KR20110112083A - 전기자동차 - Google Patents

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KR20110112083A
KR20110112083A KR1020100031491A KR20100031491A KR20110112083A KR 20110112083 A KR20110112083 A KR 20110112083A KR 1020100031491 A KR1020100031491 A KR 1020100031491A KR 20100031491 A KR20100031491 A KR 20100031491A KR 20110112083 A KR20110112083 A KR 20110112083A
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cell module
carrier
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battery
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KR1020100031491A
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임동훈
하주연
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(주)브이이엔에스
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Abstract

본 발명에 따른 전기자동차는 차체와; 차체에 설치되는 배터리 유닛을 포함하고, 배터리 유닛은 배터리 셀 모듈과, 배터리 셀 모듈이 설치되는 캐리어와, 캐리어에 결합되어 배터리 셀 모듈을 보호하는 덮개와, 캐리어와 덮개 중 적어도 하나에 결합되고 캐리어와 덮개의 사이에 좌우로 길게 배치된 보강부재를 포함하여, 측면 충돌시 배터리 셀 모듈의 쇼트나 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

전기자동차{Electric vehicle}
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 특히 차량 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리 유닛을 갖는 전기자동차에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차(Electric vehicle, EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.
또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이러한 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다.
이러한 전기자동차에 있어서, 전원을 공급하는 배터리 셀 모듈을 적어도 하나 이상 갖는 배터리가 전기자동차에 차체에 구비된다. 배터리는 차체의 다양한 위치에 구비될 수 있으며, 차종에 따라 차체의 하부에 구비되기도 한다.
종래 기술에 따른 전기자동차는 측면 충동시 배터리 셀 모듈 주변의 부품이 배터리 셀 모듈을 타격하여 배터리 셀 모듈 내부의 화학 물질이 대기 중으로 유출되게 할 수 있어, 인체에 해를 끼칠 수 있고 환경을 악화시킬 수 있는 문제점이 있다. 한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 측면 충돌시 배터리 유닛이 좌우 방향으로 쉽게 찌그러지지 않게 하는 전기자동차를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 측면 충돌시 복수개의 배터리 셀 모듈 상호가 충돌되거나 접촉되는 것을 최소화한 전기자동차를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수개 배터리 셀 모듈에 연결되는 케이블의 정리가 손쉽고, 배터리 유닛의 컴팩트화가 가능한 전기자동차를 제공하는데 있다.
본 발명의 전기 자동차는, 차체와; 상기 차체에 설치되는 배터리 유닛을 포함하고, 상기 배터리 유닛은 배터리 셀 모듈과, 상기 배터리 셀 모듈이 설치되는 캐리어와, 상기 캐리어에 결합되어 상기 배터리 셀 모듈을 보호하는 덮개와, 상기 캐리어와 덮개 중 적어도 하나에 결합되고 상기 캐리어와 덮개의 사이에 좌우로 길게 배치된 보강부재를 포함한다.
상기 배터리 셀 모듈은 복수개가 이격되게 배치되며, 상기 보강부재는 상기 복수개의 배터리 셀 모듈과 이격되게 설치될 수 있다.
상기 보강부재는 복수개가 전후 방향으로 이격되게 설치될 수 있다.
상기 보강부재는 상기 복수개의 배터리 셀 모듈 중 최전방측 배터리 셀 모듈의 전방에 배치될 수 있다.
상기 보강부재는 상기 복수개의 배터리 셀 모듈 사이를 가로지르게 배치될 수 있다.
상기 복수개의 배터리 셀 모듈는 상기 캐리어의 좌,우 중 일측에 설치된 복수개의 배터리 셀 모듈로 이루어진 제 1 배터리 셀 모듈 군과, 상기 캐리어에 상기 제 1 배터리 셀 모듈군과 좌우 이격되게 설치된 복수개의 배터리 셀 모듈로 이루어진 제 2 배터리 셀 모듈 군을 포함하고, 상기 제 1 배터리 셀 모듈 군의 배터리 셀 모듈은 제 2 배터리 셀 모듈 군을 향하는 측면에 고전압 단자가 설치되고, 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군의 배터리 셀 모듈은 상기 제 1 배터리 셀 모듈군을 향하는 측면에 고전압 단자가 설치될 수 있다.
상기 제 1 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈과 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈 사이의 간격은 상기 제 1 배터리 셀 모듈 군과 상기 캐리어의 좌,우면 중 상기 제 1 배터리 셀 모듈 군과 근접한 면 사이의 간격의 2 배 이상일 수 있다.
상기 제 1 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈과 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈 사이의 간격은 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군과 상기 캐리어 좌,우면 중 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군과 근접한 면 사이의 간격의 2 배 이상일 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기자동차는 측면 충돌시 배터리 셀 모듈의 쇼트나 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 배터리 유닛으로 가해진 하중을 분산시켜 배터리 유닛 전체적인 강성을 유지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 측면 충돌시 2차 충격에 의한 영향을 최소화하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 유닛이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 측면 충돌시 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 배터리 유닛의 분해 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 배터리 셀 모듈의 분해 사시도,
도 5는 도 2에 도시된 배터리 유닛의 내부가 도시된 내부 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 배터리 유닛이 차체에 설치되기 전의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 측면 충돌시 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 유닛의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기자동차(1)는 차체(2)와, 차체(2)에 설치되어 모터 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리 유닛(4)을 포함한다.
차체(2)는 모터 및 동력 전달 계통의 부품을 탑재하는 전방차체(6)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙차체(8), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방차체(10)를 포함하여 구성될 수 있다.
차체(2)는 닫힌 공간을 만들어 그 내부에 각종 장치를 배치하고 탑승자나 화물을 수용하고, 일부를 개폐시켜 탑승자나 화물의 출입, 각종 장치의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.
차체(2)는 형상 그대로 자동차의 외관 형상이 될 수 있다.
전방차체(6)는 우물 정(井)자 형상으로 형성되어 모터와 변속기 등의 동력전달계통의 부품이 구비될 수 있다.
전방차체(6)는 전기자동차(1)의 진행 방향을 바꾸기 위하여 앞 바퀴의 회전축 방향을 조절하는 조향장치와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜현가장치가 구비될 수 있다.
전방차체(6)는 사고 등에 의해 충격을 받을 경우 파손되어 충격을 흡수함에 따라 차실에 큰 충격이 전달되지 않게 한다.
중앙차체(8)는 대부분 차실, 즉 탑승자 등이 탑승하는 장소로 되어 있기 때문에 내부 공간은 될수록 크게 한다.
중앙차체(8)는, 전기자동차(1)의 바닥면을 이루는 플로어(12)와, 플로어(12)의 중앙에 형성된 중앙 터널(14)을 포함한다.
플로어(12)는 차실내의 바닥면으로서 면적이 넓은 패널이다.
중앙 터널(14)은 상방으로 인입되어 형성되고, 전후방향으로 길게 형성된다. 중앙 터널(14)은 플로어(12)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다.
후방차체(10)에는 노면의 진동이 직접 차에 닿지 않도록 후륜 현가장치(미도시)가 구비될 수 있다.
배터리 유닛(4)은 차체(2) 중 중앙차체(8)에 설치되는 것이 바람직하고, 차체(2)의 하측에서 결합된다.
배터리 유닛(4)은 배터리 셀 모듈(21~26)과, 배터리 셀 모듈(21~26)이 설치되는 캐리어(34)와, 캐리어(34)에 결합되어 배터리 셀 모듈을 보호하는 덮개(36)를 포함한다.
배터리 셀 모듈(21~26)은 모터 구동에 필요한 전원을 공급하는 것으로, 복수개가 이격되게 배치될 수 있다.
배터리 유닛(4)은 전기자동차(1)의 안전성 등을 테스트하는 테스터기(1′)나 타 차량이 도 2에 도시된 바와 같이, 전기자동차(1)의 측면에서 충돌될 경우, 배터리 유닛을 구성하는 캐리어(34) 및 덮개(36)나 배터리 유닛(4) 주변의 타 부품이 배터리 셀 모듈(21~26)과 간섭,충돌되지 않게 하는 보강부재(40)(41)(42)를 포함한다.
배터리 유닛(4)은 캐리어(34)에 배터리 셀 모듈(21~26)이 설치되고, 덮개(36)가 캐리어(34)와 함께 배터리 셀 모듈(21~26)의 수용 공간을 형성하며, 캐리어(34)와 덮개(36) 중 적어도 하나에 보강부재(40)(41)(42)가 설치된다.
도 4는 도 2에 도시된 배터리 셀 모듈의 분해 사시도, 도 5는 도 2에 도시된 배터리 유닛의 내부가 도시된 내부 평면도이다.
배터리 셀 모듈(21~26)은 측면에 고전압 단자(44)(45)가 배치된 배터리 셀(50)을 포함하고, 배터리 셀(50)은 복수개가 상하 적층되게 배치될 수 있다.
고전압 단자(44)(45)는 + 단자(44)와 - 단자(45)를 포함하고, + 단자(44)와 - 단자(45)는 배터리 셀(50)의 전,후,좌,우 네 면 중 일면에 함께 형성된다.
배터리 셀 모듈(21~26)은 상하 적층되게 배치된 복수개 셀(50)의 복수 셋트(A)(B)를 포함할 수 있고, 이 경우 복수개 셀(50)의 복수 셋트 (A)(B)는 캐리어(34)와 덮개(36)의 사이에 전후 또는 좌우 방향으로 배치되어 하나의 배터리 셀 모듈(21~26)을 구성할 수 있다.
배터리 셀 모듈(21~26)은 복수개의 셀(50)을 직렬 또는 병렬 연결하는 버스 바(52)와, 버스 바(52)가 설치되는 버스 바 플레이트(54)를 포함한다.
배터리 셀 모듈(21~26)은 버스 바(52)와 버스 바 플레이트(54)를 보호하는 버스 바 프레이트 커버(56)를 더 포함한다.
복수개의 배터리 셀 모듈(21~26)은 캐리어(36)의 좌,우 중 일측에 설치된 복수개의 배터리 셀 모듈(21~23)로 이루어진 제 1 배터리 셀 모듈 군(C)과, 캐리어(36)에 제 1 배터리 셀 모듈군(C)의 복수개 배터리 셀 모듈(21~23)과 좌우 방향으로 이격되게 설치된 복수개의 배터리 셀 모듈(24~26)로 이루어진 제 2 배터리 셀 모듈 군(D)을 포함할 수 있다.
제 1 배터리 셀 모듈 군(C)의 배터리 셀 모듈(21~23)은 제 2 배터리 셀 모듈 군(D)의 배터리 셀 모듈(23~26)을 향하는 측면에 고전압 단자(44)(45)가 설치되고, 제 2 배터리 셀 모듈 군(D)의 배터리 셀 모듈(23~26)은 제 1 배터리 셀 모듈군(C)의 배터리 셀 모듈(21~23)을 향하는 측면에 고전압 단자(44)(45)가 설치된다.
제 1 배터리 셀 모듈 군(C)과 제 2 배터리 셀 모듈 군(D)은 전방과 중앙의 배터리 셀 모듈(21)(22)(24)(25)의 좌우 방향 간격(X)이 후방의 배터리 셀 모듈(23)(26)의 좌우 방향 간격(Y) 보다 크게 형성될 수 있다.
제 1 배터리 셀 모듈 군(C)과 제 2 배터리 셀 모듈 군(D)은 좌우 방향으로의 간격이 큰 배터리 셀 모듈(21)(22)(24)(25)의 간격(X)이 캐리어(26)의 좌,우면 중 제 1 배터리 셀 모듈 군(C)과 근접한 면과 제 1 배터리 셀 모듈 군(C) 간격(Z)의 2 배 이상으로 설정되는 것이 바람직하고, 캐리어(26) 좌,우면 중 제 2 배터리 셀 모듈 군(B)과 근접한 면과 제 2 배터리 셀 모듈 군(B) 간격(Y)의 2 배 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
캐리어(34)는 배터리 셀 모듈(21~26)이 올려져 지지되는 것으로서, 볼트 등의 체결부재에 의해 플로어(12)에 결합될 수 있다.
덮개(36)는 캐리어(34)와 함께 배터리 셀 모듈(21~26)를 보호하는 것으로서, 배터리 셀 모듈(21~26)의 상측에 위치되게 캐리어(34)와 볼트 등의 체결부재에 의해 결합된다.
배터리 유닛(4)은 캐리어(34)가 판체 형상으로 형성되고, 덮개(36)가 하면이 개방된 박스 형상으로 형성되어, 캐리어(34)가 배터리 유닛(4)의 하면 외관을 형성하고, 덮개(36)가 배터리 유닛(4)의 상면 및 둘레면 외관을 형성하는 것이 가능하다.
배터리 유닛(4)은 캐리어(34)가 상면이 개방된 박스 형상으로 형성되고, 덮개(36)가 캐리어(34)의 상면을 덮는 판체 형상으로 형성되어, 캐리어(34)가 배터리 유닛(4)의 하면 및 둘레면 외관을 형성하고, 덮개(36)가 배터리 유닛(4)의 상면 외관을 형성하는 것도 가능하다.
배터리 유닛(4)은 차체(2)의 하면에 매달리듯이 설치될 경우, 캐리어(34)가 상면이 개방된 박스 형상으로 형성되어 차체(2)에 결합되는 것이 바람직하고, 이하 캐리어(34)가 상면이 개방된 박스 형상으로 형성되고 덮개(36)가 캐리어(34)의 상면을 덮는 것으로 설명한다.
보강부재(40)는 차량의 충돌시 배터리 유닛(4)의 외각 중 일부가 찌그러지는 것을 최소화하는 것으로서, 전후 방향으로 길게 배치될 경우 전후 방향의 찌그러짐을 최소화할 수 있고, 좌우 방향으로 길게 배치될 경우 좌우 방향의 찌그러짐을 최소화할 수 있으며, 이하 좌우 방향으로 길게 배치되어 전기 자동차(1)의 측면 충돌시 배터리 유닛(4)이 좌우 방향으로 찌그러지는 것을 최소화한다.
보강부재(40)는 좌측단이 캐리어(34)와 덮개(36) 중 적어도 어느 하나의 좌측단과 스크류 등의 체결부재로 결합되고, 우측단이 캐리어(34)와 덮개(36) 중 적어도 어느 하나의 우측단과 스크류 등의 체결부재로 결합되며, 캐리어(34)와 덮개(36)의 사이에 배치된다.
보강부재(40)는 복수개가 설치되는 것이 바람직하고, 복수개가 배터리 유닛(4)의 전후 방향으로 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.
보강부재(40)는 복수개의 배터리 셀 모듈(21~26)과 이격되게 설치된다.
보강부재(40)는 복수개의 배터리 셀 모듈(21~26) 중 최전방측 배터리 셀 모듈(21)(24)의 전방에 설치될 수 있고, 복수개의 배터리 셀 모듈(22,25)(23,26) 사이를 가로지르게 설치될 수 있다.
보강부재(40)는 6개의 배터리 셀 모듈(21~26)이 좌,우 방향으로 2개의 군(C)(D)으로 나뉘고, 각각의 군(C)(D)이 전후 방향으로 3개의 배터리 셀 모듈로 구성될 경우, 보강부재(40)(41)(42) 중 어느 하나(40)는 좌측 전방 배터리 셀 모듈(21)과 우측 전방 배터리 셀 모듈(24)의 전방에 좌우 방향으로 길게 배치되고, 다른 하나(41)가 좌측 전방 배터리 셀 모듈(21)과 좌측 중앙 배터리 셀 모듈(22)의 사이와 우측 전방 배터리 셀 모듈(24)과 우측 중앙 배터리 셀 모듈(25)의 사이에 좌우 방향으로 길게 배치되며, 또 다른 하나가(42)가 좌측 중앙 배터리 셀 모듈(22)과 좌측 후방 배터리 셀 모듈(23)의 사이와 우측 중앙 배터리 셀 모듈(25)과 우측 후방 배터리 셀 모듈(26)의 사이에 좌우 방향으로 길게 배치될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전기자동차(1)의 측면 충돌시 배터리 유닛(4) 주변의 타 부품이나 차체(2)는 배터리 유닛(4)에 충격을 가하면서, 이때, 캐리어(34)와 덮개(36)는 일부가 찌그러지면서 그 사이에 위치하는 배터리 셀 모듈(21~26)을 향해 변형되려 한다.
이때, 복수개의 보강부재(40)(41)(42)는 캐리어(34)나 덮개(36)의 좌측면부나 우측면부가 배터리 셀 모듈(21~26)을 향해 변형되는 것을 최소화하면서 좌측면부나 우측면부를 서로 지탱시키고, 충격 하중은 복수개의 보강부재(40)(41)(42)로 분산되면서 배터리 유닛(4) 전체의 강성이 유지된다.
또한, 캐리어(34)나 덮개(36)의 일부가 좌우 방향으로 찌그러지면서 변형이 발생되더라도 일부 배터리 셀 모듈(21)(22)(23)(24)의 좌우 방향 간격(X)이 캐리어(34)나 덮개(36)의 측면과 배터리 셀 모듈(21)(22)(23)(24) 사이의 간격(Z) 이상이면서 고전압 단자(44)(45)가 서로 마주보게 설치되어 있으므로, 배터리 셀 모듈(21)(22)(23)(24) 상호간의 간섭,충돌이 최소화되면서 2차 충격에 의한 영향이 최소화된다.
2: 차체 4: 배터리 유닛
21~26: 배터리 셀 모듈 34: 캐리어
36: 덮개 40,41,42: 보강부재

Claims (8)

  1. 차체와;
    상기 차체에 설치되는 배터리 유닛을 포함하고,
    상기 배터리 유닛은 배터리 셀 모듈과, 상기 배터리 셀 모듈이 설치되는 캐리어와, 상기 캐리어에 결합되어 상기 배터리 셀 모듈을 보호하는 덮개와, 상기 캐리어와 덮개 중 적어도 하나에 결합되고 상기 캐리어와 덮개의 사이에 좌우로 길게 배치된 보강부재를 포함하는 전기 자동차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀 모듈은 복수개가 이격되게 배치되며,
    상기 보강부재는 상기 복수개의 배터리 셀 모듈과 이격되게 설치된 전기자동차.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보강부재는 복수개가 전후 방향으로 이격되게 설치된 전기자동치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 복수개의 배터리 셀 모듈 중 최전방측 배터리 셀 모듈의 전방에 배치된 전기자동차.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 복수개의 배터리 셀 모듈 사이를 가로지르게 배치된 전기자동차.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 셀 모듈는 상기 캐리어의 좌,우 중 일측에 설치된 복수개의 배터리 셀 모듈로 이루어진 제 1 배터리 셀 모듈 군과, 상기 캐리어에 상기 제 1 배터리 셀 모듈군과 좌우 이격되게 설치된 복수개의 배터리 셀 모듈로 이루어진 제 2 배터리 셀 모듈 군을 포함하고,
    상기 제 1 배터리 셀 모듈 군의 배터리 셀 모듈은 제 2 배터리 셀 모듈 군을 향하는 측면에 고전압 단자가 설치되고,
    상기 제 2 배터리 셀 모듈 군의 배터리 셀 모듈은 상기 제 1 배터리 셀 모듈군을 향하는 측면에 고전압 단자가 설치된 전기자동차.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈과 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈 사이의 간격은 상기 제 1 배터리 셀 모듈 군과 상기 캐리어의 좌,우면 중 상기 제 1 배터리 셀 모듈 군과 근접한 면 사이의 간격의 2 배 이상인 전기자동차.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈과 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군의 일부 배터리 셀 모듈 사이의 간격은 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군과 상기 캐리어 좌,우면 중 상기 제 2 배터리 셀 모듈 군과 근접한 면 사이의 간격의 2 배 이상인 전기자동차.
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