KR102105843B1 - 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛 - Google Patents

Abstract

전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛은 차량의 센터 플로워 패널의 양측에서 차체 길이방향을 따라 배치되는 양측 사이드 실에 배터리팩을 장착하기 위한 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛에 있어서, 상기 사이드 실은 내부에 상부 및 하부 가로격벽을 포함하는 격벽 구조를 갖는 압출관재로 형성되며, 하면 길이방향으로 따라 일정간격으로 다수개의 체결홀이 형성되고, 단면 상에 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 볼트 규제홀이 형성되는 볼트 가이더, 및 상기 볼트 가이더 상의 각 볼트 규제홀에 끼워진 상태로, 상기 볼트 가이더와 함께 상기 사이드 실의 내부에 삽입되고, 상기 사이드 실의 하면 상에 상기 볼트 가이더와 함께 안착되면서 상기 체결홀에 각각 삽입되어 상기 배터리팩의 양측 마운팅 멤버와 체결되는 복수개의 체결볼트를 포함한다.

Description

전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛{MONUTING UNIT OF BATTERY-PACK FOR ELECTIRC VEHICLE}

본 발명은 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리팩 장착 시, 조립위치를 규제하여 조립성을 향상시키는 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 전방 차체에서 엔진 룸의 하부에는 차량의 전후 방향을 따라 연장되게 형성된 프론트 사이드 멤버가 차체의 폭방향 양측으로 배치되어 전방 차체의 구조적인 강성을 강화시킨다.

상기 프론트 사이드 멤버의 후방에는 사이드 실이 연결되어 차체의 길이방향을 따라 연장되고, 차체의 폭방향 양측에 배치된다.

한편, 차체의 바닥면을 형성하는 플로어 패널은 차량의 전방으로부터 전후방향을 따라 프론트 플로어 패널, 센터 플로어 패널, 및 리어 플로어 패널로 구성된다.

여기서, 상기 프론트 플로어 패널은 엔진룸의 바닥면을 구성하고, 상기 센터 플로어 패널은 승객실의 바닥면을 구성하며, 상기 리어 플로어 패널은 러기지 컴파트먼트(compartment)의 바닥면을 구성한다.

이 중에서 상기 센터 플로어 패널의 상면에는 액셀러레이터 페달, 브레이크 페달, 탑승자를 위한 시트 등이 장착되고, 하면에는 배기 파이프, 프로펠러 샤프트 등이 장착될 수 있다.

또한, 상기 사이드 실은 차체의 폭방향 양측에서 상기 센터 플로어 패널에 결합되어 차량의 측면 충돌에 대응하도록 기능한다.

한편, 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle)를 포함하는 전력에 의하여 움직이는 차량의 총칭으로서의 전기자동차(Electric Vehicle)는 상기 센터 플로어 패널 또는 상기 리어 플로어 패널 하면에 고용량 배터리를 장착하기 위하여 배터리 케이스가 구비된다.

또한, 전방에 엔진 또는 구동모터가 장착되고, 후륜이 구동륜인 차량과 같이 차량의 전후방향으로 추진축이 가로지르는 차량에서는 상기 추진축이 통과하도록 오목하게 상측으로 패인 U자 형상의 단면을 갖는 터널이 상기 센터 플로어 패널에 형성된다.

하지만, 상기 고용량 배터리가 내장된 배터리 케이스를 장착하기 위한 구조가 복잡해지면, 작업성 및 생산성이 저하되고, 조립 시, 조립 공차가 발생되어 이에 따른 품질이 저하될 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 복수개의 볼트 규제홀을 포함하는 볼트 가이더를 통해 상기 사이드 실의 내부에 삽입한 상태로, 상기 볼트 규제홀에 끼워진 체결볼트를 통해 배터리팩을 지지하는 마운팅 멤버를 체결하는 구조로 이루어져, 조립 위치를 규제하여 조립 공차를 줄이고, 상품성을 향상시킬 수 있는 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량의 센터 플로워 패널의 양측에서 차체 길이방향을 따라 배치되는 양측 사이드 실에 배터리팩을 장착하기 위한 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛에 있어서, 상기 사이드 실은 내부에 상부 및 하부 가로격벽을 포함하는 격벽 구조를 갖는 압출관재로 형성되며, 하면 길이방향으로 따라 일정간격으로 다수개의 체결홀이 형성되고, 단면 상에 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 볼트 규제홀이 형성되는 볼트 가이더, 및 상기 볼트 가이더 상의 각 볼트 규제홀에 끼워진 상태로, 상기 볼트 가이더와 함께 상기 사이드 실의 내부에 삽입되고, 상기 사이드 실의 하면 상에 상기 볼트 가이더와 함께 안착되면서 상기 체결홀에 각각 삽입되어 상기 배터리팩의 양측 마운팅 멤버와 체결되는 복수개의 체결볼트를 포함하는 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 상기 볼트 가이더는 상기 사이드 실의 하부 가로격벽과 하면 사이에 상기 사이드 실을 따라 삽입되도록 길이가 긴 판재 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 볼트 가이더는 일단부에 상측으로 돌출되어 일체로 형성된 걸림단을 통하여 상기 사이드 실의 하부 가로격벽의 일단부에 형성된 걸림홈에 끼워져 조립 위치가 규제될 수 있다.

또한, 상기 걸림단은 상기 걸림홈에 걸린 상태로 상기 걸림홈의 둘레에 용접 접합될 수 있다.

또한, 상기 걸림단은 선단에 절곡 형성되는 걸림턱을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마운팅 멤버는 상기 사이드 실의 체결홀에 대응하여 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀 통해 볼트가 삽입된 상태로 너트가 체결될 수 있다.

또한, 상기 마운팅 멤버는 하측에 상기 관통홀과 연결되는 툴 삽입홀이 형성되고, 상기 툴 삽입홀을 통하여 툴이 삽입되어 상기 체결볼트에 대하여 너트를 체결할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 복수개의 볼트 규제홀을 포함하는 볼트 가이더를 통해 상기 사이드 실의 내부에 삽입한 상태로, 상기 볼트 규제홀에 끼워진 체결볼트를 통해 배터리팩을 지지하는 마운팅 멤버를 체결하는 구조로 이루어져, 조립 위치를 규제하여 조립 공차를 줄이고, 상품성을 향상시킬 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛은 상기와 같은 간단한 조립 공정을 통하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛은 체결볼트와 너트를 이용하여 배터리팩을 장착함으로써, 기존의 용접 공정을 제거할 수 있어 작업환경을 개선할 수 있는 효과가 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛이 적용된 차체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛의 조립 공정도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛이 적용된 차체의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛의 조립 공정도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩(10)의 마운팅 유닛(1)(이하, 간단히 '마운팅 유닛'이라 함)은 고전압의 배터리팩(10)으로부터 전원을 공급받아 작동하는 구동모터를 동력원으로 하여 주행이 가능한 전기자동차에 적용될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시 예에 따른 마운팅 유닛(1)은 상부 측에 각종 어퍼 구조물이 장착되고, 하부 측에 배터리팩(10)이 장착되는 전기자동차의 언더 바디에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 배터리팩(10)은 충,방전기 가능한 다수개의 배터리 모듈들이 집합체로 구성된 것이며, 용량에 따라 배터리 모듈들의 개수가 가변될 수 있고, 집합체 형상도 가변될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 마운팅 유닛(1)은 상기 언더 바디를 구성하는 프론트 플로워 패널, 센터 플로워 패널(20), 및 리어 플로워 패널의 일체형 구조에 적용될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시 예 따른 마운팅 유닛(1)은 프론트 플로워 패널과 별개로 일체로 구성되는 센터 플로워 패널(20)과 리어 플로워 패널의 일체형 구조에 적용될 수도 있다.

그러나, 이하에서는 도면에서와 같이, 프론트 플로워 패널 및 리어 플로워 패널을 제외하고, 배터리팩(10)을 탑지하기 위한 센터 플로워 패널(20)만을 예로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 마운팅 유닛(1)의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 센터 플로워 패널(20)은 차체의 바닥 면을 구성하는 바, 승객 실의 바닥 면을 구성한다.

상기 센터 플로워 패널(20)에는 각종 패널, 터널 구조물 등이 장착될 수 있다.

또한, 상기 센터 플로워 패널(20)의 양측에는 사이드 실(30)이 접합된다.

이러한 센터 플로워 패널(20)은 상면에 복수개의 크로스 멤버(21)가 구성된다.

이때, 상기 크로스 멤버(21)는 상기 센터 플로워 패널(20)에 하단이 결합되고, 상기 센터 플로워 패널(20)의 폭방향으로 가로질러 상기 사이드 실(30)에 결합된다.

상기 크로스 멤버(21)는 용접에 의해 상기 센터 플로워 패널(20)과 사이드 실(30)에 접합된다.

상기 사이드 실(30)은 알루미늄 압출재로 구성되는 바, 차체의 전후 방향으로 연장되는 박스 형상의 폐 구간을 형성한다.

이러한 사이드 실(30)은 내부에 상부 가로격벽(30a), 하부 가로격벽(30b)을 포함하는 격벽 구조를 갖는 압출관재로 형성된다.

또한, 상기 사이드 실(30)은 내부가 다수 개의 격벽에 의해 다수개의 폐구간으로 이루어진다.

이러한 사이드 실(30)은 다수개의 폐구간으로서, 상부 폐구간(31a), 중앙 폐구간(31b), 하부 폐구간(31c), 및 내측 폐구간(31d)을 포함한다.

상기 상부 폐구간(31a)은 상기 사이드 실(30)의 상면과 상부 가로격벽(30a) 사이에 형성된다.

그리고 상기 중앙 폐구간(31b)은 단면적이 가장 넓은 폐구간으로 상기 상부 폐구간(31a)의 하측에 일체로 형성된다.

상기 하부 폐구간(31c)은 상기 중앙 폐구간(31b)의 하측에 일체로 형성되며, 하부 가로격벽(30b)과 사이드 실(30)의 하면 사이에 형성되며, 내부에 구획된 한 쌍의 폐구간을 형성한다.

여기서 상기 사이드 실(30)의 하면에는 복수개의 체결홀(33)이 일정간격으로 형성된다.

그리고 상기 내측 폐구간(31d)은 상기 상부 폐구간(31a)의 내측면에 일체로 형성되는 것으로, 내부에 구획된 한 쌍의 폐구간을 형성한다.

또한, 상기 내측 폐구간(31d)에는 내측 하단에 상기 센터 플로워 패널(20)의 폭방향 양측과 결합되는 결합 리브(32)가 일체로 형성된다.

이때, 상기 센터 플로워 패널(20)의 폭방향 양측은 결합 리브(32)에 용접 접합될 수 있다.

한편, 상기 사이드 실(30)에 배터리팩(10)을 장착하기 위한 마운팅 유닛(1)은 볼트 가이더(40)와 복수개의 체결볼트(B)를 포함한다.

상기 볼트 가이더(40)는 상기 사이드 실(30)의 하부 가로격벽(30b)과 하면 사이의 하부 폐구간(31c)에 삽입된다.

이러한 볼트 가이더(40)는 길이기 긴 판재 형상으로 이루어진다.

또한, 상기 볼트 가이더(40)는 단면 상에 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 볼트 규제홀(45)이 형성된다.

이때, 상기 볼트 규제홀(45)은 상기 사이드 실(30)의 하면에 형성된 다수개의 체결홀(33)에 대응하여 형성된다.

상기 볼트 가이더(40)는 일단부에 상측으로 돌출된 걸림단(41)이 일체로 형성된다.

이때, 상기 걸림단(41)은 상기 상기 하부 가로격벽(30b)의 일단부에 형성된 걸림홈(35)에 끼워진다.

즉, 상기 걸림단(41)은 상기 볼트 가이더(40)가 상기 하부 폐구간(31c)에 삽입될 때, 상기 걸림홈(35)에 끼워져 조립 위치가 규제되기 위하여 적용된 것이다.

또한, 상기 걸림단(41)은 상기 걸림홈(35)에 걸린 상태로, 상기 걸림홈(35)의 둘레에 용접 접합(W)된다.

여기서 상기 용접은 미그 용접(MIG)을 적용할 수 있다.

또한, 상기 걸림단(41)은 선단에 절곡 형성되는 걸림턱(43)을 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에서는 상기와 같은 볼트 가이더(40)를 통하여 상기 사이드 실(30)에 마운팅 멤버(50)를 통해 배터리팩(10)을 장착한다.

이때, 상기 마운팅 멤버(50)는 배터리팩(10)을 지지 및 고정하는 것으로, 상기 센터 플로워 패널(20)의 하측에서 상기 사이드 실(30)에 고정된다.

상기 마운팅 멤버(50)는 복수개의 체결볼트(B)를 통하여 상기 사이드 실(30)에 체결된 수 있다.

상기 마운팅 멤버(50)는 복수개의 폐공간을 갖는 알루미늄 압출재로 구비된다.

더 나아가, 상기 마운팅 멤버(50)는 상기 사이드 실(30)의 하부 폐구간(31c)에 결합된다.

상기 마운팅 멤버(50)는 상기 사이드 실(30)의 하면에 형성된 복수개의 체결홀(33)에 대응하여 복수개의 관통홀(51)이 형성되며, 상기 관통홀(51)에 대응하여 복수개의 툴 삽입홀(53)이 각각 형성된다.

상기 마운팅 유닛(1)을 통하여 배터리팩(10)을 상기 마운팅 멤버(50)를 통하여 상기 사이드 실(30)에 체결하는 방법은 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 상기 볼트 가이더(40)에 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 볼트 규제홀(45)을 형성한다.

이때, 상기 볼트 가이더(40)의 일단부에는 걸림단(41)이 형성된다.

도 4를 참조하면, 상기 복수개의 각 볼트 규제홀(45)에 체결볼트(B)를 끼운다.

도 5를 참조하면, 사이드 실(30)의 하부 폐구간(31b)에 볼트 가이더(40)를 삽입한다.

이때, 상기 볼트 가이더(40)는 상기 하부 가로격벽(30c)의 하면에 접촉시킨 상태로 삽입한다.

도 6을 참조하면, 상기 볼트 가이더(40)는 상기 걸림단(41)이 상기 하부 가로격벽(30c)에 형성된 걸림홈(35)에 끼워질 때까지 삽입한다.

여기서 상기 걸림단(41)이 걸림홈(35)에 끼워져 위치가 규제되면, 상기 체결볼트(B)가 상기 사이드 실(30)의 하면에 형성된 체결홀(33)에 각각 위치된다.

도 7을 참조하면, 상기 볼트 가이더(40)를 상기 사이드 실(30)의 하면에 접촉시키면서 상기 체결볼트(B)가 상기 체결홀(33)에 각각 삽입되도록 한다.

또한, 상기 걸림홈(35)의 둘레를 따라 상기 걸림단(41)과 함께 용접 접합(W)을 진행하여 상기 볼트 가이더(40)를 고정한다.

이때, 상기 체결볼트(B)는 상기 볼트 가이더(40)의 볼트 규제홀(45)에 끼워진 상태로, 사이드 실(30)의 하면에 형성된 체결홀(33), 및 상기 마운팅 멤버(50)의 상측에 형성된 관통홀(51)에 동시에 삽입된 상태를 유지한다.

도 8을 참조하면, 상기 마운팅 멤버(50)의 하측에 형성된 툴 삽입홀(53)을 통해 상기 체결볼트(B)에 너트(N)를 체결하여 고정한다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩(10)의 마운팅 유닛(1)은 복수개의 볼트 규제홀(45)을 포함하는 볼트 가이더(40)를 통해 상기 사이드 실(30)의 내부에 삽입한 상태로, 상기 볼트 규제홀(45)에 끼워진 체결볼트를 통해 마운팅 멤버(50)를 체결하는 구조로 이루어져, 조립 위치를 규제하여 조립 공차를 줄이고, 상품성을 향상시킬 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩(10)의 마운팅 유닛(1)은 상기와 같은 간단한 조립 공정을 통하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리팩(10)의 마운팅 유닛(1)은 체결볼트(B)와 너트(N)를 이용하여 배터리팩(10)을 장착함으로써, 기존의 용접 공정을 제거할 수 있어 작업환경을 개선할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 마운팅 유닛 10: 배터리팩
20: 센터 플로워 패널 21: 크로스 멤버
30: 사이드 실 30a: 상부 가로격벽
30b: 하부 가로격벽 31a: 상부 폐구간
31b: 중앙 폐구간 31c: 하부 폐구간
31d: 내측 폐구간 32: 결합 리브
33: 체결홀 35: 걸림홈
40: 볼트 가이더 41: 걸림단
43: 걸림턱 45: 볼트 규제홀
50: 마운팅 멤버 51: 관통홀
53: 툴 삽입홀 B: 체결볼트
N: 너트

Claims (7)

1. 차량의 센터 플로워 패널의 양측에서 차체 길이방향을 따라 배치되는 양측 사이드 실에 배터리팩을 장착하기 위한 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛에 있어서,
   상기 사이드 실은 내부에 상부 및 하부 가로격벽을 포함하는 격벽 구조를 갖는 압출관재로 형성되며, 하면 길이방향으로 따라 일정간격으로 다수개의 체결홀이 형성되고,
   상기 사이드 실의 하부 가로격벽과 하면 사이에 상기 사이드 실을 따라 삽입되도록 길이가 긴 판재 형상으로 이루어지고, 단면 상에 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 볼트 규제홀이 형성되며, 일단부에 상측으로 돌출되어 일체로 형성된 걸림단을 통해 상기 하부 가로격벽의 일단부에 형성된 걸림홈에 끼워져 조립 위치가 규제되는 볼트 가이더; 및
   상기 볼트 가이더 상의 각 볼트 규제홀에 끼워진 상태로, 상기 볼트 가이더와 함께 상기 사이드 실의 내부에 삽입되고, 상기 사이드 실의 하면 상에 상기 볼트 가이더와 함께 안착되면서 상기 체결홀에 각각 삽입되어 상기 배터리팩의 양측 마운팅 멤버와 체결되는 복수개의 체결볼트;
   를 포함하며,
   상기 걸림단은 상기 걸림홈에 걸린 상태로 상기 걸림홈의 둘레에 용접 접합되도록 선단에 절곡 형성되는 걸림턱이 형성되는 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 마운팅 멤버는
   상기 사이드 실의 체결홀에 대응하여 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀 통해 체결볼트가 삽입된 상태로 너트가 체결되는 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛.
7. 제6항에 있어서,
   상기 마운팅 멤버는
   하측에 상기 관통홀과 연결되는 툴 삽입홀이 형성되고, 상기 툴 삽입홀을 통하여 툴이 삽입되어 상기 체결볼트에 대하여 너트를 체결하는 전기자동차용 배터리팩의 마운팅 유닛.

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