KR20140135801A - 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 및 상기 조립체 고정 방법 - Google Patents

전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 및 상기 조립체 고정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차(1) 위에 배열된 고정 장치(11)와 탈착식 배터리 모듈(2)을 포함하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체에 관한 것이다. 탈착식 배터리는 차체(20) 및 차체(20)의 제1 측면(21)과 제2 측면(22)을 포함하며, 상기 제1 측면 위에 가이드 바(211, 231)가 제공된다. 고정 장치는 베이스(110), 구동 부분(111), 가이드 부분(113), 메인 링크연결 부분(112), 제1 멈춤 부분(114), 및 제2 멈춤 부분(115)을 포함한다. 탈착식 배터리가 전기자동차 내에 장착될 때, 제1 측면 위의 가이드 바는 가이드 부분과 나란하게 정렬되며 가이드 부분을 따라 이동된다. 탈착식 배터리 모듈이 특정 위치로 이동될 때 메인 링크연결 부분은 구동 부분에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동되며, 이에 따라 제 1 멈춤 부분이 회전되어 가이드 바의 단부 부분에 대해 밀려진다. 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소들에 의해 구동되어 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면을 고정시킨다. 고정 장치는 전기자동차 내에 탈착식 배터리 모듈을 견고하게 고정시켜 고정 및 고정해제 작동을 용이하게 수행할 수 있게 한다.

Description

전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 및 상기 조립체 고정 방법{FIXING DEVICE GROUP FOR REMOVABLE BATTERY OF ELECTRIC VEHICLE, AND LOCKING METHOD THEREOF}
본 발명은 탈착식 배터리 고정 조립체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 및 상기 조립체의 고정 방법에 관한 것이다.
최근, 환경 보호에 대한 인식이 점점 더 늘어나고, 전력-절감 개념에 따른 제품들이 더욱더 많이 제작되고 있다. 청정하고 재사용 가능한 에너지에 대한 요구가 늘어감에 따라, 전기자동차(electric vehicle)가 개발되었다. 일반적으로, 전기자동차는 빌트-인 배터리(built-in battery)에 의해 전력이 공급된다. 전기자동차가 구동되어 움직이게 하기에 충분한 전기에너지를 제공하기 위하여, 복수의 빌트-인 배터리가 있는 배터리 모듈이 사용되어야 한다. 이에 따라, 배터리 모듈은 전기자동차의 일정 공간을 점유할 수 있다. 게다가, 전기자동차의 배터리를 용이하게 변경하고, 유지하거나 교체하기 위하여 배터리 모듈은 탈착가능한 방식으로 구성된다. 전기자동차의 전력 공급 시스템 내에 탈착식 배터리 모듈이 광범위하게 사용된다.
전기자동차의 부피가 늘어남에 따라, 고-전력의 전기자동차용 배터리 모듈도 대형의 부피 및 중량을 갖게 된다. 예를 들어, 전기레일차량(electric rail vehicle), 전기버스(electric bus) 또는 전기트럭(electric truck)의 배터리 모듈은 전기스쿠터(electric scooter) 또는 전동차(electric motor coach)의 배터리 모듈보다 더 크고 무겁다. 차체(vehicle body) 내에 더 크고 무거운 배터리 모듈이 장착되는 경우, 장착 공간(installation space) 및 장착 공간의 냉각 효율성이 고려되어야 한다. 게다가, 차체의 제한된 공간 내에 배터리 모듈을 견고하게 고정하고 배터리 모듈을 용이하게 고정시키거나 해제할 필요가 있다. 배터리 모듈이 견고하게 고정되지 않는 경우, 무거운 중량을 가진 배터리 모듈은 전기자동차의 주행 동안 중력 또는 원심력에 의해 헐거워질(loosened) 가능성이 있다. 일단 배터리 모듈이 헐거워지고 나면, 배터리 모듈의 기능이 손상된다. 더욱이, 배터리 모듈이 견고하게 고정되지 못하면, 배터리 모듈은 진동 상황으로 인한 충격(collision)으로부터 쉽게 손상된다. 이러한 상황 하에서, 배터리 모듈은 파손되거나 또는 깨어질 수 있다.
따라서, 차체의 제한된 공간 내에 배터리 모듈을 견고하게 고정시키고, 배터리 모듈이 헐거워지거나 또는 배터리 모듈에 충격이 가해지는 것을 방지하며, 차체 내에 있는 배터리 모듈을 유지보수하고, 전기자동차의 배터리를 쉽게 교체하기 위하여, 전기자동차의 개선된 탈착식 배터리 고정 조립체(fixing assembly) 및 상기 고정 조립체를 고정하기 위한 개선된 고정 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명은 전기자동차의 탈착식 배터리 모듈의 장착 공간(installation space)을 줄이고 전기자동차 내에 탈착식 배터리 모듈을 견고하게 고정시키기 위하여 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체(removable battery fixing assembly)를 제공한다.
본 발명은 전기자동차의 탈착식 배터리 모듈을 고정시키는 고정 방법을 제공하는데, 탈착식 배터리 모듈은 사용자에 의해 전기자동차 내에 쉽게 장착되고 전기자동차의 배터리를 쉽게 교체하기 위해 탈착식 배터리 모듈이 용이하게 고정되거나 고정해제될 수 있다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 탈착식 배터리 모듈과 고정 장치를 포함하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체가 제공된다. 탈착식 배터리 모듈은 제1 측면과 제2 측면을 가진 본체를 포함한다. 상기 제1 측면과 제2 측면은 서로에 대해 근접하게 위치된다. 하나 이상의 가이드 바가 제1 측면 위에 배열된다. 고정 장치는 전기자동차의 차체 내에 장착된다. 고정 장치는 베이스, 구동 부분, 메인 링크연결 부분, 가이드 부분, 제1 멈춤 부분 및 제2 멈춤 부분을 포함한다. 구동 부분은 베이스 위에 배열된다. 메인 링크연결 부분은 구동 부분과 연결된다. 가이드 부분은 베이스 위에 배열된다. 제1 멈춤 부분은 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합된다(pivotally coupled). 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소를 통해 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합된다. 전기자동차의 차체 내에 탈착식 배터리 모듈을 장착하기 위하여, 탈착식 배터리 모듈의 제1 측면 위의 하나 이상의 가이드 바는 가이드 부분과 나란하게 정렬되고(aligned) 가이드 부분을 따라 이동된다. 탈착식 배터리 모듈이 특정 위치로 이동될 때 메인 링크연결 부분은 구동 부분에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동될 수 있으며 제1 멈춤 부분은 회전되어 가이드 바의 단부 부분에 대해 밀려진다. 탈착식 배터리 모듈이 특정 위치로 이동될 때 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소들에 의해 구동되어 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면을 고정시킨다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체를 고정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 고정 방법은 다음의 단계들을 포함한다. 우선, 탈착식 배터리 모듈이 제공된다. 상기 탈착식 배터리 모듈은 제1 측면과 제2 측면을 가진다. 상기 제1 측면과 제2 측면은 서로에 대해 근접하게 위치된다. 하나 이상의 가이드 바가 제1 측면 위에 배열된다. 그 뒤, 탈착식 배터리 모듈의 가이드 바가 전기자동차의 고정 장치의 가이드 부분과 나란하게 정렬되며, 탈착식 배터리 모듈은 고정 장치의 가이드 부분을 따라 특정 위치로 이동된다. 그 후에, 고정 장치의 구동 부분은 메인 링크연결 부분을 구동시켜 수평 방향으로 이동될 수 있게 하여 제1 멈춤 부분이 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합되어 회전되고 가이드 바의 단부 부분에 대해 밀려진다. 메인 링크연결 부분이 수평 방향으로 이동되는 동안, 제2 멈춤 부분은 회전되어 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면을 고정시키는데, 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소를 통해 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합된다.
본 발명의 상기 내용은 첨부된 도면들을 참조하여 하기 상세한 설명을 검토한 후에 보다 더 자명하게 될 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탈착식 배터리 모듈이 있는 전기자동차를 개략적으로 예시한 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탈착식 배터리 모듈이 있는 전기자동차의 개략적인 사시도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치 및 탈착식 배터리 모듈 사이의 관계를 개략적으로 예시한 사시도로서, 고정 장치는 고정해제 상태에 있으며;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치 및 탈착식 배터리 모듈 사이의 관계를 개략적으로 예시한 사시도로서, 고정 장치는 고정 상태에 있고;
도 5는 제1 관찰지점을 따라 절단한 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치를 개략적으로 예시한 분해도;
도 6은 제2 관찰지점을 따라 절단한 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치를 개략적으로 예시한 분해도;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치 위에 탈착식 배터리 모듈을 고정하는 고정 방법을 예시한 플로차트이다.
이제, 본 발명은 하기 실시예들에 대해 보다 구체적으로 기술될 것이다. 밑에 본 발명의 바람직한 실시예들을 기술한 내용들은 단지 예시로서 기술하기 위한 것임을 유의해야 한다. 이 실시예들은 본 명세서에 기술된 형태에만 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탈착식 배터리 모듈이 있는 전기자동차를 개략적으로 예시한 도면이다. 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체(3)(도 3에 도시된 것과 같이)가 전기자동차(1)에 제공된다. 전기자동차(1)는 대형 전기자동차이다. 전기자동차(1)의 한 예에는 전기버스(electric bus), 전기레일차량(electric rail vehicle), 또는 전기트럭(electric truck)이 포함되지만 이들에만 제한되지는 않는다. 도 1에 도시된 것과 같이, 탈착식 배터리 모듈(2)이 전기자동차(1)의 차체(10)의 수용 공간(100) 내에 장착된다. 상기 실시예에서, 전기자동차(1)는 전기자동차(1)의 차체(10)의 가로면(lateral side)에 위치되거나 혹은 차체(10)의 두 가로면들에 위치된 하나 또는 그 이상의 탈착식 배터리 모듈(2)을 포함한다. 전기자동차(1)는 2개의 배터리 모듈(2)을 포함하는 것이 바람직하다. 배터리 모듈(2)의 개수는 실시 필요조건에 따라 변경될 수 있다는 사실을 유의해야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 탈착식 배터리 모듈을 개략적으로 예시한 사시도이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 탈착식 배터리 모듈(2)은 본체(20)를 포함한다. 본체(20)는 제1 측면(21)과 제2 측면(22)을 가진다. 제1 측면(21)과 제2 측면(22)은 서로에 대해 근접하게 위치되며, 하나 이상의 가이드 바(211)가 제1 측면(21) 위에 배열된다. 상기 실시예에서는, 2개의 평행한 가이드 바(211)가 제1 측면(21) 위에 배열된다. 가이드 바(211)의 개수는 제한되지 않는다는 사실을 유의해야 한다. 몇몇 실시예들에서, 본체(20)는 제3 측면(23)을 추가로 포함한다. 제3 측면(23)은 제1 측면(21)의 맞은편에 배열되고, 하나 이상의 가이드 바(231)가 제3 측면(23) 위에 배열된다. 가이드 바(231)의 개수는 제한되지 않는다. 가이드 바(231)의 구성 및 위치는 제1 측면(211) 위에 배열된 가이드 바(211)의 구성 및 위치와 비슷하기 때문에, 다시 반복하여 기술되지는 않을 것이다.
도 1, 3 및 4를 보자. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치 및 탈착식 배터리 모듈 사이의 관계를 개략적으로 예시한 사시도로서, 고정 장치는 고정해제(unlocking) 상태에 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치 및 탈착식 배터리 모듈 사이의 관계를 개략적으로 예시한 사시도로서, 고정 장치는 고정(locking) 상태에 있다. 도 1, 3 및 4에 도시된 것과 같이, 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체(3)는 탈착식 배터리 모듈(2)과 고정 장치(11)를 포함한다. 고정 장치(11)는 전기자동차(1)의 차체(10) 내에 장착되고 고정 장치(11)는 탈착식 배터리 모듈(2)을 고정시키도록 사용된다. 상기 실시예에서, 고정 장치(11)는 베이스(110), 구동 부분(111), 메인 링크연결 부분(112), 하나 이상의 가이드 부분(113), 하나 이상의 제1 멈춤 부분(114), 및 제2 멈춤 부분(115)을 포함한다. 구동 부분(111)은 베이스(110) 위에 배열된다. 메인 링크연결 부분(112)은 구동 부분(111)과 연결되고 구동 부분(111)이 구동됨으로써 수평 왕복운동을 수행한다. 가이드 부분(113)은 베이스(110) 위에 배열된다. 가이드 부분(113)은 탈착식 배터리 모듈(2)의 가이드 바(211)에 상응하는 가이드 홈(113a)을 가진다. 제1 멈춤 부분(114)은 메인 링크연결 부분(112)과 피벗회전 가능하게 결합된다. 제2 멈춤 부분(115)은 복수의 연결 요소들을 통해 메인 링크연결 부분(112)과 피벗회전 가능하게 결합된다. 전기자동차(1)의 차체(10)의 수용 공간(100) 내에 탈착식 배터리 모듈(2)을 장착하기 위하여, 탈착식 배터리 모듈(2)의 제1 측면(21) 위에 배열된 가이드 바(211)가 우선 고정 장치(11)의 가이드 부분(113)과 나란하게 정렬된다(aligned). 그 뒤, 탈착식 배터리 모듈(2)은 가이드 부분(113)의 가이드 홈(113a)을 따라 이동하도록 밀려진다(pushed). 탈착식 배터리 모듈(2)가 특정 위치로 이동될 때(도 4 참조), 메인 링크연결 부분(112)은 구동 부분(111)에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동될 수 있다. 메인 링크연결 부분(112)이 수평 방향으로 이동됨에 따라, 메인 링크연결 부분(112)과 연결된 제1 멈춤 부분(114)은 밀려서 회전되고 이에 따라 상부 가이드 바(211)의 단부 부분(211a)에 대해 밀릴 수 있도록 들어 올려진다(upraised)(도 4 참조). 이와 동시에, 제2 멈춤 부분(114)은 복수의 연결 요소에 의해 구동되어 탈착식 배터리 모듈(2)의 제2 측면(22)을 고정시킨다(lock).
도 5 및 6을 보자. 도 5는 제1 관찰지점(viewpoint)을 따라 절단한 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치를 개략적으로 예시한 분해도이다. 도 6은 제2 관찰지점을 따라 절단한 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치를 개략적으로 예시한 분해도이다. 이제부터, 고정 장치의 작동 방법과 상세한 형상이 도 5 및 6을 참조하여 기술될 것이다. 고정 장치(11)의 베이스(110)는 고정 장치(11)의 그 외의 다른 구성요소들을 지지하도록 사용된다. 베이스(110)는 금속성 재료로 제작되지만 이 재료에만 제한되지 않는다. 상기 실시예에서, 베이스(110)는 구동 부분(111)을 지지하기 위해 브래킷(110a)을 추가로 포함한다. 구동 부분(111)의 예는 유압식 구동 요소, 오일 압력 구동 요소, 공압식 구동 요소 또는 스크루 로드(screw rod)를 포함하지만 이들에만 제한되지는 않는다. 상기 실시예에서, 구동 부분(111)은 공압식 실린더이다. 대안으로, 그 밖의 다른 몇몇 실시예들에서, 구동 부분(111)은 스테퍼 모터 또는 메인 링크연결 부분(112)의 왕복 운동을 구동하는 그 밖의 임의의 적절한 구동 요소이다. 가이드 부분(113)은 베이스(110) 위에 배열된다. 가이드 부분(113)은 탈착식 배터리 모듈(2)의 가이드 바(211)에 상응하는 가이드 홈(113a)을 가진다. 가이드 바(211)는 가이드 부분(113)의 가이드 홈(113a)을 따라 이동할 수 있다. 상기 실시예에서, 탈착식 배터리 모듈(2)은 2개의 가이드 바(211)를 가지며 고정 장치(11)는 탈착식 배터리 모듈(2)의 2개의 가이드 바(211)에 상응하는 2개의 가이드 부분(113)을 가진다. 이 2개의 가이드 부분(113)은 베이스(110)의 상측면과 하측면에 위치되며 각각 2개의 가이드 바(211)에 상응한다. 2개의 가이드 부분(113)과 2개의 가이드 바(211)의 위치 및 짝 구성(mating structure)은 실시 필요조건에 따라 변경될 수 있다는 사실을 유의해야 한다.
다시, 도 5 및 6을 보자. 메인 링크연결 부분(112)은 구동 부분(111)과 연결된다. 상기 실시예에서, 메인 링크연결 부분(112)은 수평 암 및 수직 암이 있는 평평한 플레이트이지만 이에만 제한되지는 않는다. 게다가, 상기 실시예에서, 메인 링크연결 부분(112)은 하나 이상의 가이드 슬롯(112a)을 추가로 포함한다. 특정 고정 핀(118)이 메인 링크연결 부분(112)의 가이드 슬롯(112a)과 베이스(11)를 통해 관통된 후에, 메인 링크연결 부분(112)은 베이스(110)와 결합된다. 이러한 상황 하에서, 메인 링크연결 부분(112)의 왕복 운동 거리는 가이드 슬롯(112a)의 2개의 단부(112b, 112c)에 의해 제한된다. 게다가, 가이드 슬롯(112a)에 대한 고정 핀(118)의 위치에 따라, 고정 장치(11)의 고정 상태(locking status) 및 고정해제 상태(unlocking status)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 메인 링크연결 부분(112)의 가이드 슬롯(112a)이 이동되고 고정 핀(118)이 가이드 슬롯(112a)의 제1 단부(112b)에 위치될 때, 고정 장치(11)는 고정해제 상태에 있다(도 3 참조). 반면에, 고정 핀(118)이 가이드 슬롯(112a)의 제2 단부(112c)에 위치될 때에는, 고정 장치(11)가 고정 상태에 있다(도 4 참조). 상기 실시예에서, 고정 장치(11)는 그 외의 다른 구성요소들에 고정되거나 결합시키기 위해 복수의 고정 핀(118)을 가진다. 게다가, 고정 장치(11)는 다른 구성요소들을 고정하는 데 보조하기 위해 복수의 체결 요소(119)(가령, 예컨대, 스크루 또는 너트)를 추가로 포함한다. 본 발명의 원리 범위 내에 있으면서도 이러한 체결 요소들과 결합 요소들의 다수의 변형예 및 대안예들이 가능하다는 것을 유의해야 한다.
구동 부분(111)이 작동될 때, 메인 링크연결 부분(112)은 구동 부분(111)과 연결되어 구동 부분(111)이 구동됨으로써 수평 방향으로 이동된다. 메인 링크연결 부분(112)이 이동되고 고정 핀(118)이 가이드 슬롯(112a)의 제1 단부(112b)에 위치될 때(즉 고정 장치(11)가 고정해제 상태에 있을 때), 메인 링크연결 부분(112)과 연결된 제1 멈춤 부분(114)은 메인 링크연결 부분(112)에 대해 경사진다(inclined). 이는 고정 장치(11)가 고정해제 상태에 있을 때 제1 멈춤 부분(114)이 경사진다는 의미이다. 메인 링크연결 부분(112)이 구동 부분(111)이 구동됨으로써 수평 방향으로 이동되고 고정 장치(11)가 고정 상태에 있을 때, 제1 멈춤 부분(114)은 회전되고 올라가서(ascended) 이에 따라 탈착식 배터리 모듈(2)의 제1 측면(21) 위에서 가이드 바(211)의 단부 부분(211a)에 대해 추가로 밀려진다. 이러한 상황 하에서, 탈착식 배터리 모듈(2)의 제1 측면(21)은 제1 멈춤 부분(114)에 의해 고정된다(locked). 상기 실시예에서, 제1 멈춤 부분(114)이 복수의 링크 요소(114b-114c), 링크 암(114a) 및 복수의 고정 핀(118)을 통해 메인 링크연결 부분(112)과 피벗회전 가능하게 결합되기 때문에, 제1 멈춤 부분(114)은 회전되고 올라가서 이에 따라 가이드 부분(211)의 단부 부분(211a)에 대해 밀려서 정지시킨다. 게다가, 탈착식 배터리 모듈(2)은 제1 측면(21) 위에 배열된 2개의 가이드 바(211)를 가지며, 고정 장치(11)는 가이드 바(211)에 상응하는 2개의 제1 멈춤 부분(114)을 포함하지만 이에만 제한되지는 않는다. 고정 장치(11)가 고정 상태에 있을 때, 상부 제1 멈춤 부분(114)은 올라가서 탈착식 배터리 모듈(2)의 상부 가이드 바(211)에 대해 밀려지고 상부 가이드 바(211)를 정지시키며 하부 제1 멈춤 부분(114)은 내려가서(descended) 탈착식 배터리 모듈(2)의 하부 가이드 바(211)에 대해 밀려져서 하부 가이드 바(211)를 정지시킨다. 그 뒤, 탈착식 배터리 모듈(2)의 제1 측면(21) 위에 배열된 가이드 바(211)는 고정 장치(11)가 고정 상태에 있을 때 견고하게 고정될 수 있다.
다시, 도 3, 4, 5 및 6을 보자. 고정 장치(11)는 고정 시트(115)와 가이드 휠(117)을 추가로 포함한다. 상기 실시예에서, 가이드 휠(117)은 고정 시트(116) 밑에 배열된다. 고정 시트(116)는 베이스(110)와 비슷하다. 고정 시트(116)는 실질적으로 플레이트 구조를 가지며 금속성 재료로 제작된다. 고정 시트(116)와 베이스(110)를 비교해 보면, 고정 시트(116)의 바닥(bottom)은 구부러진 피스(bent piece)를 추가로 포함한다. 수용 공간(116a)이 복수의 연결 요소를 수용하기 위해 고정 시트(116)의 내측벽들에 의해 형성된다. 이에 따라, 고정 장치(11)의 장착 공간이 확보된다. 메인 링크연결 부분(112)이 고정 시트(116)를 향해 수평 방향으로 이동되거나 혹은 고정 시트(116)로부터 멀어지도록 이동되기 때문에, 이에 따라 복수의 연결 요소들이 상부 방향으로 이동되거나 하부 방향으로 이동된다. 예를 들어, 복수의 연결 요소들은 연결 암(115a, 115c) 및 연결 피스(115b)를 포함한다. 연결 암(115a)의 한 단부는 메인 링크연결 부분(112)의 수직 암과 피벗회전 가능하게 결합되며, 연결 암(115a)의 다른 단부는 연결 피스(115b)의 단부와 피벗회전 가능하게 결합된다. 메인 링크연결 부분(112)이 수평 방향으로 앞뒤로 이동되기 때문에, 연결 암(115a)은 일정 각도만큼 회전되고, 따라서 연결 피스(115b)는 올라가거나 내려간다. 또한, 연결 암(115c)의 한 단부는 연결 피스(115b)의 다른 단부와 피벗회전 가능하게 결합되며, 연결 암(115c)의 다른 단부는 제2 멈춤 부분(115)과 피벗회전 가능하게 결합된다. 연결 피스(115b)가 올라가거나 내려가기 때문에, 연결 암(115c)이 회전된다. 연결 암(115c)이 회전되기 때문에, 제2 멈춤 부분(115)이 회전되어 직립 상태(upright state)가 되거나 혹은 수평 상태가 된다. 고정 장치(11)가 고정해제 상태에 있는 경우(도 3 참조), 제2 멈춤 부분(115)은 직립 상태가 되고, 제2 멈춤 부분(115)은 고정 시트(116)의 수용 공간(116a) 내에 완전히 수용된다. 구동 부분(111)이 구동됨으로써 메인 링크연결 부분(112)이 수평 방향으로 이동되고 고정 장치(11)가 고정 상태에 있는 경우(도 4 참조), 제2 멈춤 부분(115)은 수평 상태가 되는데 이는 제2 멈춤 부분(115)이 복수의 연결 요소(즉 연결 암(115a, 115) 및 연결 피스(115b)의 링크를 통해 하부 방향으로 회전되기 때문이다. 이러한 상황 하에서, 제2 멈춤 부분(115)은 고정 시트(116)의 수용 공간(116a)으로부터 돌출된다. 이에 따라, 탈착식 배터리 모듈(2)의 제2 측면(22)은 제2 멈춤 부분(115)에 의해 고정되고 정지되며, 탈착식 배터리 모듈(2)을 위한 제2 고정 메커니즘(locking mechanism)이 구현된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고정 장치 위에 탈착식 배터리 모듈을 고정하는 고정 방법을 예시한 플로차트이다. 본 발명의 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체(3)의 고정 및 고정해제 작동 방법이 도 7을 참조하여 구현될 수 있다. 고정 방법은 다음의 단계를 포함한다. 우선, S40 단계에서, 탈착식 배터리 모듈(2)이 제공된다. 탈착식 배터리 모듈(2)은 제1 측면(21)과 제2 측면(22)을 가진다. 제1 측면(21)과 제2 측면(22)은 서로에 대해 근접하게 위치되며, 하나 이상의 가이드 바(211)가 제1 측면(21) 위에 배열된다. 그 뒤, S41 단계에서(도 3 참조), 탈착식 배터리 모듈(2)의 가이드 바(211)는 고정 장치(11)의 가이드 부분(113)과 나란하게 정렬되며, 탈착식 배터리 모듈(2)은 고정 장치(11)의 가이드 부분(113)을 따라 특정 위치로 이동된다. 탈착식 배터리 모듈(2)이 고정 장치(11)의 가이드 부분을 따라 특정 위치로 이동될 때, 가이드 바(211)는 가이드 부분(113) 내에 수용된다. 가이드 바(211)가 가이드 부분(113) 내에 완전히 수용되지는 않음을 유의해야 한다. 이는 즉 가이드 바(211)의 단부 부분(211a)이 가이드 부분(113)으로부터 약간 돌출되는 것을 의미한다. 고정 장치(11)의 그 후의 고정 단계에서, 탈착식 배터리 모듈(2)은 고정 장치(11)의 고정 상태에 상응하는 위치로 추가로 이동될 수 있다. 탈착식 배터리 모듈(2)이 특정 위치로 이동되고 나면 S42 단계가 수행된다. S42 단계에서(도 4 참조), 고정 장치(11)의 구동 부분(111)은 구동 부분(111)과 연결된 메인 링크연결 부분(112)을 구동시켜 수평 방향으로 앞뒤로 이동될 수 있게 하여, 제1 멈춤 부분(114)은 상부 방향으로 회전되어 탈착식 배터리 모듈(2)의 가이드 바(211)의 단부 부분(211a)에 대해 밀려져서 단부 부분(211a)을 정지시킨다. 한편, 가이드 바(211)의 단부 부분(211a)에 대해 밀려져서 단부 부분(211a)을 정지시키도록 제1 멈춤 부분(114)을 상부 방향으로 회전시키는 힘에 대응하여(in response to), 탈착식 배터리 모듈(2)은 고정 장치(11)의 고정 상태에 상응하는 위치로 추가로 끌어당겨진다(pulled). 위에서 언급한 것과 같이, 고정 장치(11)의 제2 멈춤 부분(115)은 복수의 연결 요소(즉 연결 암(115a, 115c) 및 연결 피스(115c))를 통해 메인 링크연결 부분(112)과 피벗회전 가능하게 결합된다. 메인 링크연결 부분(112)이 수평 방향으로 앞뒤로 이동되기 때문에, 제2 멈춤 부분(115)은 회전되며 탈착식 배터리 모듈(2)의 제2 측면(22)을 고정시켜 정지시킨다. 한편, 본 발명의 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체(3)를 위한 고정 작동이 수행된다. 다른 한편으로, 탈착식 배터리 모듈(2)이 고정해제될(unlocked) 필요가 있을 때, 고정 장치(11)에 대한 반대 작동(inverse action)을 수행함으로써 고정 장치(11)의 고정해제 작동이 구현될 수 있다. 고정 장치(11)가 고정해제 상태에 있을 때에는, 탈착식 배터리 모듈(2)은 전기자동차(1)의 차체(10)로부터 쉽게 빼낼 수 있다(withdrawn).
위에서 기술된 내용으로부터, 본 발명은 고정 장치와 탈착식 배터리 모듈을 포함하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체를 제공한다. 고정 장치는 전기자동차의 차체 내에 장착된다. 고정 장치는 제1 멈춤 부분과 제2 멈춤 부분을 포함한다. 제1 멈춤 부분은 탈착식 배터리 모듈의 제1 측면에 대해 밀려져서 제1 측면을 고정시키도록 사용된다. 제2 멈춤 부분은 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면에 대해 밀려져서 제2 측면을 고정시키도록 사용된다. 2개의 고정 메커니즘(locking mechanism)으로 인해, 탈착식 배터리 모듈은 전기자동차의 차체 내에 견고하게 고정될 수 있다. 게다가, 탈착식 배터리 모듈이 빼내질 필요가 있을 때, 탈착식 배터리 모듈은 고정 장치에 대해 반대 작동(inverse action)을 수행함으로써 고정해제될 수 있다. 고정 장치가 고정해제 상태에 있을 때, 탈착식 배터리 모듈은 전기자동차의 차체로부터 빼내질 수 있으며 새로운 배터리 모듈로 쉽게 교체될 수 있다. 탈착식 배터리 모듈의 제1 측면과 제2 측면이 2개의 고정 메커니즘에 의해 고정되고 정지되기 때문에, 탈착식 배터리 모듈은 전기자동차의 차체 내에 견고하게 고정되며 전기자동차가 작동될 때 진동 및 떨림 상태로부터 탈착식 배터리 모듈이 손상되고 쇼트 컨택(short contact)될 가능성이 최소화될 것이다. 게다가, 고정 장치의 형상으로 인해, 탈착식 배터리 모듈을 수용하고 고정시키기 위한 장착 공간이 현저하게 확보된다. 게다가, 고정 장치의 고정 및 고정해제 작동이 쉽게 수행될 수 있어서, 탈착식 배터리 모듈이 전기자동차의 차체 내에 쉽게 장착될 수 있고 전기자동차의 차체로부터 쉽게 빼낼 수 있다. 본 발명의 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체는 종래 기술에는 없는 위에서 언급한 이점들을 가진다. 본 발명의 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체는 관련 산업체에서 고부가가치를 가진다.
본 발명이 본 명세서에 기술된 가장 실용적이며 바람직한 실시예에 대해 기술되지만, 본 발명이 본 명세서에 기술된 실시예들에만 제한될 필요는 없다는 사실을 이해해야 한다. 그 반대로, 하기 청구범위의 사상과 범위 내에 포함된 다수의 변형예들과 그와 비슷한 실시예들을 다루기 위한 것으로서, 청구범위는 이러한 변형예들과 그와 비슷한 실시예들을 포함할 수 있도록 하기 위해 최대한 광범위하게 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 탈착식 배터리 모듈과 전기자동차의 차체 내에 장착된 고정 장치를 포함하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체에 있어서,
    - 상기 탈착식 배터리 모듈은 제1 측면과 제2 측면을 가진 본체를 포함하고, 상기 제1 측면과 제2 측면은 서로에 대해 근접하게 위치되고, 하나 이상의 가이드 바가 제1 측면 위에 배열되며;
    - 상기 고정 장치는 베이스, 상기 베이스 위에 배열된 구동 부분, 상기 구동 부분과 연결된 메인 링크연결 부분, 베이스 위에 배열된 가이드 부분, 상기 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합된 제1 멈춤 부분, 및 복수의 연결 요소를 통해 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합된 제2 멈춤 부분을 포함하고,
    - 전기자동차의 차체 내에 탈착식 배터리 모듈을 장착하기 위하여, 탈착식 배터리 모듈의 제1 측면 위의 하나 이상의 가이드 바는 가이드 부분과 나란하게 정렬되고 가이드 부분을 따라 이동되며, 탈착식 배터리 모듈이 특정 위치로 이동될 때 메인 링크연결 부분은 구동 부분에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동될 수 있으며 제1 멈춤 부분은 회전되어 가이드 바의 단부 부분에 대해 밀려지며, 탈착식 배터리 모듈이 특정 위치로 이동될 때 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소들에 의해 구동되어 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면을 고정시키는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    메인 링크연결 부분은 가이드 슬롯을 추가로 포함하며, 메인 링크연결 부분은 상기 가이드 슬롯을 통해 고정 핀을 관통함으로써 베이스와 결합되고, 가이드 슬롯의 제1 단부와 제2 단부에 의해 메인 링크연결 부분의 왕복 운동 거리가 제한되며, 가이드 슬롯의 제1 단부와 제2 단부에 대한 고정 핀의 위치에 따라 고정 장치의 고정 상태(locking status)와 고정해제 상태(unlocking status)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    고정 장치가 고정해제 상태에 있을 때 제1 멈춤 부분은 메인 링크연결 부분에 대해 경사지며, 메인 링크연결 부분이 구동 부분에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동되고 고정 장치가 고정 상태에 있을 때, 제1 멈춤 부분은 회전되며 올라가서 탈착식 배터리 모듈의 제1 측면 위에서 가이드 바의 단부 부분에 대해 밀려지며, 이에 따라 탈착식 배터리 모듈은 제1 멈춤 부분에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    고정 장치가 고정해제 상태에 있을 때 제2 멈춤 부분은 직립 상태에 있으면, 메인 링크연결 부분이 구동 부분에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동되고 고정 장치가 고정 상태에 있을 때, 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소의 링크를 통해 하부 방향으로 회전되며 제2 멈춤 부분은 수평 상태가 되어 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면을 고정시키고, 이에 따라 탈착식 배터리 모듈을 위한 제2 고정 메커니즘이 구현되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    구동 부분은 유압식 구동 요소, 오일 압력 구동 요소, 공압식 구동 요소 또는 스크루 로드(screw rod)인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    구동 부분은 공압식 실린더인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체.
  7. 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 고정 방법에 있어서,
    상기 고정 방법은:
    (a) 탈착식 배터리 모듈을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 탈착식 배터리 모듈은 제1 측면과 제2 측면을 가지며, 상기 제1 측면과 제2 측면은 서로에 대해 근접하게 위치되고, 하나 이상의 가이드 바가 제1 측면 위에 배열되며;
    (b) 탈착식 배터리 모듈의 가이드 바가 전기자동차의 고정 장치의 가이드 부분과 나란하게 정렬될 수 있으며 탈착식 배터리 모듈이 고정 장치의 가이드 부분을 따라 특정 위치로 이동될 수 있게 하는 단계를 포함하고;
    (c) 고정 장치의 구동 부분이 메인 링크연결 부분을 구동시켜 수평 방향으로 이동될 수 있게 하여 제1 멈춤 부분이 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합되어 회전되고 가이드 바의 단부 부분에 대해 밀려지는 단계를 포함하며;
    (d) 메인 링크연결 부분은 수평 방향으로 이동되는 동안, 고정 장치의 제2 멈춤 부분은 회전되어 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면을 고정시키며, 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소를 통해 메인 링크연결 부분과 피벗회전 가능하게 결합되는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 고정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    메인 링크연결 부분은 가이드 슬롯을 추가로 포함하며, 메인 링크연결 부분은 상기 가이드 슬롯을 통해 고정 핀을 관통함으로써 베이스와 결합되고, 가이드 슬롯의 제1 단부와 제2 단부에 의해 메인 링크연결 부분의 왕복 운동 거리가 제한되며 고정 장치의 고정 상태와 고정해제 상태가 형성되고, 가이드 바의 단부 부분은 (c) 단계에서 제1 멈춤 부분에 의해 밀려지며, 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면은 (d) 단계에서 제2 멈춤 부분에 의해 고정되어, 고정 장치는 고정 상태에 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 고정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    고정 장치가 고정해제 상태에 있을 때 제1 멈춤 부분은 메인 링크연결 부분에 대해 경사지며, 메인 링크연결 부분이 구동 부분에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동되고 고정 장치가 (c) 단계에서 고정 상태에 있을 때, 제1 멈춤 부분은 회전되며 올라가서 탈착식 배터리 모듈의 제1 측면 위에서 가이드 바의 단부 부분에 대해 밀려지며, 이에 따라 탈착식 배터리 모듈은 제1 멈춤 부분에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 고정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    고정 장치가 고정해제 상태에 있을 때 제2 멈춤 부분은 직립 상태에 있으며, 메인 링크연결 부분이 구동 부분에 의해 구동되어 수평 방향으로 이동되고 고정 장치가 (d) 단계에서 고정 상태에 있을 때, 제2 멈춤 부분은 복수의 연결 요소의 링크를 통해 하부 방향으로 회전되며 제2 멈춤 부분은 수평 상태가 되어 탈착식 배터리 모듈의 제2 측면을 고정시키고, 이에 따라 탈착식 배터리 모듈을 위한 제2 고정 메커니즘이 구현되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 탈착식 배터리 고정 조립체 고정 방법.
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