KR101776759B1 - 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임 - Google Patents

연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임 Download PDF

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Abstract

연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임이 개시된다. 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임는, 상측에는 연료전지 시스템이 설치되고 하측에는 연료전지 파워 트레인부가 설치되는 크로스 멤버 프레임과, 크로스 멤버 프레임의 일측에 설치되어 크로스 멤버 프레임을 차체 사이드 멤버의 일측에 고정하는 제1 사이드 프레임과, 크로스 멤버 프레임의 타측에 설치되어 크로스 멤버 프레임을 차체 사이드 멤버의 타측에 고정하는 제2 사이드 프레임을 포함한다.

Description

연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임{FUEL CELL POWER TRAIN SYSTEM FRAME}
본 발명은 차량의 생산 설비 비용의 절감이 가능한 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 시스템이 탑재된 자동차는, 반응가스, 즉 연료로 사용되는 수소와 산화제로 사용되는 산소를 포함하는 공기를 연료전지 스택에 공급하여 전기를 생산한다.
그리고 연료전지 스택에 의해 생산된 전기로 구동모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다. 여기서, 연료전지 스택에서 발생된 전기는 구동모터와 감속기 등을 포함하는 연료전지 파워 트레인부로 적절하게 전달되어 차량 구동이 이루어진다.
한편, 연료전지 파워트레인부와 연료전지 시스템은 연료 전지 차량의 차체에 조립되는 과정에서, 별도의 프레임과 브라켓을 이용하여 조립된다.
따라서, 연료전지 차량에 연료 전지 파워트레인부 및 연료전지 시스템을 설치하는 과정이 복잡하고 내연기관차량의 조립 설비와 제조 공정의 공유가 어려운 바, 제조 비용이 과다하게 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 수소 연료 전지 차량의 조립 공정을 내연 기관 차량의 조립 공정에 적용하는 것이 가능하여, 차량 혼류 생산에 따른 비용 절감이 가능한 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 상측에는 연료전지 시스템이 설치되고 하측에는 연료전지 파워 트레인부가 설치되는 크로스 멤버 프레임과, 크로스 멤버 프레임의 일측에 설치되어 크로스 멤버 프레임을 차체 사이드 멤버의 일측에 고정하는 제1 사이드 프레임과, 크로스 멤버 프레임의 타측에 설치되어 크로스 멤버 프레임을 차체 사이드 멤버의 타측에 고정하는 제2 사이드 프레임을 포함한다.
크로스 멤버 프레임에는 상기 연료전지 시스템과 상기 연료전지 파워 트레인을 고정하는 복수개의 고정부가 설치되는, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임.
고정부는, 크로스 멤버 프레임에 돌출되게 설치되는 스터드 볼트와, 크로스 멤버 프레임을 관통하여 설치되는 파이프 너트를 포함할 수 있다.
제1 사이드 프레임에는 차체의 상기 사이드 멤버에 연결되는 제1 연결부가 설치될 수 있다.
제1 연결부는, 제1 사이드 프레임에 설치되는 제1 블록과, 제1 블록에 돌출되어 사이드 멤버에 연결되는 제1 스터드 볼트를 포함할 수 있다.
제1 스터드 볼트와 사이드 멤버는 인슐레이터가 설치되는 제1 서포트 브라켓에 의해 연결될 수 있다.
제2 사이드 프레임에는 차체의 상기 사이드 멤버에 연결되는 제2 연결부가 설치될 수 있다.
제2 연결부는, 제2 사이드 프레임에 설치되는 제2 블록과, 제2 블록에 돌출되어 사이드 멤버에 연결되는 제2 스터드 볼트를 포함할 수 있다.
제2 스터드 볼트와 사이드 멤버는 인슐레이터가 설치되는 제2 서포트 브라켓에 의해 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 연료 전지 파워트레인부가 종래 차량의 엔진과 같이 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임에 일체화된 상태로 설치되는 바, 차량의 차체 조립 과정이 종래 내연 기관 차량의 조립 공정과 동일하게 적용할 수 있다. 따라서, 차량의 생산 설비를 공용화하는 것이 가능한 바, 혼류 조립 생산이 가능하여 생산 설비 비용의 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임에 연료전지 시스템 및 연료전지 파워 트레인부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임의 제2 사이드 프레임과 제2 연결부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임을 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임에 연료전지 시스템 및 연료전지 파워 트레인부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임(100)은, 상측에는 연료전지 시스템(11)이 안착되고 하측에는 연료전지 파워 트레인부(13)가 설치되는 크로스 멤버 프레임(10)과, 크로스 멤버 프레임(10)의 일측에 설치되어 크로스 멤버 프레임(10)을 차체 사이드 멤버의 일측에 고정하는 제1 사이드 프레임(30)과, 크로스 멤버 프레임(10)의 타측에 설치되어 크로스 멤버 프레임(10)을 차체 사이드 멤버의 타측에 고정하는 제2 사이드 프레임(40)을 포함한다.
이하에서 설명하는 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임(100)은, 수소 연료 전지를 이용하는 수소 연료 전지 차량(FCEV) 또는 내연 기관을 이용하는 차량에 함께 적용되어 연료전지 시스템(11)과 연료전지 파워 트레인부(13)를 함께 설치하도록 차체에 설치될 수 있다. 즉, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임(100)은, 수소 연료 전지 차량 또는 내연 기관 차량의 차체에 선택적으로 설치될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명한다.
크로스 멤버 프레임(10)은 차체의 우측 및 좌측의 사이드 멤버들 사이를 연결하도록 설치될 수 있다. 이러한 크로스 멤버 프레임(10)에는 연료전지 시스템(11)과 연료전지 파워 트레인(13)을 고정하기 위한 고정부(20)가 설치될 수 있다.
고정부(20)는, 크로스 멤버 프레임(10)에 설치되는 스터드 볼트(21)와 파이프 너트(23)를 포함할 수 있다.
스터드 볼트(21)는, 크로스 멤버 프레임(10)에 설치되어 연료전지 파워 트레인부(13) 또는 연료전지 시스템(11) 중의 적어도 하나 이상을 크로스 멤버 프레임(10)에 고정하도록 설치될 수 있다.
파이프 너트(23)는 크로스 멤버 프레임(10)의 내부에 설치될 수 있다. 이러한 파이프 너트(23)는 스터드 볼트(12)의 근접 위치에 설치되어 스터드 볼트(21)와 함께 연료전지 파워 트레인부(13) 또는 연료전지 시스템(11) 중의 적어도 하나 이상을 크로스 멤버 프레임(10)에 고정할 수 있다.
물론, 본 실시예에서는 연료전지 파워 트레인부(13) 또는 연료전지 시스템(11)을 크로스 멤버 프레임(10)에 고정하기 위해. 스터드 볼트(21)와 파이프 너트(23)를 함께 사용하는 것을 예시적으로 설명하지만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 스터드 볼트(21)와 파이프 너트(23) 중의 어느 하나를 이용하여 고정하는 것도 가능하다.
크로스 멤버 프레임(10)의 일측에는 제1 사이드 프레임(30)이 설치될 수 있다.
제1 사이드 프레임(30)은 크로스 멤버 프레임(10)의 일측에 설치되어 크로스 멤버 프레임(10)을 차체 사이드 멤버의 일측에 고정할 수 있다.
제1 사이드 프레임(30)은 크로스 멤버 프레임(10)의 일측에 돌출되게 설치되는 것으로서, 크로스 멤버 프레임(10)에 용접 등에 의해 견고하게 고정될 수 있다. 이러한 제1 사이드 프레임(30)에는 차체의 사이드 멤버에 연결을 위한 제1 연결부(31)가 설치된다.
제1 연결부(31)는 제1 사이드 프레임(30)의 돌출된 상측에 설치되는 것으로 차체의 사이드 멤버와의 연결을 위해 설치될 수 있다. 이러한 제1 연결부(31)는 제1 사이드 프레임(30)에 설치되는 제1 블록(31a)과, 제1 블록(31a)에 돌출되어 사이드 멤버에 연결되는 제1 스터드 볼트(31b)를 포함할 수 있다.
제1 블록(31a)은 제1 사이드 프레임(30)의 돌출된 표면에 설치되는 것으로 제1 사이드 프레임(30)의 표면에 마련된 인입홈(30a)에 일부분이 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
제1 블록(31a)은 제1 사이드 프레임(30)의 인입홈에 삽입된 상태에서 용접 등에 의해 견고하게 고정될 수 있다. 이와 같이, 제1 블록(31a)이 제1 사이드 프레임(30)에 설치되는 것은, 차체의 사이드 멤버 부분과 연결되는 과정에서 내구성을 더욱 보강하여 손상이 발생되지 않도록 하기 위한 것이다. 이러한 제1 블록(31a)에는 제1 스터드 볼트(31b)가 설치된다.
제1 스터드 볼트(31b)는 제1 블록(31a)에 돌출되게 설치되는 것으로서, 제1 서포트 브라켓(33)이 설치될 수 있다. 제1 스터드 볼트(31b)는 서로 간에 이격된 한 쌍으로 제1 블록(31a)에 설치되어 제1 서포트 브라켓(33)에 연결될 수 있다.
제1 서포트 브라켓(33)은, 일측은 제1 블록(31a)에 접촉된 상태에서 제1 스터드 볼트(31b)에 연결되고 타측은 제1 사이드 프레임(30)의 하부 방향으로 연장된다. 이러한 제1 서포트 브라켓(33)의 타측에는 인슐레이터(35)가 설치된다.
인슐레이터(35)는 제1 서포트 브라켓(33)과 제1 사이드 프레임(30)의 사이를 연결하도록 설치된다.
한편, 크로스 멤버 프레임(10)의 타측에는 제2 사이드 프레임(40)이 설치될 수 있다.
도 3은 도 2의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임의 제2 사이드 프레임과 제2 연결부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 5는 도 4의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 사이드 프레임(40)은 크로스 멤버 프레임(10)의 타측에 돌출되게 설치되는 것으로서, 크로스 멤버 프레임(10)에 용접 등에 의해 견고하게 고정될 수 있다. 이러한 제2 사이드 프레임(40)에는 차체의 사이드 멤버에 연결을 위한 제2 연결부(41)가 설치된다.
제2 연결부(41)는 제2 사이드 프레임(40)의 돌출된 상측에 설치되는 것으로 차체의 사이드 멤버와의 연결을 위해 설치될 수 있다. 이러한 제2 연결부(41)는 제2 사이드 프레임(40)에 설치되는 제2 블록(41a)과, 제2 블록(41a)에 돌출되어 사이드 멤버에 연결되는 제2 스터드 볼트(41b)를 포함할 수 있다.
제2 블록(41a)은 제2 사이드 프레임(40)의 돌출된 표면에 설치되는 것으로 제2 사이드 프레임(40)의 표면에 마련된 인입홈(40a)에 일부분이 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
제2 블록(41a)은 제2 사이드 프레임(40)의 인입홈에 삽입된 상태에서 용접 등에 의해 견고하게 고정될 수 있다. 이와 같이, 제2 블록(41a)이 제2 사이드 프레임(40)에 설치되는 것은, 차체의 사이드 멤버 부분과 연결되는 과정에서 내구성을 더욱 보강하여 손상이 발생되지 않도록 하기 위한 것이다. 이러한 제1 블록(31a)에는 제2 스터드 볼트(41b)가 설치된다.
제2 스터드 볼트(41b)는 제2 블록(41a)에 돌출되게 설치되는 것으로서, 제2 서포트 브라켓(43)이 설치될 수 있다. 제2 스터드 볼트(41b)는 서로 간에 이격된 한쌍으로 제2 블록(41a)에 설치되어 제2 서포트 브라켓(43)에 연결될 수 있다.
제2 서포트 브라켓(43)은, 일측은 제2 블록(41a)에 접촉된 상태에서 제2 스터드 볼트(41b)에 연결되고 타측은 제2 사이드 프레임(40)의 하부 방향으로 연장된다. 이러한 제2 서포트 브라켓(43)의 타측에는 인슐레이터(35)가 설치된다.
인슐레이터(45)는 제2 서포트 브라켓(43)과 제2 사이드 프레임(40)의 사이를 연결하도록 설치된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임(100)은, 연료전지 시스템(11)과 연료 전지 파워 트레인부(13)가 함께 설치된 상태로 차량의 차체에 설치된다.
즉, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임(100)을 중심으로 미리 조립된 연료 전지 파워트레인부(13)를 위로 올리면서 조립하거나, 차체가 연료전지 파워 트레인부(13) 방향으로 내려오면서 조립될 수 있다.
이와 같이, 연료 전지 파워 트레인부(13)가 종래 차량의 엔진과 같이 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임(100)에 일체화된 상태로 설치되는 바, 차량의 차체 조립 과정이 종래 내연 기관 차량의 조립 공정과 동일하게 적용할 수 있다. 따라서, 차량의 생산 설비를 공용화하는 것이 가능한 바, 혼류 조립 생산이 가능하여 생산 설비 비용의 절감이 가능하다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...크로스 멤버 프레임 11...연료전지 시스템
13...연료전지 파워 트레인부 20...고정부
21...스터드 볼트 23...파이프 너트
30...제1 사이드 프레임 31...제1 연결부
31a..제1 블록 33...제1 서포트 브라켓
40...제2 사이드 프레임 41...제2 연결부
41a..제2 블록 43...제2 서포트 브라켓

Claims (9)

  1. 상면에는 스택을 포함하는 연료전지 시스템이 설치되고, 하면에는 모터를 포함하는 연료전지 파워 트레인부가 설치되는 크로스 멤버 프레임;
    상기 크로스 멤버 프레임의 일측 가장자리의 전후단에 연결되고, 상기 크로스 멤버 프레임의 일측을 차체 사이드 멤버에 고정하는 제1 사이드 프레임; 및
    상기 크로스 멤버 프레임의 타측 가장자리의 전후단에 연결되고, 상기 크로스 멤버 프레임의 타측을 상기 차체 사이드 멤버의 타측에 고정하는 제2 사이드 프레임; 을 포함하고,
    상기 크로스 멤버 프레임에는 상기 연료전지 시스템과 상기 연료전지 파워 트레인부를 고정하는 복수 개의 고정부가 설치되고,
    상기 제1 사이드 프레임에는 차체의 상기 사이드 멤버에 연결되는 제1 연결부가 설치되고, 상기 제2 사이드 프레임에는 차체의 상기 사이드 멤버에 연결되는 제2 연결부가 설치된 것을 특징으로 하는 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 크로스 멤버 프레임에 돌출되게 설치되는 스터드 볼트; 및
    상기 크로스 멤버 프레임을 관통하여 설치되는 파이프 너트;
    를 포함하는, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결부는,
    상기 제1 사이드 프레임에 설치되는 제1 블록; 및
    상기 제1 블록에 돌출되어 상기 사이드 멤버에 연결되는 제1 스터드 볼트;
    를 포함하는, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스터드 볼트와 상기 사이드 멤버는 인슐레이터가 설치되는 제1 서포트 브라켓에 의해 연결되는, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 연결부는,
    상기 제2 사이드 프레임에 설치되는 제2 블록; 및
    상기 제2 블록에 돌출되어 상기 사이드 멤버에 연결되는 제2 스터드 볼트;
    를 포함하는, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 스터드 볼트와 상기 사이드 멤버는 인슐레이터가 설치되는 제2 서포트 브라켓에 의해 연결되는, 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임.
KR1020160038505A 2016-03-30 2016-03-30 연료 전지 파워 트레인 시스템 프레임 KR101776759B1 (ko)

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