KR102481151B1 - 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 개시한다. 개시된 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스는, 440MPa급 고장력 강판에 의해 프레스 성형되어 내부에 배터리모듈이 내장되며, 측면에 파지부가 결합되는 배터리 하우징과, 배터리 하우징을 커버하도록 볼트 및 너트를 통해 배터리 하우징에 결합되는 하우징 커버와, 배터리 하우징을 차량에 결합할 수 있도록 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 형성되어 배터리 하우징 및 하우징 커버에 접합되며, 배터리 하우징의 하면과 측면, 하우징 커버의 상면을 보강하는 케이스보강 마운트부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 고장력 강판을 이용하여 배터리 하우징과 하우징 커버 및 케이스보강 마운트부를 제작하여 중량을 줄일 수 있으며, 케이스보강 마운트부를 이용하여 배터리 하우징과 하우징 커버의 내구성을 보강할 수 있다.

Description

하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스{BATTERY CASE FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고장력 강판을 이용하여 배터리 하우징과 하우징 커버 및 케이스보강 마운트부를 제작하여 중량을 줄일 수 있으며, 케이스보강 마운트부를 이용하여 하우징 커버의 강성을 보강하여 내충격성을 향상할 수 있도록 하는 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스에 관한 것이다.
최근 환경오염 문제와 대체 에너지 개발 등에 따라 전기 자동차의 개발이 꾸준하게 진행되면서, 차량용 대용량 배터리에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이에 따라 최근 많은 제조 업체들은 HEV(Hybrid Electric Vehicle)과 함께 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 시스템을 개발하여 출시하고 있다. PHEV는 기존의 HEV와는 달리 대용량/고성능의 배터리를 탑재하고 있으며 가정이나 건물의 전기를 이용하여 차량의 외부에서 배터리를 충전할 수 있다.
이러한 전기차 및 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리 모듈은 하나의 배터리 셀을 파우치에 수용하는 파우치 형의 배터리 셀 유닛이 많이 이용되고 있다. 여기서, 배터리 셀 유닛들은 하나의 배터리 팩 케이스 내부에 복수개 적층되어 수용되며, 요구되는 전력크기에 따라 배터리 셀 유닛의 수량이 결정된다.
또한, 배터리 모듈은 상부가 개방되고 하단 외곽부에 플랜지부가 형성되고 플랜지부에 체결구멍들이 일정 간격으로 형성되는 트레이가 플랜지부의 체결구멍으로 삽입되는 고정볼트들에 의해 차체에 마운팅되어 고정되는 것이 일반적이다.
그러나 상기와 같은 종래기술의 차량용 배터리 모듈은, 내부에 수용되는 배터리 셀을 안전하게 보호하기 위해 알루미늄과 같은 경량의 소재를 이용하여 주조방식으로 제작하게 되는데, 이러한 주조방식은 제조공정의 특성상에 배터리 케이스의 두께가 전체적으로 두꺼워지므로 무게가 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 국내 등록특허 제10-1279416호(등록일:2013.06.21)에는 "플러그인 하이브리드 차량용 배터리 케이스"가 개시되어 있고, 공개특허 제10-2018-0068379호(공개일:2016.12.13)에는 "전기자동차의 배터리 케이스"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 고장력 강판을 이용하여 배터리 하우징과 하우징 커버 및 케이스보강 마운트부를 제작하여 중량을 줄일 수 있음은 물론 케이스보강 마운트부를 이용하여 하우징 커버의 강성을 보강하여 내충격성을 향상할 수 있도록 하는 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스는, 440MPa급 고장력 강판에 의해 프레스 성형되어 내부에 배터리모듈이 내장되며, 측면에 파지부가 결합되는 배터리 하우징과, 상기 배터리 하우징을 커버하도록 볼트 및 너트를 통해 상기 배터리 하우징에 결합되는 하우징 커버와, 상기 배터리 하우징을 차량에 결합할 수 있도록 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 형성되어 상기 배터리 하우징 및 상기 하우징 커버에 접합되며, 상기 배터리 하우징의 하면과 측면, 상기 하우징 커버의 상면을 보강하는 케이스보강 마운트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 보강 마운트 브래킷은, 상기 배터리 하우징의 하면에 접합되며, 길이방향을 따라 보강 절곡부가 절곡 형성되며, 일단부가 상기 배터리 하우징의 외측으로 돌출하는 하면지지 브래킷부와, 일단부가 상기 배터리 하우징의 외측으로 돌출하도록 상기 배터리 하우징의 측면에 접합되며, 상기 배터리 하우징의 측면을 지지하는 측면지지 브래킷부와, 상기 하우징 커버의 상면에 접합되며, 일단부가 상기 하우징 커버의 외측으로 돌출되어 상기 측면지지 브래킷부 중 어느 하나의 상기 측면지지 브래킷부에 결합되는 커버지지 브래킷부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 측면지지 브래킷부 중 상기 커버지지 브래킷부와 결합되는 어느 하나의 상기 커버지지 브래킷부는, 상기 배터리 하우징에서 절곡되는 부위를 보강하는 보조보강 플레이트부가 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스는 종래기술과 달리 고장력 강판을 이용하여 배터리 하우징과 하우징 커버 및 케이스보강 마운트부를 제작하여 중량을 줄이면서 내구성을 향상시킬 수 있고, 케이스보강 마운트부를 이용하여 하우징 커버의 강성을 보강하여 내충격성을 향상할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하면지지 브래킷부와 측면지지 브래킷부를 설명하기 위한 요부확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버지지 브래킷부와 측면지지 브래킷부를 설명하기 위한 요부확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 저면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하면지지 브래킷부와 측면지지 브래킷부를 설명하기 위한 요부확대 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버지지 브래킷부와 측면지지 브래킷부를 설명하기 위한 요부확대 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)는, 전기 자동차 예를 들어 하이브리드 차량에 설치되며, 전기의 충전을 위한 배터리모듈이 내장되어 보호된다.
이러한, 본 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)는, 크게 배터리 하우징(110)과, 하우징 커버(120)와, 케이스보강 마운트부(130)를 포함하며, 케이스보강 마운트부(130)에 의해 차체에 고정된다.
배터리 하우징(110)은, 440MPa급 고장력 강판에 의해 프레스 성형되며, 내부에 배터리모듈이 내장된다. 이때, 배터리모듈은 볼트의 체결을 통해 배터리 하우징(110)에 고정되며, 배터리 하우징(110)의 내부에 배터리모듈의 고정을 위한 다양한 형태의 고정 브래킷이 용접 등을 통해 접합된다.
또한, 배터리 하우징(110)은 측면에 취급을 위한 파지부(111)가 결합되고, 배터리모듈로을 전력 공급과 제어를 위한 전선 등의 배선을 위한 관통홀부가 형성된다. 이러한 배터리 하우징(110)은 개방된 상측이 하우징 커버(120)에 의해 커버되며, 측면 및 하면에 케이스보강 마운트부(130)가 접합되어 그 강성과 내구성이 보강된다. 이때, 배터리 하우징(110)은 상단부 테두리부가 외측으로 절곡되어 커버결합 플랜지(113)가 절곡 형성된다.
그리고, 커버결합 플랜지(113)는 취급시 파손을 방지하면서 충돌에 의한 안전사고를 방지하도록 끝단부가 라운드 형태로 절곡되어 보강 라운드부(115)가 형성된다.
하우징 커버(120)는 볼트 및 너트를 통해 커버결합 플랜지(113)에 결합되며, 상면에 케이스보강 마운트부(130)가 접합되어 그 강성과 내구성이 보강된다.
본 실시 예에 따른 하우징 커버(120)는 배터리 하우징(110)과 동일할 재질에 의해 제작된다. 예를 들어 440MPa급 고장력 강판에 의해 프레스 성형될 수 있다.
한편, 배터리 하우징(110)의 커버결합플랜지(113)와 하우징 커버(120)의 테두리부에는 볼트의 체결을 위한 체결홀부가 형성된다.
본 실시 예에 따른 케이스보강 마운트부(130)는, 용접을 통해 배터리 하우징(110) 및 하우징 커버(120)의 외면에 접합되며, 차체에 고정된다. 이러한 케이스보강 마운트부(130)는 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 형성되며, 배터리 하우징(110)과 하우징 커버(120)의 내구성과 강성을 향상시키면서 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)를 차체에 고정하게 된다.
이를 위하여, 본 실시 예에 따른 케이스보강 마운트부(130)는, 배터리 하우징(110)의 하면에 접합되는 하면지지 브래킷부(131)와, 배터리 하우징(110)의 측면에 접합되는 측면지지 브래킷부(133)와, 하우징 커버(120)의 상면에 접합되는 커버지지 브래킷부(135)를 구비한다. 이러한 케이스보강 마운트부(130)는 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 형성되며, 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)를 차체에 마운팅 과정이나 마운팅 후, 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)의 변형 또는 파손되는 것을 방지하게 된다.
하면지지 브래킷부(131)는 배터리 하우징(110)의 하면을 보강하며, 일단부가 배터리 하우징(110)의 외측으로 돌출되어 측면지지 브래킷부(133)와 결합되어 차체에 고정되는 마운팅부를 형성하게 된다.
이러한, 하면지지 브래킷부(131)는 길이방향을 따라 보강 절곡부(137)가 절곡 형성되며, 일단부가 배터리 하우징(110)의 외측으로 돌출하여 측면지지 브래킷부(133)에 접합되고, 타단부가 용접을 통해 배터리 하우징(110)의 하면에 접합된다. 이때, 하면지지 브래킷부(131)의 일단부와 측면지지 브래킷부(133)의 일단부가 접합되어 차체에 체결되는 마운팅부를 형성하게 된다.
측면지지 브래킷부(133)는 일단부가 배터리 하우징(110)의 외측으로 돌출하도록 용접을 통해 배터리 하우징(110)의 측면에 접합되어 배터리 하우징(110)의 측면을 지지 및 강성을 향상시키게 된다. 이때, 측면지지 브래킷부(133)는 하면지지 브래킷부(131)와 마찬가지로 길이방향을 따라 보강 절곡부(137)가 절곡 형성된다.
이러한, 측면지지 브래킷부(133)는 일단부가 배터리 하우징(110)의 외측으로 돌출되어 하면지지 브래킷부(131) 및 커버지지 브래킷부(135)에 접합되고, 타단부가 용접을 통해 배터리 하우징(110)의 측면에 접합된다.
또한, 측면지지 브래킷부(133)는 하면지지 브래킷부(131)와 결합되어 마운트부를 형성하는 제1보강 플레이트(133a)와, 커버지지 브래킷부(135)와 결합되어 마운트부를 형성하는 제2보강 플레이트(133b)를 구비한다.
더하여, 측면지지 브래킷부(133)는 제2보강 플레이트(133b)에 보조보강 플레이트부(133c)가 접합되어 제2보강 플레이트(133b)의 절곡부위를 지지 및 보강하게 된다.
본 실시 예에 따른 커버지지 브래킷부(135)는 하우징 커버(120)의 상면에 접합되며, 일단부가 하우징 커버(120)의 외측으로 돌출되어 측면지지 브래킷부(133)의 제2보강 플레이트(133b)에 결합된다. 이때, 커버지지 브래킷부(135)는 측면지지 브래킷부(133) 및 하면지지 브래킷부(131)와 마찬가지로 길이방향을 따라 보강 절곡부(137)가 절곡 형성된다.
이러한, 커버지지 브래킷부(135)는 일단부가 하우징 커버(120)의 외측으로 돌출되어 제2보강 플레이트(133b)에 접합됨에 따라 차체에 고정되는 마운트부를 형성하고, 타단부가 하우징 커버(120)의 상면에 접합된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)는, 볼트와 너트에 의해 차체에 고정되는 케이스보강 마운트부(130)에 보강 절곡부(137)를 통해 완충 공간부가 형성하므로, 케이스보강 마운트부(130)의 강성과 내구성이 향상된다. 이를 통해 케이스보강 마운트부(130)를 차체에 결합할 때 변형되거나 파손되는 것을 최소화할 수 있으며, 차체에서 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)로 전달되는 내충격성을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스(100)는, 배터리 하우징(110)의 차체에 고정되는 케이스보강 마운트부(130)가 780MPa급 이상의 고장력 강판에 형성되고, 배터리 하우징(110)과 하우징 커버(120)가 440MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 형성되므로, 중량을 줄이면서 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 배터리 케이스 110 : 배터리 하우징
111 : 파지부 113 : 커버결합 플랜지
115 : 보강 라운드부 120 : 하우징 커버
130 : 케이스보강 마운트부 131 : 하면지지 브래킷부
133 : 측면지지 브래킷부 133a : 제1보강 플레이트
133b : 제2보강 플레이트 133c : 보조보강 플레이트부
135 : 커버지지 브래킷부 137 : 보강 절곡부

Claims (3)

  1. 440MPa급 고장력 강판에 의해 프레스 성형되어 내부에 배터리모듈이 내장되며, 측면에 파지부가 결합되는 배터리 하우징; 상기 배터리 하우징을 커버하도록 볼트 및 너트를 통해 상기 배터리 하우징에 결합되는 하우징 커버; 및 상기 배터리 하우징을 차량에 결합할 수 있도록 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 형성되어 상기 배터리 하우징 및 상기 하우징 커버에 접합되며, 상기 배터리 하우징의 하면과 측면, 상기 하우징 커버의 상면을 보강하는 케이스보강 마운트부;를 포함하며,
    상기 케이스보강 마운트부는, 상기 배터리 하우징의 하면에 접합되며, 길이방향을 따라 보강 절곡부가 절곡 형성되며, 일단부가 상기 배터리 하우징의 외측으로 돌출하는 하면지지 브래킷부;
    일단부가 상기 배터리 하우징의 외측으로 돌출하도록 상기 배터리 하우징의 측면에 접합되며, 상기 배터리 하우징의 측면을 지지하는 측면지지 브래킷부;
    상기 하우징 커버의 상면에 접합되며, 일단부가 상기 하우징 커버의 외측으로 돌출되어 상기 측면지지 브래킷부 중 어느 하나의 상기 측면지지 브래킷부에 결합되는 커버지지 브래킷부; 및
    상기 하면지지 브래킷부와 상기 측면지지 브래킷부와 상기 커버지지 브래킷부의 길이방향을 따라 절곡 형성되는 보강 절곡부;를 포함하고,
    상기 측면지지 브래킷부 중 상기 커버지지 브래킷부와 결합되는 어느 하나의 상기 커버지지 브래킷부는, 상기 배터리 하우징에서 절곡되는 부위를 보강하는 보조보강 플레이트부가 결합되며,
    상기 측면지지 브래킷부는 상기 하면지지 브래킷부와 결합되어 상기 케이스보강 마운트부를 형성하는 제1보강 플레이트와, 상기 커버지지 브래킷부와 결합되어 마운트부를 형성하는 제2보강 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 경량 배터리 케이스.
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