KR20080043900A - 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조에 관한 것으로, 후방충돌사고 발생시에 그 충격을 적절히 흡수해서 수소저장탱크 사이에 배치된 샤시 크로스 멤버에 수소저장탱크들이 부딪히지 않도록 하여 수소저장탱크의 손상을 방지할 수 있도록 하기 위해, 샤시 크로스 멤버를 기준으로 전방에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 전방 탱크지지대와 후방에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 후방 탱크지지대가 충격을 받으면 변형되는 완충부재를 매개로 서로 연결된 구조로 되어 있다.

Description

연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조{Shock absorbing structure for rear impact of fuel cell vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 연료전지차량의 수소탱크 배치상태도,

도 2는 종래 기술에 따른 연료전지차량의 후방충돌 사고발생시의 변형도,

도 3은 본 발명에 따른 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조를 나타낸 사시도

도4는 본 발명의 요부 상세도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

2,2A,2B,2C-수소저장탱크 3-샤시 크로스 멤버

10,20-탱크지지대 30-완충수단

12,22-브래킷

본 발명은 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조에 관한 것으로서, 특히 후방충돌 사고 발생시에 완충부재의 적절한 변형으로 충격에너지를 효과적으로 흡수해서 수소저장탱크의 손상을 예방하도록 한 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조 에 관한 것이다.

자동차 산업에 요구되는 장래기술의 하나로서, 지구 온난화, 석유자원 고갈 및 도심대기환경악화 등에 대처함은 물론 석유대체에너지의 이용이나 에너지절약의 강화, 즉 고효율화 및 저공해화를 실현 할 수 있는 차량의 개발이 절실히 요구되고 있다.

이러한 요구에 따라 차량의 연비를 기존 차량에 비해 크게 향상시킬 수 있는 하이브리드 전기 자동차에 대한 개발이 상당한 진척을 가져오고 있는데, 이러한 하이브리드 자동차는, 예를 들어 엔진과 전동 모터의 2개의 동력원을 갖고서 목적에 따라서, 각각을 가장 효율적으로 사용해 에너지절약과 저공해를 달성하려는 것이다.

이러한 하이브리드 차량 중 그 한 예는 연료전지를 이용하는 연료전지차량인데 이와 같은, 연료전지차량은 순수수소(통상,99%이상)를 연료로 사용하는 연료전지시스템을 이용한다.

이와 같이 연료전지차량에 채용되는 연료전지시스템은, 고압의 수소가 충전되어 있는 복수의 수소저장탱크와, 이 수소저장탱크에 충전되어 있는 수소가스를 운반하는 수소공급관로와, 각 수소저장탱크와 수소공급관로의 사이에 설치되어 밸브의 개폐동작에 의해 가스를 단속하는 마그네틱 밸브와, 수소공급관로로부터 공급되는 수소가스를 일정한 압력으로 감압하는 레귤레이터와, 이 레귤레이터에서 감압된 수소를 공급받아 이를 산소와 반응시켜 전력을 발생하는 연료전지와, 이 연료전지에 의해 발생된 전력에 의해 구동력을 발생하는 모터로 구성된다.

이러한 연료전지시스템을 갖는 연료전지차량이 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 바, 즉 연료전지차량(1)에는 복수의 수소저장탱크(2)가 설치되고, 이 수소저장탱크(2)들은 리어플로워 하단의 차체 크로스 멤버에 볼팅으로 장착되는 구조로 설치된다.

특히, 상기 수소저장탱크(2)들은 후방쪽 좌석의 하부에 위치되는 전방 수소저장탱크(2A)와, 트렁크의 하부에 위치되는 후방 수소저장탱크(2C) 및 상기 전방 및 후방 수소저장탱크(2A)(2B)의 사이에 위치되는 중앙 수소저장탱크(2B)를 포함하며, 대개 중앙 수소저장탱크(2B)와 후방 수소저장탱크(2C)가 샤시 크로스 멤버(3)를 사이에 두고 배치되는 형태를 취한다.

그러나, 이러한 종래의 구조는 후방충돌이 발생하였을 때, 후방 수소저장탱크(2C)가 차량의 전방 쪽으로 변형에 의해 이동되는 경우, 샤시 크로스 멤버(3)의 모서리 뾰족한 부위가 수소저장탱크(2B)(2C)에 부딪히면서 이들 탱크가 손상되어 수소가 누출되는 치명적인 문제점을 갖고 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 후방충돌사고 발생시에 그 충격을 적절히 흡수해서 수소저장탱크 사이에 배치된 샤시 크로스 멤버에 수소저장탱크들이 부딪히지 않도록 하여 수소저장탱크의 손상을 방지할 수 있는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 샤시 크로스 멤버를 기준으로 전방 에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 전방 탱크지지대와 후방에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 후방 탱크지지대가 충격을 받으면 변형되는 완충부재를 매개로 서로 연결된 구조로 되어 있다.

바람직하기로는, 상기 완충부재는 중앙 부위가 볼트로 연결되어 Ｘ자 형상을 이루는 2개의 제1,2완충부재를 구비하고, 상기 제1,2완충부재의 양단은 각각 상기 탱크지지대에 부착된 브래킷에 체결된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 볼트는 소정 이상의 충격을 받으면 파단되는 파단 볼트인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조의 장착 사시도가 도시되어 있는 바, 즉 수소저장탱크(2)는 차량의 길이방향으로 여러 개가 배치되며, 샤시 크로스 멤버(3)를 사이에 두고 차량의 전방 쪽에는 전방 수소저장탱크(2A)와 중앙 수소저장탱크(2B)가 배치되고 후방 쪽에는 후방 수소저장탱크(2C)가 배치된다.

상기 전방 수소저장탱크(2A)와 중앙 수소저장탱크(2B) 및 후방 수소저장탱크(2C)는 샤시 크로스 멤버(3)의 전, 후방에서 각각 전방 및 후방 탱크지지대(10)(20)에 의해 지지되어 차체에 고정된다.

상기 전방 탱크지지대(10)는 후방 탱크지지대(20)에 인접한 부위에 용접 등으로 일체로 고정된 브래킷(12)을 구비하고, 이 브래킷(12)은 차폭 방향으로 일정 간격 떨어져 2개 이상 구비되는 것이 좋다.

또한, 상기 후방 탱크지지대(20)는 상기 전방 탱크지지대(10)에 인접한 부위에 용접 등으로 일체로 고정되고 상기 전방 탱크지지대(10)의 브래킷(12)에 대하여 차폭 방향으로 동일한 위치에 설치되는 브래킷(22)을 구비한다. 마찬가지로, 이 브래킷(22)도 차폭 방향으로 일정 간격 떨어져 2개 이상 구비된다.

상기 전방 탱크지지대(10)의 브래킷(12)과 후방 탱크지지대(20)의 브래킷(22)은 대체로 자 형상을 이루는 완충수단(30)에 의해 연결된다.

즉, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 상기 완충수단(30)은 자 형상으로 파단 볼트(30c)에 의해 결합된 2개의 제1,2완충부재(30a,30b)를 구비하고, 상기 각 완충부재의 양단은 상기 브래킷(12)(22)에 볼트로 고정된다.

상기 제1,2완충부재가 상기 볼트(30c)에 의해 결합될 때에 볼트의 체결 작업이 용이해지면서 볼트 체결강성을 증대시키기 위해 2개의 상하 플랜지(30d)를 매개로 볼팅 체결된다. 상기 플랜지는 원형을 이루고 있지만 반드시 여기에 한정되지 않고 다른 형상을 가져도 무방하다.

이에 따라, 후방충돌에 의해 후방 수소저장탱크(2C) 및 이를 지지하고 있는 후방 탱크지지대(20)가 차량의 전방 쪽으로 변형에 의해 이동되는 경우, 후방 탱크지지대(20)와 전방 탱크지지대(10)를 서로 연결시키는 제1,2완충부재에도 후방충돌에 의한 충격이 가해지게 되는 데, 상기 충격이 소정 이상이면 상기 파단 볼트(30c)가 일차적으로 파단되면서 그 충격을 흡수하게 된다.

상기와 같이 체결 볼트가 일차적으로 파단되면 상기 2개의 완충부재는 각각 서로 분리되게 되고, 충격이 계속해서 가해지면 각 제1,2완충부재는 하방으로 굽혀지는 변형을 하면서 이차적으로 충격을 흡수해서 저감시키게 된다.

따라서, 후방 충돌사고 발생시에 상기 완충부재의 1차 및 2차에 걸친 적절한 변형으로 충격에너지를 효과적으로 흡수해서 저감시키므로, 수소저장탱크를 보다 안전하게 보호할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조에 의하면, 전방 및 후방 수소저장탱크들을 지지하는 탱크지지대를 완충부재를 매개로 서로 연결하여 후방 충돌사고 발생시에 상기 완충부재가 충격에너지를 효과적으로 흡수해서 저감시킴으로써, 수소저장탱크의 손상 방지와 탑승자의 안전을 보장할 수 있는 등의 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 샤시 크로스 멤버를 기준으로 전방에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 전방 탱크지지대와 후방에 배치된 수소저장탱크를 지지하는 후방 탱크지지대가 충격을 받으면 변형되는 완충부재를 매개로 서로 연결된 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 완충부재는 중앙 부위가 볼트로 연결되어 Ｘ자 형상을 이루는 2개의 제1,2완충부재를 구비하고, 상기 제1,2완충부재의 양단은 각각 상기 탱크지지대에 부착된 브래킷에 체결된 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 볼트는 소정 이상의 충격을 받으면 파단되는 파단 볼트인 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 후방충돌 충격흡수구조.

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