KR102394573B1 - 차량의 배터리 마운팅 구조 - Google Patents

차량의 배터리 마운팅 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조에 의하면, 서브 프레임, 상기 서브 프레임의 상부에 배치되는 사이드 멤버, 하단부는 상기 서브 프레임에 체결되고, 상단부는 상기 사이드 멤버의 하부를 관통하는 서브 프레임 마운팅 볼트, 상기 사이드 멤버의 일측에 배치되는 배터리 모듈의 일측면에 돌출되어 형성되는 배터리 마운팅 멤버, 및 상기 배터리 마운팅 멤버와 상기 사이드 멤버의 상단을 관통하고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부에 체결되는 배터리 마운팅 볼트를 포함할 수 있다.

Description

차량의 배터리 마운팅 구조{BATTERY MOUNTING STRUCTRUE OF VEHICLE}
본 발명은 PHEV(plug in hybrid electric vehicle)에 적용되는 고전압 배터리를 차체에 마운팅하고, 차체의 비틀림 강성을 향상시키고, 중량과 제조원가를 줄일 수 있는 차량의 배터리 마운팅 구조에 관한 것이다.
전기자동차 및 하이브리드 자동차는 필수적인 부품으로서, 고전압 배터리, 구동모터, 인버터, LDC(Low DC-DC Converter), 배터리 관리를 위한 일종의 제어기인 BMS(Battery Management System) 등을 포함한다.
이들 부품들이 모듈화된 배터리모듈이 차량의 트렁크 룸 또는 리어 시트의 배면 쪽과 트렁크 룸 사이공간 등에 탑재될 수 있다.
따라서, 고전압배터리, 인버터, LDC, BMS, 냉각 팬 등이 하나로 모듈화된 배터리모듈을 차량에 탑재할 때, 트렁크 룸의 면적을 줄이지 않는 구조, 예비 타이어 설치 공간을 차지하지 않는 구조, 리어 시트와 간섭이 없는 구조 등을 감안할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 단면도이다.
도 1을 참조하면, 마운팅 구조는 고전압 배터리 모듈(100), 마운팅 멤버(110), 리어 플로어 판넬(130), 마운팅 브라켓(140), 브라켓 보강부재(145), 및 리어 사이드 멤버(120)를 포함하고, 상기 리어 사이드 멤버(120)의 내부에는 내부 보강부재(125)가 구성된다.
그러나, 기본 차체에 배터리 모듈(100)을 설치하기 위해서, 마운팅 브라켓, 브라켓 보강부재, 및 내부 보강부재 등이 추가로 설치되기 때문에, 차체의 전체적인 중량이 증가하고, 제조 원가가 증가할 수 있다.
또한, 배터리 모듈을 설치하는 구조를 통해서, 동시에 차체의 비틀림 강성을 향상시키고, 중량과 제조원가의 상승을 줄이는 장착 구조에 대한 연구가 진행되고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적은 PHEV(plug in hybrid electric vehicle)에 적용되는 고전압 배터리를 차체에 마운팅하되, 차체의 중량과 제조 원가를 줄이고, 차체의 비틀림 강성을 증가시키고, 차체의 품질을 개선할 수 있는 차량의 배터리 마운팅 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조에 의하면, 서브 프레임, 상기 서브 프레임의 상부에 배치되는 사이드 멤버, 하단부는 상기 서브 프레임에 체결되고, 상단부는 상기 사이드 멤버의 하부를 관통하는 서브 프레임 마운팅 볼트, 상기 사이드 멤버의 일측에 배치되는 배터리 모듈의 일측면에 돌출되어 형성되는 배터리 마운팅 멤버, 및 상기 배터리 마운팅 멤버와 상기 사이드 멤버의 상단을 관통하고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부에 체결되는 배터리 마운팅 볼트를 포함할 수 있다.
상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부와 상기 배터리 마운팅 볼트는 서로 나사 체결될 수 있다.
상기 배터리 마운팅 볼트의 하단부가 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부에 삽입되어 나사 체결될 수 있다.
상기 서브 프레임에는 마운팅 부시가 장착되고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 하단부가 상기 마운팅 부시의 중심부에 삽입될 수 있다.
상기 서브 프레임 마운팅 볼트가 상기 마운팅 부시의 중심부를 관통하고, 하부로 돌출되며, 상기 하부로 돌출된 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 하단부에 고정 너트가 체결되어 상기 서브 프레임 마운팅 볼트를 상기 마운팅 부시에 고정시킬 수 있다.
상기 사이드 멤버의 하면에 접합되는 마운팅 브라켓을 포함하고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 하부 외주면에 형성된 고정 날개가 상기 마운팅 브라켓을 마운팅 부시의 상면으로 가압할 수 있다.
상기 사이드 멤버의 내부에 배치되고, 일측은 상기 사이드 멤버의 내면에 접합되어 고정되고, 타측은 상기 서브 프레임 마운팅 볼트에 접합되어 고정되는 마운팅 보강부재를 더 포함할 수 있다.
상기 마운팅 보강부재의 상하부는 상기 사이드 멤버의 내측 상하면에 접합되고, 상기 마운팅 보강부재의 양측은 상기 사이드 멤버의 내측 양면에 접합될 수 있다.
상기 서브 프레임, 상기 사이드 멤버는 차체의 리어 측에 배치될 수 있다.
상기 사이드 멤버는, 차체의 내측에 배치되는 사이드 멤버 이너, 및 상기 사이드 멤버 이너의 외측에 접합되는 사이드 멤버 아우터를 포함할 수 있다.
상기 사이드 멤버 이너와 접합된 플로어 판넬을 더 포함하고, 상기 배터리 모듈은 상기 플로어 판넬의 상부에 배치될 수 있다.
상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부는 상기 사이드 멤버의 하부를 관통하여 내부로 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조는 서브 프레임, 하단부가 상기 서브 프레임에 체결되는 서브 프레임 마운팅 볼트, 배터리 모듈의 일측면에 돌출되어 형성되는 배터리 마운팅 멤버, 및 상기 배터리 마운팅 멤버를 통해서 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부에 체결되는 배터리 마운팅 볼트를 포함할 수 있다.
상기 서브 프레임 위에 사이드 멤버가 배치되고, 상기 배터리 마운팅 멤버는 상기 사이드 멤버의 상면에 안착되며, 상기 배터리 마운팅 볼트는 상기 배터리 마운팅 멤버와 상기 사이드 멤버의 상부를 관통하여 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상부와 체결될 수 있다.
상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상부는 상기 사이드 멤버의 하부를 관통하여 내부로 삽입될 수 있다.
상기 사이드 멤버의 내부에는 마운팅 보강부재가 구성되고, 상기 마운팅 보강부재의 일측은 상기 서브 프레임 마운팅 볼트에 접합되고, 타측은 상기 사이드 멤버의 내면에 접합될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 배터리를 배터리 마운팅 멤버와 배터리 마운팅 볼트를 통해서 서브 프레임 마운팅 볼트에 체결시킴으로써, 배터리의 장착 효율을 향상시키는 동시에 차체의 강성을 증대시킬 수 있다.
또한, 차체의 비틀림 강성과 내구성을 개선할 수 있으며, 차체의 중량과 제조 원가를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마운팅 구조에서 마운팅볼트의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 단면도이다.
도 2를 참조하면, 마운팅 구조는 배터리 모듈(100), 배터리 마운팅 멤버(110), 배터리 마운팅 볼트(230), 사이드 멤버(120), 플로어 판넬(250), 마운팅 보강부재(200), 서브 프레임 마운팅 볼트(220), 마운팅 브라켓(240), 서브 프레임(210), 마운팅 부시(215), 및 고정 너트(245)를 포함하고, 상기 사이드 멤버(120)는 사이드 멤버 이너(122), 및 사이드 멤버 아우터(121)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 멤버(120)와 상기 서브 프레임(210)은 차체의 후방에 배치되는 리어 사이드 멤버 및 리어 서브 프레임일 수 있다.
또한, 상기 사이드 멤버(120)와 상기 서브 프레임(210)은 차체의 전방에 배치되는 프론트 사이드 멤버 및 프론트 서브 프레임일 수 있다.
상기 서브 프레임(210) 위에 상기 플로어 판넬(250)이 배치되고, 상기 플로어 판넬(250) 위에 상기 배터리 모듈(100)가 배치된다.
그리고, 상기 배터리 모듈(100)의 양측면에 상기 배터리 마운팅 멤버(110)가 고정되고, 상기 배터리 마운팅 멤버(110)의 하면은 상기 사이드 멤버(120)의 상면에 안착된다.
상기 서브 프레임(210)에는 상기 마운팅 부시(215)가 장착되고, 상기 마운팅 부시(215)는 상기 서브 프레임(210)을 상하로 관통할 수 있다.
상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 하단은 상기 마운팅 부시(215)의 중심부를 관통하고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 하단부에 체결되는 고정 너트(245)가 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)를 상기 마운팅 부시(215)에 고정시킨다.
상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)는 상기 마운팅 브라켓(240)과 상기 마운팅 부시(215)를 관통하고, 상기 마운팅 브라켓(240)은 상기 마운팅 부시(215)의 상면과 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 고정 날개(255) 사이에 개재되며, 도 4를 참조하면, 상기 마운팅 브라켓(240)의 상부(400)는 상기 사이드 멤버(120)의 하면에 접합될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 하부는 상기 고정 날개(255)를 기준으로 상기 마운팅 브라켓(240)과 상기 마운팅 부시(215)를 관통하고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 상부는 상기 고정 날개(255)를 기준으로 상기 사이드 멤버(120)의 하부를 관통하여 내부로 삽입된다.
또한, 상기 배터리 마운팅 볼트(230)는 상기 배터리 마운팅 멤버(110)와 상기 사이드 멤버(120)의 상부를 관통하고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 상단과 나사 체결된다.
즉, 상기 배터리 마운팅 볼트(230)의 하부에 형성된 수나사부가 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 상단에 형성된 나사홀로 삽입되어 체결된다.
상기 사이드 멤버(120)의 내부에는 마운팅 보강부재(200)가 구성되는데, 상기 마운팅 보강부재(200)의 폭 방향 중심부는 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 외측면에 접합되고, 상기 마운팅 보강부재(200)의 좌우 및 상하는 상기 사이드 멤버(120)의 내측 양면과 상하면에 접합된다.
전술한 바와 같이, 상기 배터리 모듈(100)의 상기 배터리 마운팅 멤버(110)가 상기 사이드 멤버(120)에 안착되고, 상기 배터리 마운팅 볼트(230)가 상기 배터리 마운팅 멤버(110)를 상기 사이드 멤버(120), 및 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)에 고정시키고, 상기 마운팅 보강부재(200)가 상기 사이드 멤버(120)와 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220) 사이의 결합구조를 강화시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 사이드 멤버(120)는 상기 사이드 멤버 이너(122)와 상기 사이드 멤버 아우터(121)를 포함하고, 이들이 결합되어 박스 형태의 단면구조를 형성한다.
상기 마운팅 보강부재(200)의 외측(310)은 상기 사이드 멤버 아우터(121)에 접합되고, 상기 마운팅 보강부재(200)의 내측(310)은 상기 사이드 멤버 이너(122)에 접합되며, 상기 마운팅 보강부재(200)의 상하부는 상기 사이드 멤버 이너(122)의 내측의 상하면에 접합될 수 있다.
그리고, 상기 마운팅 보강부재(200)의 폭 방향 중심부(300)는 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 상부 측 암나사부의 외측에 접합된다.
여기서, 상기 마운팅 보강부재(200)가 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)에 접합되는 부분은 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 외주면 형태에 대응하여 원형으로 절곡될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배터리 마운팅 구조의 일부 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 사이드 멤버 이너(122)는 상부부재, 중간부재, 및 하부부재(도면부호 미표시)를 포함하고, 상기 사이드 멤버 이너(122)의 외측은 상기 사이드 멤버 아우터(121)와 접합되어 폐단면 형태를 갖는다.
상기 마운팅 브라켓(240)의 상부(400)는 상기 사이드 멤버 이너(122)의 하면에 접합되고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 상기 고정 날개(255)가 상기 마운팅 브라켓(240)의 하면을 상기 마운팅 부시(215)의 상면에 밀착시킨다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마운팅 구조에서 마운팅볼트의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 하단부에는 상기 고정 너트(245)와 체결되는 수나사부(510)가 형성되고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 상단부에는 상기 배터리 마운팅 볼트(230)에 체결되는 암나사부(500)가 형성된다.
아울러, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트(220)의 길이방향 중심부의 외주면에는 상기 고정 날개(255)가 돌출되어 형성되고, 상기 고정 날개(255)는 상기 고정 너트(245)의 조임력에 의해서 상기 마운팅 브라켓(240)을 상기 마운팅 부시(215)의 상면으로 가압할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 배터리 모듈 110: 배터리 마운팅 멤버
120: 사이드 멤버 121: 사이드 멤버 아우터
122: 사이드 멤버 이너 200: 마운팅 보강부재
210: 서브 프레임 215: 마운팅 부시
220: 서브 프레임 마운팅 볼트 230: 배터리 마운팅 볼트
240: 마운팅 브라켓 245: 고정 너트
250: 플로어 판넬 255: 고정 날개

Claims (16)

  1. 서브 프레임;
    상기 서브 프레임의 상부에 배치되는 사이드 멤버;
    하단부는 상기 서브 프레임에 체결되고, 상단부는 상기 사이드 멤버의 하부를 관통하는 서브 프레임 마운팅 볼트;
    상기 사이드 멤버의 일측에 배치되는 배터리 모듈의 일측면에 돌출되어 형성되는 배터리 마운팅 멤버; 및
    상기 배터리 마운팅 멤버와 상기 사이드 멤버의 상단을 관통하고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부에 체결되는 배터리 마운팅 볼트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부와 상기 배터리 마운팅 볼트는 서로 나사 체결된 차량의 배터리 마운팅 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 배터리 마운팅 볼트의 하단부가 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부에 삽입되어 나사 체결되는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  4. 제1항에서,
    상기 서브 프레임에는 마운팅 부시가 장착되고, 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 하단부가 상기 마운팅 부시의 중심부에 삽입된 차량의 배터리 마운팅 구조.
  5. 제4항에서,
    상기 서브 프레임 마운팅 볼트가 상기 마운팅 부시의 중심부를 관통하고, 하부로 돌출되며,
    상기 하부로 돌출된 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 하단부에 고정 너트가 체결되어 상기 서브 프레임 마운팅 볼트를 상기 마운팅 부시에 고정시키는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  6. 제5항에서,
    상기 사이드 멤버의 하면에 접합되는 마운팅 브라켓을 포함하고,
    상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 하부 외주면에 형성된 고정 날개가 상기 마운팅 브라켓을 마운팅 부시의 상면으로 가압하는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  7. 제1항에서,
    상기 사이드 멤버의 내부에 배치되고, 일측은 상기 사이드 멤버의 내면에 접합되어 고정되고, 타측은 상기 서브 프레임 마운팅 볼트에 접합되어 고정되는 마운팅 보강부재;
    를 더 포함하는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  8. 제7항에서,
    상기 마운팅 보강부재의 상하부는 상기 사이드 멤버의 내측 상하면에 접합되고, 상기 마운팅 보강부재의 양측은 상기 사이드 멤버의 내측 양면에 접합되는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  9. 제1항에서,
    상기 서브 프레임, 상기 사이드 멤버는 차체의 리어 측에 배치된 차량의 배터리 마운팅 구조.
  10. 제1항에서,
    상기 사이드 멤버는,
    차체의 내측에 배치되는 사이드 멤버 이너; 및
    상기 사이드 멤버 이너의 외측에 접합되는 사이드 멤버 아우터; 를 포함하는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  11. 제10항에서,
    상기 사이드 멤버 이너와 접합된 플로어 판넬을 더 포함하고, 상기 배터리 모듈은 상기 플로어 판넬의 상부에 배치된 차량의 배터리 마운팅 구조.
  12. 제1항에서,
    상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부는 상기 사이드 멤버의 하부를 관통하여 내부로 삽입되는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  13. 서브 프레임;
    하단부가 상기 서브 프레임에 체결되는 서브 프레임 마운팅 볼트;
    배터리 모듈의 일측면에 돌출되어 형성되는 배터리 마운팅 멤버; 및
    상기 배터리 마운팅 멤버를 통해서 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상단부에 체결되는 배터리 마운팅 볼트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  14. 제13항에서,
    상기 서브 프레임 위에 사이드 멤버가 배치되고, 상기 배터리 마운팅 멤버는 상기 사이드 멤버의 상면에 안착되며,
    상기 배터리 마운팅 볼트는 상기 배터리 마운팅 멤버와 상기 사이드 멤버의 상부를 관통하여 상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상부와 체결되는 차량의 배터리 마운팅 구조.
  15. 제14항에서,
    상기 서브 프레임 마운팅 볼트의 상부는 상기 사이드 멤버의 하부를 관통하여 내부로 삽입된 차량의 배터리 마운팅 구조.
  16. 제15항에서,
    상기 사이드 멤버의 내부에는 마운팅 보강부재가 구성되고, 상기 마운팅 보강부재의 일측은 상기 서브 프레임 마운팅 볼트에 접합되고, 타측은 상기 사이드 멤버의 내면에 접합된 차량의 배터리 마운팅 구조.
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