KR101893241B1 - 배터리 장착부를 구비한 하이브리드 트랙터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존 엔진에 모터 등의 구동원을 추가한 하이브리드 트랙터에 관한 것으로서, 특히 모터의 구동에 필요한 전원을 충전하고 있는 중량의 배터리를 트랙터 구조에 부합한 위치에 장착할 수 있게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 트랙터는 엔진이 장착된 엔진 프레임의 전방에는 배터리를 수용하는 바스켓이 고정되며, 바스켓에는 배터리가 장착되며, 특히 엔진 프레임의 전방에는 웨이트 지지대가 고정되고, 웨이트 지지대에는 웨이트가 고정되며, 엔진 프레임에 고정된 바스켓은 엔진 프레임의 하부에 위치한다.

Description

배터리 장착부를 구비한 하이브리드 트랙터{HYBRID TRACTOR WITH BATTERY INSTALLATION}
본 발명은 기존 엔진에 모터 등의 구동원을 추가한 하이브리드 트랙터에 관한 것으로서, 특히 모터의 구동에 필요한 전원을 충전하고 있는 중량의 배터리를 트랙터 구조에 부합한 위치에 장착할 수 있게 구성한 것이다.
최근 환경오염 및 연비 절감 등을 목적으로, 2개의 구동원으로 주행하는 하이브리드 차량이 개발 보급되고 있으며, 이와 같은 추세는 트랙터에 연계되어 하이브리드 트랙터가 개발되고 있다.
기존 트랙터는 디젤 연료를 사용하는 디젤 엔진을 통해 주행 동력 및 작업 동력을 발생시켰으나, 하이브리드 트랙터는 디젤 엔진 또는 모터를 통한 주행 및 작업 동력을 확보할 수 있다.
한편, 하이브리드 차량 및 트랙터에는 모터에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 대용량의 배터리가 장착되어야 하지만, 기존 디젤 트렉터의 설계 구조에 대용량의 배터리를 장착할 수 있는 공간을 확보하기에 구조적으로 상당한 어려움이 따른다. 또한 대용량의 배터리 경우 자체 중량이 크기 때문에 트랙터의 무게 중심점을 최대로 낮춰 제작할 수 있도록 설계되어야 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0090207호(공개일; 2012.08.17)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 기존 트랙터의 구조에 큰 변형 없이 중량의 배터리를 효율적으로 장착할 수 있게 구성한 하이브리드 트랙터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 트랙터는 엔진 프레임 전면 돌출부와 상기 엔진 프레임 전면 돌출부에 장착되는 웨이트 지지대 사이에 배터리를 수용하는 바스켓의 상단 브라켓이 고정되고, 엔진 프레임 하단에 상기 바스켓의 후방이 위치하며, 상기 바스켓에는 배터리가 장착되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바스켓의 상단 브라켓은 엔진 프레임 전방 돌출부와 간섭되지 않게 상기 전방 돌출부의 둘레를 감싸는 형태로 상기 엔진 프레임에 볼트 체결되고, 상기 바스켓 후방에는 하단 브라켓이 있고, 상기 하단 브라켓과 상기 엔진 프레임 하단에 위치하여 상기 하단 브라켓과 상기 엔진 프레임을 체결하는 체결편이 위치한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바스켓은 정면과, 상기 정면에 연결되어 수직하게 위치하는 바닥면과, 정면과 바닥면의 양 측면에 고정되는 직삼각 구조의 측면들을 구비한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바스켓에는 배터리가 외부로 노출되지 않도록 커버가 장착된다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 트랙터는 캐빈 바닥판과 캐빈 프레임들에 의해 형성된 공간에 배터리가 위치하며, 캐빈 프레임들을 연결하는 배터리 지지브래킷에 의해 배터리가 받쳐진다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캐빈 프레임의 내측에는 휨방지대가 고정되며, 휨방지대에 의해 배터리가 지지된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캐빈 프레임 하단에는 배터리가 외부로 노출되지 않도록 커버가 장착된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 트랙터는 캐빈의 아래에 중량의 배터리가 장착됨에 따라 트랙터의 무게중심을 낮출 수 있어 트랙터의 안전성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 트랙터는 트랙터의 중량체를 대신하거나 또는 중량체의 중량 일부를 배터리의 중량으로 대치함으로써, 기존 트랙터에 장착되는 중량체의 구성을 제거하거나 또는 중량체의 중량을 감소시킬 수 있어 필요한 제작 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 트랙터 측면을 나타낸 개념도이고,
도 2는 도 1에 도시된 배터리 장착 케이스의 결합 구조를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2에 도시된 장착 케이스의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 트랙터의 캐빈 저면에 장착되는 배터리 조립체의 결합관계를 나타낸 개념도이고,
도 5는 도 4에 도시된 캐빈의 바닥판과 배터리 조립체를 제거한 상태의 배터리 지지 브래킷을 나타낸 개념도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 하이브리드 트랙터의 양호한 실시예들에 대해 첨부한 도면을 참조로 하여 구체적으로 설명한다.
[제1실시예]
도면에서, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 트랙터 측면을 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 장착 케이스의 결합 구조를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 장착 케이스의 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 트랙터(100)는 앞바퀴(101)와 뒷바퀴(103) 사이의 상부에 캐빈(105)이 위치한다. 캐빈(105)은 작업자의 운전 공간으로 외부 환경과 차단되는 실내공간이다.
또한 캐빈(105)의 전방에는 디젤 엔진(107)이 위치하며, 디젤 엔진(107)은 후드(109)에 의해 덮이거나 개방된다. 한편, 디젤 엔진(107)이 장착된 엔진 프레임(111)의 전방에는 전방 웨이트(113)가 장착되도록 웨이트 지지대(115)가 구비되며, 웨이트 지지대(115)에 전방 웨이트(113)가 장착된다.
전방 웨이트(113)는 트랙터(100) 작업 시 균형 유지를 위해 전방에 장착되는 무게 추로서, 트랙터(100)의 후방에 장착되는 작업기의 중량에 따른 무게 중심을 확보하기 위해 트랙터(100)의 전방에 장착되는 중량체이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 트랙터는 도 1에 도시된 바와 같이, 중량의 배터리(121)를 웨이트 지지대(115)의 근처에 장착함으로써, 기존 전방 웨이트(113)의 중량 및 일부 중량을 배터리(121)의 중량을 대치할 수 있게 구성한 것이다.
이를 위해, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 프레임(111)과 웨이트 지지대(115)의 사이에 배터리 케이스(130)가 장착되며, 배터리 케이스(130)에 내장된 배터리 조립체(120)는 엔진 프레임(111)의 아래쪽에 위치한다.
배터리 케이스(130)는 육면체 구조의 배터리 조립체(120)의 정면과 바닥면 및 양측면의 일부를 감싸는 바스켓(131)과, 바스켓(131)의 상단에 형성되며 엔진 프레임(111)과 웨이트 지지대(115)의 사이에 위치하며 엔진 프레임(111)에 장착되는 상단 브래킷(133)과, 바스켓(131)의 하단에 위치하는 하단 브래킷(135)과, 하단 브래킷(135)과 엔진 프레임(111)의 러그(111L)에 양단이 고정되는 체결편(137)을 포함한다.
아래에서는 이와 같이 구성된 배터리 케이스(130)에 대해 구체적으로 설명한다.
배터리 케이스(130)의 바스켓(131)은 육면체의 박스 구조를 대각선 방향으로 절단된 구조로서, 사각의 정면(131F)과 사각의 바닥면(131B) 및 정면(131F)과 바닥면(131B)을 연결하는 직삼각 구조의 양 측면(131S)을 포함한다. 정면(131F), 바닥면(131B) 및 양 측면(131S)이 형성하는 안쪽 공간에 육면체 구조의 배터리 조립체(120)가 위치한다.
여기에서 배터리 조립체(120)란, 전력이 충전되는 배터리(121)와 상기 배터리(121)를 관리하기 위한 모니터(123)를 포함한 것으로서, 제1실시예에 따른 하이브리드 트랙터에서는 배터리 케이스(130)의 내부에 배터리(121)와 모니터(123)가 일체화된 배터리 조립체(120)가 위치한다.
한편, 배터리 케이스(130)의 바스켓(131) 정면(131F) 상단에는 복수의 상단 브래킷(133)들이 간격을 두고 형성된다. 그리고 복수의 상단 브래킷(133)들은 엔진 프레임(111)에 접한 상태로 고정되며, 상단 브래킷(133)의 외측에는 웨이트 지지대(115)가 위치하여 엔진 프레임(111)에 고정된다.
아래에서는 배터리 케이스의 장착관계에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
엔진 프레임(111)의 정면에는 돌출부(117)가 형성되며, 배터리 케이스(130)의 바스켓(131) 상단에 형성된 상단 브래킷(133)들은 돌출부(117)와 간섭되지 않도록 돌출부(117)의 폭보다 큰 간격을 두고 형성된다. 따라서 배터리 케이스(130)의 바스켓(131)을 엔진 프레임(111)의 위치할 경우 돌출부(117)는 상단 브래킷(133) 사이에 위치한다.
한편, 도 3에 보이듯이, 엔진 프레임(111)의 정면에는 탭(111T)이 형성되며, 탭(111T)에 대응하여 상단 브래킷(133)에는 관통공(133H)이 형성된다. 따라서 상단 브래킷(133)이 엔진 프레임(111)에 접한 상태에서 볼트가 상단 브래킷(133)을 관통해 엔진 프레임(111)의 탭(111T)에 체결됨으로써, 바스켓(131)은 엔진 프레임(111)에 고정된다.
또한 바스켓(131)의 바닥면(131B) 후단에는 하단 브래킷(135)이 고정된다. 앞서 설명한 바와 같이 바스켓(131)의 안쪽에 배터리 조립체(120)가 위치한 상태에서 상단 브래킷(133)으로만 배터리 조립체(120)를 지지할 경우, 중량의 배터리 조립체(120)의 하중에 따라 상단 브래킷(133)의 두께가 증대되어야 하는 문제점이 있다. 따라서 바스켓(131)의 후단 지지력을 확보하기 위해 바닥면(131B) 후단에 하단 브래킷(135)이 고정된다.
하단 브래킷(135)의 후단에는 관통공(135H)이 형성되며, 하단 브래킷(135)의 관통공(135H)과 대응하여 엔진 프레임(111)의 저면에는 러그(111L)가 형성된다.
그리고 하단 브래킷(135)의 관통공(135H)과 러그(111L)의 관통공(111H)에 대응하도록 체결편(137)의 양단에 각각 관통공(137H)이 형성되며 관통공(137H)을 통해 하단 브래킷(135)과 러그(111L)가 연결된다.
구체적으로 체결편(137)의 상단 관통공(137H)과 러그(111L)의 관통공(111H)이 대응하여 위치하고, 체결편(137)의 하단 관통공(137H)과 하단 브래킷(135)의 관통공(135H)이 대응한 상태에서 볼트가 삽입되고, 너트가 체결됨으로 러그(111L)와 하단 브래킷(135)이 체결편(137)으로 연결된다.
이와 같이 바스켓(131)의 안쪽에 위치한 배터리 조립체(120)의 하중은 상단 브래킷(133)과 체결편(137)으로 분산되어 지지됨으로써, 바스켓(131)의 처짐 없이 안정적으로 고정된다.
또한 상기 바스켓(131)에는 배터리 조립체(120)가 외부로 노출되지 않도록 커버(미도시)가 추가구성되며, 상기 커버는 주행 또는 작업 중 배터리 조립체(120)에 흙, 물 등의 이물질과의 접촉을 방지하는 밀폐된 구조를 가지며, 돌 등으로 인하여 상기 배터리 조립체(120)가 파손되는 것을 방지하기 위해 충분한 강성을 가지고 있다.
이와 같이 배터리 케이스(130)가 엔진 프레임(111)에 장착된 상태에서, 도 3에 보이듯이 엔진 프레임(111)의 정면에 웨이트 지지대(115)를 장착한다. 웨이트 지지대(115)에는 관통공(115H)이 형성되고, 엔진 프레임(111)에 형성된 돌출부(117)에는 탭(117T)이 형성되며, 볼트가 웨이트 지지대(115)의 관통공(115H)을 관통해 돌출부(117)의 탭(117T)에 체결되어 웨이트 지지대(115)를 엔진 프레임(111)의 정면에 고정한다.
웨이트 지지대(115)가 엔진 프레임(111)에 장착되면 전방 웨이트(113)를 웨이트 지지대(115)에 슬라이드 방식으로 밀어 장착한다.
앞서 설명한 제1실시예에 따른 하이브리드 트랙터과 같이 중량의 배터리 조립체(120)가 웨이트 지지대(115)와 엔진 프레임(111)의 사이에 장착되며 엔진 프레임(111)의 아래에 위치함으로써, 배터리 조립체(120)의 중량만큼 전방 웨이트(113)의 중량을 절감하거나 또는 전방 웨이트(113)를 장착하지 않을 수 있는 장점이 있다.
[제2실시예]
제1실시예에서는 배터리 케이스가 엔진 프레임과 웨이트 지지대의 사이에 장착되어 엔진 프레임의 아래에 위치하는 것으로 설명하고 있다. 이는 양측 앞바퀴의 사이에 공간이 형성됨에 따라 공간활용도가 높은 구조인 반면에, 트랙터의 주행 중에 엔진 프레임의 하부에 위치한 배터리 케이스가 지면과 부딪힐 수 있다는 문제점이 있다.
아래에서 설명하는 제2실시예에 따른 하이브리드 트랙터는 캐빈(105)의 바닥판(105B) 아래에 배터리 조립체(120)가 장착되는 것으로 도면을 통해 구체적으로 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캐빈(105)은 앞바퀴(101)와 뒷바퀴(103) 사이 상부에 위치한다. 캐빈(105)은 작업자의 운전 공간으로 외부 환경과 차단되는 실내공간이다.
한편, 캐빈(105)은 절곡 또는 판금을 통해 제작된 패널들을 이용하여 제작되며, 캐빈(105)과 엔진 프레임(111)의 사이에는 서스팬션이 장착되어 캐빈(105)을 받쳐준다. 따라서 캐빈(105)과 엔진 프레임(111)의 사이에는 공간이 형성된다.
보다 구체적으로, 캐빈(105)은 그 바닥판(105B) 저면에 캐빈 프레임(141)들이 연결되어 위치하고, 캐빈(105)의 바닥판(105B)이 캐빈 프레임(141)의 상면에 안착되어 캐빈(105)을 형성한다.
따라서 캐빈 프레임(141)들과 바닥판(105B)에 의해 하향으로 개방된 공간(S)이 형성되며, 상기 공간(S)에 배터리 조립체(120)가 위치하며, 캐빈 프레임(141)들을 연결하는 배터리 지지브래킷(143)에 의해 배터리 조립체(120)가 받쳐진다.
도 5는 캐빈(105)의 바닥판(105B)을 제거한 상태의 캐빈 프레임(141)과 배터리 지지브래킷(143)을 나타낸 도면으로서, 캐빈 프레임(141)의 저면을 연결하고 있는 배터리 지지브래킷(143)의 상면에 배터리 조립체(120)가 위치한다.
또한 배터리 조립체(120)는 캐빈 프레임(141)의 사이에 위치함에 따라, 배터리 조립체(120)의 보호와 셀(121C)의 변형을 방지하기 위해 탄성을 갖는 휨방지대(145)가 캐빈 프레임(141)의 내측면에 고정된다.
따라서 휨방지대(145)에 안착되거나 또는 휨방지대(145)의 측면에 밀착되어 지지된 배터리 조립체(120)는 휨방지대(145)에 의해 보호된 상태로 캐빈 프레임(141)의 사이에 위치하며, 배터리 셀(121C)의 변형을 방지한다.
한편, 제2실시예의 다른 예로서, 배터리 조립체(120) 중 배터리(121)는 캐빈 프레임(141)의 사이에 장착되고, 모니터(123)는 캐빈(105) 내부에 위치할 수도 있다.
제2실시예도 제1실시예와 동일하게 상기 캐빈 프레임(141)의 하부에 설치되어 상기 배터리 조립체(120)를 밀폐 및 보호하는 커버(미도시)가 추가구성된다.
100 : 트랙터
105 : 캐빈
111 : 엔진 프레임
11L : 러그
113 : 전방 웨이트
115 : 웨이트 지지대
120 : 배터리 조립체
121 : 배터리
121C : 셀
123 : 모니터
131 : 바스켓
133, 135 : 브래킷
137 : 체결편
141 : 캐빈 프레임
143 : 배터리 지지브래킷
145 : 휨방지대

Claims (7)

  1. 엔진 프레임(111) 전면 돌출부(117)와 상기 엔진 프레임(111) 전면 돌출부(117)에 장착되는 웨이트 지지대(115) 사이에 배터리(121)를 수용하는 바스켓(131)의 상단 브라켓(133)이 고정되고, 엔진 프레임(111) 하단에 상기 바스켓(131)의 후방이 위치하며, 상기 바스켓(131)에는 배터리가 장착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터.
  2. 제1항에 있어서,
    바스켓(131)의 상단 브라켓(133)은 엔진 프레임(111) 전방 돌출부(117)와 간섭되지 않게 상기 전방 돌출부(117)의 둘레를 감싸는 형태로 상기 엔진 프레임(111)에 볼트 체결되고, 상기 바스켓(131) 후방에는 하단 브라켓(135)이 있고, 상기 하단 브라켓(135)과 상기 엔진 프레임(111) 하단에 위치하여 상기 하단 브라켓(135)과 상기 엔진 프레임(111)을 체결하는 체결편(137)이 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터.
  3. 제2항에 있어서,
    바스켓(131)은 정면(131F)과, 상기 정면에 연결되어 수직하게 위치하는 바닥면(131B)과, 정면과 바닥면의 양 측면에 고정되는 직삼각 구조의 측면(131S)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터.
  4. 제3항에 있어서,
    바스켓(131)에는 배터리(121)가 외부로 노출되지 않도록 커버가 장착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터.
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