KR102586066B1 - 전기자동차용 배터리 케이스 - Google Patents

전기자동차용 배터리 케이스 Download PDF

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KR102586066B1 KR1020180093212A KR20180093212A KR102586066B1 KR 102586066 B1 KR102586066 B1 KR 102586066B1 KR 1020180093212 A KR1020180093212 A KR 1020180093212A KR 20180093212 A KR20180093212 A KR 20180093212A KR 102586066 B1 KR102586066 B1 KR 102586066B1
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Abstract

전기자동차용 배터리 케이스가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 전기자동차용 배터리 팩을 설치하기 위한 전기자동차용 배터리 케이스에 있어서, 상기 배터리 팩을 수용하는 수용부를 형성하고, 상단부 양 측면에 복수개의 하부 장착단이 폭 방향으로 돌출되어 형성되는 하부 케이스, 상기 하부 케이스의 상단과의 사이에 실링을 개재한 상태로 상기 하부 케이스의 상부를 덮어 상기 배터리 팩을 커버링하며, 상기 복수개의 하부 장착단에 대응하는 하단부 양 측면에 상부 장착단이 폭 방향으로 돌출되어 형성되는 상부 케이스, 및 중공의 폐공간을 형성하는 몸체와, 상기 하부 장착단과 상부 장착단이 겹쳐진 상태로 끼워지는 결합 홈을 형성하도록 상기 몸체의 일측면을 따라 하부 및 상부 결합단을 형성하여 상기 하부 및 상부 장착단과 볼트 체결되는 결합 빔을 포함한다.

Description

전기자동차용 배터리 케이스{BATTERY CASE FOR ELECTRIC VEHICLES}
본 발명은 전기자동차용 배터리 케이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부 케이스와 상부 케이스의 양 측에 각각 결합 빔을 적용하여 상기 하부 케이스와 상부 케이스를 체결함으로써, 수밀성을 향상시키면서도 충돌 안정성을 확보할 수 있는 전기자동차용 배터리 케이스에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 구동모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 구동모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 구동모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.
이러한 전기자동차는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와 더불어, 구동모터에 전력을 공급하는 축전수단으로서 배터리 팩을 포함하는데, 상기 배터리 팩의 예로는 니켈-수소, 리튬-폴리머 계열의 배터리들이 잘 알려져 있다.
이때, 상기 배터리 팩은 복수개의 배터리 모듈이 직렬 또는 병렬로 조합된 고전압배터리로 구성되고, 케이스에 수납된 상태에서 전기자동차에 설치되는데, 일반적으로 상기 배터리 팩은 케이스와 함께 차량 하부에 설치된다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 배터리 팩의 하부를 지지하며, 외측면 둘레를 따라 하부 플랜지(101)가 형성된 하부 케이스(100)와, 상기 하부 케이스(100)의 상부에 위치하며, 상기 배터리 팩을 커버링하고, 상기 하부 플랜지(101)에 대응하는 상부 플랜지(111)가 형성된 상부 케이스(110)가 설치된다.
또한, 상기 하부 케이스(100)의 하부 플랜지(101)와 상기 상부 케이스(110)의 상부 플랜지(111) 사이에는 수밀을 위한 실링부재(120)가 구비되고, 상기 상부 케이스(110)의 상부 플랜지(111)의 상부에 강성을 향상시키기 위한 보강 브라켓(130)이 구성된다.
종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스 상기 보강 브라켓(130), 상부 플랜지(111), 실링부재(120), 및 하부 플랜지(101)가 상하방향으로 모두 겹쳐진 상태로, 그 둘레를 따라 복수개의 볼트(B)를 통해 조립된다.
이때, 상기 보강 브라켓(120)은 상기 하부 케이스(100)와 상부 케이스(110)의 체결 시, 체결 강성을 향상시키는 역할을 한다.
그러나, 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 조립과정에서 복수개의 볼트(B) 하나하나를 각각 조립해야하며, 이로 인해, 조립공정수 및 공정시간이 늘어나는 단점이 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 하부 케이스와 상부 케이스의 양 측에 결합 빔을 적용하여 상기 하부 케이스와 상부 케이스를 체결함으로써, 수밀성을 향상시킴과 동시에, 기존의 볼트의 수를 감소할 수 있어 부품수 및 중량을 절감하며, 조립 공정수를 줄일 수 있는 전기자동차용 배터리 케이스를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 전기자동차용 배터리 팩을 설치하기 위한 전기자동차용 배터리 케이스에 있어서, 상기 배터리 팩을 수용하는 수용부를 형성하고, 상단부 양 측면에 복수개의 하부 장착단이 폭 방향으로 돌출되어 형성되는 하부 케이스, 상기 하부 케이스의 상단과의 사이에 실링을 개재한 상태로 상기 하부 케이스의 상부를 덮어 상기 배터리 팩을 커버링하며, 상기 복수개의 하부 장착단에 대응하는 하단부 양 측면에 상부 장착단이 폭 방향으로 돌출되어 형성되는 상부 케이스, 및 중공의 폐공간을 형성하는 몸체와, 상기 하부 장착단과 상부 장착단이 겹쳐진 상태로 끼워지는 결합 홈을 형성하도록 상기 몸체의 일측면을 따라 하부 및 상부 결합단을 형성하여 상기 하부 및 상부 장착단과 볼트 체결되는 결합 빔을 포함하는 전기자동차용 배터리 케이스를 제공할 수 있다.
또한, 상기 결합 빔은 상기 결합 홈의 내측면에 상기 하부 및 상부 장착단의 각 선단에 끼워져 위치되도록 끼움 홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 끼움 홈은 상기 하부 및 상부 장착단의 각 선단과 경사면으로 접촉되어 끼워지도록 경사 홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 및 상부 장착단 상에는 상기 볼트 체결을 위한 볼트홀이 폭 방향으로 길게 슬롯으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 실링은 상기 하부 및 상부 케이스의 대등하는 면의 각 둘레를 따라 형성되는 실링홈을 통해 끼워져 설치될 수 있다.
또한, 상기 결합 빔은 알루미늄 압출관재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예는 하부 케이스와 상부 케이스의 양 측에 각각 구조적 강성이 안정적인 사각의 폐공간을 갖는 단면구조로 이루어진 결합 빔을 적용하여 상기 하부 케이스와 상부 케이스를 체결함과 동시에, 충돌 시, 입력되는 충격을 완충하는 효과가 있다.
더불어, 상기 결합 빔은 알루미늄 압출관재로 이루어져 경량화하면서도 강성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 상기 하부 및 상부 장착단 상에 길이가 긴 슬롯으로 이루어진 볼트홀을 적용하여 충돌 시, 상기 볼트가 볼트홀 상에서 충격을 흡수하면서 이동할 수 있어 충격 흡수성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 기존의 하부 케이스와 상부 케이스를 체결하는 볼트의 수를 감소할 수 있어 부품수 및 중량을 절감하며, 조립 공정수를 현저히 줄일 수 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 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
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 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 측면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 작동하는 구동모터를 동력으로 하여 주행이 가능한 전기 자동차에 적용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 상측에 각종 어퍼 구조물이 장착되고, 내부에 배터리 팩이 장착되는 전기 자동차의 언더 바디에 적용될 수 있다.
여기서 상기 배터리 팩은 충, 방전이 가능한 다수 개의 배터리 모듈들이 집합체로 구성된 것이며, 용량에 따라 배터리 모듈들의 개수가 가변될 수 있고, 집합체의 형상도 가변될 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 언더 바디의 전후 방향을 기준으로 할 때, 상기 언더 바디를 구성하는 프론트 플로어, 센터 플로어 및 리어 플로어의 일체형 구조에 적용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 프론트 플로어와 별개로 일체로 구성되는 센터 플로어 및 리어 플로어의 일체형 구조에 적용될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 다수개의 배터리 팩을 장착하기 위한 것으로, 예를 들면, 센터 플로어 패널(미도시)의 하면 측에서 차체의 전후 방향을 따라 사이드 실(미도시)에 결합 가능하게 구성된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스(1)는 하부 케이스(10), 상부 케이스(20), 및 결합 빔(40)을 포함한다.
상기 하부 케이스(10)는 내부에 수용부(13)가 형성되며, 상기 수용부(13)를 통해 배터리 팩(3)이 안착된다.
이때, 상기 배터리 팩(3)은 상기 수용부(13)에 내부에서 움직이지 않도록 고정 설치된다.
또한, 상기 하부 케이스(10)는 상단부 양 측면에 복수개의 하부 장착단(11)이 형성된다.
상기 하부 장착단(11)은 상기 하부 케이스(10)로부터 폭 방향으로 돌출되어 형성된다.
이러한 하부 장착단(11)은 선단이 경사면으로 이루어진다.
또한, 상기 하부 장착단(11) 상에는 볼트홀(H)이 폭 방향으로 길게 슬롯으로 형성된다.
그리고 상부 케이스(20)는 상기 배터리 팩(3)을 커버링하도록 상기 하부 케이스(10)의 상부를 덮도록 구성된다.
상기 상부 케이스(20)는 상기 하부 케이스(10)와 대칭되게 상측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
이러한 상부 케이스(20)는 평평한 플레이트 형상으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 상부 케이스(20)는 하단부 양 측면에 복수개의 상부 장착단(21)이 형성된다.
상기 상부 장착단(21)은 상기 하부 장착단(11)에 대응하여 상기 하부 장착단(11)과 동일한 형상으로 형성된다.
즉, 상기 상부 장착단(21)은 상기 상부 케이스(20)의 하단부 양 측면에 복수개 형성되며, 상기 상부 케이스(20)로부터 폭 방향으로 돌출되어 형성된다.
이러한 상부 장착단(21)은 선단이 경사면으로 이루어진다.
또한, 상기 상부 장착단(21) 상에는 상기 하부 장착단(11)과 동일하게, 볼트홀(H)이 폭 방향으로 길게 슬롯으로 형성된다.
상기한 하부 케이스(10)와 상부 케이스(20) 사이에는 실링(30)이 구성된다.
상기 실링(30)은 상기 하부 케이스(10)와 상부 케이스(20)의 대응하는 면의 각 둘레를 따라 형성되는 실링홈(31)을 통해 끼워져 압착 설치된다.
상기 실링홈(31)은 상기 하부 케이스(10)와 상부 케이스(20)에 각각 형성되어 겹쳐져 상기 실링(30)을 감싸는 것이다.
즉, 상기 실링(30)은 실링홈(31)의 크기보다 크게 형성되어 상기 하부 케이스(10)와 상부 케이스(20)가 겹쳐질 때, 압착되면서 설치된다.
이러한 실링(30)은 상기 수용부(13)의 수밀을 위함이다.
상기 실링(30)은 고무 재질로 이루어지며, 원형의 단면으로 이루어질 수 있고, 사각의 단면으로 이루어질 수도 있다.
그리고 결합 빔(40)은 몸체(41)와 상부 결합단(43a) 및 하부 결합단(43b)으로 이루어진다.
이때, 상기 몸체(40)는 사각의 단면으로 이루어져 중공의 폐공간(45)이 형성된다.
상기 상부 및 하부 결합단(43a, 43b)은 상기 몸체(41)의 일측면을 따라 일체로 형성된다.
상기 결합 빔(40)은 상기 상부 및 하부 결합단(43a, 43b)에 의해 상기 하부 장착단(11)과 상부 장착단(21)이 겹쳐진 상태로 끼워지는 결합 홈(47)이 형성된다.
이러한 결합 빔(40)은 상기 결합 홈(47)의 내측면에 상기 하부 및 상부 장착단(43a, 43b)의 각 선단이 끼워져 위치되는 끼움 홈(49)이 형성된다.
즉, 상기 끼움 홈(49)은 상기 하부 및 상부 장착단(43a, 43b)이 끼워지는 것으로 상기 결합 홈(47) 상에서 상하 방향으로 2개가 형성된다.
이때, 상기 끼움 홈(49)은 상기 하부 및 상부 장착단(43a, 43b)의 각 선단과 경사면으로 접촉되어 끼워지도록 경사 홈으로 형성된다.
다시 말해, 상기 끼움 홈(49)은 상기 하부 및 상부 장착단(43a, 43b)의 위치를 가이드하는 역할을 한다.
또한, 상기 결합 빔(40)은 알루미늄 압출관재로 이루어져 경량화하면서도 강성을 확보할 수 있다.
또는 상기 결합 빔(40)은 프레스 공정을 통해 성형될 수도 있다.
이러한 결합 빔(40)은 상기 하부 및 상부 장착단(43a, 43b) 상에 각각 형성된 볼트홀(H)을 통해 볼트(B) 체결된다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스(1)는 구조적 강성이 안정적인 사각의 폐공간(45)을 갖는 단면구조로 결합 빔(40)을 성형하여 상기 하부 케이스(10)와 상부 케이스(20)를 체결함과 동시에, 충격 완충 효과를 기대할 수 있다.
더불어, 상기 결합 빔(40)은 알루미늄 압출관재로 이루어져 경량화하면서도 강성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스(1)는 상기 하부 및 상부 장착단(43a, 43b) 상에 길이가 긴 슬롯으로 이루어진 볼트홀(H)을 적용하여 충돌 시, 볼트(B)가 볼트홀(H) 상에서 충격을 흡수하면서 이동할 수 있어 충격 흡수성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스(1)는 기존의 하부 케이스(10)와 상부 케이스(20)를 체결하는 볼트의 수를 감소할 수 있어 부품 수 및 중량을 절감하며, 조립 공정수를 줄일 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: 배터리 케이스 3: 배터리 팩
10: 하부 케이스 11: 하부 장착단
13: 수용부 20: 상부 케이스
21: 상부 장착단 30: 실링
31: 실링홈 40: 결합 빔
41: 몸체 43a: 상부 결합단
43b: 하부 결합단 45: 폐공간
47: 결합 홈 49: 끼움 홈
H: 볼트홀

Claims (6)

  1. 전기자동차용 배터리 팩을 수용하는 수용부를 형성하고, 상단부 양 측면에 복수개의 하부 장착단이 폭 방향으로 돌출되어 형성되는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스의 상단과의 사이에 실링을 개재한 상태로 상기 하부 케이스의 상부를 덮어 상기 배터리 팩을 커버하며, 상기 복수개의 하부 장착단에 대응하는 하단부 양 측면에 상부 장착단이 폭 방향으로 돌출되어 형성되는 상부 케이스와, 중공의 폐공간을 형성하는 몸체의 일측면을 따라 하부 및 상부 결합단을 형성하여 상기 하부 및 상부 장착단과 볼트 체결되는 결합 빔을 포함하는 전기자동차용 배터리 케이스에 있어서,
    상기 결합 빔은 상기 하부 및 상부 결합단 사이에 상기 하부 장착단과 상부 장착단이 겹쳐진 상태로 끼워지는 결합 홈을 형성하고, 상기 결합 홈의 내측면에 상기 하부 및 상부 장착단의 각 선단이 끼워지는 끼움 홈이 형성되며,
    상기 하부 및 상부 장착단 상에는 상기 볼트 체결을 위한 볼트홀이 폭 방향으로 길게 형성되고,
    상기 실링은 상기 하부 및 상부 케이스의 대등하는 면의 각 둘레를 따라 형성되는 실링홈을 통해 끼워져 설치되는 전기자동차용 배터리 케이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결합 빔은
    알루미늄 압출관재로 이루어지는 전기자동차용 배터리 케이스.
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