KR20110048855A - 자동차 - Google Patents

Abstract

측면 충돌시 배터리가 보호되는 자동차가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 자동차는, 바닥을 형성하는 프론트 플로어와, 상기 프론트 플로어 하부에 전후 방향으로 구비되는 사이드 멤버와, 상기 프론트 플로어 하부에 구비되며 측면 방향으로부터 전방으로 휘어 상기 사이드 멤버와 연결된 굴절 크로스 멤버를 포함한다.

전기 자동차, 측면 충돌, 배터리 보호

Description

자동차{Automobile}

본 발명은 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측면 충돌시 배터리가 보호되는 자동차에 관한 것이다.

자동차는 자체 엔진에서 동력을 생산해 바퀴에 전달하여 도로 상에서 승객이나 화물을 운반하는 교통 수단이다. 자동차는 크게 외관을 형성하는 차체(body)와 각종 장치들이 유기적으로 연결된 섀시(chassis)로 나눌 수 있다. 섀시는 주행의 원동력이 되는 자동차 엔진을 비롯하여 동력전달 장치, 조향 장치, 현가 장치, 제동 장치 등 주요 장치를 포함한다.

엔진은 자동차를 달리게 하는 원동력이다. 대부분의 자동차 엔진은 4행정 내연기관이다. 4행정 내연기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 한 주기를 끝내는 내연기관으로 왕복운동 엔진의 가장 일반적인 예이다. 주로 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시킬 때 발생하는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지를 얻는다.

이러한 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 배기 가스로 인한 환경 오염과 석유 자원의 고갈을 일으켜 그 대안으로 전기를 동력으로 움직이는 전기자동차가 대두되었다. 전기자동차는 배기 가스나 소음이 없는 무공해 자동차이다. 그러나 높은 생산비용, 낮은 운행속도 그리고 짧은 운행거리로 인해 그 동안 실용화되지 못해왔다.

최근 들어 고유가와 배기가스 규제 강화가 전기 자동차 개발의 속도를 빠르게 하고 있으며, 시장 규모도 급성장 중이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 측면 충돌시 배터리 파손이 방지되는 자동차를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 자동차는, 바닥을 형성하는 프론트 플로어와, 상기 프론트 플로어 하부에 전후 방향으로 구비되는 사이드 멤버와, 상기 프론트 플로어 하부에 구비되며 측면 방향으로부터 전방으로 휘어 상기 사이드 멤버와 연결된 굴절 크로스 멤버를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 자동차는, 바닥을 형성하는 프론트 플로어와, 상기 프론트 플로어에 구비되며 전후 방향의 충격을 흡수하는 사이드 멤버와, 상기 프론트 플로어에 구비되며 측면 방향의 충격을 상기 사이드 멤버로 전달하도록 상기 사이드 멤버와 연결된 굴절 크로스 멤버를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 자동차에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　충돌시 사이드 멤버에 의한 배터리 파손이 방지되는 장점이 있다.

둘째,　충돌시 측면 방향의 충격이 사이드 멤버로 분산되는 장점도 있다.

셋째,　충돌시 프론트 플로어의 일부가 좌굴되어 배터리에 영향을 주지 않는 장점도 있다.

넷째, 사이드 멤버가 크로스 멤버와 연결되어 중량이 절감되는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 자동차를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체를 나타내는 개략적인 도 면이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 나타내는 일부 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 모터 및 동력전달 계통의 부품을 탑재하는 전방 차체(100)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙 차체(200), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방 차체(300)를 포함한다.

차체는 닫힌 공간을 만들어 그 내부에 각종 장치를 배치하고 탑승자나 화물을 수용한다. 일부를 개폐시켜 탑승자나 화물의 출입, 각종 장치의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 구조를 가질 필요도 있다. 외부의 비나 바람, 먼지 등에서 탑승자나 화물, 각종 장치를 보호하는 것도 중요한 작용이다. 또한, 차체는 외관으로서 차체의 형상은 그대로 자동차의 형상으로 된다.

전방 차체(100)는 우물 정(井)자를 형성하며 모터 및 변속기가 구비된다. 전방 차체(100)에는, 자동차의 진행 방향을 바꾸기 위하여 앞바퀴의 회전축 방향을 조절하는 조향 장치(110)와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜 현가 장치(120)가 구비된다.

전방 차체(100)는 모터나 변속기, 각종 보조 기구류 등의 중량물이 집중되어 탑재되는 것을 비롯하여 전륜 현가 장치(120)의 앞바퀴를 지지할 필요가 있다. 또한, 전륜 구동 자동차에서는 구동력도 전방 차체(100)가 담당한다.

전방 차체(100)는 사고 등으로 말미암아 강아 충격을 받을 경우 파손되어 충격을 흡수하여 차실에 강한 힘이 전달되지 않도록 한다. 전방 차체(100)의 각 부품은 전방 차체에 볼트 또는 너트로 고정되거나 용접되어 있으며, 프론트 펜더, 후드 등 외판 부품만 분리할 수 있게 되어 있다.

조향 장치(110)는 자동차를 운전자가 의도하는 방향으로 주행시키기 위하여 앞바퀴의 회전축 방향을 조절하는 장치이다.

전륜 현가 장치(120)는 차체에 대하여 앞바퀴를 상하 이외의 방향에는 적당한 강성에 의하여 지지하고, 상하 방향은 스프링, 감쇠 기구에 의하여 지지하는 것이다.

중앙 차체(200)는, 전방측 바닥을 형성하는 프론트 플로어(210)와, 프론트 플로어 가운데 구비되며 배터리 모듈(410)이 장착되는 터널(230)과, 프론트 플로어의 양측 가장자리에 구비되어 하부 측면을 형성하는 사이드실 패널(229)을 포함한다.

중앙 차체(200)는 대부분 차실, 즉 탑승자 등이 탑승하는 장소로 되어 있기 때문에 내부 공간은 될수록 크게 한다.

프론트 플로어(210)는 차실 내의 바닥으로서 강도가 높고 면적이 넓은 패널이다. 프론트 플로어(210)의 좌우에는 각 필러의 베이스가 되는 사이드 실 패널(229)이 앞에서 뒤까지 연결되어 있다. 프론트 플로어(210)의 가운데에는 터널(230)이 구비된다.

터널(230)은 배터리 모듈(410)이 장착되도록 상방으로 인입되어 형성된다. 터널(230)의 양측은 프론트 플로어(210)와 결합된다. 터널(230)과 프론트 플로어(210)는 용접으로 결합되는 것이 바람직하다. 터널(230)의 양측 가장자리 하측에는 배터리 모듈(410)을 지지하는 배터리 캐리어(420)가 결합된다. 배터리 캐리 어(420)는 볼트 또는 너트로 터널(230)에 결합된다.

사이드 실 패널(229)은 사각 단면 구조로서 프론트 필러(미도시), 센터 필러(미도시) 또는 리어 휠 하우스(미도시)가 결합될 수 있다. 사이드 실 패널(229)은 프론트 플로어(210)의 양측 가장자리에 결합된다.

후방 차체(300)는 후방측 바닥을 형성하는 리어 플로어(310)를 포함한다. 후방 차체(300)에는 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 후륜 현가 장치(330)가 구비된다.

후방 차체(300)는 후륜 현가 장치(330)의 뒷바퀴를 지지할 필요가 있다. 또한, 후륜 구동 자동차에서는 구동력도 후방 차체(300)가 담당한다.

후륜 현가 장치(330)는 차체에 대하여 뒷바퀴를 상하 이외의 방향에는 적당한 강성에 의하여 지지하고, 상하 방향은 스프링, 감쇠 기구에 의하여 지지하는 것이다.

배터리 모듈(410)은 전류를 공급한다. 배터리 모듈(410)은 리튬/이온 셀이 복수로 연결된 것이다. 배터리 모듈(410)은 T자 형상으로 형성되며, 중앙 차체(200)의 터널(230) 및 후방 차체(300)의 리어 플로어(310)에 장착되는 것이 바람직하다.

배터리 캐리어(420)는 배터리를 지지한다. 배터리 캐리어(420)는 볼트 또는 너트로 중앙 차체(200) 및 후방 차체(300)와 결합하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 중앙 차체를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 중앙 차체에서 측면 방향의 충격이 전달되는 것을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 바닥을 형성하는 프론트 플로어(210)와, 프론트 플로어 하부에 전후 방향으로 구비되는 사이드 멤버(221)와, 프론트 플로어 하부에 구비되며 측면 방향으로부터 전방으로 휘어 사이드 멤버와 연결된 굴절 크로스 멤버(225)를 포함한다.

프론트 플로어(210)는 상술한 바와 같이 차실 내의 바닥을 형성한다. 프론트 플로어(210)는 좌우에 각 필러의 베이스가 되는 사이드 실 패널(229)이 연결된다.

사이드 멤버(221)는 프론트 플로어(210) 하부에 결합된다. 사이드 멤버(221)는 전후 방향의 충격을 흡수하고, 뒤틀림과 구부러짐을 방치한다. 사이드 멤버(221)는 충분한 강도와 강성이 요구된다.

굴절 크로스 멤버(225)는 프론트 플로어(210) 하부에 결합된다. 굴절 크로스 멤버(225)는 측면 방향으로부터 전방으로 휘어 사이드 멤버(221)와 연결되는 L자 형태이다. 굴절 크로스 멤버(225)는 측면 방향의 충격을 터널(230)에 충격이 전해지지 않도록 형성된다. 도 5를 참조하면, 측면 방향의 충격이 가해지면 충격은 굴절 크로스 멤버(225)를 따라 사이드 멤버(221)로 전달된다.

직선 크로스 멤버(223)는 프론트 플로어(210) 하부에 결합된다. 직선 크로스 멤버(223)는 측면 방향의 충격을 흡수하여 굴절 크로스 멤버(225)와 충격을 분산하는 것이 바람직하다.

프론트 플로어(210)에서 굴절 크로스 멤버(225)의 후방 부분인 좌굴부(213)는 상기 측면 방향의 충돌시 좌굴된다. 프론트 플로어(210)의 좌굴부(213)가 좌굴되면 배터리 캐리어(420)로 충격이 분산되고 터널(230)로 충격이 전달되지 않는다.

터널(230)의 가장자리에는 배터리 캐리어(420)가 결합되는 캐리어 결합부(233)가 돌출 형성되어 측면 방향의 충격으로 좌굴되지 않는다. 도 5와 같이 터널(230)의 캐리어 결합부(233)와 굴절 크로스 멤버(225) 사이의 방향성으로 충격이 터널(230)에 직접 전달되지 않고, 상대적으로 약한 좌굴부(213)가 변형을 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 측면에 충격이 가해진 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 자동차의 측면에 충격이 가해지면 충격은 굴절 크로스 멤버(225)를 따라 사이드 멤버(221)로 전달되고 프론트 플로어(210)의 좌굴부(213)가 좌굴되어 터널(230)로 충격이 전달되지 않는다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체를 나타내는 개략적인 도면이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 나타내는 일부 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 중앙 차체를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 중앙 차체에서 측면 방향의 충격이 전달되는 것을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 측면에 충격이 가해진 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 전방 차체 110: 조향 장치

120: 전륜 현가 장치 200: 중앙 차체

210: 프론트 플로어 213: 좌굴부

221: 사이드 멤버 223: 직선 크로스 멤버

225: 굴절 크로스 멤버 229: 사이드 실 패널

230: 터널 300: 후방 차체

310: 리어 플로어 330: 후륜 현가 장치

410: 배터리 모듈 420: 배터리 캐리어

Claims (10)

1. 바닥을 형성하는 프론트 플로어;

   상기 프론트 플로어 하부에 전후 방향으로 구비되는 사이드 멤버; 및

   상기 프론트 플로어 하부에 구비되며 측면 방향으로부터 전방으로 휘어 상기 사이드 멤버와 연결된 굴절 크로스 멤버를 포함하는 자동차.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프론트 플로어의 가운데에 결합되며 배터리 모듈이 장착되는 터널을 더 포함하고,

   상기 사이드 멤버는 상기 터널 좌우에 구비되는 자동차.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 굴절 크로스 멤버는 상기 터널에 연결되지 않도록 배치된 자동차.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 배터리 모듈을 지지하며 상기 터널과 결합되는 배터리 캐리어를 더 포함하고,

   상기 터널은 가장자리에 상기 배터리 캐리어가 결합되도록 돌출된 캐리어 결합부가 형성된 자동차.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 프론트 플로어 하부에 측면 방향으로 구비되는 직선 크로스 멤버를 더 포함하는 자동차.
6. 바닥을 형성하는 프론트 플로어;

   상기 프론트 플로어에 구비되며 전후 방향의 충격을 흡수하는 사이드 멤버; 및

   상기 프론트 플로어에 구비되며 측면 방향의 충격을 상기 사이드 멤버로 전달하도록 상기 사이드 멤버와 연결된 굴절 크로스 멤버를 포함하는 자동차.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 프론트 플로어의 가운데에 결합되며 배터리 모듈이 장착되는 터널을 더 포함하고,

   상기 굴절 크로스 멤버는 상기 터널에 장착된 상기 배터리 모듈에 상기 측면 방향의 충격이 전해지지 않도록 배치되어 상기 사이드 멤버와 연결된 자동차.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 배터리 모듈을 지지하며 상기 터널과 결합되는 배터리 캐리어를 더 포함하고,

   상기 터널은 가장자리에 상기 배터리 캐리어가 결합되도록 돌출된 캐리어 결합부가 형성된 자동차.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 프론트 플로어는 상기 측면 방향의 충격이 상기 사이드 멤버로 전달될 때 상기 굴절 크로스 멤버의 후방 부분이 좌굴되는 자동차.
10. 제 6 항에 있어서

    상기 프론트 플로어에 구비되며 상기 측면 방향의 충격을 흡수하여 상기 굴절 크로스 멤버와 충격을 분산하는 직선 크로스 멤버를 더 포함하는 자동차.

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