나, 수지로 구성된 커버 부재나 트레이 부재는 강성이 저감되어 버린다는 문제가 있고, 이와 같은 경우, 복수의 배터리 모듈에 의한 하중을 충분히 지지하기 위해 필요한 강도를 확보하기 위한 보강 부재가 필요해진다.
이와 같기 때문에, 트레이 부재의 외저부(外底部)에 차체의 폭 방향으로 늘어나는 금속재료에 의해 구성된 도리 부재(beam member)를 마련한 구성이 개시되어 있다(특허 문헌 1).
특허 문헌 1 : 일본 특개2009-87645호 공보
그러나, 상기 특허 문헌 1에 개시된 기술에서는, 도리 부재의 오목부의 개구면은 판형상의 덮개 부재에 의해 덮히여 있고, 이와 같은 구성에서는 배터리 케이스 전체의 부품 개수가 증대하여 버리고, 또한 비용도 증대하여 버린다는 문제가 있다.
또한, 도리 부재의 오목부의 개구면을 폐색하지 않은채로 트레이 부재에 배치하는 경우, 배터리 케이스를 지지하기 위해 필요한 강도가 부족하여 버릴 가능성이 있고, 배터리 모듈의 하중에 의한 배터리 케이스의 휘어짐을 방지할 수가 없기 때문에, 바람직하지가 않다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 도리 부재의 강도를 향상시킴과 함께 부품 개수를 삭감하는 것의 가능한 차량용 배터리 케이스를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 청구항 1의 차량용 배터리 케이스는, 차량을 구동하는 배터리를 수납하는 차량용 배터리 케이스에 있어서, 상기 배터리를 수납하고, 수지로 이루어지는 트레이 부재와, 상기 트레이 부재 폭 방향 및 길이방향의 적어도 어느 한쪽에 배치되고, 상기 트레이 부재를 지지하고, 오목부가 형성된 하나 이상의 도리 부재와, 상기 트레이 부재와 상기 도리 부재와의 사이에 끼여 삽입되어, 상기 도리 부재의 오목부의 개구면을 폐색하여 폐단면을 형성함과 함께 상기 트레이 부재의 저판을 덮는 연속한 금속판으로 구성된 저벽을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 차량용 배터리 케이스에서는, 청구항 1에서, 상기 도리 부재는, 상기 트레이 부재의 폭 방향으로 늘어나는 제 1 도리 부재와, 상기 트레이 부재의 길이방향으로 늘어나는 제 2 도리 부재로 구성되고, 상기 제 1 도리 부재의 개구면 및 상기 제 2 도리 부재의 개구면은 각각 개략 동일면상에 형성됨과 함께, 상기 각 개구면은 상기 저벽에 의해 폐색되는 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 차량용 배터리 케이스에서는, 청구항 1 또는 2에서, 상기 트레이 부재의 외주를 덮는 금속판으로 구성된 프레임 부재를 또한 구비하고, 상기 저벽은 상기 프레임 부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 1의 차량용 배터리 케이스에 의하면, 연속한 금속판으로 구성된 저벽이 트레이 부재와, 트레이 부재의 폭 방향 및 길이방향의 적어도 어느 한쪽에 배치되고 트레이 부재를 지지하는 도리 부재와의 사이에 끼여 삽입되어, 저벽에 의해 도리 부재의 오목부의 개구면이 폐색되어 폐단면이 형성됨과 함께, 트레이 부재의 저판이 덮여진다.
따라서 저벽과 도리 부재가 폐단면 구조를 취하고, 도리 부재가 저벽에 의해 보강됨에 의해 강도가 높아지기 때문에, 배터리 케이스를 지지하기 위해 필요한 강도를 확보할 수 있다.
또한, 저벽과 도리 부재가 폐단면 구조를 취함과 함께 저벽에 의해 트레이 부재의 저판이 덮여짐에 의해, 배터리에 고전류가 흐른 때에 발생하는 전자파를 저벽에서 차단하기 때문에, 차량에 탑재되어 있는 전자 기기에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도리 부재의 오목부의 개구면을 덮기 위한 새로운 덮개 부재는 불필요하게 되기 때문에, 배터리 케이스의 부품 개수를 삭감할 수 있음과 함께 비용을 저감하는 것이 가능하다.
그리고, 연속한 금속판으로 구성된 저벽에 트레이 부재의 저판이 덮여짐에 의해, 트레이 부재의 강성이 확보되기 때문에, 트레이 부재에 수납된 배터리의 하중에 의한 트레이 부재의 휘어짐을 방지할 수 있다.
청구항 2의 차량용 배터리 케이스에서는, 도리 부재는 트레이 부재의 폭 방향으로 늘어나는 제 1 도리 부재와 길이방향으로 늘어나는 제 2 도리 부재로 구성되어 있고, 개략 동일면 상에 형성된 제 1 도리 부재의 개구면과 제 2 도리 부재의 개구면은, 저벽에 의해 폐색된다.
이에 의해, 트레이 부재의 폭 방향 및 길이방향으로 배치된 제 1 및 제 2 도리 부재의 개구면이 연속한 금속판으로 구성된 저벽에 의해 폐색되기 때문에, 도리 부재의 개구면을 덮기 위한 새로운 덮개 부재는 불필요하게 되고, 배터리 케이스의 부품 개수를 삭감할 수 있음과 함께 비용을 저감할 수 있다.
청구항 3의 차량용 배터리 케이스에서는, 트레이 부재의 외주를 덮는 금속판으로 구성된 프레임 부재에 저벽이 고정되기 때문에, 트레이 부재의 강성이 보다 높아지고, 트레이 부재에 수납된 배터리의 하중에 의한 트레이 부재의 휘어짐을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 배터리 케이스가 재치된 전기자동차의 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 배터리 케이스의 제 1 실시 형태에서의 개략 구성도.
도 3은 도 2에 도시한 배터리 케이스의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 A-A선에 따른 종단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 배터리 케이스의 개략 구성도.
도 6은 도 5에 도시한 배터리 케이스의 분해 사시도.
도 7은 도 5의 B-B선에 따른 종단면도.
이하, 본 발명의 한 실시 형태에 관해 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명에 관한 배터리 케이스가 탑재된 전기자동차의 사시도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 전기자동차(1)는 차체(2)의 바닥밑에 재치된 배터리 케이스(10)와, 도시하지 않은 외부로부터의 충전 경로를 구비하고 있고, 당해 충전 경로로부터 전력의 공급을 받아서 충전을 행하는 충전기(12)가 차체(2)의 뒷부분에 배치되고, 배터리 케이스(10)는 충전기(12)에 접속되어서 축전하도록 구성되어 있다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시 형태인 배터리 케이스(10)의 개략 구성도를 도시하고 있다.
배터리 케이스(10)는, 커버(커버 부재)(20)와, 수지 트레이(22)(트레이 부재)와, 수지 트레이(22)의 외주를 덮는 프레임(24)과, 커버(20)와 프레임(24)을 체결하는 체결 부재(26)와, 배터리 케이스(10)를 차체(2)에 부착하는 부착 브래킷(28)과, 배터리 케이스(10)를 지지하는 도리 부재(30)를 구비하고 있다. 여기에서, 커버(20)측을 위로 정의한다.
도 3에 배터리 케이스(10)의 분해 사시도를 도시하는 바와 같이, 커버(20)의 주연부(32)에는 관통구멍(34)이 각각 마련되어 있다.
커버(20)의 주연부(32)가 겹쳐지는 수지 트레이(22)에는, 내저부(內底部)(35)에 돌출부(36)가 수지 트레이(22)의 폭 방향으로 늘어나 복수 마련되어 있다. 돌출부(36)는 배터리 모듈(배터리)(38)을 구획하여 수납하기 위해 마련되어 있다. 배터리 모듈(38)은 리튬이온 전지로 구성되는 복수개의 배터리 셀을 직렬로 접속한 것이고, 돌출부(36)에 의해 구획된 내저부(35)에 각각 배치되어 있다. 또한, 상기 배터리 셀은, 2차 전지라면 리튬 이온 전지로 한정되지 않는다.
수지 트레이(22)의 주연부(40)에 있는 커버(20)와 겹쳐지는 위치에는 도시하지 않은 방수용의 실 부재(seal member)가 배치되어 있고, 커버(20)의 주연부(32)와 겹쳐tj 접함에 의해 당해 실 부재가 커버(20)와 수지 트레이(22)와의 주연부(32, 40)를 밀폐 하기 때문에, 배터리 케이스(10)의 방수성이 확보된다.
커버(20)나 수지 트레이(22)는 전기 절연성을 갖는 수지에 의해 구성되어 있고, 당해 수지는, 예를 들면 유리섬유 등의 보강 부재에 의해 강화되어 있다.
수지 트레이(22)의 외주는, 프레임(24)에 의해 덮여진다. 프레임(24)은, 예를 들면 금속판을 프레스하여 성형한 것이다.
프레임(24)의 주연부(42)에는, 커버(20)의 주연부(32)에 마련된 관통구멍(34)과 겹쳐지는 위치에 관통구멍(44)이 각각 마련되어 있다.
프레임(24)의 외주벽(46)의 길이방향 양단에는 부착 브래킷(28)이 각각 배치되여 마련되어 있고, 부착 브래킷(28)의 일단에는 체결부(48)가 마련되어 있다.
프레임(24)의 폭 방향으로 부착되어 있는 한 쌍의 부착 브래킷(28, 28)의 각 일단에는 도리 부재(30)가 고정되어 있다. 도리 부재(30)에는 오목부(50)가 형성되어 있고, 오목부(50)의 개구면 및 오목부(50)의 양측연으로부터 늘어나는 연부(52)가 프레임(24)의 하면에 접하여서 마련되어 있다. 또한, 도리 부재(30)는, 배터리 모듈(38) 등의 하중을 충분히 지지하는 것이 가능한 금속재료에 의해 구성되어 있다.
도리 부재(30)의 길이방향 양단에는, 부착 브래킷(28)에 마련된 체결부(48)와 맞추는 위치에 체결부(54)가 마련되어 있고, 도시하지 않은 체결 부재에 의해 체결부(48, 54)를 통하여 배터리 케이스(10)가 차체(2)에 고정된다.
프레임(24)의 주벽(周壁)의 한 측으로부터 내주 방향을 향하여 소정 길이 늘어나는 테두리부(56)에는 연속한 저벽(58)이 건네져 있고, 저벽(58)은 테두리부(56)에 고정되어 있다. 저벽(58)은, 배터리 모듈(38)의 하중을 충분히 지지하는 것이 가능한 강성을 갖는 금속판으로 구성되어 있다.
도 4에 도 2의 A-A선에 따른 종단면도를 도시하는 바와 같이, 수지 트레이(22)의 저판은 저벽(58)으로 덮여 있다. 저벽(58)의 하면에는 도리 부재(30)가 접하여 마련되어 있고, 도리 부재(30)의 오목부(50)의 개구면은 저벽(58)에 의해 폐색되어 폐단면을 형성하고 있다.
도 3으로 되돌아와, 커버(20)를 수지 트레이(22) 및 프레임(24)에 겹쳐서, 커버(20)의 주연부(32)에 마련된 관통구멍(34)과 프레임(24)의 주연부(42)에 마련된 관통구멍(44)을 체결 부재(26)로 체결함에 의해, 커버(20)가 수지 트레이(22)를 끼우고 프레임(24)에 고정된다.
이와 같이, 본 발명에 관한 전기자동차용 배터리 케이스에 의하면, 수지 트레이(22)의 외주를 덮는 프레임(24)의 주벽의 한 측으로부터 내주 방향을 향하여 소정 길이 늘어나는 테두리부(56)의 윗면에 금속판으로 구성된 연속한 저벽(58)이 건네져서 고정되어 있다. 저벽(58)에 의해 수지 트레이(22)의 저판이 덮히고, 프레임(24)의 테두리부(56)의 하면에는 폭 방향으로 도리 부재(30)가 접하여서 마련되고, 도리 부재(30)의 오목부(50)의 개구면은 저벽(58)에 의해 폐색되어 폐단면이 형성된다.
따라서 연속한 금속판으로 구성된 저벽(58)과 도리 부재(30)는 폐단면 구조를 취하고, 도리 부재(30)는 저벽(58)에 의해 보강되어 도리 부재(30)의 강도가 높아지기 때문에, 배터리 케이스(10)를 지지하기 위해 필요한 강도를 확보할 수 있다.
또한, 저벽(58)과 도리 부재(30)가 폐단면 구조를 취함과 함께 연속한 금속판으로 구성된 저벽(58)에 의해 수지 트레이(22)의 저판이 덮여짐에 의해, 수지 트레이(22)에 재치되어 있는 배터리 모듈(38)에 고전류가 흐를 때에 발생하는 전자파가 저벽(58)에서 차단되기 때문에, 차량탑재되어 있는 전자 기기에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도리 부재(30)의 개구면을 폐색하기 위한 새로운 덮개 부재가 불필요하게 되기 때문에, 배터리 케이스(10)의 부품 개수를 삭감할 수 있음과 함께 비용을 저감하는 것이 가능하다.
그리고, 저벽(58)이 테두리부(56)에 고정됨에 의해, 저벽(58)에 재치되는 수지 트레이(22)의 외주 및 저부는 프레임(24) 및 저벽(58)에 덮여지기 때문에, 수지 트레이(22)의 강성이 확보되고, 수지 트레이(22)에 수납된 배터리 모듈(38)의 하중에 의해 수지 트레이(22)가 휘어 버리는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 제 2 실시 형태에 관해 설명한다.
본 실시 형태의 차량용 배터리 케이스는, 제 1 실시 형태에 대해, 프레임(24)의 폭 방향 및 길이방향에 도리 부재(30)가 마련되어 있다는 점이 상위하고, 그 밖의 구성은 공통되어 있다. 따라서, 공통 부분의 설명은 생략하고, 상위점에 관해 설명한다.
도 5는, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 차량용 배터리 케이스의 개략 구성도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 프레임(24)의 폭 방향 및 길이방향 양단에 부착 브래킷(28)이 각각 배치되어 고정되어 있고, 폭 방향 및 길이방향에 있는 한 쌍의 부착 브래킷(28, 28)의 각 일단에 도리 부재(30)가 각각 고정되어 있다.
도 6에 도 5의 배터리 케이스(10)의 분해 사시도를 도시하는 바와 같이, 프레임(24)의 폭 방향으로 부착되어 있는 한 쌍의 부착 브래킷(28, 28)의 각 일단에는 도리 부재(제 1 도리 부재)(30)가 고정되어 있다. 프레임(24)의 길이방향으로 부착되어 있는 한 쌍의 부착 브래킷(28, 28)의 각 일단에는 도리 부재(제 2 도리 부재)(31)가 고정되어 있다. 각 도리 부재(30, 31)에는 오목부(50)가 형성되어 있고, 오목부(50)의 개구면 및 오목부(50)의 양측연으로부터 늘어나는 연부(52)가 프레임(24)의 하면에 접하여 마련되어 있다.
도 7에 도 5의 B-B선에 따른 종단면도를 도시하는 바와 같이, 프레임(24)의 폭 방향 및 길이방향으로 부착되어 있는 한 쌍의 부착 브래킷(28, 28)에 고정된 각 도리 부재(30, 31)는, 오목부(50)의 개구면이 저벽(58)에 의해 폐색되어 폐단면을 형성하고 있다.
이와 같은 구성으로 함에 의해, 프레임(24)의 폭 방향 뿐만 아니라 길이방향에 배치된 각 도리 부재(30, 31)의 오목부(50)의 개구면을 저벽(58)으로 덮음에 의해 개구면을 폐색하여 폐단면을 형성하기 때문에, 오목부(50)의 개구면을 폐색하기 위한 새로운 덮개 부재는 불필요하게 되고, 배터리 케이스(10)의 부품 개수를 삭감할 수 있음과 함께 비용을 저감하는 것이 가능하다.
또한, 상기 제 1 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
이상으로 실시 형태의 설명을 마치지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니다.
예를 들면, 상기 각 실시 형태에 나타난 저벽(58)의 하면에 접하고 마련되는 도리 부재(30)의 개수는, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 전기자동차를 예로 설명하였지만, 본 발명은 하이브리드차에도 적용 가능하다.
1 : 전기자동차
10 : 배터리 케이스
20 : 수지 트레이(트레이 부재)
30 : 도리 부재
50 : 오목부
58 : 저벽

Claims (3)

  1. 차량을 구동하는 배터리를 수납하는 차량용 배터리 케이스에 있어서,
    상기 배터리를 수납하고, 수지로 이루어지는 트레이 부재와,
    상기 트레이 부재의 폭 방향 및 길이방향의 적어도 어느 한쪽에 배치되고, 상기 트레이 부재를 지지하고, 오목부가 형성된 하나 이상의 도리 부재(beam member)와,
    상기 트레이 부재와 상기 도리 부재의 사이에 끼여 삽입되어, 상기 도리 부재의 오목부의 개구면을 폐색하여 폐단면을 형성함과 함께 상기 트레이 부재의 저판을 덮는 연속한 금속판으로 구성된 저벽을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 케이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도리 부재는,
    상기 트레이 부재의 폭 방향으로 늘어나는 제 1 도리 부재와,
    상기 트레이 부재의 길이방향으로 늘어나는 제 2 도리 부재로 구성되고,
    상기 제 1 도리 부재의 개구면 및 상기 제 2 도리 부재의 개구면은 각각 개략 동일면상에 형성됨과 함께, 상기 각 개구면은 상기 저벽에 의해 폐색되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 케이스.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 트레이 부재의 외주를 덮는 금속판으로 구성된 프레임 부재를 또한 구비하고,
    상기 저벽은 상기 프레임 부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 케이스.
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