KR20000011629U - 전기자동차용 배터리트레이 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기자동차의 동력원으로 사용되는 배터리를 장착하는 트레이에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 수지침투가공재를 복합소재트레이와 일체로 성형하여 별도의 보강재가 필요없고 제작이 간편한 전기자동차용 배터리트레이에 관한 것이다.

종래의 알루미늄 트레이는 배터리의 배열이나 크기가 달라질 경우 금형을 새로 제작해야 할 뿐만 아니라 경량화가 어려우며, 경량복합소재로 성형된 트레이는 동일형상일 경우 알루미늄 트레이에 비해 무게는 가벼워지나 강성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안의 일 실시예인 전기자동차용 배터리트레이에 의하면, 경량복합소재 트레이 본체의 배면에 고강성의 수지침투가공재를 함침시킴으로써 굽힘과 비틀림에 대해 높은 강성을 갖게 되어 별도의 보강재없이 설계시 요구되는 값을 만족시킬 수 있는 강성을 갖는 배터리트레이를 제작할 수 있고, 수지와 같은 경량복합소재로 성형하기 때문에 제작이 용이하며, 일반적인 복합수지로 성형된 배터리트레이보다 두께가 훨씬 얇아지므로 전기자동차의 전체 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

전기자동차용 배터리트레이

본 고안은 전기자동차의 동력원으로 사용되는 배터리를 장착하는 트레이에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 수지침투가공재를 복합소재트레이와 일체로 성형하여 별도의 보강재가 필요없고 제작이 간편한 전기자동차용 배터리트레이에 관한 것이다.

전기자동차에는 동력원으로 배터리가 20 내지 24개 가량 장착되며, 전체 배터리의 무게는 차량의 성능에 따라 달라지나 대개 300 내지 400㎏에 달한다. 따라서, 이러한 배터리의 무게를 지지할 뿐만 아니라 배터리가 요동하지 않도록 고정시키기 위해서 배터리트레이가 필요하다.

이것과 관련된 선행특허로는 공개특허번호 제96-30455호, 제96-3166호, 제96-22529호, 제96-27803호 등이 있으나 주로 배터리의 장착에 관한 내용이고 경량화와 강성을 고려한 배터리트레이의 구조에 관한 특허는 없으며, 또한 격자 또는 그리드구조에 대해서는 공개특허번호 제96-26494호, 제96-702159호, 제96-36769호, 제96-706278호, 제96-25090호 등이 있으나 배터리의 무게를 지탱할 수 있는 그리드구조의 트레이에 대한 내용은 없다.

따라서, 종래의 전기자동차용 배터리트레이는 주로 알루미늄을 이용하여 제작되고, 도 1과 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 알루미늄 평판의 강성을 보강하기 위하여 트레이(1)의 바닥(2)에 다수의 돌출형 비드(3)를 형성시키거나, 도3에 도시된 바와 같이 지지칼럼(4)을 트레이(1)의 바닥(2)에 설치한 후 접촉되는 용접부(5)에서 양 부재(2,4)를 용접하여 강성을 보강하는 방법을 주로 사용하였다.

또한, 일부 복합소재를 이용한 배터리트레이의 경우 요구되는 강성을 만족시키기 위하여 소재의 두께를 증가시키는 방법을 사용하였다.

그러나, 상기와 같이 알루미늄 트레이의 경우 배터리의 배열이나 크기가 달라질 경우에는 금형을 새로 제작해야 할 뿐만 아니라 더 이상의 경량화는 어렵다는 문제점이 있었고, 경량복합소재로 성형된 트레이는 동일형상일 경우 알루미늄 트레이에 비해 무게는 가벼워지나 강성이 떨어지므로 요구되는 강성을 만족시키기 위하여 트레이판의 두께를 증가시켜야 하기 때문에 실질적인 경량화를 달성하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 고안의 목적은 경량의 복합소재를 이용하여 경량화가 가능할 뿐만 아니라 별도의 보강재를 사용하지 않고도 요구되는 강성을 만족시켜 줄 수 있는 전기자동차용 배터리트레이를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 제작이 간단한 전기자동차용 배터리트레이를 제공하는데 있다.

도 1은 알루미늄으로 제작된 종래의 전기자동차용 배터리트레이를 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 종래의 트레이에 강성을 증가시키기 위하여 형성된 비드부분을 상세하게 나타내기 위한 부분절단사시도,

도 3은 종래의 알루미늄 트레이의 강성을 증가시키기 위하여 지지칼럼을 설치한 상태를 개략적으로 도시한 사시도,

도 4는 전기자동차에 배터리가 장착되는 상태를 개략적으로 도시한 평면도,

도 5는 본 고안의 전기자동차용 배터리트레이의 일 실시예를 도시한 사시도,

도 6은 배터리트레이의 배면에 수지침투가공재를 결합하는 과정을 설명하기 위하여 결합전의 분리된 상태를 도시한 사시도,

도 7은 트레이 밑면에 격자구조의 수지침투가공재가 배열되어 성형된 상태를 보여주는 배터리트레이의 저면사시도,

도 8은 일방향 복합소재인 수지침투가공재가 격자형태로 배열된 상태를 도시한 일부사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10:전기자동차 20:배터리

30:배터리트레이 31:트레이 본체

32:배터리수용부 33:트레이 배면

40:수지침투가공재 41:수지침투가공재의 교차부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 전기자동차용 배터리트레이는 상부에 전기자동차의 배터리를 수용하여 고정시키는 배터리 수용부를 구비하도록 경량복합소재로 성형된 트레이 본체와, 상기 트레이 본체의 배면에 격자형태로 열융착되는 경량복합소재로 이루어진 수지침투가공재로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 일 실시예의 전기자동차용 배터리트레이에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 전기자동차에 배터리가 장착되는 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 5는 본 고안의 전기자동차용 배터리트레이의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 6은 배터리트레이의 배면에 수지침투가공재를 결합하는 과정을 설명하기 위하여 결합전의 분리된 상태를 도시한 사시도이고, 도 7은 트레이 밑면에 격자구조의 수지침투가공재가 배열되어 성형된 상태를 보여주는 배터리트레이의 저면사시도이고, 도 8은 일방향 복합소재인 수지침투가공재가 격자형태로 배열된 상태를 도시한 일부사시도이다.

전기자동차용 배터리트레이(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 전기자동차(10)의 내부구조와 설치가능한 공간의 형태에 따라 다양한 형태를 가질 수 있으며, 이와 같은 배터리트레이(30) 형태에 대한 본 고안의 일 실시예를 도5에 도시하고 있다.

도 6과 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 의한 전기자동차용 배터리트레이(30)는 상부에 전기자동차(10)의 배터리(20)를 수용하여 고정시키는 배터리수용부(32)를 구비하도록 경량복합소재로 성형된 트레이 본체(31)와, 상기 본체(31)의 배면(33)에 격자형태로 열융착되는 경량복합소재로 이루어진 수지침투가공재(40)로 구성되어 있다.

상기 트레이 본체(31)는 유리섬유나 탄소섬유 등의 강화섬유가 첨가된 레진, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄 등 수지성분의 경량복합소재로 성형된다.

또한, 상기 수지침투가공재(40)는 강화섬유에 수지성분을 첨가하여 결합시키므로서 강성에 있어서 일방향으로의 방향성을 갖는 경량복합소재로 이루어진다.

이와 같이 구성되어 있는 본 고안의 일 실시예에 의한 전기자동차용 배터리트레이(30)의 제작과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 경량복합소재를 이용하여 전기자동차(10)의 내부구조 및 설치가능한 공간에 따라 설계된 형태로 배터리수용부(32)를 갖춘 트레이 본체(31)를 성형한다.

다음에, 섬유방향으로 고(高)강성을 갖는 수지침투가공재(40)를 도8에서와 같이 격자형태로 배열한 후, 도 6에서와 같이 상기 트레이 본체(31)의 배면(33)형상과 일치하도록 절단하여 도 7과 같이 트레이 본체(31)의 배면(33)에 접착시킨 상태에서 열과 압력을 가하여 융착시킨다.

이렇게 하면 상기 수지침투가공재(40)의 강화섬유가 트레이 본체(31)의 배면(33)속으로 함침되어 상기 배면(33)의 강성을 향상시킨다. 또한 도8에 볼 수 있는 바와 같이 수지침투가공재(40)가 교차하는 지점인 교차부(41)는 수지가 함침하면서 다른 부위와 같은 수평면을 유지하게 되므로 교차부(41)가 돌출하는 문제도 발생하지 않는다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 고안의 일 실시예인 전기자동차용 배터리트레이에 의하면, 경량복합소재 트레이의 배면에 고강성의 수지침투가공재를 함침시킴으로써 굽힘과 비틀림에 대해 높은 강성을 갖게 되어 별도의 보강재없이 설계시 요구되는 값을 만족시킬 수 있는 강성을 갖는 배터리트레이를 제작할 수 있고, 수지와 같은 경량복합소재로 성형하기 때문에 제작이 용이하며, 일반적인 복합수지로 성형된 배터리트레이보다 두께가 훨씬 얇아지므로 전기자동차의 전체 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상부에 전기자동차(10)의 배터리(20)를 수용하여 고정시키는 배터리수용부(32)를 구비하도록 경량복합소재로 성형된 트레이 본체(31)와, 상기 본체(31)의 배면(33)에 격자형태로 열융착되는 경량복합소재로 이루어진 수지침투가공재(40)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리트레이.
2. 제1항에 있어서, 상기 트레이 본체(31)는 유리섬유나 탄소섬유 등의 강화섬유가 첨가된 레진, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄 등 수지성분 중 선택한 경량복합소재로 성형되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리트레이.
3. 제1항또는 제2항에 있어서, 상기 수지침투가공재(40)는 강성에 방향성을 갖도록 강화섬유에 수지성분을 첨가하여 결합시킨 경량복합소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리트레이.