KR20110081607A - 자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자동차는 배터리를 냉각시키기 위한 냉각팬과, 상기 냉각팬에 의해 송풍된 공기를 안내하는 공기유로가 차체에 구비됨으로써, 차체의 구조가 활용되어, 공간 활용도가 높은 이점이 있다. 공기 유로를 형성함으로써, 상기 배터리의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있기 때문에, 상기 배터리의 수명 연장과 성능 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차{Automobile}

본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리를 효율적으로 냉각시켜 배터리의 수명 연장과 성능이 향상될 수 있는 자동차에 관한 것이다.

자동차는 엔진에서 동력을 생산해 바퀴에 전달하여, 도로 상에서 승객이나 화물을 운반하는 교통수단이다. 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 환경오염과 석유 자원의 고갈을 일으켜 그 대안으로 전기를 동력으로 움직이는 전기자동차(EV, Electric Vehicle)가 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 발명의 목적은 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 자동차를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 자동차는 차체의 바닥면을 이루는 플로어와, 상기 플로어의 전방에 배치된 대시 패널과, 상기 플로어의 하부에 배치된 배터리와, 상기 대시 패널의 전방에 배치된 냉각팬과, 상기 플로어의 하부에 구비되어, 상기 냉각팬으로부터 송풍된 공기를 상기 배터리의 중앙 상측으로부터 좌우측방향으로 흐른 후, 하측으로 흘러 배출되도록 안내하는 공기유로를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 공기유로는, 상기 플로어의 하부 중앙에 구비되어, 상기 냉각팬에서 송풍된 공기가 유입되는 중앙 터널과, 상기 플로어의 하부 좌,우측에 각각 배치되고, 상기 중앙 터널로부터 좌,우측으로 퍼진 공기가 유입되는 공간을 형성하는 사이드 터널을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 사이드 터널의 하부에는 공기가 빠져나가도록 복수의 배기홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 냉각팬은 상기 중앙 터널의 입구측에 대향되게 배치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 냉각팬은 상기 배터리보다 상측에 배치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 배터리는, 복수의 셀 모듈이 좌우방향으로 적층될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 배터리는, 상기 중앙 터널을 중심으로 좌,우측에 각각 배치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 배터리는, 상면이 상기 플로어와 상하방향으로 소정간격 이격되게 배치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 배터리의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 온도감지센서에서 감지된 온도에 따라 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차는 배터리를 냉각시키기 위한 냉각팬과, 상기 냉각팬에 의해 송풍된 공기를 안내하는 공기유로가 차체에 구비됨으로써, 차체의 구조가 활용되어, 공간 활용도가 높은 이점이 있다.

또한, 냉각팬이 대시 패널의 하부에 장착됨으로써, 플로어의 하부에 배터리의 장착 공간 확보가 용이해질 수 있는 이점이 있다.

또한, 배터리의 셀 모듈의 적층방향을 고려하여 공기 유로를 형성함으로써, 상기 배터리의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있기 때문에, 상기 배터리의 수명 연장과 성능 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 차쳬를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도다.
도 3은 도 2의 A방향에서 본 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 실시예로서 전기를 동력으로 움직이는 전기자동차(EV, Electric Vehicle, 이하, 자동차라 칭함)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 차쳬를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 2의 A방향에서 본 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체는 모터 및 동력 전달 계통의 부품을 탑재하는 전방차체(100)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙차체(200), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방차체(300)를 포함하여 구성된다.

상기 차체(100 내지 300)들은 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, 차체(100 내지 300)들 형상은 그대로 자동차의 외관 형상이 된다.

상기 전방차체(100)는 우물 정(井)자를 형성하며 모터 및 변속기가 구비된다. 상기 전방차체(100)에는, 자동차의 진행 방향을 바꾸기 위하여 앞 바퀴의 회전축 방향을 조절하는 조향장치와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜현가장치가 구비된다.

상기 전방차체(100)는 모터나 변속기, 각종 보조 기구류 등의 중량물이 집중되어 탑재되는 것을 비롯하여 전륜현가장치의 앞 바퀴를 지지할 필요가 있다. 또한, 전륜 구동 자동차에서는 구동력도 상기 전방차체(100)가 담당한다.

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

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

상기 중앙차체(200)는, 바닥면을 이루고 하측에 배터리(400)가 장착되는 플로어(210)와, 상기 플로어의 중앙에 형성된 중앙 터널(230)과, 상기 플로어(210)의 좌,우측 가장자리에 구비되는 사이드 터널(240)을 포함한다.

상기 플로어(210)는 차실내의 바닥면으로서 강도가 높고 면적이 넓은 패널이다.

상기 중앙 터널(230)은 상방으로 인입되어 형성되고, 전후방향으로 길게 형성된다. 상기 중앙 터널(230)은 상기 플로어(210)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다.

상기 사이드 터널(240)은 각 필러의 베이스가 되도록 전후방향으로 길게 형성된 것으로, 사이드 멤버(Side member)라고도 칭할 수 있다.

상기 사이드 터널(240)에는 프론트 필러(미도시)와 센터 필러(미도시)가 결합될 수 있다.

상기 사이드 터널(240)은 상기 플로어(210)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다.

상기 후방차체(300)에는 노면의 진동이 직접 차에 닿지 않도록 후륜 현가장치(미도시)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 차체(100 내지 300)는 상기 전방차체(100)내부와 차실을 격리하는 격벽 역할을 하는 대시 패널(dash panel, 120)을 더 포함한다.

상기 대시 패널(120)은 대시 보드(dash board)라고도 칭하며, 속도계를 비롯하여 운전에 필요한 정보를 표시해주는 계기판과 자동차 방향을 조작하는 스티어링 휠, 그리고 오디오와 에어컨의 조절판이 있는 센터페시아 등을 포함한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 배터리(400)는 상기 플로어(210)의 하부에 장착된다.

상기 배터리(400)는 상기 중앙 터널(230)의 좌,우측에 각각 배치될 수 있으며, 각각 복수의 배터리 모듈(401)의 집합으로 구성된다.

상기 배터리(400)는 배터리 캐리어(410)에 의해 지지되며, 상기 배터리 캐리어(410)는 볼트 등의 체결부재에 의해 상기 중앙차체(200)에 결합될 수 있다.

도 3의 B부분을 참조하면, 상기 배터리 모듈(401)은 외관을 형성하는 카트리지(402)와, 상기 카트리지(402)내에서 적층되어 구비되고 전류를 생성하는 복수의 셀 모듈(403)들을 포함한다.

상기 복수의 셀 모듈(403)들은 상하방향으로 적층되는 것도 가능하고, 전후 또는 좌우방향으로 적층되는 것도 가능하다. 본 실시에에서는, 좌우방향으로 적층된 것으로 설명한다.

도 2를 참조하면, 상기 배터리(400)는 상면이 상기 플로어(210)의 하면과 상하방향으로 소정간격 이격되게 배치된다. 상기 배터리(400)의 상면과 상기 플로어(210)사이의 이격공간(220)은 후술하는 공기유로로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차는 상기 배터리(400)를 공기에 의해 냉각시키기 위한 배터리 공랭식 냉각장치를 더 포함한다.

상기 배터리 공랭식 냉각장치는 상기 대시 패널(120)의 전방 하부에 장착되어 공기를 송풍하는 냉각팬(500)과, 상기 냉각팬(500)으로부터 송풍된 공기를 상기 배터리(400)의 중앙 상측으로부터 좌우측으로 안내한 후, 하측으로 흘러 배출되도록 안내하는 공기유로를 포함한다.

상기 냉각팬(500)은 상기 대시 패널(120)의 전방 하부에 장착되고, 상기 중앙 터널(230)의 입구측에 대향되게 배치될 수 있다.

상기 냉각팬(500)은 상기 배터리(400)보다 상측에 배치되어, 상기 냉각팬(500)에서 송풍된 공기가 상기 배터리(400)의 상측으로 송풍되도록 한다.

상기 공기유로로는 상기 중앙 터널(230)과. 상기 이격공간(220)과, 상기 사이드 터널(240)이 사용될 수 있다. 즉, 상기 공기유로는 상기 냉각팬(500)으로부터 송풍된 공기가 상기 중앙 터널(230)을 거쳐 상기 이격공간(220)으로 퍼진 후, 상기 사이드 터널(240)을 통해 빠져나가도록 형성된다. 상기 차체의 구조를 이용하여 상기 공기유로를 형성함으로써, 공간 활용도가 향상될 수 있다.

상기 사이드 터널(240)의 하부에는 공기가 빠져나가도록 복수의 배기홀(242)가 형성된다. 상기 배기홀(242)이 상기 사이드 터널(240)의 하부에 형성됨으로써, 공기의 유동이 상기 중앙 터널(230)에서 상기 사이트 터널(240)을 향해 좌우로 퍼지도록 유도할 수 있다.

또한, 상기 자동차는 상기 배터리(400)의 온도를 감지하는 온도감지센서(미도시)와, 상기 온도감지센서(미도시)에서 감지된 온도에 따라 상기 냉각팬(500)의 구동을 제어하는 제어부(420)를 더 포함할 수 있다. 상기 온도감지센서(미도시)는 상기 배터리(400)내에 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 배터리 공랭식 냉각장치의 작동을 설명하면, 다음과 같다.

상기 온도감지센서(미도시)에서 감지된 온도에 따라 상기 제어부(420)는 상기 냉각팬(500)의 구동을 제어한다.

상기 냉각팬(500)이 구동되면, 외기가 강제 유입되어 상기 중앙 터널(230)측으로 송풍된다.

상기 중앙 터널(230)로 송풍된 공기는 상기 중앙 터널(230)을 중심으로 좌,우측으로 퍼져 나가게 된다.

즉, 공기가 상기 복수의 셀 모듈(403)의 적층방향인 좌우방향으로 퍼져나가기 때문에, 상기 복수의 셀 모듈(403)을 고르게 냉각시킬 수 있다.

상기 이격공간(220)을 통해 좌,우측으로 퍼져 나간 공기는 상기 사이드 패널(240)로 유입된 후, 상기 배기홀(242)을 통해 하측으로 빠져나가게 된다.

따라서, 상기 배터리 공랭식 냉각장치는 상기 차체의 구조를 활용하여 공기유로를 형성함으로써, 공간 활용도가 높은 이점이 있다.

또한, 상기 배터리(400)의 셀 모듈(403)의 적층 방향을 고려하여 공기 유동 방향을 형성함으로써, 상기 배터리의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있는 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.

100: 전방 차체 120: 대시 패널
200: 중앙 차체 210: 플로어
230: 중앙 터널 240: 사이드 터널
242: 배기홀 400: 배터리
500: 냉각팬

Claims (9)

1. 차체의 바닥면을 이루는 플로어와;
   상기 플로어의 전방에 배치된 대시 패널과;
   상기 플로어의 하부에 배치된 배터리와;
   상기 대시 패널의 전방에 배치된 냉각팬과;
   상기 플로어의 하부에 구비되어, 상기 냉각팬으로부터 송풍된 공기를 상기 배터리의 중앙 상측으로부터 좌우측방향으로 흐른 후, 하측으로 흘러 배출되도록 안내하는 공기유로를 포함하는 자동차.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기유로는,
   상기 플로어의 하부 중앙에 구비되어, 상기 냉각팬에서 송풍된 공기가 유입되는 중앙 터널과;
   상기 플로어의 하부 좌,우측에 각각 배치되고, 상기 중앙 터널로부터 좌,우측으로 퍼진 공기가 유입되는 공간을 형성하는 사이드 터널을 포함하는 자동차.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 사이드 터널의 하부에는 공기가 빠져나가도록 복수의 배기홀이 형성된 자동차.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각팬은 상기 중앙 터널의 입구측에 대향되게 배치되는 자동차.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각팬은 상기 배터리보다 상측에 배치되는 자동차.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 배터리는,
   복수의 셀 모듈이 좌우방향으로 적층된 자동차.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 배터리는,
   상기 중앙 터널을 중심으로 좌,우측에 각각 배치되는 자동차.
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 배터리는,
   상면이 상기 플로어와 상하방향으로 소정간격 이격되게 배치되는 자동차.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 배터리의 온도를 감지하는 온도감지센서와,
   상기 온도감지센서에서 감지된 온도에 따라 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 자동차.

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