KR102633309B1 - 차체구조물 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

차체구조물 및 이를 포함하는 차량을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물은 후열시트 후방의 플로어에 마련되며 배터리가 장착되는 배터리장착부; 배터리장착부의 전방에서 플로어를 보강하는 크로스멤버; 배터리장착부 하측의 플로어를 보강하며 크로스멤버 및 양측의 사이드멤버에 지지되는 하측보강부; 및 배터리를 결속한 상태로 하측보강부에 체결되는 상측결속부를 포함한다.

Description

차체구조물 및 이를 포함하는 차량{VEHICLE BODY STRUCTURE AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 탑승 및 적재공간의 점유를 줄이면서 대용량 배터리를 장착할 수 있고, 배터리장착부의 강성을 높여 충돌로부터 배터리를 보호할 수 있는 차체구조물 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
전기차(EV: Electric Vehicle), 하이브리드 전기차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle)처럼 구동원으로 전기모터를 이용하는 차량은 대용량 배터리를 포함한다.
환경 규제가 강화되면서 이러한 차량들은 세단(Seden), SUV(Sports Utility Vehicle), MPV(Multi-Purpose Vehicle) 등 다양한 형식으로 발전하고 있는데, 차종에 따라 배터리의 설치에 다소 제약이 생길 수 있다. 5인승 세단은 2열 시트의 후방(적재공간) 또는 2열 시트의 하부에 배터리를 설치할 수 있다. 그러나 SUV나 MPV는 승차공간 후방에 3열 또는 4열의 시트가 설치되고 4WD를 위한 프로펠러 샤프트가 적용되기 때문에 대용량 배터리의 설치에 어려움이 있다.
최근 고용량 배터리 장착 차량에 대한 충돌법규는 차량의 충돌이 배터리에 주는 영향을 최소화하여 배터리를 안전하게 보호할 수 있도록 배터리 주변의 완충공간 확보 및 강건한 차체구조물 설계를 요구하고 있다.
본 발명의 일 측면은 배터리장착부의 강성을 높이고 완충영역을 확보해 충돌로부터 배터리를 안전하게 보호할 수 있는 차체구조물 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 측면은 탑승 및 적재공간의 점유를 줄이면서 대용량 배터리를 장착할 수 있도록 하는 차체구조물 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 측면은 대용량 배터리의 설치에도 불구하고 후열시트의 설치 및 이동에 대한 제약을 최소화할 수 있는 차체구조물 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 후열시트 후방의 플로어에 마련되며 배터리가 장착되는 배터리장착부; 상기 배터리장착부의 전방에서 상기 플로어를 보강하는 크로스멤버; 상기 배터리장착부 하측의 상기 플로어를 보강하며 상기 크로스멤버 및 양측의 사이드멤버에 지지되는 하측보강부; 및 상기 배터리를 결속한 상태로 상기 하측보강부에 체결되는 상측결속부;를 포함하는 차체구조물이 제공될 수 있다.
상기 배터리장착부는 상기 플로어로부터 하방으로 함몰되게 형성되며 상기 배터리의 하측을 수용하는 함몰부를 포함할 수 있다.
상기 하측보강부는 상기 크로스멤버로부터 후방으로 이격된 위치에서 횡방향으로 연장되며 양단이 상기 양측 사이드멤버에 지지되는 제1보강프레임; 상기 크로스멤버와 상기 제1보강프레임을 연결하도록 종방향으로 연장되며 횡방향으로 상호 이격되게 배치된 복수의 제2보강프레임; 및 상기 크로스멤버와 상기 제1보강프레임 사이에서 상기 양측의 사이드멤버와 이에 인접하는 상기 제2보강프레임을 연결하도록 양측에 각각 마련되며 횡방향으로 연장된 제3보강프레임을 포함할 수 있다.
상기 제1보강프레임은 상기 배터리의 후단과 일치된 위치에 마련될 수 있다.
상기 차체구조물은 상기 제1보강프레임과 상기 복수의 제2보강프레임이 연결되는 위치로부터 각각 후방으로 연장되어 리어범퍼에 지지되고, 상기 제1 및 제2보강프레임보다 강성이 약한 소재로 마련된 복수의 완충프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 상측결속부는 상기 배터리를 결속하도록 횡방향으로 연장되며 양단이 상기 제3보강프레임에 체결되는 제1결속프레임; 상기 배터리를 결속하도록 횡방향으로 연장되며 양단이 상기 제1보강프레임에 체결되는 제2결속프레임; 및 상기 배터리를 결속하도록 종방향으로 연장되고 상기 제1 및 제2결속프레임과 교차상태로 결합되며 전단이 상기 복수의 제2보강프레임에 각각 체결되는 복수의 제3결속프레임;을 포함할 수 있다.
상기 하측보강부는 상기 제1 내지 제3보강프레임에 마련되며 상기 제1 내지 제3결속프레임이 체결되는 부분을 각각 보강하는 복수의 보강부재를 더 포함할 수 있다.
상기 차체구조물은 상기 후열시트의 이동을 안내하도록 상기 플로어에 장착되며, 각각 상기 제1결속프레임으로 연장된 상태에서 상기 제1결속프레임에 체결되는 복수의 시트레일을 더 포함할 수 있다.
상기 차체구조물은 상기 후열시트의 이동을 안내하도록 상기 플로어에 장착되며, 상기 상측결속부 위로 연장된 상태에서 상기 상측결속부에 체결되는 복수의 시트레일을 더 포함할 수 있다.
상기 차체구조물은 상기 하측보강부로부터 각각 후방으로 연장되어 리어범퍼에 지지되고, 상기 하측보강부보다 강성이 약한 소재로 마련된 복수의 완충프레임을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 차체구조물을 포함하는 차량이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물은 하측보강부와 상측보강부를 구비하기 때문에 배터리장착부의 강성을 높일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물은 횡방향 하중(P1)이 하측보강부의 제1 및 제3보강프레임과 상측결속부의 제1 및 제2결속프레임으로 분산 전달되고 종방향 하중(P2)이 하측보강부의 제2보강프레임들과 상측결속부의 제3결속프레임들로 분산 전달되기 때문에 충돌로부터 배터리를 안정적으로 보호할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물은 후방의 리어범퍼 쪽으로부터 종방향 하중(P3)이 작용할 경우 제1 및 제2보강프레임보다 강성이 약한 복수의 완충프레임이 변형되면서 에너지를 흡수하기 때문에 후방충돌로부터 배터리를 안정적으로 보호할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물은 후열시트의 후방에 배터리장착부가 마련되고, 리어플로어에 배터리의 하측을 수용하도록 하방으로 함몰된 함몰부를 구비하기 때문에 탑승 및 적재공간의 점유를 줄이면서 대용량 배터리를 장착할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물은 배터리의 상부를 결속하는 상측결속부가 후열시트의 시트레일에 의해 지지되기 때문에 차량의 전방 충돌이 발생하더라도 배터리가 관성에 의해 들리는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예의 차체구조물은 배터리장착부가 후열시트의 후방에 마련되기 때문에 대용량 배터리의 설치에도 불구하고 후열시트의 설치 및 이동에 대한 제약을 최소화할 수 있고, 4WD 적용 시 프로펠러 샤프트와 배터리의 간섭을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물의 배터리장착부 주변 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물의 하측보강부를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물의 상측결속부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B'선에 따른 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체구조물은 탑승공간의 바닥을 이루는 센터플로어(10), 후미 바닥을 이루는 리어플로어(20), 후열시트(30) 후방의 리어플로어(20)에 마련되며 배터리(40)가 장착되는 배터리장착부(50), 배터리장착부(50) 하측의 리어플로어(20)를 보강하는 하측보강부(60), 배터리(40)의 위에서 배터리(40)를 결속하는 상측결속부(70), 배터리장착부(50) 전방에서 리어플로어(20)를 보강하는 크로스멤버(80), 후미에 장착되는 리어범퍼(90)를 포함한다.
여기서 후열시트(30)는 탑승공간의 가장 후방에 설치되는 시트일 수 있다. 본 실시 예의 차체구조물이 SUV 또는 MPV에 적용될 경우 후열시트(30)는 3열 또는 4열시트일 수 있고, 차체구조물이 1열시트와 2열시트를 가진 소형 SUV에 적용될 경우 후열시트(30)는 2열시트일 수 있다.
크로스멤버(80)는 횡방향으로 길게 연장되고 양단이 좌측 리어사이드멤버(82)와 우측 리어사이드멤버(83)에 각각 연결된다. 크로스멤버(80)는 리어플로어 패널(21) 하면에 부착상태에서 양단이 좌측 및 우측 리어사이드멤버(82,83)에 지지됨으로써 리어플로어(20) 쪽의 횡방향 강성을 높여준다.
배터리장착부(50)는 도 2와 도 7에 도시한 바와 같이, 배터리(40)의 하측을 수용할 수 있도록 리어플로어 패널(21)의 표면으로부터 하방으로 소정깊이 함몰되게 형성될 수 있다. 구체적으로 배터리장착부(50)가 위치하는 리어플로어 패널(21)에는 하방으로 함몰되어 배터리(40)의 하측을 수용하는 함몰부(52)가 마련된다.
하측보강부(60)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 배터리장착부(50)가 위치하는 리어플로어 패널(21)의 하부에 결합된 상태에서 크로스멤버(80) 및 양측의 리어사이드멤버(82,83)에 지지됨으로써 차체구조물의 종방향 및 횡방향 강성을 높인다.
하측보강부(60)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1보강프레임(61), 복수의 제2보강프레임(62a,62b,62c), 좌측과 우측의 제3보강프레임(63a,63b)을 포함할 수 있다.
제1보강프레임(61)은 크로스멤버(80)로부터 후방으로 이격된 위치에 마련되고, 크로스멤버(80)와 평행하도록 횡방향으로 연장된다. 구체적으로 제1보강프레임(61)은 배터리(40)의 후단과 일치하는 위치에 마련될 수 있다. 제1보강프레임(61)의 양단은 좌측 및 우측 리어사이드멤버(82,83)에 연결된다.
복수의 제2보강프레임(62a,62b,62c)은 크로스멤버(80)와 제1보강프레임(61)을 연결하도록 종방향으로 연장되며 상호 횡방향으로 이격되게 배치된다. 복수의 제2보강프레임(62a,62b,62c)은 상호 평행하게 이격된 상태에서 전단이 크로스멤버(80)에 지지되고 후단이 제1보강프레임(61)에 지지됨으로써 배터리장착부(50) 하부의 종방향 강성을 높인다.
좌측과 우측의 제3보강프레임(63a,63b)은 크로스멤버(80)와 제1보강프레임(61) 사이에서 횡방향으로 연장되며, 좌측 및 우측 리어사이드멤버(82,83)와 이에 인접하는 제2보강프레임(62a,62c)을 각각 연결한다. 좌측 제3보강프레임(63a)은 좌측 리어사이드멤버(82)와 이에 인접하는 제2보강프레임(62a)을 연결하고, 우측 제3보강프레임(63b)은 우측 리어사이드멤버(83)와 이에 인접하는 우측 제2보강프레임(62c)을 연결한다.
제1보강프레임(61)과 좌측 및 우측 제3보강프레임(63a,63b)은 각각 좌측 및 우측 리어사이드멤버(82,83)에 지지됨으로써 배터리장착부(50) 하부의 횡방향 강성을 높인다.
리어범퍼(90)와 하측보강부(60)의 제1보강프레임(61) 사이에는 복수의 완충프레임(111,112,113)이 설치된다. 복수의 완충프레임(111,112,113)은 제1보강프레임(61)과 복수의 제2보강프레임(62a,62b,62c)이 연결되는 위치로부터 각각 후방으로 연장되어 리어범퍼(90)에 지지된다. 복수의 완충프레임(111,112,113)은 제1 및 제2보강프레임(61,62a,62b,62c)보다 강성이 약한 소재로 마련된다.
복수의 완충프레임(111,112,113)은 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2보강프레임(61,62a,62b,62c)보다 상대적으로 강성이 약한소재로 마련되고 배터리장착부(50)의 후방에 위치하기 때문에 후방으로부터 충돌이 발생할 경우 변형되면서 에너지를 흡수해 배터리장착부(50)를 보호할 수 있다.
이러한 차체구조물은 도 6에 도시한 바와 같이, 배터리장착부(50)가 위치하는 크로스멤버(80)와 제1보강프레임(61) 사이의 고강도영역(D)과, 리어범퍼(90)와 제1보강프레임(61) 사이의 저강도영역(E)으로 구분할 수 있다.
고강도영역(D)은 상대적으로 강성이 높은 제1보강프레임(61), 복수의 제2보강프레임(62a,62b,62c), 좌측과 우측의 제3보강프레임(63a,63b)을 포함하기 때문에 배터리장착부(50)의 변형을 억제해 배터리(40)를 안정적으로 보호할 수 있다. 저강도영역(E)은 상대적으로 강성이 약한 복수의 완충프레임(111,112,113)을 포함하기 때문에 후방으로부터 충돌이 발생할 경우 복수의 완충프레임(111,112,113)이 변형되면서 충돌에너지를 흡수할 수 있다.
후방 충돌로부터 배터리(40)를 안정적으로 보호하기 위해서는 고강도영역(D)과 저강도영역(E)의 경계를 이루는 제1보강프레임(61)을 배터리(40)의 후단과 일치하는 위치에 배치하여 배터리장착부(50)의 후방에 충분한 크기의 저강도영역(E, 완충영역)을 확보하는 것이 좋다.
상측결속부(70)는 도 1, 도 2, 도 4에 도시한 바와 같이, 배터리장착부(50)에 놓인 배터리(40)의 상측 외면을 결속한 상태로 하측보강부(60)에 체결된다.
상측결속부(70)는 배터리(40)를 결속하도록 횡방향으로 연장되며 양단이 제3보강프레임(63a,63b)에 체결되는 제1결속프레임(71), 제1결속프레임(71)의 후방에서 배터리(40)를 결속하도록 횡방향으로 연장되며 양단이 제1보강프레임(61)에 체결되는 제2결속프레임(72), 배터리(40)를 결속하도록 종방향으로 연장되고 제1 및 제2결속프레임(71,72)에 교차상태로 결합되며 전단이 복수의 제2보강프레임(62a,62b,62c)에 각각 체결되는 복수의 제3결속프레임(73a,73b,73c)을 포함한다.
제1결속프레임(71)과 제2결속프레임(72)은 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 배터리(40)의 상측을 결속한 상태에서 양단이 제1보강프레임(61)과 제3보강프레임(63a,63b)에 체결됨으로써 배터리(40)를 결속하는 기능 외에도 제1 및 제3보강프레임(61,63a,63b)과 함께 차체구조물의 횡방향 강성을 향상시킨다.
복수의 제3결속프레임(73a,73b,73c)은 도 4와 도 6에 도시한 바와 같이, 배터리(40)의 상측을 결속한 상태로 전단이 복수의 제2보강프레임(62a,62b,62c) 전단에 체결됨으로써 배터리(40)를 결속하는 기능 외에 하측의 제2보강프레임들(62a,62b,62c)과 함께 차체구조물의 종방향 강성을 향상시킨다.
도 5와 도 6을 참조하면, 상측결속부(70)의 제1 내지 제3결속프레임(71,72,73a,73b,73c)은 실제로 각각 하측보강부(60)의 제1 내지 제3보강프레임(61,62a,62b,62c,63a,63b)이 결합된 위치의 리어플로어 패널(21) 상면에 체결된다. 하지만 통상의 차체구조물이 그러하듯이, 리어플로어 패널(21) 하면에 용접된 제1 내지 제3보강프레임(61,62a,62b,62c,63a,63b)은 구조적인 관점에서 제1 내지 제3보강프레임(61,62a,62b,62c,63a,63b) 위의 리어플로어 패널(21)의 일부분을 포함하는 폐사각단면으로 볼 수 있다. 따라서 제1 내지 제3결속프레임(71, 72, 73a, 73b, 73c)은 제1 내지 제3보강프레임(61, 62a, 62b, 62c, 63a, 63b)에 결합되는 것으로 볼 수 있다.
제1 내지 제3결속프레임(71, 72, 73a, 73b, 73c)이 체결되는 위치의 제1 내지 제3보강프레임(61, 62a, 62b, 62c, 63a, 63b) 내에는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 체결부분의 강성을 높이는 보강부재(65)가 각각 설치될 수 있다. 보강부재들(65)은 제1 내지 제3보강프레임(61, 62a, 62b, 62c, 63a, 63b)의 폐사각단면 내에 수용된 상태에서 제1 내지 제3보강프레임(61, 62a, 62b, 62c, 63a, 63b) 또는 리어플로어 패널(21) 저면에 용접될 수 있다.
이러한 차체구조물은 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 차량에 작용하는 횡방향 하중(P1)이 배터리장착부(50)에 이르러 하측보강부(60)의 제1 및 제3보강프레임(61, 62a, 62b, 62c, 63a, 63b) 과 상측결속부(70)의 제1 및 제2결속프레임(71,72)으로 분산 전달되므로 횡방향 충돌로부터 배터리(40)를 안정적으로 보호할 수 있을 뿐 아니라 횡방향 강성을 높일 수 있다.
또 이러한 차체구조물은 도 4와 도 6에 도시한 바와 같이, 차량의 전방으로부터 작용하는 종방향 하중(P2)이 배터리장착부(50)에 이르러 하측보강부(60)의 제2보강프레임들(62a,62b,62c)과 상측결속부(70)의 제3결속프레임들(73a,73b,73c)로 분산 전달되므로 종방향 충돌로부터 배터리(40)를 안정적으로 보호할 수 있을 뿐 아니라 종방향 강성을 높일 수 있다.
또한 도 6에 도시한 바와 같이, 후방의 리어범퍼(90) 쪽으로부터 종방향 하중(P3)이 작용할 경우에는 제1 및 제2보강프레임(61,62a,62b,62c)보다 강성이 약한 복수의 완충프레임(111,112,113)이 변형되면서 에너지를 흡수하기 때문에 후방충돌로부터 배터리(40)를 안정적으로 보호할 수 있다.
도 1, 도 2, 도 4를 참조하면, 리어플로어 패널(21) 위에는 후열시트(30, 3열 또는 4열시트)를 지지하면서 이동을 안내하는 복수의 시트레일(31,32,33,34)이 설치될 수 있다. 시트레일들(31,32,33,34)은 상호 평행하게 종방향으로 연장된다. 또 각 시트레일(31,32,33,34)은 후단이 상측결속부(70)의 제1결속프레임(71) 위로 연장된 후 제1결속프레임(71)에 체결된다.
이처럼 복수의 시트레일(31,32,33,34)이 배터리(40)의 상부를 결속하는 제1결속프레임(71)에 결합되면, 후열시트(30) 및 후열시트(30)에 착석한 탑승자의 중량이 복수의 시트레일(31,32,33,34)을 통해 제1결속프레임(71)으로 전달되어 제1결속프레임(71)을 하방으로 가압한다. 즉 배터리(40)가 후열시트(30) 및 후열시트(30)에 착석한 탑승자 중량에 의해 하방으로 가압될 수 있다. 따라서 차량의 전방 충돌이 발생하더라도 배터리(40)가 관성에 의해 들리는 현상을 방지할 수 있다.
본 실시 예의 차체구조물은 도 6에 도시한 바와 같이, 탑승공간의 가장 후방에 설치된 후열시트(30)의 후방에 배터리장착부(50)가 마련되고, 리어플로어 패널(21)에 배터리(40)의 하측을 수용하도록 하방으로 함몰된 함몰부(52)를 구비하기 때문에 탑승 및 적재공간의 점유를 줄이면서 대용량 배터리(40)를 장착할 수 있다.
또 본 실시 예의 차체구조물은 배터리장착부(50)가 후열시트(30)의 후방에 마련되기 때문에 대용량 배터리(40)의 설치에도 불구하고 후열시트(30)의 설치 및 이동에 대한 제약을 최소화할 수 있고, 4WD 적용 시 프로펠러 샤프트(미도시)와 배터리(40)의 간섭을 방지할 수 있다.
10: 센터플로어, 20: 리어플로어,
21: 리어플로어 패널, 30: 후열시트,
31,32,33,34: 시트레일, 40: 배터리,
50: 배터리장착부, 52: 함몰부,
60: 하측보강부, 61: 제1보강프레임,
62a,62b,62c: 제2보강프레임, 63a,63b: 제3보강프레임,
70: 상측결속부, 71: 제1결속프레임,
72: 제2결속프레임, 73a,73b,73c: 제3결속프레임,
90: 리어범퍼, 111,112,113: 완충프레임.

Claims (11)

  1. 후열시트 후방의 플로어에 마련되며 배터리가 장착되는 배터리장착부;
    상기 배터리장착부의 전방에서 상기 플로어를 보강하는 크로스멤버;
    상기 배터리장착부 하측의 상기 플로어를 보강하며 상기 크로스멤버 및 양측의 사이드멤버에 지지되는 하측보강부; 및
    상기 배터리를 결속한 상태로 상기 하측보강부에 체결되는 상측결속부;를 포함하고,
    상기 하측보강부는,
    상기 크로스멤버로부터 후방으로 이격된 위치에서 횡방향으로 연장되며 양단이 상기 양측 사이드멤버에 지지되는 제1보강프레임;
    상기 크로스멤버와 상기 제1보강프레임을 연결하도록 종방향으로 연장되며 횡방향으로 상호 이격되게 배치된 복수의 제2보강프레임; 및
    상기 크로스멤버와 상기 제1보강프레임 사이에서 상기 양측의 사이드멤버와 이에 인접하는 상기 제2보강프레임을 연결하도록 양측에 각각 마련되며 횡방향으로 연장된 제3보강프레임을 포함하는 차체구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리장착부는 상기 플로어로부터 하방으로 함몰되게 형성되며 상기 배터리의 하측을 수용하는 함몰부를 포함하는 차체구조물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1보강프레임은 상기 배터리의 후단과 일치된 위치에 마련되는 차체구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1보강프레임과 상기 복수의 제2보강프레임이 연결되는 위치로부터 각각 후방으로 연장되어 리어범퍼에 지지되고, 상기 제1 및 제2보강프레임보다 강성이 약한 소재로 마련된 복수의 완충프레임을 더 포함하는 차체구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상측결속부는,
    상기 배터리를 결속하도록 횡방향으로 연장되며 양단이 상기 제3보강프레임에 체결되는 제1결속프레임;
    상기 배터리를 결속하도록 횡방향으로 연장되며 양단이 상기 제1보강프레임에 체결되는 제2결속프레임; 및
    상기 배터리를 결속하도록 종방향으로 연장되고 상기 제1 및 제2결속프레임과 교차상태로 결합되며 전단이 상기 복수의 제2보강프레임에 각각 체결되는 복수의 제3결속프레임;을 포함하는 차체구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하측보강부는,
    상기 제1 내지 제3보강프레임에 마련되며 상기 제1 내지 제3결속프레임이 체결되는 부분을 각각 보강하는 복수의 보강부재를 더 포함하는 차체구조물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 후열시트의 이동을 안내하도록 상기 플로어에 장착되며, 각각 상기 제1결속프레임으로 연장된 상태에서 상기 제1결속프레임에 체결되는 복수의 시트레일을 더 포함하는 차체구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 후열시트의 이동을 안내하도록 상기 플로어에 장착되며, 상기 상측결속부 위로 연장된 상태에서 상기 상측결속부에 체결되는 복수의 시트레일을 더 포함하는 차체구조물.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 하측보강부로부터 각각 후방으로 연장되어 리어범퍼에 지지되고, 상기 하측보강부보다 강성이 약한 소재로 마련된 복수의 완충프레임을 더 포함하는 차체구조물.
  11. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 차체구조물을 포함하는 차량.
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US16/662,574 US11285796B2 (en) 2019-06-26 2019-10-24 Vehicle body structure and vehicle including the same
JP2019194013A JP7335779B2 (ja) 2019-06-26 2019-10-25 車体構造物及びこれを含む車両
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111038588B (zh) * 2019-12-27 2021-08-20 长城汽车股份有限公司 后副车架总成
KR20210155260A (ko) * 2020-06-15 2021-12-22 현대자동차주식회사 차량 플로어구조
KR20220048785A (ko) * 2020-10-13 2022-04-20 현대자동차주식회사 차량용 차체
JP7181916B2 (ja) * 2020-10-28 2022-12-01 本田技研工業株式会社 電動車両
DE102020132387B3 (de) * 2020-12-07 2022-05-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Karosserieboden für ein batterie-elektrisches Fahrzeug
US11813934B2 (en) * 2021-01-13 2023-11-14 Ford Global Technologies, Llc Battery protection in an electric vehicle
CN113246711B (zh) * 2021-06-23 2022-08-09 东风柳州汽车有限公司 一种电池包安装结构及后地板总成
WO2023210523A1 (ja) * 2022-04-29 2023-11-02 テイ・エス テック株式会社 車両用シートの取付構造

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5786818B2 (ja) * 2012-08-02 2015-09-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の搭載構造
JP2017136909A (ja) * 2016-02-02 2017-08-10 トヨタ自動車株式会社 フレーム車の骨格構造

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4294372B2 (ja) 2003-05-21 2009-07-08 本田技研工業株式会社 高圧電装部品の車載構造
CN103493244B (zh) * 2011-05-19 2016-04-27 株式会社Lg化学 具有高的结构稳定性的电池组
JP5729207B2 (ja) 2011-08-09 2015-06-03 マツダ株式会社 車両の電源装置支持構造
EP2662230B1 (de) 2012-05-08 2018-01-24 Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG Batteriegehäuse
JP5879323B2 (ja) 2013-10-17 2016-03-08 富士重工業株式会社 電池パックの搭載構造
JP6119688B2 (ja) 2014-07-09 2017-04-26 マツダ株式会社 車両の後部車体構造
JP6627330B2 (ja) 2015-08-24 2020-01-08 スズキ株式会社 車両リアフロア構造
JP6215905B2 (ja) * 2015-12-22 2017-10-18 本田技研工業株式会社 車体後部構造
JP6302949B2 (ja) 2016-03-17 2018-03-28 本田技研工業株式会社 車両
JP6363656B2 (ja) * 2016-06-23 2018-07-25 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車載用バッテリー
JP6777580B2 (ja) 2017-03-29 2020-10-28 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車載用バッテリー
JP6787233B2 (ja) 2017-04-05 2020-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両下部構造
JP6688275B2 (ja) * 2017-12-20 2020-04-28 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両用電池パック保護構造およびそれを備えた車両
US10864810B2 (en) * 2019-04-25 2020-12-15 Fca Us Llc Bowstring-truss battery cradle system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5786818B2 (ja) * 2012-08-02 2015-09-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の搭載構造
JP2017136909A (ja) * 2016-02-02 2017-08-10 トヨタ自動車株式会社 フレーム車の骨格構造

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Publication number Publication date
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