KR20200126695A - 차량용 하중분산구조 - Google Patents

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Abstract

개시된 차량용 하중분산구조는, 플로어패널 및 상기 플로어패널의 좌우 양측에 장착된 한 쌍의 사이드실을 구비할 수 있다. 각 사이드실은 차량의 실내방향을 향하는 인너 사이드실과, 차량의 실외방향을 향하는 아웃터 사이드실과, 상기 인너 사이드실 및 상기 아웃터 사이드실 사이에 배치되는 보강재를 가질 수 있다. 상기 보강재는 파형단면을 가질 수 있다.

Description

차량용 하중분산구조{LOAD DISTRIBUTION STRUCTURE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 하중분산구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측면 충돌 시에 그 충돌하중을 차체 측으로 균일하게 분산시킴으로써 플로어패널에 장착된 고전압 배터리조립체 등을 안정적으로 보호할 수 있는 차량용 하중분산구조에 관한 것이다.
최근에 들어서는 환경 및 석유자원 고갈에 대한 위기 인식이 높아지면서 친환경 자동차인 전기 자동차(Electric Vehicle)에 대한 연구 개발이 부각되고 있다. 전기 자동차는 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), BEV(Battery Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등이 있다.
전기 자동차는 차체의 플로어패널에 고전압 배터리조립체가 장착된다. 플로어패널의 양측에는 한 쌍의 사이드실이 장착되고, 한 쌍의 리어 사이드멤버가 한 쌍의 사이드실에 개별적으로 연결된다.
각 사이드실은 그 내부에 부착된 보강재를 포함하고, 보강재는 그 제조의 편의성 및 치수의 정확성 등을 위하여 알루미늄 압출재로 제작된다. 그리고, 사이드실은 통상적으로 스틸재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 종래의 차량용 하중분산구조는 알루미늄 압출재로 이루어진 보강재 및 스틸재질의 사이드실이 FDS(flow drill screw) 등과 같은 이종접합 방식을 통해 결합되고, 이로 인해 그 내구성이 저하되는 단점이 있다.
또한, 종래의 차량용 하중분산구조는 알루미늄 압출재로 이루어진 보강재를 브라켓을 통해 사이드실에 결합함에 따라 보강재 및 사이드실 사이의 연결성이 취약한 단점이 있었다.
그리고, 알루미늄은 스틸에 비해 그 비용이 고가이므로 전체적인 제조비용의 상승으로 이어지는 단점이 있었다.
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 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 측면 충돌 시에 그 충돌하중을 차체 측으로 균일하게 분산시킴으로써 플로어패널에 장착된 고전압 배터리조립체 등을 안정적으로 보호할 수 있는 차량용 하중분산구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 하중분산구조는, 플로어패널 및 상기 플로어패널의 좌우 양측에 장착된 한 쌍의 사이드실을 포함할 수 있다. 각 사이드실은 차량의 실내방향을 향하는 인너 사이드실과, 차량의 실외방향을 향하는 아웃터 사이드실과, 상기 인너 사이드실 및 상기 아웃터 사이드실 사이에 배치되는 보강재를 포함할 수 있다. 상기 보강재는 파형단면을 가질 수 있다.
상기 각 사이드실은 상기 보강재의 파형단면이 변형됨을 방지하도록 상기 보강재에 결합되는 보조 보강재를 더 포함할 수 있다.
상기 보강재는 상측 플랜지 및 하측 플랜지를 가지고, 상기 보조 보강재는 상측 플랜지 및 하측 플랜지를 가지며, 상기 보조 보강재의 상측 플랜지는 상기 보강재의 상측 플랜지 및 상기 아웃터 사이드실에 결합되고, 상기 보조 보강재의 하측 플랜지는 보강재에 결합될 수 있다.
상기 보조 보강재의 상측 플랜지는 상기 보강재의 상측 플랜지에 직접적으로결합되는 제1플랜지 및 상기 아웃터 사이드실의 상측 경사부에 직접적으로 결합되는 제2플랜지를 포함할 수 있다.
상기 보강재는 상기 아웃터 사이드실에 결합될 수 있다.
상기 보강재는 상기 인너 사이드실에 결합될 수 있다.
상기 보조 보강재는 상기 보강재의 파형단면의 적어도 일부에 대응하는 파형단면을 가질 수 있다.
상기 각 사이드실은 그 내부에 장착된 복수의 벌크헤드를 포함하고, 상기 복수의 벌크헤드는 상기 보강재 및 상기 인너 사이드실 사이에 개재될 수 있다.
상기 복수의 벌크헤드는 상기 인너 사이드실에 직접적으로 결합될 수 있다.
상기 복수의 벌크헤드 중에서 적어도 일부의 벌크헤드는 시트크로스멤버와 일치하도록 구성될 수 있다.
상기 각 사이드실은 차량의 폭방향을 따라 복수의 익스텐션 브라켓에 의해 지지되도록 구성되고, 복수의 익스텐션 브라켓은 각 사이드실 및 플로어패널이 연결된 부분에 결합될 수 있다.
상기 플로어패널은 차체의 폭방향을 따라 연장된 제1크로스멤버 및 제2크로스멤버를 포함할 수 있다. 상기 제1크로스멤버 및 상기 제2크로스멤버는 차체의 길이방향을 따라 이격됨으로써 상기 제1크로스멤버 및 상기 제2크로스멤버 사이에는 고전압 배터리조립체가 장착되는 장착공간이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 알루미늄 압출재와 동등 이상의 성능을 구현할 수 있는 파형단면을 가진 보강재를 스틸재질로 구성함으로써 중량 및 원가 측면에서 유리하며, 차체와의 접합이 용이할 뿐만 아니라 차체와의 연결성이 양호하고, 이를 통해 플로어패널에 탑재된 고전압 배터리조립체를 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 파형단면을 가진 보강재가 사이드실 내에 장착되고, 측면충돌 시에 보강재가 차량의 실내방향으로 밀림을 저지하는 벌크헤드가 사이드실 내에 장착되며, 익스텐션 브라켓이 플로어패널 및 사이드실 사이에 장착될 수 있고, 이를 통해 차량의 측면 충돌 시에 고전압 배터리조립체는 차체의 폭방향에 대해서는 사이드실의 보강재, 벌크헤드, 익스텐션 브라켓에 의해 보호될 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1크로스멤버 및 제2크로스멤버가 고전압 배터리조립체의 전방측 및 후방측에 배치됨에 따라 고전압 배터리조립체는 차체의 길이방향에 대해서는 제1크로스멤버 및 제2크로스멤버에 의해 안정적으로 보호될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 하중분산구조를 도시한 도면으로, 플로어패널의 아래에서 바라본 저면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 하중분산구조의 보강재를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 하중분산구조의 보강재에 보조 보강재가 결합된 구조를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 정단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 하중분산구조의 보강재 및 보조 보강재가 사이드실의 아웃터 사이드실에 결합된 구조를 도시한 정단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 하중분산구조의 보강재 및 보조 보강재가 사이드실의 아웃터 사이드실에 결합된 구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 하중분산구조의 보강재 및 보조 보강재가 사이드실의 아웃터 사이드실 및 인너 사이드실 사이에 장착된 구조를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강재가 인너 사이드실에 장착된 구조를 도시한 정단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보강재 및 보조 보강재가 아웃터 사이실에 장착된 구조를 도시한 정단면도이다.
도 12는 도 1의 화살표 B 부분을 확대한 도면이다.
도 13은 도 12의 화살표 C 부분을 확대한 도면이다.
도 14는 도 12의 장착공간에 고전압 배터리조립체가 장착된 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 차체의 플로어패널의 상부에서 바라본 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 차량용 하중분산구조(10)는 차체의 하부에 배치된 플로어패널(11)과, 플로어패널(11)의 좌우 양측에 장착된 한 쌍의 사이드실(12)를 포함할 수 있다.
플로어패널(11)은 차체의 바닥을 구성하도록 차체의 하부에 배치될 수 있다.
각 사이드실(12)은 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있고, 각 사이드실(12)은 플로어패널(11)의 측방향 가장자리에 장착될 수 있으며, 이에 한 쌍의 사이드실(12)은 플로어패널(11)의 폭방향을 따라 이격될 수 있다. 도 2를 참조하면, 각 사이드실(12)은 차량의 실내방향을 향하는 인너 사이드실(21) 및 차량의 실외방향을 향하는 아웃터 사이드실(22)을 포함할 수 있고, 인너 사이드실(21) 및 아웃터 사이드실(22)은 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 인너 사이드실(21)은 상측 플랜지(21a) 및 하측 플랜지(21b)를 가질 수 있으며, 아웃터 사이드실(22)은 상측 플랜지(22a) 및 하측 플랜지(22b)를 가질 수 있다. 인너 사이드실(21)의 상측 플랜지(21a) 및 아웃터 사이드실(22)의 상측 플랜지(22a)은 용접, 체결구 등을 통해 결합될 수 있고, 인너 사이드실(21)의 하측 플랜지(21b) 및 아웃터 사이드실(22)의 하측 플랜지(22b)는 용접, 체결구 등을 통해 결합될 수 있다. 아웃터 사이드실(22)에는 A-필러, B-필러, C-필러 등이 상향으로 연장될 수 있다.
각 사이드실(12)은 그 내부에 장착된 보강재(23)를 포함할 수 있고, 보강재(23)는 인너 사이드실(21) 및 아웃터 사이드실(22) 사이에 배치될 수 있다. 보강재(23)가 사이드실(12) 내에서 사이드실(12)의 자체 강성을 개선할 뿐만 아니라 차체의 전체 강성을 향상함에 기여할 수 있다. 특히, 보강재(23)가 사이드실(12)의 강성을 개선함으로써 사이드실(12)에 인접하게 배치된 고전압 배터리조립체(85)를 안정적으로 보호할 수 있다.
도 3을 참조하면, 보강재(23)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있고, 보강재(23)는 스틸 재질로 이루어질 수 있다. 도 2 내지 도 6을 참조하면, 보강재(23)는 롤포밍공법을 통해 파형단면(corrugated cross-section)을 가질 수 있고, 보강재(23)의 파형단면은 길이방향을 따라 동일하게 유지될 수 있다. 이러한 보강재(23)는 그 파형단면에 의해 충격을 효율적으로 흡수할 뿐만 아니라 강성을 개선할 수 있다.
일 예에 따르면, 보강재(23)는 더블 해트 형상(double hat shape)의 단면을 가질 수 있다. 즉, 보강재(23)는 "3"자형상의 단면을 가질 수 있다. 이에 의해, 충돌 시에 보강재(23)는 파형단면이 눌려짐으로써 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 보강재(23)는 복수의 횡방향 연장부(31, 32, 33, 34) 및 복수의 높이방향 연장부(41, 42, 43)를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보강재(23)는 제1횡방향 연장부(31)와, 제1횡방향 연장부(31)로부터 아래를 향해 수직으로 연장된 제1높이방향 연장부(41)와, 제1높이방향 연장부(41)로부터 차량의 실내를 향해 횡으로 연장된 제2횡방향 연장부(32)와, 제2횡방향 연장부(32)로부터 아래를 향해 수직으로 연장된 제2높이방향 연장부(42)와, 제2높이방향 연장부(42)로부터 차량의 실외를 향해 횡으로 연장된 제3횡방향 연장부(33)와, 제3횡방향 연장부(33)로부터 아래를 향해 수직으로 연장된 제3높이방향 연장부(43)와, 제3높이방향 연장부(43)로부터 차량의 실내를 향해 횡으로 연장된 제4횡방향 연장부(34)를 포함할 수 있다. 각 횡방향 연장부(31, 32, 33, 34)의 길이, 각 높이방향 연장부(41, 42, 43)의 길이는 보강재(23)의 구조에 따라 자유롭게 이루어질 수 있다.
보강재(23)는 제1횡방향 연장부(31)로부터 상측을 향해 수직으로 연장된 상측 플랜지(23a) 및 제4횡방향 연장부(34)로부터 하측을 향해 수직으로 연장된 하측 플랜지(23b)를 포함할 수 있다. 상측 플랜지(23a)의 형상, 사이드 및 하측 플랜지(23b)의 형상, 사이즈 등은 용접방식, 구조 등에 따라 자유롭게 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 보강재(23)는 하나 이상의 제1위치규제용 툴링홀(38)을 가질 수 있고, 제1위치규제용 툴링홀(38)은 복수의 횡방향 연장부(31, 32, 33, 34) 및 복수의 높이방향 연장부(41, 42, 43) 중에서 어느 하나에 형성될 수 있다. 도 3에는 제1위치규제용 툴링홀(38)이 제1높이방향 연장부(41)에 형성됨이 예시되어 있다.
대안적인 실시예에 따르면, 보강재(23)는 그 파형단면 구조에 따라 드로우 공법으로 제조될 수 있다.
도 2, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 각 사이드실(12)은 보강재(23)에 결합되는 보조 보강재(24)를 포함할 수 있고, 보조 보강재(24)는 외부 충격에 의해 보강재(23)의 파형 단면이 벌어지거나 심하게 변형됨을 방지하도록 보강재(23)에 결합될 수 있다. 보조 보강재(24)는 보강재(23)의 상측 플랜지(23a) 및 제2높이방향 연장부(42)를 연결하는 연결부(25)와, 연결부(25)의 상측에 형성된 상측 플랜지(26)와, 연결부(25)의 하단에 형성된 하측 플랜지(27)를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 보조 보강재(24)의 상측 플랜지(26)는 용접 등을 통해 보강재(23)의 상측 플랜지(23a) 및 아웃터 사이드실(22)에 결합될 수 있다. 상측 플랜지(26)는 보강재(23)의 상측 플랜지(23a)에 용접(45, 도 5 및 도 6 참조)을 통해 직접적으로 결합되는 제1플랜지(26a) 및 아웃터 사이드실(22)의 상측 경사부에 용접(47, 도 7 및 도 8 참조)을 통해 직접적으로 결합되는 제2플랜지(26b)를 가질 수 있다. 보강재(23)의 상측 플랜지(23a) 및 아웃터 사이드실(22) 사이의 교차각에 대응하도록 제1플랜지(26a) 및 제2플랜지(26b)는 서로 간에 교차하도록 절곡될 수 있다. 보조 보강재(24)의 하측 플랜지(27)는 보강재(23)의 제2높이방향 연장부(42)에 용접(46, 도 5 및 도 6 참조)을 통해 직접적으로 결합될 수 있다. 일 예에 따르면, 연결부(25)는 보강재(23)의 상측 플랜지(23a) 및 제2높이방향 연장부(42)를 연결하도록 구성될 수 있다. 연결부(25)는 제1횡방향 연장부(31) 및 제2횡방향 연장부(32)사이의 길이 차이에 대응하여 경사지게 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 보조 보강재(24)는 하나 이상의 제2위치규제용 툴링홀(39)을 가질 수 있고, 제2위치규제용 툴링홀(39)은 연결부(25)에 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 보조 보강재(24)가 보강재(23)에 결합된 상태에서 보조 보강재(24)의 제2플랜지(26b)가 아웃터 사이드실(22)의 상측 경사부에 용접(47)을 통해 직접적으로 결합될 수 있고, 이에 의해 보강재(23)의 상측 플랜지(23a)는 보조 보강재(24)의 상측 플랜지(26)를 통해 아웃터 사이드실(22)에 간접적으로 결합될 수 있다. 보강재(23)의 제3높이방향 연장부(43)는 용접 등을 통해 아웃터 사이드실(22)에 용접(28)을 통해 직접적으로 결합될 수 있다.
도 2 및 도 9를 참조하면, 인너 사이드실(21)의 상측 플랜지(21a)가 아웃터 사이드실(22)의 상측 플랜지(22a)에 용접을 통해 결합될 수 있다. 인너 사이드실(21)의 하측 플랜지(21b)가 보강재(23)의 하측 플랜지(22b)에 용접을 통해 결합될 수 있다. 보강재(23)의 하측 플랜지(23b)는 인너 사이드실(21)의 하측 플랜지(21b) 및 아웃터 사이드실(22)의 하측 플랜지(22b) 사이에 개재될 수 있고, 보강재(23)의 하측 플랜지(23b)는 인너 사이드실(21)의 하측 플랜지(21b) 및 아웃터 사이드실(22)의 하측 플래지(22b) 중에서 적어도 어느 하나에 용접 등을 통해 결합될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 보강재(23)가 스틸 재질 등으로 이루어짐에 따라 스틸재질의 보강재(23)가 스틸재질로 이루어진 차체의 사이드실(12)와의 접합이 용이하고 차체의 사이드실(12)와의 연결성을 안정적으로 확보할 수 있다. 종래기술에 따르면 사이드실의 보강재는 고가의 알루미늄 압출재로 구성되는 반면에, 본 발명의 보강재(23)는 스틸재질로 이루어짐에 따라 원가 측면에서 유리할 뿐만 아니라 파형단면을 통해 구조적 강성 및 충돌성능 등을 확보할 수 있으므로 알루미늄 압출재와 동등 이상의 성능을 구현할 수 있고, 특히 내구성 측면에서 유리한 장점이 있다.
도 2, 도 12 내지 도 15를 참조하면, 사이드실(12)은 그 내부에 장착된 복수의 벌크헤드(51a, 51b)를 포함할 수 있다. 복수의 벌크헤드(51a, 51b)는 인너 사이드실(21)의 길이방향을 따라 이격될 수 있다. 복수의 벌크헤드(51a, 51b)는 인너 사이드실(21)의 내부공간에 장착될 수 있고, 이에 복수의 벌크헤드(51a, 51b)는 사이드실(12)의 내부공간에서 보강재(23) 보다 차량의 실내 측으로 근접할 수 있다. 즉, 벌크헤드(51a, 51b)는 보강재(23) 및 인너 사이드실(21) 사이에 개재될 수 있다. 특히, 각 벌크헤드(51a, 51b)는 용접, 체결구 등을 통해 인너 사이드실(21)에 직접적으로 결합될 수 있다. 이에 의해, 복수의 벌크헤드(51a, 51b)는 측면충돌 시에 사이드실(12)의 내부공간에 보강재(23)가 차량의 실내측으로 밀림을 저지할 수 있고, 이를 통해 충돌에너지를 효과적으로 흡수함으로써 고전압 배터리조립체(85)를 안정적으로 보호할 수 있다. 복수의 벌크헤드(51a, 51b)는 서로 다른 사이즈로 이루어질 수 있고, 이를 통해 차체의 강성을 효과적으로 설계할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 벌크헤드(51a, 51b) 중에서 적어도 일부의 벌크헤드(51a, 51b)는 차량용 시트가 장착되는 시트크로스멤버(91)와 일치하도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 측면충돌 시에 충돌에너지로 인해 보강재(23) 및 사이드실(12)이 시트크로스멤버(91) 측으로 밀려들어감을 효과적으로 방지할 수 있다. 시트크로스멤버(91)는 플로어패널(11)의 상면에 부착될 수 있다.
도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 보강재(23)는 용접 등을 통해 인너 사이드실(21)에 직접적으로 결합될 수 있다. 도 10의 보강재(23)는 제1횡방향 연장부(31)로부터 인너 사이드실(21)을 향해 연장된 제5횡방향 연장부(35)를 더 포함할 수 있다. 보강재(23)의 상측 플랜지(23a)는 제5횡방향 연장부(35)의 자유단으로부터 높이방향을 따라 연장될 수 있고, 보강재(23)의 상측 플랜지(23a)가 용접 등을 통해 인너 사이드실(21)에 직접적으로 결합될 수 있다. 이와 같이, 도 10의 실시예에 따르면, 보강재(23)가 인너 사이드실(21)에 직접적으로 결합됨으로써 보강재(23)가 보조 보강재가 생략될 수 있고, 벌크헤드(51a, 51b)가 보강재(23) 및 인너 사이드실(21) 사이의 공간에 배치될 수 있다. 그외 나머지 구성은 도 2 내지 도 9의 실시예와 동일 내지 유사하다.
도 11을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 보강재(23)는 제1횡방향 연장부(31)에 대해 일정 거리로 오프셋된 상측 오프셋부(31a) 및 제4횡방향 연장부(34)에 대해 일정 거리로 오프셋된 하측 오프셋부(34a)를 더 포함할 수 있다. 상측 오프셋부(31a)는 아웃터 사이드실(22)의 상측 경사부(22c)에 대응하도록 경사지게 연장될 수 있고, 상측 오프셋부(31a)는 용접 등을 통해 아웃터 사이드실(22)의 상측 경사부(22c)에 직접적으로 결합될 수 있다. 하측 오프셋부(34a)는 아웃터 사이드실(22)의 하측 경사부(22d)에 대응하도록 경사지게 연장될 수 있고, 하측 오프셋부(34a)는 용접 등을 통해 아웃터 사이드실(22)의 하측 경사부(22d)에 직접적으로 결합될 수 있다.
또한, 도 11의 실시예에 따르면, 보조 보강재(24)는 보강재(23)의 파형단면의 적어도 일부에 대응하는 파형단면을 가질 수 있다. 구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이 보조 보강재(23)는 상측 횡방향 연장부(61)와, 상측 횡방향 연장부(61)로부터 아래를 향해 수직으로 연장된 상측 높이방향 연장부(71)와, 상측 높이방향 연장부(71)의 하단으로부터 차량의 실내를 향해 횡으로 연장된 하측 횡방향 연장부(62)와, 하측 횡방향 연장부(62)로부터 아래를 향해 수직으로 연장된 하측 높이방향 연장부(72)를 포함할 수 있다. 상측 횡방향 연장부(61)는 보강재(23)의 제1횡방향 연장부(31)에 대응하는 방향으로 연장될 수 있고, 상측 높이방향 연장부(71)는 보강재(23)의 제1높이방향 연장부(41)에 대응하는 방향으로 연장될 수 있으며, 하측 횡방향 연장부(62)는 보강재(23)의 제2횡방향 연장부(32)에 대응하는 방향으로 연장될 수 있고, 하측 높이방향 연장부(72)는 보강재(23)의 제2높이방향 연장부(42)에 대응하는 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 보조 보강재(23)는 상측 횡방향 연장부(61)에 대해 일정 거리로 오프셋된 상측 오프셋부(61a)를 가질 수 있고, 상측 오프셋부(61a)는 용접 등을 통해 보강재(24)의 상측 오프셋부(31a)에 직접적으로 결합될 수 있다. 보조 보강재(24)의 하측 높이방향 연장부(72)는 용접 등을 통해 보강재(23)의 제2높이방향 연장부(42)에 직접적으로 결합될 수 있다. 이와 같이, 도 11의 실시예에 따르면, 보조 보강재(24)가 보강재(23)의 파형 단면의 적어도 일부에 대응하는 파형 단면을 가진 구조로 보강재(230에 직접적으로 결합됨으로써 보강재(23)가 외부 충격에 의해 벌어지거나 변형됨을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 각 사이드실(12)은 차량의 폭방향을 따라 복수의 익스텐션 브라켓(52a, 52b)에 의해 지지되도록 구성될 수 있다. 특히, 복수의 익스텐션 브라켓(52a, 52b)은 각 사이드실(12)의 실내측벽(즉, 차량의 실내방향을 향하는 벽면)을 차량의 폭방향을 따라 지지하도록 구성될 수 잇다. 복수의 익스텐션 브라켓(52a, 52b)은 플로어패널(11) 및 각 사이드실(12)이 연결되는 부분에 용접 등을 통해 결합될 수 있다. 각 사이드실(12)이 플로어패널(11)의 각 측방향 가장자리에 용접 등을 통해 결합되고, 복수의 익스텐션 브라켓(52a, 52b)은 각 사이드실(12) 및 플로어패널(11)이 연결된 부분에 용접 등을 통해 결합될 수 있다. 특히, 각 익스텐션 브라켓(52a, 52b)은 사이드실(12)의 인너 사이드실(21)의 실내측벽 및 플로어패널(11)의 가장자리에 용접 등을 통해 결합될 수 있다. 이에 의해 인너 사이드실(21)를 기준으로 복수의 벌크헤드(51a, 51b) 및 복수의 익스텐션 브라켓(52a, 52b)이 양측에 배치될 수 있고, 복수의 벌크헤드(51a, 51b)은 플로어패널(11)에 대하여 사이드실(12)을 견고하게 지지할 수 있으므로 측면충돌 시에 사이드실(12)의 인너 사이드실(21)이 차량의 실내측으로 밀려들어옴과 파단 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 12 및 도 14를 참조하면, 플로어패널(11)의 저면에 용접 등을 통해 결합된 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82)를 더 포함할 수 있다. 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82)는 차체의 폭방향을 따라 연장될 수 있고, 이에 측면충돌 시에 사이드실(12)로 전달된 충돌에너지는 제1 및 제2 크로스멤버(81, 82)를 통해 분산 내지 흡수될 수 있다. 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82) 사이에는 고전압 배터리조립체(85)가 장착되는 장착공간(83)이 형성될 수 있다. 제1크로스멤버(81)는 제2크로스멤버(82)에 비해 차량의 전방에 더 근접할 수 있다. 이에, 제1크로스멤버(81)는 고전압 배터리조립체(85)의 전방면과 접촉하거나 근접하게 위치함으로써 차체의 길이방향을 따라 고전압 배터리조립체(85)의 전방측을 안정적으로 지지할 수 있다. 제2크로스멤버(82)는 고전압 배터리조립체(85)의 후방면과 접촉하거나 근접하게 위치함으로써 차체의 길이방향 따른 고전압 배터리조립체(85)의 후방측을 안정적으로 지지할 수 있다.
이와 같이, 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82)가 고전압 배터리조립체(85)의 전방측 및 후방측에 배치됨에 따라 고전압 배터리조립체(85)는 차체의 길이방향에 대해서는 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82)에 의해 안정적으로 보호될 수 있고, 측면 충돌 시에 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82)가 그 충돌에너지를 흡수함으로써 고전압 배터리조립체(85)로 충돌에너지가 전달됨을 차단할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명은 알루미늄 압출재와 동등 이상의 성능을 구현할 수 있는 파형단면을 가진 보강재(23)를 스틸재질로 구성함으로써 중량 및 원가 측면에서 유리하며, 차체와의 접합이 용이할 뿐만 아니라 차체와의 연결성이 양호하고, 이를 통해 플로어패널에 탑재된 고전압 배터리조립체를 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 파형단면을 가진 보강재(23)가 사이드실(12)의 내부공간에 장착되고, 측면 충돌 시에 보강재(23)가 차량의 실내방향으로 밀림을 저지하는 벌크헤드(51a, 51b)가 사이드실(12)의 내부공간에 장착되며, 익스텐션 브라켓(52a, 52b)가 플로어패널(11)에 대하여 사이드실(12)을 견고하게 지지하도록 장착될 수 있다. 이를 통해, 차량의 측면 충돌 시에 고전압 배터리조립체(85)는 차체의 폭방향에 대해서는 사이드실(12)의 보강재(23), 벌크헤드(51a, 51b), 익스텐션 브라켓(52a, 52b)에 의해 안정적으로 보호될 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82)가 고전압 배터리조립체(85)의 전방측 및 후방측에 배치됨에 따라 고전압 배터리조립체(85)는 차체의 길이방향에 대해서는 제1크로스멤버(81) 및 제2크로스멤버(82)에 의해 안정적으로 보호될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본 질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 차량용 하중분산구조
11: 플로어패널
12: 사이드실
21: 인너 사이드실
22: 아웃터 사이드실
23: 보강재
24: 보조 보강재
25: 연결부
31, 32, 33, 34: 횡방향 연장부
38: 제1위치규제용 툴링홀
39: 제2위치규제용 툴링홀
41, 42, 43: 높이방향 연장부
51a, 51b: 벌크헤드
52a, 52b: 익스텐션 브라켓

Claims (12)

  1. 플로어패널; 및
    상기 플로어패널의 좌우 양측에 장착된 한 쌍의 사이드실;을 포함하고,
    각 사이드실은 차량의 실내방향을 향하는 인너 사이드실과, 차량의 실외방향을 향하는 아웃터 사이드실과, 상기 인너 사이드실 및 상기 아웃터 사이드실 사이에 배치되는 보강재를 포함하며,
    상기 보강재는 파형단면을 가지는 차량용 하중분산구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 사이드실은 상기 보강재의 파형단면이 변형됨을 방지하도록 상기 보강재에 결합되는 보조 보강재를 더 포함하는 차량용 하중분산구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보강재는 상측 플랜지 및 하측 플랜지를 가지고, 상기 보조 보강재는 상측 플랜지 및 하측 플랜지를 가지며, 상기 보조 보강재의 상측 플랜지는 상기 보강재의 상측 플랜지 및 상기 아웃터 사이드실에 결합되며, 상기 보조 보강재의 하측 플랜지는 상기 보강재에 결합되는 차량용 하중분산구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보조 보강재의 상측 플랜지는 상기 보강재의 상측 플랜지에 직접적으로결합되는 제1플랜지 및 상기 아웃터 사이드실의 상측 경사부에 직접적으로 결합되는 제2플랜지를 포함하는 차량용 하중분산구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강재는 상기 아웃터 사이드실에 결합되는 차량용 하중분산구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강재는 상기 인너 사이드실에 결합되는 차량용 하중분산구조.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조 보강재는 상기 보강재의 파형단면의 적어도 일부에 대응하는 파형단면을 가지는 차량용 하중분산구조.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 사이드실은 그 내부에 장착된 복수의 벌크헤드를 포함하고, 상기 복수의 벌크헤드는 상기 보강재 및 상기 인너 사이드실 사이에 개재되는 차량용 하중분산구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 벌크헤드는 상기 인너 사이드실에 직접적으로 결합되는 차량용 하중분산구조.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 벌크헤드 중에서 적어도 일부의 벌크헤드는 시트크로스멤버와 일치하도록 구성되는 차량용 하중분산구조.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 사이드실은 차량의 폭방향을 따라 복수의 익스텐션 브라켓에 의해 지지되도록 구성되고, 복수의 익스텐션 브라켓은 각 사이드실 및 플로어패널이 연결된 부분에 결합되는 차량용 하중분산구조.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 플로어패널은 차체의 폭방향을 따라 연장된 제1크로스멤버 및 제2크로스멤버를 포함하고,
    상기 제1크로스멤버 및 상기 제2크로스멤버는 차체의 길이방향을 따라 이격됨으로써 상기 제1크로스멤버 및 상기 제2크로스멤버 사이에는 고전압 배터리조립체가 장착되는 장착공간이 형성되는 차량용 하중분산구조.
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