KR20200011712A - 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트 - Google Patents

엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트 Download PDF

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KR20200011712A
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Abstract

본 발명은 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동 모터와 차량 운행을 위한 부속 구성이 조립된 모터 어셈블리와 전력을 저장하여 공급하기 위한 배터리 어셈블리를 차체 프레임에 마운팅할 수 있는 구조를 가져 엔진 구동 차량을 전기 자동차로 용이하게 변환할 수 있도록 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는, 차체 프레임에 엔진이 장착되어 주행되는 엔진 구동 차량에서 엔진 및 차량 운행을 위한 부속 구성의 일부 또는 전부를 제거하고 엔진을 대체할 구동 모터와 제거된 부속 구성을 대체할 부속 구성을 상기 차체 프레임에 장착하여 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에 있어서, 상기 구동 모터를 포함한 부품을 상기 차체 프레임에 장착하기 위한 모터 어셈블리과, 전기 에너지를 충전받아 방전하기 위한 배터리를 상기 차체 프레임에 장착하기 위한 배터리 어셈블리가 구비되어 구성되고, 상기 모터 어셈블리에는 상기 차체 프레임에 구비된 엔진 마운팅부에 결합되는 마운팅 결합부가 구비된 모터 장착 브라켓이 구비되어 구성되고, 상기 구동 모터는 그 회전축이 상기 차량의 구동축에 직접 연결되거나 동력전달장치를 통해 상기 차량의 구동축에 연결되게 상기 모터 장착 브라켓에 안착되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트{ELECTRIC VEHICLE CONVERTING KIT FOR CONVERTING ENGINE VEHICLE INTO ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동 모터와 차량 운행을 위한 부속 구성이 조립된 모터 어셈블리와 전력을 저장하여 공급하기 위한 배터리 어셈블리를 차체 프레임에 마운팅할 수 있는 구조를 가져 엔진 구동 차량을 전기 자동차로 용이하게 변환할 수 있도록 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에 관한 것이다.
엔진을 동력원으로 사용하고 프레임(frame) 바디 구조를 갖는 엔진 구동 차량을 전기 모터로 구동되는 전기 자동차로 변환(convert)할 수 있다.
엔진 구동 차량을 전기 자동차로 변환시키는 것은 기존 차량의 샤시, 트랜스미션, 현가장치 등의 기존의 많은 부품이나 기기 등을 재사용할 수 있기 때문에 환경 및 경제적인 측면에서 잠재적으로뿐만 아니라 현실적으로도 여러가지 잇점을 갖는다.
따라서, 대한민국 공개특허 제10-2018-0049664호(4륜 구동 전기 자동차, 4륜 구동 자동차를 4륜 구동 전기 자동차로 변환하는 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 4륜 구동 전기 자동차 변환용 키트, 2018.05.11), 미국 공개특허 US20140262567(Conversion kit for converting a gasoline powered mid engine car to an electric powered car, 2014.09.18), 미국 공개특허 US20180079308(ACCESSORY PLATE FOR ELECTRIC VEHICLE AND METHODS OF CONVERTING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE VEHICLE INTO AN ELECTRIC VEHICLE, 2018.03.22) 및 일본 공개특허 JP22252584(전기 자동차화 유닛, 2010.11.04)에서와 같이 엔진 구동 차량을 전기 자동차로 변환시키기 위한 다양한 구조 및 기술의 개발이 이루어지고 있다.
그러나, 기존의 엔진 구동 차량을 전기 자동차로 하기 위하여는 통상적으로 엔진 구동 차량에서 엔진만을 제거하고 기존의 트랜스 미션에 별도의 어댑터를 이용하여 구동 모터를 연결하기만 하는 것이 아니라, 차량의 운행에 필요한 발전기, 워터 펌프나 파워 스티어링 펌프 등 다양한 부속품을 재사용하거나 새롭게 장착하여 이용할 수 있도록 추가적인 변경이 요청된다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0049664호(2018.05.11) : 4륜 구동 전기 자동차, 4륜 구동 자동차를 4륜 구동 전기 자동차로 변환하는 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 4륜 구동 전기 자동차 변환용 키트 미국 공개특허 US20140262567(2014.09.18) : Conversion kit for converting a gasoline powered mid engine car to an electric powered car 미국 공개특허 US20180079308(2018.03.22) : ACCESSORY PLATE FOR ELECTRIC VEHICLE AND METHODS OF CONVERTING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE VEHICLE INTO AN ELECTRIC VEHICLE 일본 공개특허 JP22252584(2010.11.04) : 전기 자동차화 유닛
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구동 모터와 차량 운행을 위한 부속 구성이 조립된 모터 어셈블리와 전력을 저장하여 공급하기 위한 배터리 어셈블리를 차체 프레임에 마운팅할 수 있는 구조를 가져 엔진 구동 차량을 전기 자동차로 용이하게 변환할 수 있도록 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는, 차체 프레임에 엔진이 장착되어 주행되는 엔진 구동 차량에서 엔진 및 차량 운행을 위한 부속 구성의 일부 또는 전부를 제거하고 엔진을 대체할 구동 모터와 제거된 부속 구성을 대체할 부속 구성을 상기 차체 프레임에 장착하여 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에 있어서, 상기 구동 모터를 포함한 부품을 상기 차체 프레임에 장착하기 위한 모터 어셈블리과, 전기 에너지를 충전받아 방전하기 위한 배터리를 상기 차체 프레임에 장착하기 위한 배터리 어셈블리가 구비되어 구성되고, 상기 모터 어셈블리에는 상기 차체 프레임에 구비된 엔진 마운팅부에 결합되는 마운팅 결합부가 구비된 모터 장착 브라켓이 구비되어 구성되고, 상기 구동 모터는 그 회전축이 상기 차량의 구동축에 직접 연결되거나 동력전달장치를 통해 상기 차량의 구동축에 연결되게 상기 모터 장착 브라켓에 안착되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는, 상기 모터 장착 브라켓의 전방에 부착되는 케이스 브라켓과, 상기 케이스 브라켓에 결합되는 부속 모터와, 상기 케이스 브라켓에 결합되는 에어컨 컴프레셔와, 상기 케이스 브라켓에 결합되는 스티어링 펌프와, 상기 부속 모터의 회전력을 상기 에어컨 컴프레셔와 스티어링 펌프로 전달하도록 상기 부속 모터, 상기 에어컨 컴프레셔와 스티어링 펌프에 구비된 풀리 및 벨트가 포함된 펌프 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는, 상기 모터 어셈블리의 모터 장착 브라켓의 상부를 커버하면서 상기 모터 장착 브라켓에 결합되는 바닥 브라켓과, 상하의 층을 분리하도록 상기 바닥 브라켓의 상부에 결합된 층 분리 브라켓과, 상기 바닥 브라켓과 층 분리 브라켓 사이의 공간에 배치되어 상기 바닥 브라켓에 결합되는 탑재형 완속충전기와, 상기 층 분리 브라켓의 상부에 배치되어 상기 층 분리 브라켓에 결합되는 직류변환장치와, 상기 층 분리 브라켓의 측방에 배치되어 상기 바닥 브라켓에 결합된 전력분배유니트가 포함된 전력 공급 및 제어 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는, 내부에 진공의 압력이 형성되는 진공 탱크와, 상기 진공 탱크의 내부에 진공이 형성되도록 공기를 펌핑하는 진공 펌프와, 상기 진공 탱크 및 진공 펌프가 지지되어 결합된 상태에서 상기 모터 장착 브라켓의 측부에 부착되는 부착 브라켓이 포함된 브레이크 진공 펌프 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는, 복수의 배터리가 장착 프레임에 고정된 상태로 구성되어 상기 모터 어셈블리의 후방에 위치되어 상기 차량의 차체 프레임에 결합되는 배터리 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는 구동 모터와 차량 운행을 위한 부속 구성이 조립된 모터 어셈블리와 전력을 저장하여 공급하기 위한 배터리 어셈블리를 차체 프레임에 마운팅할 수 있는 구조를 가져 엔진 구동 차량을 전기 자동차로 용이하게 변환할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트가 차체 프레임에 결합된 상태를 전후방 위에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트가 차체 프레임과의 결합 관계를 전방 위에서 바라본 상태를 도시한 분해 사시도
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트를 전후방 위에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 일부 구성을 전방 위에서 바라본 상태 및 후방 아래에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 모터 어셈블리의 일부 구성을 분해하여 도시한 분해 사시도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 모터 어셈블리를 도시한 사시도 및 분해 사시도
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 펌프 어셈블리를 전방 위에서 바라본 상태 및 후방 위에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 모터 어셈블리 및 펌프 어셈블리의 장착을 위한 장착 브라켓을 도시한 사시도 및 분해 사시도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 전력 공급 및 제어 어셈블리를 도시한 분해 사시도
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 브레이크 진공 펌프 어셈블리를 도시한 분해 사시도
도 11a 내지 도 11는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 배터리 어셈블리를 도시한 사시도
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 배터리 어셈블리의 배터리 장착 프레임을 도시한 사시도
이하에서는 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트가 차체 프레임에 결합된 상태를 전후방 위에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트가 차체 프레임과의 결합 관계를 전방 위에서 바라본 상태를 도시한 분해 사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트를 전후방 위에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 일부 구성을 전방 위에서 바라본 상태 및 후방 아래에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 모터 어셈블리의 일부 구성을 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 모터 어셈블리를 도시한 사시도 및 분해 사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 펌프 어셈블리를 전방 위에서 바라본 상태 및 후방 위에서 바라본 상태를 각각 도시한 사시도이고, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 모터 어셈블리 및 펌프 어셈블리의 장착을 위한 장착 브라켓을 도시한 사시도 및 분해 사시도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 전력 공급 및 제어 어셈블리를 도시한 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 브레이크 진공 펌프 어셈블리를 도시한 분해 사시도이며, 도 11a 내지 도 11는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 배터리 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에서 배터리 어셈블리의 배터리 장착 프레임을 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는 엔진 구동 차량에서 엔진과 기타 부속 부품을 제거하고 그 제거된 구성을 대체할 구동 모터 등을 탑재하기 위한 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트가 차체 프레임에 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트가 차체 프레임과의 결합 관계를 도시한 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트를 이용하여 전기차로 변환되는 적용 대상 차량인 엔진 구동 차량은 프레임 구조를 채택하는 차량이다. 즉, 본 발명의 적용 대상 차량인 엔진 구동 차량에는 뼈대에 해당하는 차체 프레임(1) 위에 운전자 탑승 공간인 캡(도면에 미도시)이 얹혀지는 트럭과 같은 차량이나, 소형 버스나 승합차와 같이 차체 프레임(1)위에 차체 바디(body shell, 도면에 미도시)가 얹혀지는 차량이 이에 해당된다.
도면을 참조하면, 적용 대상 차량은 2열의 메인 빔(1a)이 전후 방향으로 나란하게 배치되고, 그 사이에 복수의 가로 프레임(1b,1c,1d,1e,1f,1g)을 메인 빔(1a)의 전방에서 후방으로 배치하여 메인 빔(1a)를 서로 연결하여 형성된 차체 프레임(1)이 구비되고, 전륜(2a)과 후륜(2b)이 서스펜션(axle suspension) 통해 상기 차체 프레임(1)에 연결되며, 엔진(도면에 미도시)은 캡(cab)이나 차체 바디(body shell)과 상기 차체 프레임(1) 사이의 공간에 장착되어 트랜스 미션 및 구동축(3)을 통해 상기 전륜(2a)이나 후륜(2b)을 구동시키도록 구성된다.
도면에는 차체 프레임(1)의 전방 부분에 엔진이 장착되기 위한 공간(engine room)이 형성되고, 그 공간에 장착된 엔진에 연결된 구동축(3)이 후방으로 연장되어 후륜(2b)를 구동시키는 후륜 구동 타입의 엔진 구동 차량을 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트를 이용하여 전기차로 변환되는 실시예가 도시되어 있다. 상기 엔진이 장착되기 위한 공간이 형성된 부분에는 서로 마주 보는 위치에서 상기 메인 빔(1a)에는 한 쌍의 엔진 마운팅부(1a')가 서로 마주보게 구비되고, 상기 복수의 가로 프레임(1b,1c,1d,1e,1f,1g)중에서 엔진이 장착되기 위한 공간이 형성된 부분에 위치된 가로 프레임(1c)의 중앙 위치에는 엔진과 일체로 결합된 트랜스 미션이 메달려 장착되기 위한 미션 마운팅부(1c')가 구비된다.
도면에 도시된 실시예를 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는 모터 어셈블리(10), 펌프 어셈블리(20), 전력 공급 및 제어 어셈블리(30), 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40), 히터 어셈블리(50) 및 배터리 어셈블리(60)가 포함되어 구성된다. 특히 본 발명은 상기 모터 어셈블리(10), 펌프 어셈블리(20), 전력 공급 및 제어 어셈블리(30) 및 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)가 복수의 브라켓(11,12,21,31,41)을 통하여 일체화되어 엔진이 제거된 엔진 장착 공간에 장착되도록 구성된 것을 특징으로 한다. 도 4a 및 도 4b, 도 5, 도 6a 및 도 6b에는 상기와 같이 상기 모터 어셈블리(10), 펌프 어셈블리(20), 전력 공급 및 제어 어셈블리(30) 및 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)가 일체로 결합되는 구성이 상세하게 도시되어 있다.
상기 모터 어셈블리(10)는 기존 엔진 구동 차량의 엔진을 대체하기 위한 구동 모터(13)가 구비되어 그 구동 모터(13)의 출력이 차량의 후륜(2b)으로 연결된 구동축(3)으로 전달하기 위한 구성이다. 도 6a 및 도 6b에는 상기 모터 어셈블리(10)의 구성이 상세하게 도시되어 있으며, 도 8a 내지 도 8c에는 상기 모터 어셈블리(10)을 구성하는 모터 장착 브라켓(11) 및 미션 장착 브라켓(12)에 관한 구성이 상세하게 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 모터 어셈블리(10)는 전후방으로 일렬로 결합된 상태인 구동 모터(13)와 트랜스미션(14)이 구비된 구성으로, 상기 구동 모터(13)와 트랜스미션(14)은 모터 장착 브라켓(11)에 안착된 상태로 상기 모터 장착 브라켓(11) 및 미션 장착 브라켓(12)과 상기 차체 프레임(1)을 결합하여 엔진 장착 공간에 장착된다. 상기 트랜스미션(14)의 출력축(141)은 차량의 구동축(3)에 연결된다. 상기 구동 모터(13)의 상부에는 상기 구동 모터(13)의 구동을 제어하는 구성인 인버터(15)가 일체로 결합된다.
상기 모터 장착 브라켓(11)은 서로 결합된 상태로 내부에 안착된 구동 모터(13)와 트랜스미션(14)의 저면 및 양측면을 둘러싸 보호하고 상기 차체 프레임(1)에 결합시키기 위한 구성이다.
도면을 참조하면, 상기 장착 브라켓(11)은 평평한 바닥(111)의 양측 각각에서 절곡되어 상방으로 연장된 측벽(112)을 갖게 형성되어 전방이나 후방에서 보아 전체적으로 'U'자형의 단면을 갖는다. 상기 바닥(111)과 양 측벽(112)로 둘러싸인 내부에는 인버터(15) 및 트랜스미션(14)가 일체로 연결된 구동 모터(13)가 안착되어 상기 장착 브라켓(11)과 일체로 결합된다. 상기 바닥(111)과 양 측벽(112)으로 이어지는 내면에는 'U'자형의 보강 및 안착 리브(114)가 부착된다. 사기 보강 및 안착 리브(114)는 상기 바닥(111)과 양 측벽(112)이 절곡된 형상이 유지되도록 보강하고, 상기 바닥(111)과 양 측벽(112)으로 둘러싸인 내부에 안착되는 구동 모터(13)의 저부가 지지되도록 하기 위한 구성으로 상기 바닥(111)과 양 측벽(112)으로 둘러싸인 내부에서 전후 방향으로 복수개가 배열된다. 도면에는 상기 보강 및 안착 리브(114)가 전후 방향으로 2개가 배열된 실시예가 도시되어 있다.
상기 모터 장착 브라켓(11)의 측벽(112) 각각의 외면에는 상기 메인 빔(1a)에 구비된 엔진 마운팅부(1a')에 안착되어 결합되는 마운팅 결합부(115)가 부착된다. 본 발명은 기존 엔진의 마운팅을 위해 상기 메인 빔(1a)에 구비된 엔진 마운팅부(1a')를 그대로 이용할 수 있도록 상기 마운팅 결합부(115)가 적절한 위치에서 상기 모터 장착 브라켓(11)의 측벽(112)에 구비되도록 구성된다.
상기 바닥(111)과 양 측벽(112)으로 둘러싸인 전방 입구에는 전방벽(113)이 부착되어 상기 펌프 어셈블리(20)의 펌프 장착 브라켓(21)이 결합되게 되며, 상기 양 측벽(112)의 상단 가장자리(112a)는 외측으로 절곡되어 평평하게 형성되며, 그 상단 가장자리(112a)에는 상기 전력 공급 및 제어 어셈블리(30)를 구성하는 바닥 브라켓(31)의 양측 가장자리가 결합된다.
상기 미션 장착 브라켓(12)은 상기 구동 모터(13)의 후방에서 그 구동 모터(13)와 일렬로 연결된 트랜스미션(14)을 미션 마운팅부(1c')에 매달아 결합시키기 위한 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 미션 장착 브라켓(12)은 상기 트랜스미션(14)의 상부와 결합되는 연결부(121)와, 상기 연결부(121)의 상부에서 후방으로 절곡되어 수평하게 연장되게 형성되며 상기 미션 마운팅부(1c')에 결합되는 마운팅 결합부(122)와, 직각으로 절곡된 상기 연결부(121)와 마운팅 결합부(122)를 보강하도록 상기 연결부(121)와 마운팅 결합부(122)의 양측에 결합된 보강부(123)로 구성된다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명은 상기 모터 어셈블리(10)에 펌프 어셈블리(20), 전력 공급 및 제어 어셈블리(30) 및 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)가 일체로 결합되게 구성된다. 즉 상기 펌프 어셈블리(20)는 상기 모터 어셈블리(10)의 전방에 위치되어 상기 모터 어셈블리(10)와 일체로 결합되고, 상기 전력 공급 및 제어 어셈블리(30)는 상기 모터 어셈블리(10)의 상부에 위치되어 상기 모터 어셈블리(10)와 일체로 결합되며, 상기 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)는 상기 모터 어셈블리(10)의 측방에 위치되어 상기 모터 어셈블리(10)와 일체로 결합된다.
상기와 같이 펌프 어셈블리(20), 전력 공급 및 제어 어셈블리(30) 및 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)가 일체로 결합된 상기 모터 어셈블리(10)는 상기 모터 장착 브라켓(11)의 측벽(112)에 구비된 마운팅 결합부(115)를 엔진 마운팅부(1a')에 안착시켜 결합시키고, 상기 트랜스미션(14)의 상부에 결합된 미션 장착 브라켓(12)의 마운팅 결합부(122)를 상기 미션 마운팅부(1c')에 결합시킴으로써 엔진이 제거된 엔진 장착 공간에서 상기 차체 프레임(1)에 결합된다.
상기 펌프 어셈블리(20)는 차량의 구동을 위한 구동 모터(13)와는 별도의 부속 모터(22)를 이용하여 차량의 실내 공조를 위한 에어컨 컴프레셔(23)와 파워 스티어링 시스템의 유압을 형성하기 위한 스티어링 펌프(24)를 작동시키기 위한 부속 시스템을 일체화시키기 위한 구성이다. 도 7a 및 도 7b에는 상기 펌프 어셈블리(20)의 구성이 상세하게 도시되어 있으며, 도 8a 내지 도 8c에는 상기 펌프 어셈블리(20)를 구성하는 케이스 브라켓(21) 및 상기 케이스 브라켓(21)이 상기 모터 장착 브라켓(11)과 연결되는 구성이 상세하게 도시되어 있다.
상기 케이스 브라켓(21)은 상기 모터 장착 브라켓(11)의 전방에 결합되어 상기 전방벽(113)과 함께 대략 직육면체의 공간을 형성하고, 전면 플레이트부(211)에 다수의 풀리(221,231,241,26,27)가 배치된 구조를 형성하기 위한 구성이다.
도면을 참조하면, 상기 케이스 브라켓(21)은 전면 플레이트(211)의 후방으로 절곡되어 측면 플레이트(212)가 연장형성되고, 그 측면 플레이트(212)의 후단 가장자리가 상기 모터 장착 브라켓(11)의 전방벽(113)의 외측 가장자리에 결합되어 상기 모터 장착 브라켓(11)의 전방에서 상기 모터 장착 브라켓(11)과 일체로 결합된다.
상기 케이스 브라켓(21)과 상기 전방벽(113)에 의해 형성되 공간의 내부에는 부속 모터(22)가 장착되고, 모터 풀리(221)는 상기 케이스 브라켓(21)의 전면 플레이트(212)의 전방으로 노출되게 상기 부속 모터(22)의 회전축에 연결된다. 상기 케이스 브라켓(21)의 측면 플레이트(212) 외면에는 상기 에어컨 컴프레셔(23)가 장착되고, 컴프레셔 풀리(231)는 상기 전면 플레이트(212)의 전방으로 돌출되게 상기 에어컨 컴프레셔(23)의 회전축에 연결된다. 또한, 상기 케이스 브라켓(21)과 상기 전방벽(113)에 의해 형성되 공간의 내부에는 스티어링 펌프(24)가 장착되고, 펌프 풀리(241)는 상기 케이스 브라켓(21)의 전면 플레이트(212)의 전방으로 노출되어 돌출되게 상기 스티어링 펌프(24)의 회전축에 연결된다. 상기 전면 플레이트(211)의 전방에는 벨트(25)의 장력을 조절하고 유지되도록 지지하기 위한 텐셔너 풀리(26) 및 아이들 풀리(27)가 배치되어 상기 전면 플레이트(211)에 장착된다. 상기와 같이 상기 전면 플레이트부(211)에 배치된 풀리(221,231,241,26,27)에는 벨트(25)가 감기거나 지지되며, 상기 부속 모터(22)의 구동으로 상기 에어컨 컴프레셔와 스티어링 펌프(24)가 작동되게 된다.
상기 전력 공급 및 제어 어셈블리(30)는 상기 구동 모터(13) 및 기타 부속 부품으로의 전력의 공급과 상기 배터리 어셈블리(60)의 배터리(62,63)에의 전력 충방전을 제어하기 위한 탑재형 완속충전기(33, OBC:On-Board Charger), 직류변환장치(34, LDC:Low DC-DC Converter) 및 전력분배유니트(35, PDU:Power Distribution Unit) 등이 일체로 결합된 구성이다. 도 9에는 상기 전력 공급 및 제어 어셈블리(40)의 구성이 상세하게 도시되어 있다.
상기 탑재형 완속충전기(33)는 상용 교류 전원을 변압기를 통해 승압하고 정류기를 통해 DC 전원으로 변환하여 배터리(62,63)를 충전하는 전력변환장치이고, 상기 직류변환장치(34)는 배터리(62,63)에서 나오는 고전압의 전류를 차량내 12V 저전압으로 변환하여 전장 부하에 공급하는 장치이며, 상기 전력분배유니트(35)는 상기 구동 모터(13)으로 공급되는 전력과 출력되는 전력의 흐름을 제어하는 장치이다.
도면을 참조하면, 상기 전력 공급 및 제어 어셈블리(30)은 상기 모터 어셈블리(10)의 상부에 위치되어 상기 모터 어셈블리(10)와 일체로 결합되는데, 이를 위해서 바닥 브라켓(31)이 상기 모터 어셈블리(10)의 모터 장착 브라켓(11)의 상부를 커버하면서 상기 모터 장착 브라켓(11)에 결합되고, 상기 바닥 브라켓(31)의 상부에는 상하의 층을 분리하도록 층 분리 브라켓(32)이 결합되며, 상기 탑재형 완속충전기(33)는 상기 바닥 브라켓(31)과 층 분리 브라켓(32) 사이의 공간에 배치되어 상기 바닥 브라켓(31)에 결합되고, 상기 직류변환장치(34)는 상기 층 분리 브라켓(32)의 상부에 배치되어 상기 층 분리 브라켓(32)에 결합되며, 상기 전력분배유니트(35)는 상기 층 분리 브라켓(32)의 측방에 배치되어 상기 바닥 브라켓(31)에 결합된다.
상기 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)는 브레이크의 작동력을 증가시키기 위한 진공식 제동 배력 장치에 진공을 공급하기 위한 구성이다. 도 10에는 상기 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)의 구성이 상세하게 도시되어 있다. 상기 브레이크 진공 펌프 어셈블리(40)는 내부에 진공의 압력이 형성되는 진공 탱크(43)와, 상기 진공 탱크(43)의 내부에 진공이 형성되도록 공기를 펌핑하는 진공 펌프(42)와, 상기 진공 탱크(43) 및 진공 펌프(42)가 지지되어 결합된 상태에서 상기 모터 장착 브라켓(11)의 측벽(112)에 부착되는 부착 브라켓(41)이 구비되어 구성된다.
상기 히터 어셈블리(60)은 차량의 공기 조화 시스템에서 공기를 가열하는 열교환기에 공급되는 온수를 가열하기 위한 구성이다. 상기 히터 어셈블리(60)는 가열되는 온수가 담기는 탱크와, 상기 탱크 내부의 온수를 가열하기 위한 전기 히터가 구비되어 구성된다. 상기 와 같이 구성된 히터 어셈블리(60)은 상기 모터 어셈블리(10)의 전방에 위치되어 상기 차체 프레임(1)에 결합되어 장착된다.
상기 배터리 어셈블리(60)는 복수의 배터리(62,63)가 장착 프레임(61)에 고정된 상태로 구성되어 상기 모터 어셈블리(10)의 후방에 위치되어 상기 차량의 차체 프레임(1)에 결합되는 구성이다. 도 11a 내지 도 11c에는 상기 배터리 어셈블리(60)의 구성이 상세하게 도시되어 있으며, 도 12에는 상기 배터리 어셈블리(60)를 구성하는 장착 프레임(61)에 관한 구성이 상세하게 도시되어 있다.
본 발명은 중량물인 배터리(62,63)를 차량의 전후 무게 배분을 적절하게 할 뿐만 아니라 차량의 무게중심을 낮추면서 차량에 장착되도록 상기 배터리 어셈블리(60)가 구성되고, 특히 차량의 차체 프레임(1)에 용이하게 부착할 수 있는 구조를 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 무게중심을 낮추기 위해 비교적 낮은 위치에 배터리 어셈블리(60)가 장착되면서도 차량의 하부 구성, 특히 상기 모터 어셈블리(10)에서 후륜(2b)으로 이어지는 구동축(3)과 간섭되지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 장착 프레임(61) 상부 배터리(62) 및 하부 배터리(63)가 상하로 적층되어 고정되도록 하고, 상기 상부 배터리(62) 및 하부 배터리(63)가 고정된 상태로 상기 차체 프레임(1)에 결합되는 구조를 갖는 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 장착 프레임(61)은 복수의 프레임을 종횡으로 배치하여 연결하여 형성된 바닥부(611)와, 상기 바닥부(611)의 후방 양측 각각에서 프레임이 연결되어 후방으로 연장된 한 쌍의 후방 연장부(612)와, 상기 바닥부(611)의 양측 가장자리 각각에 프레임을 연결하여 상방으로 연장된 한 쌍의 측벽부(613)와, 길이방향으로 길게 배치되어 상기 차체 프레임(1)의 메인 빔(1a)의 측면에 부착되도록 상기 측벽부(613)의 상단에 결합된 결합 브라켓(614)이 구비되어 구성된다.
상기 하부 배터리(63)는 한 쌍이 구비되어 서로 마주보는 중앙 부분이 이격된 상태로 각각 상기 바닥부(611)의 양측 및 후방 연장부(612)에 놓여져 상기 장착 프레임(61)에 결합되고, 상기 상부 배터리(62)는 상기 한 쌍의 하부 배터리(63)에 걸쳐지게 상기 하부 배터리(63)의 상부에 놓여져 상기 장착 프레임(61)에 결합된다.
상기와 같이 상기 장착 프레임(61)의 상부에 하부 배터리(63) 및 상부 배터리(62)가 결합된 상태에서 상기 결합 브라켓(614)을 상기 차체 프레임(1)의 메인 빔(1a)의 내면에 부착 결합시킴으로써 상기 배터리 어셈블리(60)를 차량에 장착할 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 상기 하부 배터리(63)가 좌우로 한 쌍이 구비되고 상기 배터리 어셈블리(60)의 중앙의 위치에서 좌우로 갈라진 상태이기 때문에 차량의 하부에 위치된 구동축(3)에 관한 구성과의 간섭을 피할 수 있게 된다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
1 차체 프레임
1a 메인 빔
1a' 엔진 마운팅부
1b,1c,1d,1e,1f,1g 가로 프레임
1c' 미션 마운팅부
2a,2b 전륜, 후륜
3 구동축
10 모터 어셈블리
11 모터 장착 브라켓
111 바닥
112 측벽
113 전방벽
114 보강 및 안착 리브
115 마운팅 결합부
12 미션 장착 브라켓
121 연결부
122 마운팅 결합부
123 보강부
13 구동 모터
14 트랜스미션
141 출력축
15 인버터
20 펌프 어셈블리
21 케이스 브라켓
211 전면 플레이트
212 측면 플레이트
22 부속 모터
221 모터 풀리
23 에어컨 컴프레셔
231 컴프레셔 풀리
24 스티어링 펌프
241 펌프 풀리
25 벨트
26 텐션너 풀리
27 아이들 풀리
30 전력 공급 및 제어 어셈블리
31 바닥 브라켓
32 층 분리 브라켓
33 탑재형 완속충전기(OBC)
34 직류변환장치(LDC)
35 전력분배유니트(PDU)
40 브레이크 진공 펌프 어셈블리
41 부착 브라켓
42 진공 펌프
43 진공 탱크
50 히터 어셈블리
60 배터리 어셈블리
61 장착 프레임
611 바닥부
612 후방 연장부
613 측벽부
614 결합 브라켓
62 상부 배터리
63 하부 배터리

Claims (5)

  1. 차체 프레임에 엔진이 장착되어 주행되는 엔진 구동 차량에서 엔진 및 차량 운행을 위한 부속 구성의 일부 또는 전부를 제거하고 엔진을 대체할 구동 모터와 제거된 부속 구성을 대체할 부속 구성을 상기 차체 프레임에 장착하여 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트에 있어서,
    상기 구동 모터를 포함한 부품을 상기 차체 프레임에 장착하기 위한 모터 어셈블리과, 전기 에너지를 충전받아 방전하기 위한 배터리를 상기 차체 프레임에 장착하기 위한 배터리 어셈블리가 구비되어 구성되고,
    상기 모터 어셈블리에는 상기 차체 프레임에 구비된 엔진 마운팅부에 결합되는 마운팅 결합부가 구비된 모터 장착 브라켓이 구비되어 구성되고,
    상기 구동 모터는 그 회전축이 상기 차량의 구동축에 직접 연결되거나 동력전달장치를 통해 상기 차량의 구동축에 연결되게 상기 모터 장착 브라켓에 안착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터 장착 브라켓의 전방에 부착되는 케이스 브라켓과,
    상기 케이스 브라켓에 결합되는 부속 모터와, 상기 케이스 브라켓에 결합되는 에어컨 컴프레셔와,
    상기 케이스 브라켓에 결합되는 스티어링 펌프와,
    상기 부속 모터의 회전력을 상기 에어컨 컴프레셔와 스티어링 펌프로 전달하도록 상기 부속 모터, 상기 에어컨 컴프레셔와 스티어링 펌프에 구비된 풀리 및 벨트가 포함된 펌프 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모터 어셈블리의 모터 장착 브라켓의 상부를 커버하면서 상기 모터 장착 브라켓에 결합되는 바닥 브라켓과,
    상하의 층을 분리하도록 상기 바닥 브라켓의 상부에 결합된 층 분리 브라켓과,
    상기 바닥 브라켓과 층 분리 브라켓 사이의 공간에 배치되어 상기 바닥 브라켓에 결합되는 탑재형 완속충전기와,
    상기 층 분리 브라켓의 상부에 배치되어 상기 층 분리 브라켓에 결합되는 직류변환장치와,
    상기 층 분리 브라켓의 측방에 배치되어 상기 바닥 브라켓에 결합된 전력분배유니트가 포함된 전력 공급 및 제어 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트.
  4. 제3항에 있어서,
    내부에 진공의 압력이 형성되는 진공 탱크와,
    상기 진공 탱크의 내부에 진공이 형성되도록 공기를 펌핑하는 진공 펌프와,
    상기 진공 탱크 및 진공 펌프가 지지되어 결합된 상태에서 상기 모터 장착 브라켓의 측부에 부착되는 부착 브라켓이 포함된 브레이크 진공 펌프 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트.
  5. 제4항에 있어서,
    복수의 배터리가 장착 프레임에 고정된 상태로 구성되어 상기 모터 어셈블리의 후방에 위치되어 상기 차량의 차체 프레임에 결합되는 배터리 어셈블리가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 구동 차량을 전기차로 변환하기 위한 전기차 변환 키트.
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