KR20140011058A - 연료전지를 구비한 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량은, 차체에 장착되어 고정되는 모듈프레임, 상기 모듈프레임 위에 장착되는 언더프레임, 상기 언더프레임 위에 장착되는 연료전지스택, 하부면은 상기 언더프레인의 일측상부면과 밀착되고, 측면은 상기 연료전지스택의 일측면과 밀착되어 상기 연료전지스택을 상기 언더프레임 위에 고정하는 모듈브라켓, 및 상기 언더프레임을 관통해서, 상기 모듈프레임과 상기 모듈브라켓을 서로 고정하는 제1고정부를 포함할 수 있다.
따라서, 언더프레임을 관통해서 모듈프레임과 모듈브라켓을 서로 고정하는 제1고정부, 및 언더프레임과 모듈프레임을 고정하는 제2고정부를 통해서 전체적인 결합강도를 향상시킬 수 있다.

Description

연료전지를 구비한 차량{VEHICLE HAVING FUEL CELL}
본 발명은 차체에 장착되는 연료전지스택을 보다 안정적으로 지지하기 위해서 언더프레임과 모듈프레임의 장착구조를 개선시킨 연료전지를 구비한 차량에 관한 것이다.
현재 가장 활발히 연구되고 있는 전기 자동차의 분야로는 연료전지시스템을 탑재한 차량을 들 수 있다.
알려진 바와 같이, 연료전지시스템이 탑재된 차량에서는 연료로 사용되는 수소를 연료전지스택에 공급하여 전기를 생산하며, 연료전지스택에 의해 생산된 전기로 전기모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.
여기서, 연료전지시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료전지스택 내에서 전기화학적으로 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다.
한편, 연료전지 차량에서는 모노코크(monocoque) 보디라고 하는 박스타입 구조의 차체가 사용되었으며, 이는 프레임과 같은 뼈대를 가지지 않은 구조로 되어 있다.
그러나, 연료전지 차량에 탑재되는 가습기 및 연료전지스택 등은 상당한 무게가 나가는 고 중량부품이다. 따라서, 이들의 고 중량부품을 모노코크 보디에 장착할 경우 이들을 지지하는 프레임들의 연결구조가 튼튼해야 한다.
또한 연결구조에 충분한 강도를 주기 위해 차체의 연결구조가 복잡해질 수 있고, 중량이 증가하는 등의 문제를 내포하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 연료전지스택을 보다 안정적으로 지지하기 위해서 언더프레임과 모듈프레임의 장착구조를 개선시키는 연료전지를 구비한 차량을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량은, 차체에 장착되어 고정되는 모듈프레임, 상기 모듈프레임 위에 장착되는 언더프레임, 상기 언더프레임 위에 장착되는 연료전지스택, 하부면은 상기 언더프레인의 일측상부면과 밀착되고, 측면은 상기 연료전지스택의 일측면과 밀착되어 상기 연료전지스택을 상기 언더프레임 위에 고정하는 모듈브라켓, 및 상기 언더프레임을 관통해서, 상기 모듈프레임과 상기 모듈브라켓을 서로 고정하는 제1고정부를 포함할 수 있다.
상기 제1고정부는 볼트와 너트를 포함할 수 있다.
상기 제1고정부와 이격되어 배치되고, 상기 모듈브라켓과 상기 언더프레임을 서로 고정하는 제2고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2고정부는 볼트와 너트를 포함할 수 있다.
하부면은 상기 모듈프레임의 일측상부면과 밀착되고, 측면은 상기 언더프레임의 일측면과 밀착되어 상기 언더프레임을 상기 모듈브라켓 위에 고정하는 모듈브라켓을 더 포함할 수 있다.
상기 제2고정부는 상기 마운팅브라켓과 인접하여 배치되고, 상기 마운팅브라켓은 상기 모듈브라켓의 반대측에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 연료전지를 구비한 차량은, 언더프레임을 관통해서 모듈프레임과 모듈브라켓을 서로 고정하는 제1고정부, 및 언더프레임과 모듈프레임을 고정하는 제2고정부를 통해서 전체적인 결합강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량의 전체적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 언더프레임의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 언더프레임의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 언더프레임과 모듈프레임의 고정구조를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 모듈브라켓과 모듈프레임의 고정구조를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량의 전체적인 사시도이다.
도 1을 참조하면 연료전지를 구비한 차량은 모듈프레임(120), 언더프레임(110), 연료전지스택(130), 정션박스(160), 분배기(170), 모터컨트롤유닛(150), 마운팅브라켓(100), 및 모듈브라켓(140)을 포함한다.
상기 모듈프레임(120)은 차량의 차체에 고정되고, 상기 모듈프레임(120) 위에 상기 언더프레임(110)이 고정된다. 상기 언더프레임(110)은 상기 마운팅브라켓(100)을 통해서 상기 모듈프레임(120)에 고정된다.
상기 언더프레임(110) 위에 상기 연료전지스택(130)이 고정되고, 상기 연료전지스택(130)의 일측면에 상기 분배기(170)가 장착되고, 상기 연료전지스택(130)의 상부에 정션박스(160)가 장착된다. 상기 연료전지스택(130)은 상기 모듈브라켓(140)을 통해서 상기 언더프레임(110)에 고정된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 언더프레임의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 언더프레임의 정면도이다.
도 2는 상기 언더프레임(110) 위에 장착된 상기 연료전지스택(130)을 제거한 상태를 보여주고 있으며, 상기 언더프레임(110)은 상기 마운팅브라켓(100)을 통해서 상기 모듈프레임(120)에 고정된다. 여기서, 상기 마운팅브라켓(100)은 일측에 두 개가 배치되고, 타측에는 한 개가 배치된다.
상기 언더프레임(110)의 타측에는 상기 모듈브라켓(140)이 두 개가 배치되고, 상기 모듈브라켓(140)은 상기 연료전지스택(130)을 상기 언더프레임(110) 위에 고정한다.
도 3을 참조하면, 상기 모듈프레임(120) 위에 상기 언더프레임(110)이 배치되고, 상기 마운팅브라켓(100)의 하부면은 상기 모듈프레임(120)의 상부면과 밀착되어 고정되고, 일측면은 상기 언더프레임(110)의 일측면과 밀착되어 고정된다.
아울러, 제1고정부(310)는 상기 모듈프레임(120), 상기 언더프레임(110), 및 상기 모듈브라켓(140)을 관통해서 상기 모듈프레임(120)과 상기 모듈브라켓(140)을 서로 고정한다.
여기서, 상기 제1고정부(310)는 상기 언더프레임(110)을 관통하되, 이들 사이에 응력은 발생되지 않는다.
제2고정부(300)는 상기 모듈프레임(120)과 상기 언더프레임(110)을 관통해서 상기 모듈프레임(120)과 상기 모듈브라켓(140)을 서로 고정한다.
상기 제2고정부(300)는 상기 마운팅브라켓(100)이 2개 설치된 일측에 배치되고, 상기 제1고정부(310)는 상기 마운팅브라켓(100)과 대응해서 타측에 배치된다. 즉, 이들은 서로 반대 방향에 설치된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 언더프레임과 모듈프레임의 고정구조를 보여주는 일부 상세 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지를 구비한 차량에서 모듈브라켓과 모듈프레임의 고정구조를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
먼저 도 5를 참조하면, 상기 제1고정부(310)는 제1볼트(500a), 및 제1너트(500b)를 포함하고, 상기 모듈브라켓(140)은 제1부재(140a), 제2부재(140b), 및 리브(140c)를 포함한다.
상기 제1부재(140a)는 상기 연료전지스택(130)의 측면에 밀착되고, 상기 제2부재(140b)는 상기 언더프레임(110)의 상부면에 밀착되고, 상기 제1부재(140a)와 상기 제2부재(140b)는 수직하게 절곡되어 일체로 형성된다.
아울러, 상기 리브(140c)는 상기 제1부재(140a)와 상기 제2부재(140b)를 일체로 연결하여 상기 모듈브라켓(140)의 강성을 향상시킨다.
상기 제1볼트(500a)는 상부에서 하부로 상기 제2부재(140b), 상기 언더프레임(110), 및 상기 모듈프레임(120)을 관통해서 배치되고, 상기 제1너트(500b)와 체결된다.
따라서, 상기 제1고정부(310)는 상기 모듈브라켓(140)을 상기 모듈프레임(120)에 고정하고, 상기 언더프레임(110)이 상기 모듈프레임(120)에서 이탈되지 않도록 한다.
따라서, 상기 모듈브라켓(140)에 고정되는 상기 연료전지스택(130)이 상기 언더프레임(110)에 고정되는 동시에 상기 모듈프레임(120)에도 고정되어, 이들 사이의 고정구조를 튼튼하게 한다.
도 4를 참조하면, 제2고정부(300)는 제2볼트(400a), 및 제2너트(400b)를 포함하고, 상기 제2볼트(400a)는 상기 언더프레임(110)과 상기 모듈프레임(120)을 상부에서 하부로 관통해서 배치되고, 그 하단부가 상기 제2너트(400b)와 체결된다.
상기 제2고정부(300)는 상기 언더프레임(110)과 상기 모듈프레임(120) 사이의 고정구조를 튼튼하게 한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1고정부(310)와 상기 제2고정부(300)는 볼트와 너트 구조이나, 이 외에 너트 대신에 용접을 이용할 수 있다. 즉, 상기 제1볼트(500a)와 상기 제2볼트(400a)의 하단부는 상기 모듈프레임(120)과 접합될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 마운팅브라켓 110: 언더프레임
120: 모듈프레임 130: 연료전지스택
140: 모듈브라켓 140a: 제1부재
140b: 제2부재 140c: 리브
150: 모터컨트롤유닛 160: 정션박스
170: 분배기 310: 제1고정부
300: 제2고정부 500a: 제1볼트
500b: 제1너트 400a: 제2볼트
400b: 제2너트

Claims (6)

  1. 차체에 장착되어 고정되는 모듈프레임 위에 장착되는 언더프레임;
    상기 언더프레임 위에 장착되는 연료전지스택;
    하부면은 상기 언더프레인의 일측상부면과 밀착되고, 측면은 상기 연료전지스택의 일측면과 밀착되어 상기 연료전지스택을 상기 언더프레임 위에 고정하는 모듈브라켓; 및
    상기 언더프레임을 관통해서, 상기 모듈프레임과 상기 모듈브라켓을 서로 고정하는 제1고정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 구비한 차량.
  2. 제1항에서,
    상기 제1고정부는 볼트와 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 구비한 차량.
  3. 제1항에서,
    상기 제1고정부와 이격되어 배치되고,
    상기 모듈브라켓과 상기 언더프레임을 서로 고정하는 제2고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 구비한 차량.
  4. 제3항에서,
    상기 제2고정부는 볼트와 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 구비한 차량.
  5. 제3항에서,
    하부면은 상기 모듈프레임의 일측상부면과 밀착되고, 측면은 상기 언더프레임의 일측면과 밀착되어 상기 언더프레임을 상기 모듈브라켓 위에 고정하는 모듈브라켓; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 구비한 차량.
  6. 제5항에서,
    상기 제2고정부는 상기 마운팅브라켓과 인접하여 배치되고,
    상기 마운팅브라켓은 상기 모듈브라켓의 반대측에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지를 구비한 차량.
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