KR101693889B1

KR101693889B1 - 차량의 배터리 탑재장치

Info

Publication number: KR101693889B1
Application number: KR1020110105736A
Authority: KR
Inventors: 문세준
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2017-01-09
Anticipated expiration: 2031-10-17
Also published as: KR20130041476A

Abstract

본 발명은 간단한 구조와 경량으로 구성하면서도, 차체의 자체적인 기울임 없이, 중량물인 대용량 배터리패키지를 차량에서 용이하고 신속하게 제거함과 아울러 차량에 탑재할 수 있도록 한 차량의 배터리 탑재장치를 제공한다.

Description

차량의 배터리 탑재장치{BATTERY MOUNTING APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 배터리 탑재장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형 버스 등과 같이 차량의 루프 위에 대형 배터리패키지를 탑재하고 교환할 수 있도록 하는 장치에 관한 기술이다.

최근 개발되고 있는 전기차량에는 필수적으로 대용량의 배터리패키지가 탑재된다. 특히 대형 버스 등의 차량에서는 탑재 해야 하는 배터리패키지의 크기와 중량이 상당하여, 배터리패키지를 교환하기 위한 별도의 메커니즘이 강구되어야 한다.

상기한 바와 같은 교환 메커니즘은 차량 자체에 혹은 차량 외부에, 혹은 차량 자체 및 외부 외부와 내부의 모두에 걸쳐서 구성될 수 있을 것이지만, 어떤 경우든 차량 자체에 구비되는 메커니즘은 배터리패키지의 신속한 교환이 가능할 수 있도록 해야 하며, 차량에 장착되므로 경량이고, 기계적 복잡도가 낮은 것이 바람직할 것이다.

한편, 전기차량의 경우 차량의 배터리패키지를 교환하기 위해서는, 안전상 차량의 전원을 모두 오프시키는 것이 일반적이므로, 자체적으로 차체를 기울이거나 하는 동작을 구현할 수 없으므로, 이와 같은 상황을 감안한 메커니즘으로 구현되어야 한다.

참고로, 하기의 선행기술문헌은 유압식 높낮이 장치가 있는 배터리 교환용 트레이에 관한 것으로서, 차량에 장착되는 것이 아니라 차량의 외부에서 차량의 내부로 배터리를 쉽게 넣을 수 있도록 하는 장치이다.

KR

10-2009-0064057

A

본 발명은 간단한 구조와 경량으로 구성하면서도, 차체의 자체적인 기울임 없이, 중량물인 대용량 배터리패키지를 차량에서 용이하고 신속하게 제거함과 아울러 차량에 탑재할 수 있도록 한 차량의 배터리 탑재장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 배터리 탑재장치는

차체에 형성된 수평구조부와;

상기 수평구조부 위에 위치하며 상측에 배터리패키지가 안착되는 평면을 구비하는 마운팅플레이트와;

상기 수평구조부에 대하여 상기 마운팅플레이트를 상하로 승강시키도록 구비된 승강수단과;

상기 마운팅플레이트가 상기 승강수단에 의해 상기 수평구조부에 대하여 승강될 때, 상기 마운팅플레이트의 승강운동 일부를 제한하여 상기 마운팅플레이트가 적어도 2개의 서로 다른 방향으로 선택적으로 기울어지도록 하는 경사록킹수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 간단한 구조와 경량으로 구성하면서도, 차체의 자체적인 기울임 없이, 중량물인 대용량 배터리패키지를 차량에서 용이하고 신속하게 제거함과 아울러 차량에 탑재할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 배터리 탑재장치를 도시한 도면,
도 2와 도 3은 도 1의 경사록킹수단의 구성 및 작용을 설명한 도면,
도 4는 도 1의 배터리 탑재장치의 작동을 설명한 것으로서, 배터리를 제거하는 상황을 설명한 도면,
도 5는 도 1의 배터리 탑재장치의 작동을 설명한 것으로서, 배터리를 탑재하는 상황을 설명한 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 실시예의 차량의 배터리 탑재장치는 차체에 형성된 수평구조부(1)와; 상기 수평구조부(1) 위에 위치하며 상측에 배터리패키지(3)가 안착되는 평면을 구비하는 마운팅플레이트(5)와; 상기 수평구조부(1)에 대하여 상기 마운팅플레이트(5)를 상하로 승강시키도록 구비된 승강수단과; 상기 마운팅플레이트(5)가 상기 승강수단에 의해 상기 수평구조부(1)에 대하여 승강될 때, 상기 마운팅플레이트(5)의 승강운동 일부를 제한하여 상기 마운팅플레이트(5)가 적어도 2개의 서로 다른 방향으로 선택적으로 기울어지도록 하는 경사록킹수단을 포함하여 구성된다.

즉, 차체의 수평구조부(1) 상측에 마운팅플레이트(5)를 구비하고, 그 위에 배터리패키지(3)를 장착하며, 배터리패키지(3)의 교환시에는 상기 마운팅플레이트(5)를 상기 승강수단과 경사록킹수단에 의해 기울여서 배터리패키지(3)를 교환할 수 있도록 구성한 것으로서, 차체를 기울이지 않고도 배터리패키지(3)를 경사면을 통해 슬라이딩시켜서 교환할 수 있도록 한 것이다.

본 실시예에서, 상기 승강수단은 상기 수평구조부(1)와 상기 마운팅플레이트(5) 사이에 설치되어, 상기 마운팅플레이트(5)를 상기 수평구조부(1)로부터 상측으로 밀어 올리는 탄성력을 제공하는 스프링으로 구성되는 바, 특히 본 실시예에서 상기 스프링은 양단이 각각 상기 수평구조부(1)와 마운팅플레이트(5)에 회동 가능하게 결합되는 가스스프링(7)으로 이루어져 있다.

물론, 상기 승강수단으로는 이외에 통상의 코일스프링 등이 사용될 수도 있을 것이며, 유압에 의해 작동하는 유압실린더 등으로 구성할 수도 있을 것이다.

상기 경사록킹수단은 상기 승강수단을 중심으로 양쪽으로 벌어져서 위치하도록 상기 마운팅플레이트(5) 하측에 각각 구비된 록킹힌지(9)와, 일부가 개방된 원호형 단면으로 형성되어, 상기 록킹힌지(9)에 결합되면 상기 록킹힌지(9)의 회동운동은 허용하고 승강운동은 제한하도록 형성되며, 상기 수평구조부(1)에 회동 가능하게 힌지 결합된 록킹브라켓(11)과, 직선변위를 제공하여 상기 록킹브라켓(11)을 회동시켜서 상기 록킹힌지(9)에 결합 및 해제되도록 하는 작동로드(13)를 포함하여 구성된다.

특히, 본 실시예에서, 상기 작동로드(13)는 상기 승강수단을 중심으로 양쪽으로 각각 배치된 두 록킹힌지(9)에 각각 결합되며, 모두 동일한 방향으로 연장되고, 그 단부에 손잡이(15)가 각각 구비된 구조로 하여, 작업자가 차체의 일측에서 상기 두 작동로드(13)를 모두 작동시킬 수 있도록 하였다.

참고로, 도 2와 도 3에서는 상기 승강수단은 생략하고 도시되어 있다.

한편, 상기 수평구조부(1)와 마운팅플레이트(5) 사이에는 상기 마운팅플레이트(5)의 승강운동을 포함하여 가능한 운동 범위를 단일평면상에서의 운동으로 제한하도록 하는 가이드수단이 구비되어 있다.

본 실시예에서, 상기 가이드수단은 상기 마운팅플레이트(5)의 승강운동이 이루어지는 평면상에서만 회동 가능하게 서로 연결된 다수의 가이드링크(17)로 구성되어, 마치 펜터그래프 메커니즘과 같이 상기 마운팅플레이트(5)의 승강에 따라 가이드링크(17)들이 서로 회동되면서 그 운동을 흡수하되 그 회동축들은 모두 상기 승강방향에 수직하게 제한된 힌지구조를 가져서, 상기 마운팅플레이트(5)의 승강시 마운팅플레이트(5)의 기울어짐이 일정한 한 평면만으로 제한되도록 한 것이다.

상기 차체에 형성된 수평구조부(1)는 버스 차량의 경우, 버스의 루프패널로 할 수 있을 것이며, 이외에 다른 구조의 차량에서는 차체에 상기한 바와 같은 마운팅플레이트(5)와 승강수단 및 경사록킹수단을 장착할 수 있는 평면상의 구조를 제공할 수 있는 어느 부위든 상기 수평구조부(1)로 사용될 수 있을 것이다.

상기 마운팅플레이트(5)에는 도 5에 도시된 바와 같이 배터리패키지(3)의 탑재시 배터리패키지(3)의 슬라이딩 운동을 제한할 수 있도록 하는 스토퍼(19)가 더 구비되도록 할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 2 내지 도 5를 참고하여 살펴본다.

도 4는 차체에 이미 탑재되어 있던 배터리패키지(3)를 차체로부터 제거하는 상태를 설명한 것으로서, 최초 도 2와 같은 상태로 경사록킹수단이 작용하던 상태로부터, 작업자가 도 3과 같이 손잡이(15)를 당겨서 우측의 록킹브라켓(11)이 우측의 록킹힌지(9)로부터 이탈되도록 하면, 상기 가스스프링(7)에 의해 상기 마운팅플레이트(5)의 우측만이 상승하게 되고 좌측은 좌측의 록킹브라켓(11)이 좌측의 록킹힌지(9)를 회동만 허용한 상태로 잡고 있어서, 결과적으로 상기 마운팅플레이트(5)는 도 4의 상태와 같이 우측만이 상승하는 상태로 기울어지게 되어, 상기 마운팅플레이트(5) 상측의 배터리패키지(3)를 좌측 하측으로 슬라이딩시키면서 용이하게 차량으로부터 제거할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 배터리패키지(3)가 상기 마운팅플레이트(5)로부터 제거되면, 별도의 기구나 장비를 사용하여 상기 마운팅플레이트(5)의 우측을 다시 하측으로 하강시키고, 그 상태를 상기 우측의 록킹브라켓(11) 및 록킹힌지(9)를 통해 고정한다.

이후, 새로운 배터리패키지(3)의 용이한 탑재를 위하여, 상기 좌측의 록킹브라켓(11)이 좌측의 록킹힌지(9)로부터 이탈되도록 상기 작동로드(13)를 조작하면, 상기 마운팅플레이트(5)는 좌측이 상측으로 상승되게 된다.

이 상태에서 차량 외부의 장치로부터 새로운 배터리패키지(3)를 상기 마운팅플레이트(5)의 경사면을 따라 슬라이딩시켜서 마운팅플레이트(5)의 위에 로딩시킨다. 이때, 상기 배터리패키지(3)의 슬라이딩 운동이 적절한 범위 내로 제한되도록 하는 역할을 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스토퍼(19)가 수행하는 것이다.

참고로, 상기 도 5는 상기 스토퍼(19)를 표현하기 위해 도 4와는 반대 방향에서 관측한 상태를 도시하였다.

상기와 같이 새로운 배터리패키지(3)가 로딩된 상태에서 상기 마운팅플레이트(5)의 좌측을 별도의 기구나 장치 등을 사용하여 하측으로 하강시키고, 그 상태를 상기 좌측의 록킹브라켓(11)과 록킹힌지(9)로 고정하도록 하면, 배터리패키지(3)의 교환 작업이 완료되게 되는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 수평구조부
3; 배터리패키지
5; 마운팅플레이트
7; 가스스프링
9; 록킹힌지
11; 록킹브라켓
13; 작동로드
15; 손잡이
17; 가이드링크
19; 스토퍼

Claims

차체에 형성된 수평구조부(1)와;
상기 수평구조부(1) 위에 위치하며 상측에 배터리패키지(3)가 안착되는 평면을 구비하는 마운팅플레이트(5)와;
상기 수평구조부(1)에 대하여 상기 마운팅플레이트(5)를 상하로 승강시키도록 구비된 승강수단과;
상기 마운팅플레이트(5)가 상기 승강수단에 의해 상기 수평구조부(1)에 대하여 승강될 때, 상기 마운팅플레이트(5)의 승강운동 일부를 제한하여 상기 마운팅플레이트(5)가 적어도 2개의 서로 다른 방향으로 선택적으로 기울어지도록 하는 경사록킹수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승강수단은
상기 수평구조부(1)와 상기 마운팅플레이트(5) 사이에 설치되어, 상기 마운팅플레이트(5)를 상기 수평구조부(1)로부터 상측으로 밀어 올리는 탄성력을 제공하는 스프링으로 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 2에 있어서,
상기 승강수단을 구성하는 스프링은 양단이 각각 상기 수평구조부(1)와 마운팅플레이트(5)에 회동 가능하게 결합되는 가스스프링(7)으로 이루어진 것
을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 1에 있어서,
상기 경사록킹수단은
상기 승강수단을 중심으로 양쪽으로 벌어져서 위치하도록 상기 마운팅플레이트(5) 하측에 각각 구비된 록킹힌지(9)와;
일부가 개방된 원호형 단면으로 형성되어, 상기 록킹힌지(9)에 결합되면 상기 록킹힌지(9)의 회동운동은 허용하고 승강운동은 제한하도록 형성되며, 상기 수평구조부(1)에 회동 가능하게 힌지 결합된 록킹브라켓(11)과;
직선변위를 제공하여 상기 록킹브라켓(11)을 회동시켜서 상기 록킹힌지(9)에 결합 및 해제되도록 하는 작동로드(13);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 4에 있어서,
상기 승강수단을 중심으로 양쪽으로 각각 배치된 두 록킹힌지(9)에 결합되는 두 록킹브라켓(11)에 각각 연결된 작동로드(13)들은, 모두 동일한 방향으로 연장되고, 그 단부에 손잡이(15)가 각각 구비된 것
을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 1에 있어서,
상기 마운팅플레이트(5)의 승강운동을 포함하여 가능한 운동 범위를 단일평면상에서의 운동으로 제한하도록 상기 수평구조부(1)와 마운팅플레이트(5) 사이에 구비된 가이드수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 6에 있어서,
상기 가이드수단은
상기 마운팅플레이트(5)의 승강운동이 이루어지는 평면상에서만 회동 가능하게 서로 연결된 다수의 가이드링크(17)로 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차체에 형성된 수평구조부(1)는 버스 차량의 경우, 버스의 루프패널인 것
을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.
청구항 1에 있어서,
상기 마운팅플레이트(5)에는 배터리패키지(3)의 탑재시 배터리패키지(3)의 슬라이딩 운동을 제한할 수 있도록 하는 스토퍼(19)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재장치.