KR20120055806A - 일체형 고전압 배터리 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체형 고전압 배터리 케이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 케이스와 차체 사이드 멤버 간의 연결 구조를 일체화함으로 측면 충돌에 대한 안정성을 보장하고 중량을 감소시키기 위한 일체형 고전압 배터리 케이스에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 배터리가 수납되는 하부 케이스; 상기 하부 케이스의 상면에서 배터리를 고정 결합시키기 위한 배터리 고정 브라켓; 및 상기 하부 케이스 측벽 상단의 테두리에서 연장되며, 차체 사이드 멤버와 결합하기 위한 결합공이 형성되는 다수의 플렌지부; 를 포함하고, 상기 하부 케이스의 저면에는 하부 케이스의 양측 방향으로 가로지르도록 이어지는 요철구조의 보강부가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 고전압 배터리 케이스를 제공한다.

Description

일체형 고전압 배터리 케이스{Integrated High Voltage Battery Case}
본 발명은 일체형 고전압 배터리 케이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 케이스와 차체 사이드 멤버 간의 연결 구조를 일체화함으로 측면 충돌에 대한 안정성을 보장하고 중량을 감소시키기 위한 일체형 고전압 배터리 케이스에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하며, 일반적으로는 연료를 사용하여 구동력을 얻는 엔진과 고전압 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터를 조합하여 구동력을 얻는다. 이러한 차량을 하이브리드 전기 차량(HEV: Hybrid Electric Vehicle)이라고 부른다.
도 6 및 도 7은 상기 고전압 배터리를 차체 내부에 고정시키기 위한 배터리 케이스(10)의 기본적인 구조를 나타내고 있다. 도 6은 상기 고전압 배터리 케이스(10)의 상면 사시도이며, 도 7은 저면 사시도이다. 또한, 도 8은 상기 고전압 배터리 케이스(10)의 측부에 대한 단면을 나타내고 있다.
도시된 바와 같이, 종래의 고전압 배터리 케이스(10)는 고전압 배터리를 적재하기 위한 하부 케이스(11)와, 상기 하부 케이스(11) 내부에 장착되어 고전압 배터리를 고정하기 위한 배터리 고정 브라켓(12), 상기 하부 케이스(11)의 측부에서 차체 사이드 멤버(1)와 결합하여 고정하기 위한 사이드 고정 브라켓(20), 상기 하부 케이스(11)의 저면에 바(Bar) 형태로 구비되어 고전압 배터리 케이스의 하중을 지지하기 위한 크로스 멤버(30)를 포함하여 구성되었다.
이때, 상기 크로스 멤버(30)는 상기 하부 케이스(11)의 양측으로 연장되어 사이드 고정 브라켓(20)과 결합 되며, 상기 사이드 고정 브라켓(20)을 통해 차체 사이드 멤버(1)와 결합한다.
도 8을 참조로 하면, 상기 사이드 고정 브라켓(20)은 상부 브라켓(20a)과 하부 브라켓(20b)이 용접 결합 되어 형성될 수 있는데, 하부 브라켓(20b)은 크로스 멤버와 결합하며, 상부 브라켓(20a)은 그 상면에 형성된 구멍에 체결되는 볼트(22) 및 파이프 너트(24) 간의 결합을 통해 차체 사이드 멤버(1)와 결합할 수 있다.
또한, 상기 하부 케이스(11)의 측벽과 상기 크로스 멤버(30) 사이에는 상기 하부 케이스(11)의 비틀림을 방지하고 더욱 단단히 고정하도록 하부 케이스 연결 브라켓(32)이 구비될 수 있었다.
그러나 이와 같은 종래의 고전압 배터리 케이스는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째로, 도 8에 도시된 바와 같이 별도의 구성부품으로 이루어진 하부 케이스(11)의 측벽과 사이드 고정 브라켓(20) 사이에는 공간이 형성되어 있는데, 이로 인해 차량의 측면 충돌시 배터리 및 차체의 변형 및 파손 방지에 취약하였다. 즉, 차량의 측면 충돌시 배터리 케이스(10)에 충격력이 효과적으로 분산되지 않고, 돌출된 상기 사이드 고정 브라켓(20)이 배터리 케이스(10) 내부로 인입되면서 배터리 셀의 파손을 일으킬 수 있었다. 또한, 바(Bar) 형태의 크로스 멤버(30)에 의해 지지되는 상기 사이드 고정 브라켓(20)은 차체 사이드 멤버(1)의 변형 방지를 위한 지지력이 미미하여, 충격 발생시 차체 사이드 멤버(1)의 변형이 쉽게 이루어지는 단점이 있었다.
둘째로, 상기 하부 케이스(11)의 저면을 지지하는 크로스 멤버(30)는 배터리 케이스(10)에 대한 지지력, 충돌에 대한 강성의 효과에 비해 중량이 과다하고 부품 수가 증가하게 되는 단점이 있었다. 이로 인해, 차체의 중량이 증대되고 부품 공급을 위한 원가가 상승하였다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 차체 사이드 멤버와 결합하기 위한 일체형 고전압 배터리 케이스를 제공함으로 차량의 측면 충돌시 배터리 및 차체의 변형 및 파손을 최소화하려는 목적을 가지고 있다.
또한, 일체화된 구조를 통해 효과적으로 배터리 케이스에 대한 지지력을 전달함과 동시에 부품 수를 줄임으로 중량 및 원가를 절감하기 위한 목적도 가지고 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스는, 배터리가 수납되는 하부 케이스; 상기 하부 케이스의 상면에서 배터리를 고정 결합시키기 위한 배터리 고정 브라켓; 및 상기 하부 케이스 측벽 상단의 테두리에서 연장되며, 차체 사이드 멤버와 결합하기 위한 결합공이 형성되는 다수의 플렌지부; 를 포함하고, 상기 하부 케이스의 저면에는 하부 케이스의 양측 방향으로 가로지르도록 이어지는 요철구조의 보강부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보강부는 상기 하부 케이스의 양측에 마주보도록 형성되는 플렌지부 사이를 가로지르도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 고정 브라켓은 상기 하부 케이스의 양측 방향으로 이어지는 바(Bar) 형태를 가지며, 상부로 돌출되는 요철구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배터리 고정 브라켓의 요철은 상기 보강부의 요철과 서로 대향 하도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 하부 케이스 저면의 측부와 상기 플렌지부에 양 단이 결합하도록 구부러지게 형성되는 서포트 브라켓을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 플렌지부의 결합공이 형성되는 곳에 구비되는 서포트 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스에 의하면, 차량의 측면 충돌시 전달되는 충격력을 효율적으로 분산하며, 이를 통해 배터리 케이스 내부의 배터리 셀 파손을 최소화할 수 있다.
또한, 차체 사이드 멤버가 본 발명에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스에 견고하게 지지 되어 측면 충돌시 발생하는 차체의 변형 또한 최소화할 수 있다.
이에 더하여, 기존의 고전압 배터리 케이스에 장착되는 크로스 멤버와 사이드 고정 브라켓을 삭제함으로 배터리 케이스의 경량화를 이룰 수 있으며, 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 서포트 브라켓과 서포트 플레이트를 더 구비할 경우, 배터리 케이스의 지지력 및 플렌지부의 강성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스의 상면 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스의 저면 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스의 측부를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스의 측부를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 대향 형성되는 배터리 고정 브라켓과 보강부를 나타내는 단면도.
도 6은 종래 기술에 따른 고전압 배터리 케이스의 상면 사시도.
도 7은 종래 기술에 따른 고전압 배터리 케이스의 저면 사시도.
도 8은 종래 기술에 따른 고전압 배터리 케이스의 측부를 나타내는 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스(100)의 구성을 나타내고 있다. 도 1은 상기 고전압 배터리 케이스(100)의 상면 사시도이며, 도 2는 저면 사시도 이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스(100)는 하부 케이스(110), 배터리 고정 브라켓(140), 플렌지부(120) 및 보강부(160)를 포함할 수 있다.
상기 하부 케이스(110)는 배터리가 수납되기 위한 공간을 형성하는 케이스로서, 그 상면에는 배터리를 고정 결합시키기 위한 배터리 고정 브라켓(140)이 장착되어 있다. 상기 배터리 고정 브라켓(140)은 다수개의 배터리가 장착될 수 있도록 다수 개가 소정 간격을 지니고 평행하게 배치될 수 있다.
본 발명에서 플렌지부(120)는 하부 케이스(110)의 측벽에서 연장되며, 차체 사이드 멤버와 결합하기 위한 결합공(122)이 형성되어 있다. 더욱 구체적으로, 상기 플렌지부(120)는 하부 케이스(110)의 측벽 상단 테두리에서 연장되며, 하부 케이스(110) 측벽의 둘레를 따라 다수 개가 형성될 수 있다. 상기 플렌지부(120)는 하부 케이스(110)의 양측으로 대칭되는 구조를 갖도록 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다.
한편, 본 발명에서 하부 케이스(110)의 저면에는 하부 케이스(110)의 양측 방향으로 가로지르도록 이어지는 요철구조의 보강부(160)가 형성된다. 상기 보강부(160)는 하부 케이스(110)의 저면을 굴곡 성형하여 형성된 것으로서, 하부 케이스 저면의 비틀림 및 처짐을 방지하고 강성 및 지지력을 증대시킨다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 보강부(160)의 단면은 하부 케이스(110) 저면에서 아래로 돌출되는 요철 형상('∪'모양)으로 형성될 수 있으며, 지지력의 향상을 위해 다수의 보강부(160)가 소정의 간격을 가지고 평행하게 배열될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하부 케이스(110)의 양측에 형성되는 플렌지부(120)가 대칭되는 구조를 갖도록 형성될 경우, 상기 보강부(160)는 마주보는 한 쌍의 플렌지부(120) 사이를 가로지르도록 형성될 수 있다. 이는, 배터리 케이스(100)의 하중이 플렌지부(120)에 의해 지지 될 때, 상기 플렌지부(120)에 전달되는 하중에 대하여 하부 케이스(110)의 비틀림 및 쳐짐을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하부 케이스(110)의 상면에 장착되는 배터리 고정 브라켓(140)은 상기 하부 케이스(110)의 양측 방향으로 이어지는 바(Bar) 형태를 가질 수 있으며, 바람직하게는 상부로 돌출되는 요철 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 배터리 고정 브라켓(140)의 단면은 위로 돌출되는 요철 형상('∩'모양)으로 형성될 수 있으며, 하부 케이스(110)의 저면에 형성되는 보강부(160)와 함께 하부 케이스(110)의 비틀림 및 쳐짐을 방지할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 배터리 고정 브라켓(140)의 요철과 보강부(160)의 요철이 서로 대향 하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 하부 케이스(110)는 배터리 셀의 하중을 전달하는 배터리 고정 브라켓(140)에 대하여 상하 방향에 대한 변형이 효율적으로 억제될 수 있으며, 강성 및 지지력을 극대화할 수 있게 된다. 이때, 본 발명의 실시예에 따라 지지력의 극대화를 위해 한 쌍의 보강부(160a, 160b)에 대하여 한 개의 배터리 고정 브라켓(140)이 대향 배치되도록 할 수 있으며, 이에 대향 하는 상기 배터리 고정 브라켓(140)의 요철도 한 쌍의 요철 구조로 이루어지도록 적절하게 변형할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 고전압 배터리 케이스(100)의 하중이 전달되는 플렌지부(120)의 지지 및 강성 증대를 위해 서포트 브라켓(124)과 서포트 플레이트(126)를 더 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스의 측부를 나타내는 것으로서, 상기 구성들을 도시하고 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따라 하부 케이스(110) 저면의 측부와 플렌지부(120) 사이에는 이들과 양단이 결합하도록 형성되는 서포트 브라켓(124)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 플렌지부(120)는 하부 케이스(110) 측벽 상단의 테두리에서 연장되는 것으로서, 상기 플렌지부(120)와 하부 케이스(110) 저면 사이에는 단차가 존재한다. 따라서, 상기 서포트 브라켓(124)은 구부러진 구조로서 양단이 상기 플렌지부(120)와 하부 케이스(110) 저면에 각각 결합하도록 형성될 수 있다.
상기 서포트 브라켓(124)은 상방향으로 수직항력이 작용하는 플렌지부(120)와 하방향으로 하중이 작용하는 하부 케이스(110) 저면 사이에서 강성을 유지함으로 하부 케이스(110) 측벽의 휘어짐 등의 변형을 억제할 수 있다. 상기 서포트 브라켓(124)은 바람직하게는 일 단이 플렌지부(120)의 결합공(122)이 형성된 위치에 결합될 수 있으며, 이를 통해 지지력을 극대화할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 플렌지부(120)에 형성되는 결합공(122)은 차체 사이드 멤버(1)와 결합하기 위한 것으로서, 상기 결합공(122)에 체결되는 볼트(22) 및 파이프 너트(24) 간의 결합을 통해 차체 사이드 멤버(1)에 고정될 수 있다. 이때, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 플렌지부(120)의 결합공(122)이 형성되는 곳에는 플렌지부(120)의 강성 및 지지력 향상을 위한 서포트 플레이트(126)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 서포트 플레이트(126)는 볼트(22)가 체결되는 결합공(122) 주위에서 플렌지부(120)와 접합하도록 형성될 수 있으며, 상기 플렌지부(120)의 강성을 보강하여 플렌지부(120)의 뒤틀림 등과 같은 변형을 억제할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 실시예에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스(100)는 하부 케이스(110)에서 연장되는 플렌지부(120)를 통해 차체 사이드 멤버(1)와 결합하며, 상기 하부 케이스(110)의 지지력 발생을 위하여 하부 케이스(110) 저면 상에 형성되는 요철구조의 보강부(160)를 이용함으로 일체화된 구조로 고전압 배터리 케이스(100)를 고정 및 지지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서 하부 케이스(110)와 일체로 형성되는 플렌지부(120)는 차량의 측면 충돌시 발생하는 충격력을 하부 케이스(110)의 측벽으로 효과적으로 분산시켜 주며, 이를 통해 배터리 케이스(100)의 변형 및 배터리 셀의 파손을 최소화할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따른 일체형 고전압 배터리 케이스(100)가 차체 사이드 멤버(1)에 장착될 경우, 상기 차체 사이드 멤버(1)가 하부 케이스(110)와 일체로 형성되는 상기 플렌지부(120)에 의해 견고하게 고정됨으로 인하여, 측면 충돌시 발생하는 차체의 변형 또한 최소화할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
100 : 고전압 배터리 케이스 110 : 하부 케이스
120 : 플렌지부 122 : 결합공
124 : 서포트 브라켓 126 : 서포트 플레이트
140 : 배터리 고정 브라켓 160 : 보강부

Claims (6)

  1. 배터리가 수납되는 하부 케이스;
    상기 하부 케이스의 상면에서 배터리를 고정 결합시키기 위한 배터리 고정 브라켓; 및
    상기 하부 케이스 측벽 상단의 테두리에서 연장되며, 차체 사이드 멤버와 결합하기 위한 결합공이 형성되는 다수의 플렌지부;
    를 포함하고, 상기 하부 케이스의 저면에는 하부 케이스의 양측 방향으로 가로지르도록 이어지는 요철구조의 보강부가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 고전압 배터리 케이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 하부 케이스의 양측에 마주보도록 형성되는 플렌지부 사이를 가로지르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 고전압 배터리 케이스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 고정 브라켓은
    상기 하부 케이스의 양측 방향으로 이어지는 바(Bar) 형태를 가지며, 상부로 돌출되는 요철구조를 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 고전압 배터리 케이스.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 배터리 고정 브라켓의 요철은 상기 보강부의 요철과 서로 대향 하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 고전압 배터리 케이스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 케이스 저면의 측부와 상기 플렌지부에 양 단이 결합하도록 구부러지게 형성되는 서포트 브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 고전압 배터리 케이스.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 플렌지부의 결합공이 형성되는 곳에 구비되는 서포트 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 고전압 배터리 케이스.
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