KR20170076095A - 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차 - Google Patents

배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차에 관한 것으로서, 고전압 배터리의 장착 위치를 개선하여 트렁크룸 공간의 상품성 및 차량 중량 배분 문제 등을 개선할 수 있는 하이브리드 자동차를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 리어 시트 하측에서 차량 실내 측 공간인 플로어 패널 상측 공간에 배터리 장착공간이 마련되어 상기 배터리 장착공간의 플로어 패널 상면에 배터리가 장착되고, 차량 실외 측 공간인 플로어 패널 하측 공간에 배터리 후방에 배치되도록 연료탱크가 장착되며, 상기 배터리 장착공간에서, 플로어 패널 상면에 차체 좌우 횡방향으로 길게 배치되는 제1 크로스 멤버가 설치됨과 더불어, 플로어 패널에 차체 종방향으로 길게 배치되는 복수 개의 이너 사이드 멤버가 설치되어, 제1 크로스 멤버와 이너 사이드 멤버가 배터리 하측에서 배터리를 지지하는 격자형 구조물을 형성하고, 배터리가 제1 크로스 멤버 상면과 그 후방 위치의 플로어 패널 부분 상면에 안착 지지되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차가 개시된다.

Description

배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차{Hybrid electric vehicle with improved battery mounting position}
본 발명은 하이브리드 자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압 배터리의 장착 위치를 개선하여 트렁크룸 공간의 상품성 및 차량 중량 배분 문제 등을 개선할 수 있는 하이브리드 자동차에 관한 것이다.
오늘날 가솔린이나 디젤 등과 같은 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차(일반 엔진 자동차)는 배기가스로 인한 환경오염, 이산화탄소로 인한 지구온난화, 오존 생성 등으로 인한 호흡기 질환 유발 등의 여러 문제점을 가지고 있다.
따라서, 전기동력으로 주행하는 자동차, 즉 전기모터로 주행하는 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 내연기관(엔진)과 전기모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)와 같은 친환경자동차가 개발되어 왔다.
전기자동차나 하이브리드 자동차에는 차량 주행을 위한 구동원인 전기모터와 함께, 상기 전기모터의 구동 및 제어를 위한 인버터와 모터 제어기(Motor Control Unit,MCU), 전기모터에 전기에너지를 공급하기 위한 고전압 배터리 등이 구비된다.
최근 배기가스 규제치 강화 및 연비 증대 요구에 따라 친환경자동차 중에서도 하이브리드 자동차의 생산 및 판매가 증가 추세에 있다.
하이브리드 자동차의 경우 차량의 구동원으로 전기모터와 함께 엔진을 탑재하고 있으며, 엔진 구동을 위한 액체연료를 저장하는 연료탱크와 전기모터의 구동을 위한 전기에너지를 공급하는 고전압 배터리를 함께 탑재하고 있다.
이 중에서 고전압 배터리는 물이나 충격으로 인한 폭발 및 고장이 발생할 수 있는 고전압 전기부품이므로 차량의 실내에 장착되는 것이 필수적이다.
종래의 경우 고전압 배터리를 차량 후측의 실내공간, 즉 트렁크룸 하측으로 별도의 실내공간을 마련하여 탑재하고 있으며, 이는 충분한 트렁크룸 공간을 확보하는데 어려움으로 작용하고 있다.
즉, 고전압 배터리를 차량 후측의 트렁크룸 하측에 장착할 경우 트렁크룸의 용량 축소가 불가피하고, 차량에서 트렁크룸 공간의 상품성 저하 및 차량 중량 배분 악화 등의 문제점이 있게 된다.
이와 같이 고전압 배터리를 트렁크 룸 하측에 탑재함으로써 다양한 용도로 활용되고 있는 트렁크룸의 용량이 축소되는 것은 물론, 트렁크룸의 용량 축소로 인해 스페어 타이어 등을 탑재하는 것이 현실적으로 불가능해진다.
또한, 협소한 차량 공간에서 트렁크룸의 용량 확보를 위해 큰 중량이 나가는 고전압 배터리를 트렁크룸 외의 다른 실내공간에 장착하고자 할 때 공간 확보, 배터리 마운팅부의 강성 확보, 충돌성능 강건화 등을 위한 차체 구조와 배터리 마운팅 구조, 배터리와 연료탱크 배치 구조 등에 있어 구조적인 대응방안이 부재한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 고전압 배터리의 장착 위치를 기존의 트렁크룸 위치에서 차체 언더바디 위치로 변경하기 위한 배터리 및 연료탱크 등 각 부품의 배치 및 개선된 조립 구조를 제공함으로써 트렁크룸 공간의 상품성 및 차량 중량 배분 문제 개선 등을 도모하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 리어 시트 하측에서 차량 실내 측 공간인 플로어 패널 상측 공간에 배터리 장착공간이 마련되어 상기 배터리 장착공간의 플로어 패널 상면에 배터리가 장착되고, 차량 실외 측 공간인 플로어 패널 하측 공간에 배터리 후방에 배치되도록 연료탱크가 장착되며, 상기 배터리 장착공간에서, 플로어 패널 상면에 차체 좌우 횡방향으로 길게 제1 크로스 멤버가 설치됨과 더불어, 플로어 패널에 차체 종방향으로 길게 복수 개의 이너 사이드 멤버가 설치되어, 제1 크로스 멤버와 이너 사이드 멤버가 배터리 하측에서 배터리를 지지하는 격자형 구조물을 형성하고, 배터리가 제1 크로스 멤버 상면과 그 후방 위치의 플로어 패널 부분 상면에 안착 지지되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차를 제공한다.
여기서, 배터리와 연료탱크가 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 연료탱크 후방에는 플로어 패널 하측에 위치하는 리어 서스펜션이 배치되고, 리어 서스펜션 후방에는 배기파이프 도중에 설치된 소음기가 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소음기가 리어 서스펜션 후방에서 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료탱크 측방으로 캐니스터가 배치되어, 연료탱크와 캐니스터가 체체 횡방향으로 길게 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 캐니스터가 연료탱크 측면에 결합 및 장착되어 연료탱크와 모듈화되거나, 캐니스터가 연료탱크 측방에서 플로어 패널 하면 또는 플로어 패널 하면에 설치된 멤버에 결합 및 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리가 안착 지지되는 상기 플로어 패널 부분 하면에는 차체 횡방향으로 길게 배치되는 제2 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리는, 상기 제1 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정됨과 더불어, 제1 크로스 멤버 후방에 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 플로어 패널 상면에 설치된 제3 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플로어 패널의 양 측단부 위치에는 플로어 패널 상면에 차체 종방향을 따라 길게 배치되는 아우터 사이드 멤버가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌우 양측의 아우터 사이드 멤버 사이를 연결하도록 차체 횡방향으로 길게 배치되면서 배터리 상측을 통과하는 마운팅 바가 설치되고, 상기 배터리가 브라켓을 이용하여 상기 마운팅 바에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리가 제1 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정됨과 더불어 제1 크로스 멤버 후방에 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 플로어 패널 상면에 설치된 제3 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정되고, 상기 플로어 패널의 양 측단부 위치의 플로어 패널 상면에 차체 종방향을 따라 길게 설치된 아우터 사이드 멤버 사이를 연결하도록 차체 횡방향으로 길게 배치되면서 배터리 상측을 통과하는 마운팅 바가 설치되어, 배터리가 브라켓을 이용하여 상기 마운팅 바에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리가 설치되는 전방 위치의 플로어 패널 부분이 연료탱크가 설치되는 후방 위치의 플로어 패널 부분보다 낮은 높이를 가지도록 상기 플로어 패널이 아래로 꺾인 굴곡진 단면 형상을 가짐으로써 리어 시트 하측의 플로어 패널 부분에 높이 단차가 형성되고, 상기 높이 단차에 의해 연료탱크 전방의 배터리 장착공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플로어 패널의 굴곡진 부분의 전방 하측 부위의 하면에 차체 횡방향으로 길게 설치되는 제2 크로스 멤버가 설치되고, 상기 굴곡진 부분의 후방 상측 부위의 상면에 차체 횡방향으로 길게 설치되는 제3 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리가 설치되는 위치의 플로어 패널 부분은 전방에서 후방으로 가면서 점차 위로 상승하는 경사면을 이루고 있으며, 상기 경사면에서 전측 및 하측 부위의 상면에 제1 크로스 멤버가 설치되고, 상기 경사면 후측 부위의 하면에 차체 횡방향으로 길게 배치되는 제2 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 크로스 멤버 후방의 플로어 패널에 차체 횡방향으로 길게 배치되는 제4 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 크로스 멤버 후방에서 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 플로어 패널 하면에 제2 크로스 멤버가 설치되고, 연료탱크 고정을 위해 연료탱크를 감싸도록 감겨진 연료탱크 밴드가 상기 제2 크로스 멤버와 플로어 패널의 하면에 체결되어 마운팅되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 하이브리드 자동차에서는 고전압 배터리의 장착 위치를 기존의 트렁크룸 위치에서 차체 언더바디 위치로 변경함으로써 트렁크룸의 용량을 증대시킬 수 있고, 트렁크룸 공간의 상품성 및 차량 중량 배분 문제 등을 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는, 시트 하측 공간을 배터리 장착공간으로 활용하면서, 플로어 패널에 장착된 복수 개의 멤버를 이용하여 배터리를 장착함과 더불어, 플로어 패널에 장착된 멤버들을 통하여 차체 강성을 확보할 수 있는바, 우수한 차량 충돌성능을 확보할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에서는 연료탱크 및 캐니스터, 소음기를 차체 횡방향으로 배치하여 그 전방으로 고전압 배터리의 장착공간을 확보하면서도, 연료탱크의 후방에 리어 서스펜션 크로스 멤버들을 배치하고, 연료탱크의 전방 및 주변으로 플로어 패널에 고정되는 복수 개의 크로스 멤버를 배치함으로써, 충돌시 연료탱크를 안전하게 보호할 수 있으며, 차체 강성 확보를 통하여 배터리와 함께 연료탱크를 포함한 연료 시스템에 대해서도 충돌성능을 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차에서 배터리와 연료탱크의 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차에서 차체의 언더바디를 도시한 저면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차에서 배터리 및 연료탱크의 장착 및 지지를 위한 차체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 3의 선 'B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 3의 선 'C-C'를 따라 취한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차에서 플로어 패널과 각 크로스 멤버, 배기파이프를 함께 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차에서 배터리가 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차에서 캐니스터와 연료탱크의 장착상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차에서 배터리(30)와 연료탱크(40)의 배치 상태를 나타내는 도면이다.
도시된 예의 배터리(30)는 하이브리드 자동차의 구동원인 전기모터(구동모터)에 전기에너지를 공급하는 고전압 메인 배터리가 될 수 있고, 차체의 차량 실내 측 위치에 설치된다.
또한, 하이브리드 자동차의 또 다른 구동원인 엔진(내연기관)에 공급될 연료를 저장하는 연료탱크(40)의 경우 차량 실외 측 위치의 차체 설치된다.
보다 상세하게는, 배터리(30)와 연료탱크(40)가 차체의 언더바디(underbody) 쪽인 플로어 패널(리어 플로어 패널)(20)에 장착되는데, 배터리(30)는 차량 실내 측 위치인 플로어 패널(20)의 상측 공간에, 연료탱크(40)는 차량 실외 측 위치인 플로어 패널(20)의 하측 공간에 각각 위치하도록 설치된다.
또한, 배터리(30)는 차량의 리어 시트(10) 하측 공간에 위치하도록 설치되는데, 이때 차량 전후방향을 기준으로 하여 배터리(30)가 연료탱크(40)보다 전방에 위치하도록 배치되고, 연료탱크(40)가 리어 서스펜션(50)보다 전방에 위치하도록 배치된다.
도 1은 배터리(30)와 연료탱크(40)의 배치 상태를 보여주는 단면도이고, 도 2는 차체의 언더바디를 보여주는 저면도이다.
도 2를 참조하면, 연료탱크(40)는 플로어 패널(20)의 하측에 장착됨을 볼 수 있는데, 이때 연료탱크(40)가 플로어 패널(20)의 하측에서 리어 서스펜션(50)의 전방에 배치됨을 볼 수 있다.
또한, 소음기(60)가 리어 서스펜션(50)의 후방에 위치하도록 차체 하측, 즉 플로어 패널(20)의 하측에 장착됨을 볼 수 있다.
도 2에서 도면부호 41은 캐니스터를 나타내며, 캐니스터(41)는 차체 횡방향으로 길게 배치되는 연료탱크(40)의 측방으로 배치되는바, 이로써 연료탱크(40)와 캐니스터(41)가 차체 횡방향으로 길게 배열된 형태를 이루게 된다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 배터리(30)는 전방에, 그리고 연료탱크(40)는 후방에 배치되고 있으며, 배터리(30)와 연료탱크(40)가 모두 차체 좌우방향으로 길게 장착되고 있다.
즉, 배터리(30)와 연료탱크(40)의 길이방향이 차체 좌우방향이 되도록 하여 차체 횡방향으로 길게 배치되고 있는 것이며, 여기서 차체 길이방향인 전후방향이 차체 종방향이라 할 때 차체 폭방향인 좌우방향이 상기 차체 횡방향이다.
또한, 실외 측인 차체 하측, 즉 플로어 패널(20)의 하측에 배기파이프(61)가 엔진으로부터 차량 후미로 길게 수평 연장되도록 설치되는데, 이때 배기파이프(61)는 연료탱크(40)의 측방을 지나도록 굴곡진 구조로 되어 있으며, 배기파이프(61)의 도중에 설치되는 소음기(60)가 그 길이방향이 차체 횡방향(차체 폭방향)이 되도록 좌우로 길게 배치된다.
이때, 소음기(60)가 리어 서스펜션(50)의 후방에 위치하도록 설치되는데, 이에 차체 전방에서 후방으로 가면서 차체 실내 측인 플로어 패널(20) 상측의 배터리(30), 차체 실외 측인 플로어 패널(20) 하측의 연료탱크(40), 리어 서스펜션(50), 소음기(60)의 순서대로 배치된 형태가 된다.
이와 같이 연료탱크(40) 및 캐니스터(41)를 차체 횡방향으로 길게 배열하고, 연료탱크(40) 및 캐니스터(41)의 후방에 리어 서스펜션(50)이 배치되도록 하며, 리어 서스펜션(50)의 후방에 소음기(60)를 역시 횡방향으로 길게 배치하여, 전방에 배터리(30)가 장착될 수 있는 공간을 확보한다.
도 1 및 도 2에서 도면부호 51, 52는 리어 서스펜션(50)을 구성하는 크로스 멤버, 즉 제1 서스펜션 크로스 멤버와 제2 서스펜션 크로스 멤버를 나타낸다.
상기 제1 서스펜션 크로스 멤버(51)와 제2 서스펜션 크로스 멤버(52) 또한 차체의 좌우 횡방향으로 길게 배치되도록 설치되는 것들이며, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 플로어 패널(20) 하측에 위치하게 된다.
도 1을 참조하면, 제1 서스펜션 크로스 멤버(51)의 전방으로 연료탱크(40)가 위치함을 볼 수 있다.
한편, 배터리(30)와 연료탱크(40)를 플로어 패널(20)에 고정함에 있어서 차체 강성의 확보를 위해 추가적인 멤버(21,22,23,24,25,26)들을 설치하고, 이 멤버들을 이용하여 배터리(30)와 연료탱크(40)를 장착하게 된다.
즉, 배터리(30)와 연료탱크(40)를 멤버(21~26)들을 매개로 하여 플로어 패널(20)에 지지되도록 고정하여 장착하는 것이며, 상기 멤버(21~26)들에 대해서는 도 1, 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 배터리(30) 및 연료탱크(40)의 장착 및 지지를 위한 차체 구성을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.
또한, 도 5는 도 3의 선 'B-B'를 따라 취한 단면도이며, 도 6은 도 3의 선 'C-C'를 따라 취한 단면도이다.
도 1 및 도 3, 도 4에 나타낸 바와 같이, 플로어 패널(리어 플로어 패널)(20)에서 차체 폭방향, 즉 차체 좌우 횡방향으로 길게 배치되는 복수 개의 크로스 멤버(21,22,23,24)가 각각 정해진 위치에 설치된다.
먼저, 플로어 패널(20)에서 시트 하측의 위치에 제1 크로스 멤버(21)가 설치되고, 그 후방으로 제2 크로스 멤버(22)가 설치된다.
또한, 제2 크로스 멤버(22) 후방으로 제3 크로스 멤버(23)가 설치되고, 제3 크로스 멤버(23) 후방으로 제4 크로스 멤버(24)가 설치된다.
또한, 제4 크로스 멤버(24)는 리어 서스펜션(50)의 전방에 위치하도록 설치된다.
상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 크로스 멤버(21,22,23,24)는 모두 플로어 패널(20)에 용접 등의 방법으로 고정 설치될 수 있으며, 제1 크로스 멤버(21)와 제3 크로스 멤버(23)는 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이 플로어 패널(20)의 상면에 고정 설치되고, 제2 크로스 멤버(22)와 제4 크로스 멤버(24)는 모두 플로어 패널(20)의 하면에 고정 설치된다.
도 3에서는 제1 크로스 멤버(21) 및 제3 크로스 멤버(23)가 플로어 패널(20)에서 제2 크로스 멤버(22) 및 제4 크로스 멤버(24)와 같은 면에 설치되는 것으로 보일 수도 있으나, 제1 크로스 멤버(21) 및 제3 크로스 멤버(23)는 플로어 패널(20)의 상면에, 제2 크로스 멤버(22) 및 제4 크로스 멤버(24)는 플로어 패널(20)의 하면에 고정 설치된다.
또한, 제1, 제2, 제3, 제4 크로스 멤버(21,22,23,24)는 동일 높이 및 동일 평면상에 설치되는 것은 아니며, 실제 플로어 패널(20)의 형상에 따라 각 위치에서 적어도 일부의 크로스 멤버는 서로 같은 높이에 설치될 수도 있고, 또는 크로스 멤버가 모두 다른 높이에 설치될 수도 있다.
다만, 도 4에 나타낸 바와 같이, 배터리(30)가 안착되는 면이 되는 제1 크로스 멤버(21)의 상면 및 그 후방 위치의 플로어 패널 부분(후술하는 평탄 부위(28)임)의 상면 높이는 동일 높이가 되도록 하여 배터리(30)가 장착시 어느 한쪽으로 기울어지지 않도록 함이 바람직하다.
또한, 플로어 패널(20)의 하면에서 차체 폭방향(차체 횡방향)을 기준으로 중앙 부위에는 이너 사이드 멤버(25)가 고정 설치되는데, 복수 개의 이너 사이드 멤버(25)가 차체 전후방향, 즉 차체 종방향으로 길게 배치되어 설치된다.
도 3을 참조하면, 2개의 이너 사이드 멤버(25)가 나란하게 차체 종방향을 따라 길게 배치됨을 볼 수 있으며, 각 이너 사이드 멤버(25)가 플로어 패널(20)의 하면에 용접 등의 방식으로 장착될 수 있다.
이때, 각 이너 사이드 멤버(25)는 플로어 패널(20)의 상면에 설치된 제1 크로스 멤버(21)와 교차하여 지남과 더불어 후단부가 후방의 제2 크로스 멤버(22) 위치까지 연장될 수 있도록 설치된다.
이로써 상기와 같이 플로어 패널(20)의 하면에 설치된 2개의 이너 사이드 멤버(25)가 플로어 패널(20)의 상면에 설치된 제1 크로스 멤버(21)와 서로 교차 배치되면서 격자 구조를 형성하게 된다.
즉, 상기 제1 크로스 멤버(21)과 2개의 이너 사이드 멤버(25)가 배터리(30)의 하측에서 플로어 패널(20)과 함께 배터리(30)를 지지하는 격자형 구조물이 되도록 하는 것이다.
또한, 차체 폭방향(차체 횡방향)을 기준으로 하여 플로어 패널(20)의 양 측단부 위치에는, 플로어 패널(20)의 상면에 아우터 사이드 멤버(26)가 차체 전후방향(차체 종방향)을 따라 길게 배치되도록 설치된다.
이하, 배터리와 연료탱크의 장착 구조에 대해 좀더 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 플로어 패널(20)과 각 크로스 멤버(21,22,23,24), 배기파이프(61)를 함께 도시한 단면도이고, 도 8은 배터리(30)가 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
전술한 바와 같이 배터리(30)는 연료탱크(40)의 전방에 배치되며, 배터리(30)를 위한 실내 측 장착공간이 마련될 수 있도록 플로어 패널(20)의 형상은 연료탱크(40)가 설치되는 위치와 배터리(30)가 설치되는 그 전방 위치 사이에 높이 단차를 가진다.
즉, 도 1 및 도 4, 도 7에 나타낸 바와 같이, 연료탱크(40)가 설치되는 위치보다 배터리(30)가 설치되는 전방 위치의 플로어 패널 부분이 낮은 높이를 가지도록 플로어 패널(20)이 아래로 꺾인 굴곡진 단면 형상을 가지는 것이며, 리어 시트(10) 하측의 플로어 패널 부분에 상기한 높이 단차를 주어 배터리 장착공간을 형성한다.
상기와 같이 배터리 장착공간을 확보하기 위해 플로어 패널(20)이 굴곡짐으로써 높이 단차를 가지도록 함에 있어서 플로어 패널(20)의 굴곡진 부분의 전방 하측 부위(평탄 부위(28))의 하면에 제2 크로스 멤버(22)가 설치되고, 상기 굴곡진 부분의 후방 상측 부위의 상면에 제3 크로스 멤버(23)가 설치된다.
또한, 배터리(30)가 설치되는 위치의 플로어 패널 부분은 전방에서 후방으로 가면서 점차 위로 상승하는 경사면을 이루고 있으며, 이렇게 위로 상승하는 경사면 부위, 즉 킥업(kickup) 부위(27)의 상측으로 배터리(30)가 안착되어 설치된다.
또한, 플로어 패널(20)에서 상기 경사면의 전측 및 하측 부위의 상면에 제1 크로스 멤버(21)가 설치되고, 경사면 이후 후측 및 상측의 평탄 부위(28) 하면에 제2 크로스 멤버(22)가 설치된다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 플로어 패널(20)이 단면상 제1 크로스 멤버(21) 이후 후방으로 가면서 점차 위로 상승하는 형상의 킥업 부위(경사면 부위)(27)를 가짐과 더불어, 킥업 부위(27) 후측의 상기 평탄 부위(28) 하면에 제2 크로스 멤버(22)가 설치됨으로써, 제2 크로스 멤버(22)와 배기파이프(61)가 정해진 간극을 유지하면서 수평으로 연장되는 배기파이프(61)의 지상고를 유지할 수 있게 된다.
이때, 제1 크로스 멤버(21)의 상면과 제2 크로스 멤버(22)가 설치된 상기 후측 평탄 부위(28)는 대략 동일 높이로 되어 있으며, 상기 제1 크로스 멤버(21)의 상면과 상기 후측 평탄 부위(28)의 상면에 배터리(30)가 안착된 상태로 지지된다.
상기 배터리(30)는 도 8에 나타낸 바와 같이 마운팅 브라켓(31) 등을 이용하여 제1 크로스 멤버(21)에 결합되며, 이에 더하여 제3 크로스 멤버(23)에도 마운팅 브라켓(32) 등을 이용하여 배터리(30)가 결합된다.
이때, 배터리(30)에 설치된 마운팅 브라켓(31,32)을 제1 크로스 멤버(21)와 제3 크로스 멤버(23)에 볼팅하여 체결하는 방식이 적용될 수 있다.
이와 더불어, 좌우 양측의 아우터 사이드 멤버(26) 사이를 연결하도록 차체 횡방향으로 길게 배치되는 마운팅 바(29)가 설치되며, 이때 상기 마운팅 바(29)는 배터리(30) 상측을 통과하도록 설치된다.
또한, 배터리(30)를 마운팅 브라켓(33) 등을 이용하여 상기 마운팅 바(29)에 고정하며, 이때 배터리(30)에 설치된 마운팅 브라켓(33)을 마운팅 바(29)에 설치된 브라켓(29a)에 볼팅하여 체결하는 방식이 적용될 수 있다.
결국, 배터리(30)에 있어서는, 시트 하측 공간을 배터리(30) 장착공간으로 활용하면서, 격자 구조를 이루고 있는 제1 크로스 멤버(21)와 이너 사이드 멤버(25) 상측으로 배터리(30)를 위치시키고, 배터리(30)를 제1 크로스 멤버(21) 및 제3 크로스 멤버(23)에 고정함과 더불어 마운팅 바(29)를 통해 아우터 사이드 멤버(26)에 고정하며, 배터리(30)가 안착되는 플로어 패널 부분(평탄 부위(28))의 하면에 제2 크로스 멤버(22)를 설치한 구성이 된다.
이러한 구조에 따르면, 배터리(30)의 실내 탑재를 위한 차체 강성을 확보할 수 있으며, 충돌성능의 강건화를 실현할 수 있게 된다.
한편, 연료탱크(40)는 리어 서스펜션(50)의 전방에 설치하는데, 연료탱크(40)를 감싸도록 감겨지는 연료탱크 밴드(도시하지 않음)를 제2 크로스 멤버(22)와 플로어 패널(20)의 하면에 체결하여 마운팅한다.
상기 연료탱크(40)는 배터리(30)의 후방 및 리어 서스펜션(50)의 전방 공간에 설치되는데, 후방으로는 리어 서스펜션(50)의 제1 서스펜션 크로스 멤버(51)와 제2 서스펜션 크로스 멤버(52)가 위치하고, 상측으로는 제4 크로스 멤버(24)가 위치하며, 전방으로는 제1 크로스 멤버(21)와 제2 크로스 멤버(22), 제3 크로스 멤버(23), 이너 사이드 멤버(25)가 위치한다.
이와 같이 후방에 위치하는 제1 서스펜션 크로스 멤버(51) 및 제2 서스펜션 크로스 멤버(52)를 포함하여 연료탱크(40)의 주변에 배치되는 여러 멤버들에 의해 충돌시 연료탱크(40)가 안전하게 보호될 수 있으며, 차체 강성 확보를 통해 배터리(30)와 함께 연료탱크(40)를 포함한 연료 시스템에 대해서도 충돌성능을 확보할 수 있게 된다.
도 9는 캐니스터(41)와 연료탱크(40)의 장착상태를 나타내는 도면으로, 캐니스터(41)는 차체 하면, 더욱 상세하게는 플로어 패널(20)의 하면 또는 플로어 패널(20)에 별도로 설치된 크로스 멤버에 마운팅 브라켓(43)을 이용하여 고정 및 장착하는 것이 가능하다(도 9의 (a) 참조).
이때, 마운팅 브라켓(43)을 플로어 패널(20)의 하면 또는 크로스 멤버에 설치한 상태에서 마운팅 브라켓에 캐니스터(41)를 조립할 수 있다.
또는 캐니스터(41)를 연료탱크(40)의 측면에 직접 고정 및 장착하여 연료탱크(40)와 모듈화할 수 있는데, 이 경우 연료탱크(40)의 측면에 마운팅 브라켓(44)을 설치한 상태에서 마운팅 브라켓(44)에 캐니스터(41)를 조립할 수 있다(도 9의 (b) 참조).
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 리어 시트 20 : 플로어 패널
21 : 제1 크로스 멤버 22 : 제2 크로스 멤버
23 : 제3 크로스 멤버 24 : 제4 크로스 멤버
25 : 이너 사이드 멤버 26 : 아우터 사이드 멤버
27 : 경사면 부위(킥업 부위) 28 : 평탄 부위
29 : 마운팅 바 29a : 브라켓
30 : 배터리 31, 32 : 마운팅 브라켓
33 : 마운팅 브라켓 40 : 연료탱크
41 : 캐니스터 43, 44 : 마운팅 브라켓
50 : 리어 서스펜션 51 : 제1 서스펜션 크로스 멤버
52 : 제2 서스펜션 크로스 멤버 60 : 소음기
61 : 배기파이프

Claims (16)

  1. 리어 시트 하측에서 차량 실내 측 공간인 플로어 패널 상측 공간에 배터리 장착공간이 마련되어 상기 배터리 장착공간의 플로어 패널 상면에 배터리가 장착되고, 차량 실외 측 공간인 플로어 패널 하측 공간에 배터리 후방에 배치되도록 연료탱크가 장착되며,
    상기 배터리 장착공간에서, 플로어 패널 상면에 차체 좌우 횡방향으로 길게 배치되는 제1 크로스 멤버가 설치됨과 더불어, 플로어 패널에 차체 종방향으로 길게 배치되는 복수 개의 이너 사이드 멤버가 설치되어, 제1 크로스 멤버와 이너 사이드 멤버가 배터리 하측에서 배터리를 지지하는 격자형 구조물을 형성하고,
    배터리가 제1 크로스 멤버 상면과 그 후방 위치의 플로어 패널 부분 상면에 안착 지지되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차.
  2. 청구항 1에 있어서,
    배터리와 연료탱크가 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    연료탱크 후방에는 플로어 패널 하측에 위치하는 리어 서스펜션이 배치되고, 리어 서스펜션 후방에는 배기파이프 도중에 설치된 소음기가 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 소음기가 리어 서스펜션 후방에서 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차.
  5. 청구항 2에 있어서,
    연료탱크 측방으로 캐니스터가 배치되어, 연료탱크와 캐니스터가 체체 횡방향으로 길게 배열되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치를 개선한 하이브리드 자동차.
  6. 청구항 2에 있어서,
    캐니스터가 연료탱크 측면에 결합 및 장착되어 연료탱크와 모듈화되거나, 캐니스터가 연료탱크 측방에서 플로어 패널 하면 또는 플로어 패널 하면에 설치된 멤버에 결합 및 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  7. 청구항 1에 있어서,
    배터리가 안착 지지되는 상기 플로어 패널 부분 하면에는 차체 횡방향으로 길게 배치되는 제2 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  8. 청구항 1에 있어서,
    배터리는,
    상기 제1 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정됨과 더불어, 제1 크로스 멤버 후방에 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 플로어 패널 상면에 설치된 제3 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 플로어 패널의 양 측단부 위치에는 플로어 패널 상면에 차체 종방향을 따라 길게 배치되는 아우터 사이드 멤버가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 좌우 양측의 아우터 사이드 멤버 사이를 연결하도록 차체 횡방향으로 길게 배치되면서 배터리 상측을 통과하는 마운팅 바가 설치되고, 배터리가 브라켓을 이용하여 상기 마운팅 바에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  11. 청구항 1에 있어서,
    배터리가 제1 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정됨과 더불어 제1 크로스 멤버 후방에 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 플로어 패널 상면에 설치된 제3 크로스 멤버에 마운팅 브라켓을 이용하여 고정되고,
    상기 플로어 패널의 양 측단부 위치의 플로어 패널 상면에 차체 종방향을 따라 길게 설치된 아우터 사이드 멤버 사이를 연결하도록 차체 횡방향으로 길게 배치되면서 배터리 상측을 통과하는 마운팅 바가 설치되어, 배터리가 브라켓을 이용하여 상기 마운팅 바에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  12. 청구항 1에 있어서,
    배터리가 설치되는 전방 위치의 플로어 패널 부분이 연료탱크가 설치되는 후방 위치의 플로어 패널 부분보다 낮은 높이를 가지도록 상기 플로어 패널이 아래로 꺾인 굴곡진 단면 형상을 가짐으로써 리어 시트 하측의 플로어 패널 부분에 높이 단차가 형성되고, 상기 높이 단차에 의해 연료탱크 전방의 배터리 장착공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 플로어 패널의 굴곡진 부분의 전방 하측 부위의 하면에 차체 횡방향으로 길게 설치되는 제2 크로스 멤버가 설치되고, 상기 굴곡진 부분의 후방 상측 부위의 상면에 차체 횡방향으로 길게 설치되는 제3 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  14. 청구항 1에 있어서,
    배터리가 설치되는 위치의 플로어 패널 부분은 전방에서 후방으로 가면서 점차 위로 상승하는 경사면을 이루고 있으며, 상기 경사면에서 전측 및 하측 부위의 상면에 제1 크로스 멤버가 설치되고, 상기 경사면 후측 부위의 하면에 차체 횡방향으로 길게 배치되는 제2 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  15. 청구항 8, 청구항 11, 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 제3 크로스 멤버 후방의 플로어 패널에 차체 횡방향으로 길게 배치되는 제4 크로스 멤버가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 크로스 멤버 후방에서 차체 횡방향으로 길게 배치되도록 플로어 패널 하면에 제2 크로스 멤버가 설치되고, 연료탱크 고정을 위해 연료탱크를 감싸도록 감겨진 연료탱크 밴드가 상기 제2 크로스 멤버와 플로어 패널의 하면에 체결되어 마운팅되는 것을 특징으로 하는 배터리 장착 위치가 개선된 하이브리드 자동차.




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