KR20200017819A - 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치 - Google Patents

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Abstract

전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치는 전기자동차용 배터리 팩을 차체에 장착하기 위한 배터리 케이스의 상부 케이스와 하부 케이스를 상호 체결하는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치에 있어서, 상기 상부 케이스의 둘레를 따라 일정간격으로 구성되고, 각 외측면 상에 길이방향으로 끼움홈이 형성되는 복수개의 상부 체결단, 및 각 상부 체결단 대응하여 상기 하부 케이스의 둘레를 따라 일정간격으로 구성되고, 캠작동을 통해 상기 끼움홈에 끼움단이 끼워져 체결되는 하부 체결유닛을 포함한다.

Description

전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치{JOINT COUPLING OF BATTERY CASE FOR ELECTRIC VEHICLES}
본 발명은 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 체결공정의 자동화가 가능한 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 구동모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 구동모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 구동모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.
이러한 전기자동차는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와 더불어, 구동모터에 전력을 공급하는 축전수단으로서 배터리를 포함하는데, 배터리의 예로는 니켈-수소, 리튬-폴리머 계열의 배터리들이 잘 알려져 있다.
이때, 배터리는 배터리 모듈 복수 개가 직렬 또는 병렬로 조합된 고전압배터리로 구성되고, 케이스에 수납된 상태에서 전기자동차에 설치되는데, 일반적으로 고전압배터리는 케이스와 함께 차량 하부에 설치된다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스 구조의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 배터리 팩(미도시)의 하부를 지지하며, 외측면 둘레를 따라 하부 플랜지(101)가 형성된 하부 케이스(100)와, 상기 하부 케이스(100)의 상부에 위치하며, 상기 배터리 팩을 커버링하고, 상기 하부 플랜지(101)에 대응하는 상부 플랜지(111)가 형성된 상부 케이스(110)가 설치된다.
또한, 상기 하부 케이스(100)의 하부 플랜지(101)와 상기 상부 케이스(110)의 상부 플랜지(111) 사이에는 수밀을 위한 실링부재(120)가 구비되고, 상기 상부 케이스(110)의 상부 플랜지(111)의 상부에 강성을 향상시키기 위한 보강 브라켓(130)이 구성된다.
이때, 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 상기 보강 브라켓(130), 상부 플랜지(111), 실링부재(120), 및 하부 플랜지(101)가 상하방향으로 모두 겹쳐진 상태로, 그 둘레를 따라 복수개의 볼트(B)를 통해 조립된다.
그러나, 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 조립과정에서 복수개의 볼트(B) 하나하나를 각각 조립해야하며, 이로 인해, 조립공정수 및 공정시간이 늘어나는 단점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스는 상기 하부 케이스(100)와 상부 케이스(110) 각각에 직접적으로 볼트홀(H)을 형성해야 하기 때문에, 수밀성이 다소 떨어지는 문제점도 발생한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 상부 케이스의 상부 체결단과, 하부 케이스의 하부 체결유닛의 캠작동에 의해 상기 상부 케이스와 하부 케이스를 상호 체결함으로써, 체결공정의 자동화가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 전기자동차용 배터리 팩을 차체에 장착하기 위한 배터리 케이스의 상부 케이스와 하부 케이스를 상호 체결하는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치에 있어서, 상기 상부 케이스의 둘레를 따라 일정간격으로 구성되고, 각 외측면 상에 길이방향으로 끼움홈이 형성되는 복수개의 상부 체결단, 및 각 상부 체결단 대응하여 상기 하부 케이스의 둘레를 따라 일정간격으로 구성되고, 캠작동을 통해 상기 끼움홈에 끼움단이 끼워져 체결되는 하부 체결유닛을 포함하는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 상부 체결단은 선단부의 하면이 경사진 상부 캠면으로 이루어지고, 상기 하부 체결유닛은 상기 끼움단의 상면이 상기 상부 캠면에 대응하여 경사진 하부 캠면으로 이루어져 상기 상부 캠면과 하부 캠면이 상호 캠작동을 이루어 상기 상부 케이스와 하부 케이스가 체결될 수 있다.
또한, 상기 상부 체결단은 상기 상부 케이스의 외측면을 따라 형성된 상부 플랜지의 상면에 일정간격으로 설치될 수 있다.
또한, 상기 하부 체결유닛은 상기 하부 케이스의 외측면을 따라 형성된 하부 플랜지의 하면에 일정간격으로 설치되고, 상부가 개방된 상태로, 내부에 장착공간이 형성되며, 상기 상부 체결단의 끼움홈에 대응되도록 측면 상에 끼움슬롯이 형성되는 하우징, 상기 하우징의 상부를 커버링하고, 단면상에는 가이드슬롯이 형성되는 커버, 상기 장착공간에 배치되어 상기 끼움홈에 대하여 캠작동을 통해 끼워지는 장착핀, 및 상기 장착공간에서 상기 장착핀을 탄성 지지하는 스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 장착핀은 상기 끼움슬롯을 통해 상기 끼움홈에 끼워지도록 돌출되는 끼움단, 및 상기 끼움단과 일체로 형성되어 상기 하우징의 상측으로 돌출된 상태로, 상기 가이드 슬롯에 삽입되는 가이드부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가이드부는 상기 가이드슬롯 상에서 전후방향으로 이동하도록 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 상부 케이스의 상부 체결단의 선단에 형성된 상부 캠면과, 상기 상부 캠면에 대응하여 하부 케이스의 하부 체결유닛의 끼움단에 형성된 하부 캠면을 통해 상기 상부 케이스와 하부 케이스를 체결하는 방식으로 이루어져 체결공정의 자동화가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 상부 케이스와 하부 케이스에 직적접으로 볼트홀을 가공하지 않기 때문에 수밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치가 적용된 배터리 케이스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치의 확대도이다.
도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치의 조립 공정도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치가 적용된 배터리 케이스의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치의 확대도이며, 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이고,
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치는 전기자동차에 적용되는 배터리 케이스에 적용될 수 있다.
이때, 상기 배터리 케이스는 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 작동하는 구동모터를 동력으로 하여 주행이 가능한 전기자동차에 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리 케이스는 상측에 각종 어퍼 구조물이 장착되고, 내부에 상기 배터리 팩이 장착되는 전기자동차의 언더 바디에 적용될 수 있다.
여기서 상기 배터리 팩은 충전 및 방전이 가능한 다수 개의 배터리 모듈들이 집합체로 구성된 것이며, 용량에 따라 배터리 모듈의 개수가 가변될 수 있고, 집합체의 형상도 가변될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치(이하, 간단히 '체결장치'라 함)는 상기와 같은 다수개의 배터리 팩(미도시)을 장착하기 위한 배터리 케이스를 체결하는 것으로, 상기 배터리 케이스는 상부 케이스(10)와 하부 케이스(100)로 이루어진다.
이때, 상기 체결장치는 상기 상부 케이스(10)와 하부 케이스(100)으로 이루어진 배터리 케이스의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개 구성된다.
도 2와 함께, 도 3과 도 4를 참조하면, 상기 체결장치는 크게 상부 체결단(20)과 하부 체결유닛(120)을 포함한다.
상기 상부 체결단(20)은 상기 상부 케이스(10)의 외측면을 따라 형성된 상부 플랜지(11)의 상면에 일정간격으로 복수개 설치된다.
상기 상부 체결단(20)은 각 외측면 상에 길이방향으로 끼움홈(21)이 길게 형성된다.
또한, 상기 상부 체결단(20)은 선단부의 하면이 경사진 상부 캠면(23)으로 형성된다.
더불어, 상기 끼움홈(21)은 상면이 경사진 경사면(25)으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 상부 캠면(23)과 경사면(25)은 동일한 각도의 경사로 형성될 수 있다.
그리고 상기 하부 체결유닛(120)은 상기 하부 케이스(100)의 외측면을 따라 형성된 하부 플랜지(110)의 하면에, 상기 상부 체결단에 대응하여 일정간격으로 복수개 설치된다.
이러한 하부 체결유닛(120)은 하우징(130), 커버(140), 장착핀(150), 및 스프링(160)을 포함한다.
상기 하우징(130)은 상부가 개방된 상태로, 내부에 장착공간(133)이 형성된다.
상기 하우징(130)은 상부 체결단(20)의 끼움홈(21)에 대응되도록 측면 상에 끼움슬롯(135)이 형성된다.
상기 커버(140)는 상기 하우징(130)의 상부를 커버링한다.
이때, 상기 커버(140)는 상기 하우징(130)의 상면에 접착될 수 있고, 상기 하우징(130)의 내부로 억지끼움 방식을 통해 장착될 수도 있으며, 볼트 등을 통해 체결될 수도 있다.
이러한 커버(140)의 단면상에는 길이방향으로 길게 형성된 가이드슬롯(141)이 형성된다.
상기 장착핀(150)은 상기 장착공간(133)의 내부에 배치되어 상기 끼움홈(21)에 캠작동을 통해 끼워진다.
상기 장착핀(150)을 좀더 상세하게 설명하면, 상기 장착핀(150)은 상기 장착공간(133)에서 스프링(160)을 통해 탄성 지지된다.
이때, 상기 장착핀(150)은 상기 끼움슬롯(135)에 통해 상기 끼움홈(21)에 끼워지도록 끼움단(151)이 돌출 형성된다.
이때, 상기 끼움단(151)의 상면은 상기 상부 캠면(23)에 대응하여 경사진 하부 캠면(153)으로 형성된다.
또한, 상기 장착핀(150)은 상기 끼움단(151)과 일체로 가이드부(155)가 형성되는데, 상기 가이드부(155)는 상기 하우징(130)의 상측으로 돌출된 상태로, 상기 가이드슬롯(141)에 삽입된다.
이러한 가이드부(155)는 상기 가이드슬롯(141)에 삽입된 상태로, 전후방향으로 이동하도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치의 조립공정도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 체결장치는 상부 케이스(10)와 하부 케이스(100)가 상호 결합될 때, 상기 상부 체결단(20)의 선단부 하면에 형성된 상부 캠면(23)과, 상기 끼움단(151)의 상면에 형성된 하부 캠면(153)이 상호 맞닿으면서 캠작동을 이룬다.
이때, 상기 장착핀(150)은 스프링(160)의 압축에 의해 이동하게 된다.
계속해서 상기 상부 케이스(10)가 상기 하부 케이스(20)와 완전히 맞닿게 되면, 상기 끼움홈(21)에 끼움단(151)이 끼워지게 된다.
이때, 상기 장착핀(150)은 상기 스프링(160)의 복원력에 의해 상기 끼움홈(21)에 끼움단(151)이 끼워지는 방향으로 슬라이드 이동하게 된다.
다시 말해, 상기 체결장치는 상기 상부 체결단(20)과 하부 체결유닛(120)이 상기 상부 케이스(10)와 하부 케이스(100)의 둘레를 따라 각각 한쌍을 이루어 상기한 바와 같은 작동으로 체결되는 구조로 이루어진다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치는 종래 기술에 따른 상부 케이스와 하부 케이스에 수 많은 볼트홀을 가공하여 볼트 체결하는 방식과는 달리, 상부 체결단(20)과 하부 체결유닛(120)의 캠작동에 의해 상호 체결되도록 함으로써, 체결공정의 자동화가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치는 상부 체결단(20)의 선단에 형성된 상부 캠면(23)과, 상기 상부 캠면(23)에 대응하여 하부 체결유닛(120)의 끼움단(151)에 형성된 하부 캠면(153)을 통해 상기 상부 케이스(10)와 하부 케이스(100)를 체결하는 방식으로 이루어져 체결공정의 자동화가 가능한 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치는 상부 케이스(10)와 하부 케이스(100)에 직적접으로 볼트홀을 가공하지 않기 때문에 수밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 상부 케이스 11: 상부 플랜지
20: 상부 체결단 21: 끼움홈
23: 상부 캠면 25: 경사면
100: 하부 케이스 110: 하부 플랜지
120: 하부 체결유닛 130: 하우징
133: 장착공간 135: 끼움슬롯
140: 커버 141: 가이드슬롯
150: 장착핀 151: 끼움단
153: 하부 캠면 155: 가이드부
160: 스프링

Claims (6)

  1. 전기자동차용 배터리 팩을 차체에 장착하기 위한 배터리 케이스의 상부 케이스와 하부 케이스를 상호 체결하는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치에 있어서,
    상기 상부 케이스의 둘레를 따라 일정간격으로 구성되고, 각 외측면 상에 길이방향으로 끼움홈이 형성되는 복수개의 상부 체결단; 및
    각 상부 체결단 대응하여 상기 하부 케이스의 둘레를 따라 일정간격으로 구성되고, 캠작동을 통해 상기 끼움홈에 끼움단이 끼워져 체결되는 하부 체결유닛;
    을 포함하는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 체결단은 선단부의 하면이 경사진 상부 캠면으로 이루어지고,
    상기 하부 체결유닛은 상기 끼움단의 상면이 상기 상부 캠면에 대응하여 경사진 하부 캠면으로 이루어져 상기 상부 캠면과 하부 캠면이 상호 캠작동을 이루어 상기 상부 케이스와 하부 케이스가 체결되는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 체결단은
    상기 상부 케이스의 외측면을 따라 형성된 상부 플랜지의 상면에 일정간격으로 설치되는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 체결유닛은
    상기 하부 케이스의 외측면을 따라 형성된 하부 플랜지의 하면에 일정간격으로 설치되고, 상부가 개방된 상태로, 내부에 장착공간이 형성되며, 상기 상부 체결단의 끼움홈에 대응되도록 측면 상에 끼움슬롯이 형성되는 하우징;
    상기 하우징의 상부를 커버링하고, 단면상에는 가이드슬롯이 형성되는 커버;
    상기 장착공간에 배치되어 상기 끼움홈에 대하여 캠작동을 통해 끼워지는 장착핀; 및
    상기 장착공간에서 상기 장착핀을 탄성 지지하는 스프링;
    을 포함하는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 장착핀은
    상기 끼움슬롯을 통해 상기 끼움홈에 끼워지도록 돌출되는 끼움단; 및
    상기 끼움단과 일체로 형성되어 상기 하우징의 상측으로 돌출된 상태로, 상기 가이드 슬롯에 삽입되는 가이드부;
    를 포함하는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드부는
    상기 가이드슬롯 상에서 전후방향으로 이동하도록 삽입되는 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치.
KR1020180093213A 2018-08-09 2018-08-09 전기자동차용 배터리 케이스의 체결장치 KR102111399B1 (ko)

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