KR102132719B1

KR102132719B1 - 소형 전기자동차용 차체 프레임

Info

Publication number: KR102132719B1
Application number: KR1020180115786A
Authority: KR
Inventors: 정호순; 최원호; 금종원; 김형우
Original assignee: (주)탑아이엔디
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-07-13
Also published as: KR20200036972A

Abstract

본 문건은, 경량성과 구조강성을 우수하되, 제조가 용이한 전기자동차용 차체 프레임을 개시한다.
실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임은, 이격되어 서로 마주하는 제1 사이드멤버 및 제2 사이드멤버 - 상기 제1 사이드멤버 및 제2 사이드멤버 각각은, 일자형태의 메인빔부와, 상기 메인빔부의 일단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제1 경사빔부와, 상기 제1 경사빔부의 단부에 연장 형성되되 상기 메인빔부와 평행한 제1 보강빔부와, 상기 메인빔부의 타단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제2 경사빔부와, 상기 제2 경사빔부의 단부에 연장 형성되되 상기 메인빔부와 평행한 제2 보강빔부로 구성됨 - ; 이격되어 서로 마주하되, 그 각각이 상기 제1 사이드멤버의 메인빔부와, 상기 제2 사이드멤버의 메인빔부 사이에 수직한 형태로 구비되는 제1 연결멤버 및 제2 연결멤버; 이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부와, 상기 한 쌍의 직선빔부의 단부를 연결하는 연결빔부로 구성되고, 상기 제1 연결멤버에 결합되는 'ㄷ' 자 형태의 프론트멤버; 및, 이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부와, 상기 한 쌍의 직선빔부의 단부를 연결하는 연결빔부로 구성되고, 상기 제2 연결멤버에 결합되는 'ㄷ'자 형태의 리어멤버;를 포함한다.

Description

소형 전기자동차용 차체 프레임{BODY FRAME OF SMALL ELECTRIC CAR}

본 개시(Disclosure)는 전기자동차용 차체 프레임과 관련된다.

본 섹션(Section)에는 본 개시의 기술적 의의를 이해하는 데 도움이되는 종래기술이 기재된다. 다만, 공지여부에 대한 명확한 언급이 없는 한, 기재된 종래기술이 출원 전 공지되었음을 의미하는 것은 아니다.

전기자동차의 보급 확산의 주요 걸림돌은 높은 가격, 짧은 주행거리, 긴 충전시간이며, 향후, 배터리 가격의 점진적 하락으로 가격 경쟁력을 확보할 것으로 전망되나, 배터리용량 증대에 따른 차량 무게가 증가함에 따라, 에너지효율 개선을 위한 가장 현실적인 대안인 차체 경량화 기술 개발이 필수적인 상황이다.

특히, 소형 전기자동차의 경우, 차체 프레임이 무거워지면, 그 주행성능이 현격히 저하될 우려가 있고, 차체 프레임을 경량화 시키면, 그 구조강성이 현격히 취약해질 우려가 있다.

KR

10-0352279

B1 (2002.09.12. 공고)

경량성과 구조강성을 우수하되, 제조가 용이한 전기자동차용 차체 프레임을 제공하는 것이다.

실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임은, 이격되어 서로 마주하는 제1 사이드멤버 및 제2 사이드멤버 - 상기 제1 사이드멤버 및 제2 사이드멤버 각각은, 일자형태의 메인빔부와, 상기 메인빔부의 일단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제1 경사빔부와, 상기 제1 경사빔부의 단부에 연장 형성되되 상기 메인빔부와 평행한 제1 보강빔부와, 상기 메인빔부의 타단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제2 경사빔부와, 상기 제2 경사빔부의 단부에 연장 형성되되 상기 메인빔부와 평행한 제2 보강빔부로 구성됨 - ; 이격되어 서로 마주하되, 그 각각이 상기 제1 사이드멤버의 메인빔부와, 상기 제2 사이드멤버의 메인빔부 사이에 수직한 형태로 구비되는 제1 연결멤버 및 제2 연결멤버; 이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부와, 상기 한 쌍의 직선빔부의 단부를 연결하는 연결빔부로 구성되고, 상기 제1 연결멤버에 결합되는 'ㄷ' 자 형태의 프론트멤버; 및, 이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부와, 상기 한 쌍의 직선빔부의 단부를 연결하는 연결빔부로 구성되고, 상기 제2 연결멤버에 결합되는 'ㄷ'자 형태의 리어멤버;를 포함한다.

상기 제1 사이드멤버의 제1 보강빔부의 단부와, 상기 제2 사이드멤버의 제1 보강빔부의 단부에는, 볼트홀이 형성된 연결플레이트가 더 구비될 수 있다.

상기 제1 사이드멤버의 제2 보강빔부의 단부와, 상기 제2 사이드멤버의 제2 보강빔부의 단부에는, 볼트홀이 형성된 연결플레이트가 더 구비될 수 있다.

상기 제1 사이드멤버의 제1 보강빔부와, 상기 제2 사이드멤버의 제1 보강빔부는, 상기 프론트멤버의 한 쌍의 직선빔부와 수직으로 나란히 배치되도록 구성되고, 상기 제1 사이드멤버의 제2 보강빔부와, 상기 제2 사이드멤버의 제2 보강빔부는, 상기 리어멤버의 한 쌍의 직선빔부와 수직으로 나란히 배치되도록 구성될 수 있다.

실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임은 그 구조상 무게가 가볍고, 제조가 용이할 뿐 아니라, 제1 사이드멤버의 제1, 2 보강빔부와, 제2 사이드멤버의 제1, 2 보강빔부가 프론트멤버 및 리어벰버로 가해지는 충격을 분산시켜, 구조강성이 우수하다.

도 1은 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)의 분해 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)의 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)의 정면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)을 구체적으로 설명한다.

도 1은 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)의 분해 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)의 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)의 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)은, 제1 사이드멤버(110), 제2 사이드멤버(120), 제1 연결멤버(130), 제2 연결멤버(140), 프론트멤버(150) 및 리어멤버(160)를 포함한다.

제1 사이드멤버(110)와 제2 사이드멤버(120)은 상호 이격되어 나란히 마주한다.

제1 사이드멤버(110)는 일자형태의 메인빔부(111)와, 메인빔부(111)의 일단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제1 경사빔부(112)와, 제1 경사빔부(112)의 단부에 연장 형성되되 메인빔부(111)와 평행한 제1 보강빔부(113)와, 메인빔부(111)의 타단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제2 경사빔부(114)와, 제2 경사빔부(114)의 단부에 연장 형성되되 메인빔부(111)와 평행한 제2 보강빔부(115)로 구성된다.

제2 사이드멤버(120)는 제1 사이드멤버(110)와 동일하게, 일자형태의 메인빔부(121)와, 메인빔부(121)의 일단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제1 경사빔부(122)와, 제1 경사빔부(122)의 단부에 연장 형성되되 메인빔부(121)와 평행한 제1 보강빔부(123)와, 메인빔부(121)의 타단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제2 경사빔부(124)와, 제2 경사빔부(124)의 단부에 연장 형성되되 메인빔부(121)와 평행한 제2 보강빔부(125)로 구성된다.

제1 연결멤버(130)와, 제2 연결멤버(140)는 이격되어 서로 마주하고, 그 각각이 제1 사이드멤버(110)의 메인빔부(111)와, 제2 사이드멤버(120)의 메인빔부(121) 사이에 수직한 형태로 구비된다. 즉, 제1 연결멤버(130), 제2 연결멤버(140), 제1 사이드멤버(110)의 메인빔부(111) 및, 제2 사이드멤버(120)의 메인빔부(121)는 배터리팩(B)이 설치될 수 있는 사각 형태의 공간을 형성한다.

프론트멤버(150)는 이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부(152, 152')와, 한 쌍의 직선빔부(152, 152')의 단부를 연결하는 연결빔부(154)로 구성된 'ㄷ' 자 형태로, 제1 연결멤버(130)에 결합된다. 프론트멤버(150)의 내부에는 전장품 및 조향장치가 설치될 수 있다.

리어멤버(160)는 이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부(162, 162')와, 한 쌍의 직선빔부(162, 162')의 단부를 연결하는 연결빔부(164)로 구성된 'ㄷ' 자 형태로, 제2 연결멤버(140)에 결합된다. 리어멤버(160)의 내부에는 모터와 인버터를 포함하는 동력모듈(M)이 설치될 수 있다.

계속해서, 제1 사이드멤버(110)의 제1 보강빔부(113)의 단부와, 제2 사이드멤버(120)의 제1 보강빔부(123)의 단부, 제1 사이드멤버(110)의 제2 보강빔부(115)의 단부와, 제2 사이드멤버(120)의 제2 보강빔부(125)의 단부에는, 볼트홀이 형성된 연결플레이트(170)가 더 구비될 수 있다. 이 경우, 제1, 2 사이드멤버(110, 120)에는 범퍼 등의 차체 부품이 용이하게 조립, 설치될 수 있다.

계속해서, 제1 사이드멤버(110)의 제1 보강빔부(113)와, 제2 사이드멤버(120)의 제1 보강빔부(123)는, 프론트멤버(150)의 한 쌍의 직선빔부(152, 152')와 수직으로 나란히 배치되도록 구성되고, 제1 사이드멤버(110)의 제2 보강빔부(115)와, 제2 사이드멤버(120)의 제2 보강빔부(125)는, 리어멤버(160)의 한 쌍의 직선빔부(160, 162')와 수직으로 나란히 배치되도록 구성될 수 있다.

이때, 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)은, 제1 사이드멤버(110)의 제1 보강빔부(113)와, 프론트멤버(150)의 한 쌍의 직선빔부(152, 152') 중 어느 하나의 직선빔부(152) 및, 제2 사이드멤버(120)의 제1 보강빔부(125)와, 프론트멤버(150)의 한 쌍의 직선빔부(152, 152') 중 다른 하나의 직선빔(152')부를 연결하는, 한 쌍의 제1 연결유닛(180)을 더 포함할 수 있다.

또한, 제1 사이드멤버(110)의 제2 보강빔부(115)와, 리어멤버(160)의 한 쌍의 직선빔부(162, 162') 중 어느 하나의 직선빔부(162') 및, 제2 사이드멤버(120)의 제2 보강빔부(125)와, 리어멤버(160)의 한 쌍의 직선빔부(162, 162') 중 다른 하나의 직선빔부(162')를 연결하는, 한 쌍의 제2 연결유닛(190)을 더 포함할 수 있다.

전술한 멤버들(110, 120, 130, 140, 150, 160)은 핫스탬핑(Hot Stamping) 공법에 의해 제조되는 제품일 수 있다.

핫 스탬핑이란 950℃ 이상의 고온으로 가열된 보론강을 금형에 넣고 프레스로 성형한 뒤, 금형 내에서 금속 냉각시키는 공법이며, 원소재를 인장강도 1.7GPa 이상의 인장강도를 가질 뿐만 아니라 복잡한 형상을 쉽게 성형할 수 있으며, 치수정밀도가 우수한 정점이 있다.

일반적으로 핫 스탬핑 제품은 초고강도의 특징에 따라 차량의 충돌 및 전복시 탑승자의 안전과 직결되는 주요부분에 적용되며, 기존 소재에 비해 2배가량의 강도 향상 효과와 경량화효과를 구현할 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 적은 양의 소재로도 높은 안전도를 유지할 수 있어 제조원가 절감은 물론 중량감소로 인한 연비개선, 연료절감으로 인한 환경보호 등 연쇄적인 효과를 수반한다.

실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)은 그 구성요소와 구성요소 간의 결합구조가 단순하여, 무게가 가볍고, 제조가 용이할 뿐 아니라, 제1 사이드멤버(110)의 제1, 2 보강빔부(113, 115)와, 제2 사이드멤버(120)의 제1, 2 보강빔부(123, 125)가 프론트멤버(150) 및 리어벰버(160)로 가해지는 충격을 분산시켜 줌으로, 구조강성이 우수하다.

앞서 설명된 실시예에 따른 전기자동차용 차체 프레임(100)은, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여, 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형(응용)될 수 있을 것이다.

따라서, 본 명세서가 개시하는 기술의 청구범위는 '발명의 설명' 및 '도면' 전반에 내포된 기술적 사상을 바탕으로 폭넓게 해석되어야 한다.

100 : 전기자동차용 차체 프레임
110 : 제1 사이드멤버
111 : 메인빔부
112 : 제1 경사빔부
113 : 제1 보강빔부
114 : 제2 경사빔부
115 : 제2 보강빔부
120 : 제2 사이드멤버
121 : 메인빔부
122 : 제1 경사빔부
123 : 제1 보강빔부
124 : 제2 경사빔부
125 : 제2 보강빔부
130 : 제1 연결멤버
140 : 제2 연결멤버
150 : 프론트멤버
152, 152' : 직선빔부
154 : 연결빔부
160 : 리어멤버
162, 162' : 직선빔부
164 : 연결빔부
170 : 연결플레이트
180 : 제1 연결유닛
190 : 제2 연결유닛
--
B : 배터리팩
M : 동력모듈

Claims

이격되어 서로 마주하는 제1 사이드멤버 및 제2 사이드멤버 - 상기 제1 사이드멤버 및 제2 사이드멤버 각각은, 일자형태의 메인빔부와, 상기 메인빔부의 일단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제1 경사빔부와, 상기 제1 경사빔부의 단부에 연장 형성되되 상기 메인빔부와 평행한 제1 보강빔부와, 상기 메인빔부의 타단에 연장 형성되되 상방으로 절곡된 형태인 제2 경사빔부와, 상기 제2 경사빔부의 단부에 연장 형성되되 상기 메인빔부와 평행한 제2 보강빔부로 구성됨 - ;
이격되어 서로 마주하되, 그 각각이 상기 제1 사이드멤버의 메인빔부와, 상기 제2 사이드멤버의 메인빔부 사이에 수직한 형태로 구비되는 제1 연결멤버 및 제2 연결멤버;
이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부와, 상기 한 쌍의 직선빔부의 단부를 연결하는 연결빔부로 구성되고, 상기 제1 연결멤버에 결합되는 'ㄷ' 자 형태의 프론트멤버; 및,
이격되어 서로 마주하는 한 쌍의 직선빔부와, 상기 한 쌍의 직선빔부의 단부를 연결하는 연결빔부로 구성되고, 상기 제2 연결멤버에 결합되는 'ㄷ'자 형태의 리어멤버;를 포함하고,
상기 제1 사이드멤버의 제1 보강빔부와, 상기 제2 사이드멤버의 제1 보강빔부는, 상기 프론트멤버의 한 쌍의 직선빔부와 수직으로 나란히 배치되도록 구성되고,
상기 제1 사이드멤버의 제2 보강빔부와, 상기 제2 사이드멤버의 제2 보강빔부는, 상기 리어멤버의 한 쌍의 직선빔부와 수직으로 나란히 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 차체 프레임.
제1항에 있어서,
상기 제1 사이드멤버의 제1 보강빔부의 단부와, 상기 제2 사이드멤버의 제1 보강빔부의 단부에는, 볼트홀이 형성된 연결플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 차체 프레임
제2항에 있어서,
상기 제1 사이드멤버의 제2 보강빔부의 단부와, 상기 제2 사이드멤버의 제2 보강빔부의 단부에는, 볼트홀이 형성된 연결플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 차체 프레임.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 사이드멤버의 제1 보강빔부와, 상기 프론트멤버의 한 쌍의 직선빔부 중 어느 하나의 직선빔부 및, 상기 제2 사이드멤버의 제1 보강빔부와, 상기 프론트멤버의 한 쌍의 직선빔부 중 다른 하나의 직선빔부를 연결하는, 한 쌍의 제1 연결유닛; 및,
상기 제1 사이드멤버의 제2 보강빔부와, 상기 리어멤버의 한 쌍의 직선빔부 중 어느 하나의 직선빔부 및, 상기 제2 사이드멤버의 제2 보강빔부와, 상기 리어멤버의 한 쌍의 직선빔부 중 다른 하나의 직선빔부를 연결하는, 한 쌍의 제2 연결유닛;을 더 포함하는, 전기자동차용 차체 프레임.