KR20210041154A - 차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디 - Google Patents

차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디 Download PDF

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KR20210041154A
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양영태
황성준
박기봉
김경호
최지호
주형진
차효섭
김상완
양동수
정세훈
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디에 관한 것으로, 차량에 탑재되는 고전압배터리유닛(100)이 실외측에서 차량의 센터플로어(210)의 하부에 설치되고, 차량의 구동장치(300)를 구성하는 드라이브샤프트(320)가 센터터널(211)을 기준으로 양측에 위치한 배터리내장부(140) 사이를 관통하도록 설치되어서 차량의 전방에 탑재된 파워트레인(310)의 동력을 드라이브샤프트(320)를 통해 후륜(230)으로 전달할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디{HIGH VOLTAGE BATTERY UNIT OF VEHICLE AND UNDERBODY OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압배터리유닛이 센터플로어 하부에 설치되고, 차량의 드라이브샤프트가 고전압배터리유닛을 통과해서 후륜으로 동력을 전달할 수 있도록 구성된 차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디에 관한 기술이다.
하이브리드 전기 자동차, 연료전지 자동차, 전기 자동차 등 전기모터를 이용하여 차량을 구동시키는 전동화 차량에는 전기모터에 구동전력을 제공하는 고전압배터리유닛이 필수적으로 탑재된다.
고전압배터리유닛은 배터리케이스의 밀폐된 내부공간에 설치되는 고전압배터리, 및 고전압배터리를 구성하는 각 단위전지의 전압과 전류 및 온도 등을 감지하고 작동을 제어하는 BMS(Battery Management System) 등을 포함해서 구성된다.
일반적으로 고전압배터리유닛이 차량에 탑재되는 방식은 크게 트렁크 공간에 탑재되는 방식, 및 차량 외부에서 센터플로어 하부에 고정되도록 탑재되는 방식이 있다.
고전압배터리유닛이 트렁크 공간에 탑재되는 구조인 경우 트렁크 공간이 축소됨에 따라 스페어타이어의 탑재가 어려워지는 단점이 있고, 특히 SUV(Sport Utility Vehicle)나 MPV(Multi Purpose Vehicle)의 경우 러기지룸을 활용한 3열 시트의 풀 플랩(full flat)을 구현하기가 어려운 단점이 있다.
고전압배터리유닛이 센터플로어의 하부에 탑재되는 구조인 경우에는 트렁크 공간의 활용성을 극대화할 수 있는 장점은 있지만, 차량 전방에 탑재된 파워트레인(엔진과 모터)의 동력을 후륜으로 전달하기가 어려운 단점이 있고, 이로 인해 AWD(All Wheel Drive)의 구현을 위해 후륜 구동용 모터를 별도로 탑재해야 하고, 특히 설치공간의 제약으로 인해 후륜 구동용 모터의 사이즈를 키울 수 없음에 따라 동력 성능에 불리한 단점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국공개특허공보 제10-2012-0114638호
본 발명은, 고전압배터리유닛이 센터플로어 하부에 설치되고, 차량의 드라이브샤프트가 고전압배터리유닛을 통과해서 후륜으로 동력을 전달할 수 있는 차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디로서, 트렁크 공간의 활용을 극대화할 수 있게 됨에 따라 상품성에 유리하고, 후륜 구동용 모터를 사용하지 않고 파워트레인의 동력을 이용하여 후륜을 구동시킬 수 있게 됨에 따라 비용 및 중량에 유리하며, 특히 고전압배터리유닛의 차체 연결구조를 통해 차체 강성의 증대를 도모하고, 이를 통해 차량의 R&H(Ride & Handling)성능 및 NVH(Noise Vibration Harshness)성능 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 고전압배터리유닛은, 차량의 센터플로어 하부 양측에 각각 결합되며 내부에 고전압배터리가 내장된 배터리내장부; 및 양측에 위치된 배터리내장부의 사이를 연결하며, 차량의 전후방향으로 설치공간을 형성하고, 설치공간을 통해 차량의 드라이브샤프트가 양측의 배터리내장부 사이로 관통하도록 하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 차량의 언더바디는, 차량의 하부를 구성하는 센터플로어; 및 센터플로어 하부 양측에 각각 결합되며 내부에 고전압배터리가 내장된 배터리내장부 및 배터리내장부의 사이를 연결하며 차량의 전후방향으로 설치공간을 형성하고 설치공간을 통해 차량의 드라이브샤프트가 양측의 배터리내장부 사이로 관통하도록 하는 연결부를 포함하는 고전압배터리유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
고전압배터리유닛의 전방에 위치하면서 차량의 좌우방향으로 연장되고 센터플로어에 결합된 전방크로스멤버를 더 포함하고; 전방크로스멤버는 차량의 좌우측에 위치한 사이드실 및 프론트사이드멤버와 연결되어서 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.
고전압배터리유닛의 후방에 위치하면서 차량의 좌우방향으로 연장되고 센터플로어에 결합된 후방크로스멤버를 더 포함하고; 후방크로스멤버는 차량의 좌우측에 위치한 사이드실과 연결되어서 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.
고전압배터리유닛의 전방 및 후방에 각각 위치하면서 차량의 좌우방향으로 연장되고 센터플로어에 결합되며 양단부가 차량의 좌우측에 위치한 사이드실에 연결되고 고전압배터리유닛과 연결된 전방크로스멤버 및 후방크로스멤버를 더 포함하고; 고전압배터리유닛의 외곽둘레는 양측의 사이드실 및 전후에 위치한 전방크로스멤버와 후방크로스멤버에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 한다.
연결부는 센터플로어에 형성된 센터터널을 따라 만입되어 차량 길이방향으로 설치공간을 형성하고; 드라이브샤프트는 설치공간에 위치되어 양측의 배터리내장부 사이를 관통하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
연결부는 양측에 위치된 배터리내장부의 상부를 연결하면서 하측으로 개구되게 형성되고; 연결부의 하측으로 개구된 공간이 드라이브샤프트가 위치하는 설치공간이 되는 것을 특징으로 한다.
연결부는 양측에 위치된 배터리내장부의 하부를 연결하면서 상측으로 개구되게 형성되고; 연결부의 상측으로 개구된 공간이 드라이브샤프트가 위치하는 설치공간이 되는 것을 특징으로 한다.
배터리내장부의 하면에 결합되어 좌우방향으로 연장된 횡방향멤버를 더 포함하고; 횡방향멤버의 일단은 차량의 사이드실에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.
배터리내장부의 하면에 결합되어 전후방향으로 연장된 종방향멤버를 더 포함하고; 종방향멤버의 전방단은 전방크로스멤버에 연결되고 종방향멤버의 후방단은 후방크로스멤버에 연결되어 전후방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.
배터리내장부의 하면에 좌우방향으로 연장되게 결합된 횡방향멤버; 및 연결부속에 만입되고 설치공간을 따라 연장되게 결합된 연결부보강부재를 더 포함하고; 횡방향멤버의 일단은 차량의 사이드실에 연결되고 횡방향멤버의 타단은 연결부보강부재에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.
드라이브샤프트는 전방크로스멤버 또는 후방크로스멤버 또는 고전압배터리유닛 중 적어도 어느 하나 이상에 마운팅되는 것을 특징으로 한다.
전방크로스멤버와 센터플로어의 상부에서 좌우방향으로 배치된 시트크로스멤버는 센터플로어를 사이에 두고 상하로 중첩되는 것을 특징으로 한다.
전방크로스멤버는 센터플로어의 상부에서 좌우방향으로 배치된 시트크로스멤버를 기준으로 전방 또는 후방에 배치된 상태에서 센터플로어를 사이에 두고 플랜지를 통해 서로 연결된 것을 특징으로 한다.
차량의 좌우측에 위치한 사이드실은 상면, 하면 및 측면으로 구성되고, 센터플로어의 좌우단은 사이드실의 측면에 연결되어 센터플로어의 하면과 사이드실의 측면이 수용공간을 형성하며, 배터리내장부의 상부는 수용공간에 수용되고, 배터리내장부의 하부는 사이드실의 하방으로 돌출된 것을 특징으로 한다.
전방크로스멤버와 후방크로스멤버는 각각 2개의 사이드파트 및 2개의 사이드파트를 연결하는 연결파트를 포함하고; 사이드파트의 외측단은 사이드실에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.
연결파트의 양단에는 드라이브샤프트가 결합되는 결합면이 형성되고; 결합면의 양측에는 사이드파트와 연결되는 비드가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시예는, 전동화 차량에 탑재되는 고전압배터리유닛이 실외측에서 차량의 센터플로어의 하부에 고정되도록 설치된 구조로서, 이를 통해 트렁크 공간의 활용을 극대화할 수 있게 됨에 따라 상품성에 유리한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는, 고전압배터리유닛이 센터플로어의 하부에 설치된 구조에서 차량의 구동장치를 구성하는 드라이브샤프트가 연결부의 설치공간을 통해 양측의 배터리내장부 사이를 관통한 후 파워트레인의 동력을 후륜으로 전달할 수 있도록 구성으로, 별도의 후륜 구동용 모터를 사용하지 않음에 따라 비용과 중량 및 연비에 유리한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는, 센터플로어의 하부에 설치된 고전압배터리유닛이 횡방향멤버와 종방향멤버 및 전방크로스멤버와 후방크로스멤버 등을 통해 사이드실과 프론트사이드멤버 및 리어사이드멤버 등의 차체구조물과 연결된 구성으로, 이를 통해 차체 강성의 증대를 도모할 수 있게 됨으로써 차량의 R&H성능 및 NVH성능 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고전압배터리유닛 및 구동장치의 분해사시도,
도 2와 도 3은 도 1의 결합상태 저면도 및 측면도,
도 4와 도 5는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 및 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 전방크로스멤버 및 후방크로스멤버의 분해사시도,
도 7은 전방크로스멤버 및 후방크로스멤버가 센터플로어에 결합된 상태의 저면사시도,
도 8과 도 9는 전방크로스멤버와 시트크로스멤버의 결합구조를 실시예 별로 설명하기 위한 도면,
도 10은 드리이브샤프트가 설치되는 연결부의 설치공간에 대한 다른 실시예의 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디에 대해 살펴보기로 한다.
전기모터를 이용하여 차량을 구동시키는 전동화 차량에는 전기모터에 구동전력을 제공하는 고전압배터리유닛이 필수적으로 탑재되는데, 본 발명에 따른 실시예는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이 차량 센터플로어(210)의 하부에 고전압배터리유닛(100)이 고정되게 설치되고, 차량의 구동장치(300)를 구성하는 드라이브샤프트(320)가 차량의 전후방향으로 고전압배터리유닛(100)을 통과해서 후륜(230)으로 동력을 전달할 수 있도록 구성된 것이 특징이다.
고전압배터리유닛(100)은 밀폐된 내부공간을 갖는 배터리케이스(110), 배터리케이스(110)의 밀폐된 내부공간에 고정 설치되는 고전압배터리(120), 고전압배터리(120)의 작동을 제어하는 BMS(130)를 포함하는데, 특히 고전압배터리(120)가 내장된 양측의 배터리내장부(140), 및 양측의 배터리내장부(140)를 연결하는 연결부(150)로 구분될 수 있다.
고전압배터리유닛(100)은 실외측에서 차량의 센터플로어(210)의 하부에 고정되도록 설치된다.
센터플로어(210)에는 상측으로 돌출되면서 차량의 전후방향으로 연장된 센터터널(211)이 형성되고, 센터터널(211)의 좌우측 위치에 배터리내장부(140)가 위치하도록 설치되고, 배터리내장부(140)를 연결하는 연결부(150)는 센터터널(211)과 같이 상측으로 돌출되게 굴곡진 형상으로 센터터널(211)속에 삽입된 형태로 설치된다.
즉, 연결부(150)는 센터터널(211)을 기준으로 양측에 위치한 배터리내장부(140)의 상부를 연결하면서 상측으로 돌출된 부위가 센터터널(211)을 따라 만입되고, 연결부(150)는 하측으로 개구되게 형성되면서 차량 길이방향을 따라 연장되어서 설치공간(160)을 형성하고, 하측으로 개구된 연결부(150)의 설치공간(160)속에 구동장치(300)를 구성하는 드라이브샤프트(320)가 위치해서 드라이브샤프트(320)가 양측의 배터리내장부(140) 사이를 관통하도록 설치된 구조이다.
차량의 구동장치(300)는 엔진과 모터를 포함하는 파워트레인(310), 및 파워트레인(310)의 동력을 전달하는 드라이브샤프트(320)를 포함한다.
파워트레인(310)은 차량 전방에 위치한 서브프레임(220)에 고정되게 설치되고, 드라이브샤프트(320)는 일단이 파워트레인(310)과 연결되고 차량의 전후방향으로 연장되게 배치되되 고전압배터리유닛(100)의 연결부(150)의 설치공간(160)속에 위치하도록 배치됨에 따라 양측의 배터리내장부(140) 사이를 관통하도록 설치된다.
드라이브샤프트(320)는 후륜(230)과 동력전달이 가능하게 연결된 구성으로, 파워트레인(310)에 발생한 동력은 드라이브샤프트(320)를 통해 후륜(230)으로 전달됨에 따라 후륜(203)은 차량 전방에 탑재된 파워트레인(310)의 동력으로 구동하게 된다.
고전압배터리유닛(100)이 센터플로어(210)의 하부에 위치되게 설치됨에 따라 고전압배터리유닛(100)의 전방위치와 후방위치에 전방크로스멤버(400) 및 후방크로스멤버(500)가 각각 센터플로어(210)의 하부에 고정되게 설치된다.
전방크로스멤버(400)와 후방크로스멤버(500)는 모두 차량의 좌우방향으로 연장되고 양단이 차량의 좌우측에 위치한 사이드실(240)에 연결된 구조로, 이를 통해 사이드실(240)쪽으로 로드패스(load pass)를 형성할 수 있다.
또한, 전방크로스멤버(400)는 프론트사이드멤버(250)의 후단과 연결되어서 프론트사이드멤버(250)로 하중을 전달할 수 있는 로드패스를 형성하고, 후방크로스멤버(500)는 리어사이드멤버(260)의 전단과 연결되어서 리어사이드멤버(260)로 하중을 전달할 수 있는 로드패스를 형성하도록 구성될 수 있다.
전방크로스멤버(400)와 후방크로스멤버(500)가 모두 차체구조물(센터플로어, 사이드실, 프론트사이드멤버, 리어사이드멤버)과 연결됨에 따라 차체 강성의 증대를 도모할 수 있게 되고, 이를 통해 차량의 R&H성능 및 NVH성능의 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
차량의 실외측에서 센터플로어(210)의 하부에 위치하도록 설치된 고전압배터리유닛(100)은 외곽둘레가 양측에 위치한 사이드실(240) 및 전후에 위치한 전방크로스멤버(400)와 후방크로스멤버(500)에 의해 둘러싸이는 구조로 설치되는 바, 따라서 고전압배터리유닛(100)은 양측에 위치한 사이드실(240) 및 전후에 위치한 전방크로스멤버(400)와 후방크로스멤버(500)에 의해 설치위치의 규제되고, 더 나아가 전후방향 및 좌우방향으로부터의 충격에 대해 충분히 보호받을 수 있는 구조를 갖출 수 있게 된다.
연결부(150)의 설치공간(160)을 관통하도록 설치된 구동장치(300)의 드라이브샤프트(320)는 전방크로스멤버(400) 또는 후방크로스멤버(500) 또는 고전압배터리유닛(100) 중 적어도 어느 하나 이상에 마운팅되는 구조로서, 이를 통해 강건한 결합력을 갖출 수 있게 된다.
센터플로어(210)의 상부에는 시트크로스멤버(270)가 좌우방향으로 배치되도록 결합되는데, 전방크로스멤버(400)는 센터플로어(210)를 사이에 두고 시트크로스멤버(270)와 상하로 중첩되게 배치될 수 있는 바, 시트크로스멤버(270)와 전방크로스멤버(400)의 상하 중첩구조를 통해 보다 향상된 내구성 확보가 가능하고, 이를 통해 차체 강도 및 강성을 한층 더 강화시킬 수 있게 된다.
다른 예로, 전방크로스멤버(400)는 시트크로스멤버(270)를 기준으로 전방 또는 후방에 배치된 상태에서 센터플로어(210)를 사이에 두고 플랜지(271,401)를 통해 서로 연결되는 구조가 될 수도 있다.
전방크로스멤버(400)와 후방크로스멤버(500)는 각각 2개의 사이드파트(410,510) 및 2개의 사이드파트(410,510)를 연결하는 연결파트(420,520)를 포함한다.
사이드파트(410,510)는 대략 일자모양으로 형성되면서 단면이 U모양으로 형성되고, 연결파트(420,520)는 상측으로 볼록한 터널모양으로 형성되면서 단면이 사이드파트(410,510)와 유사하게 U모양으로 형성된다.
연결파트(420,520)는 센터플로어(210)의 센터터널(211)속으로 삽입되는 형태로 설치된다.
사이드파트(410,510)의 외측단은 모두 차량의 사이드실(240)에 연결되어서 측방향 로드패스를 형성하게 되고, 사이드파트(410,510)의 내측단은 연결파트(420,520)의 양단과 중첩을 이루도록 결합되어서 강건한 결합력을 유지할 수 있도록 한다.
사이드파트(410,510)와 연결파트(420,520)는 모두 단면이 U모양으로 형성되어서 상측으로 개구된 형상이고, 상측으로 개구된 부위의 플랜지(411,421,511,521)가 센터플로어(210)의 하면과 면접촉으로 결합됨에 따라, 센터플로어(210)와 사이드실(240) 및 사이드파트(410,510)와 연결파트(420,520)사이의 공간은 밀폐된 폐공간(280)을 형성하게 되고, 밀폐된 폐공간(280)에 의해 차체의 강도 및 강성을 한층 더 강화시킬 수 있게 된다.
연결파트(420,520)의 양단에는 드라이브샤프트(320)가 결합되는 결합면(422,522)이 형성되고, 결합면(422,522)의 양측에는 사이드파트(410,510)와 연결되는 비드(423,523)가 형성된다.
결합면(422,522)은 드라이브샤프트(320)와의 결합력 강화를 위해 평면으로 형성된 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 드라이브샤프트(320)의 장착면과 동일형상의 면으로 형성되어서 서로 면접촉으로 결합될 수 있도록 한다.
그리고, 연결파트(420,520)에 형성된 비드(423,523)는 사이드파트(410,510)까지 연결되게 형성된 것으로 비드(423,523)를 통해 연결파트(420,520)와 사이드파트(410,510)의 결합부위 강성을 한층 더 강화시킬 수 있게 된다.
사이드파트(410,510)의 내부면에는 제1보강브라켓(430,530)이 결합되는데, 전방크로스멤버(400)의 사이드파트(410)에 결합된 제1보강브라켓(430)은 후술하는 종방향멤버(700)의 전방단과 결합되고, 후방크로스멤버(500)의 사이드파트(510)에 결합된 제2보강브라켓(530)은 후술하는 종방향멤버(700)의 전방단과 결합된다.
전방크로스멤버(400)와 종방향멤버(700)의 결합부 및 후방크로스멤버(500)와 종방향멤버(700)의 결합부에 각각 제1보강브라켓(430,530)이 결합됨에 따라 결합부위의 강성을 한층 더 강화시킬 수 있게 된다.
연결파트(420,520)에서 드라이브샤프트(320)가 결합되는 결합면(422,522)에는 결합부위의 강성을 강화시키기 위한 제2보강브라켓(440,540)이 결합된다.
차량의 실외측에서 센터플로어(210)의 하부에 위치하도록 설치된 고전압배터리유닛(100)은 다수개의 횡방향멤버(600) 및 복수개의 종방향멤버(700)에 의해 하부가 지지되고, 또한 차체구조물과 연결된 구조를 갖추고 있다.
즉, 고전압배터리유닛(100)에서 배터리내장부(140)의 하면에는 좌우방향으로 연장되고 전후방향으로 이격된 횡방향멤버(600)가 다수개 결합되고, 또한 배터리내장부(140)의 하면에는 전후방향으로 연장된 종방향멤버(700)가 배터리내장부(140)마다 1개씩 위치하도록 결합되며, 또한 연결부(150)속에 만입되고 설치공간(160)을 따라 전후방향으로 연장되게 결합된 연결부보강부재(800)를 더 포함한다.
횡방향멤버(600)는 종방향멤버(700)를 가로질러서 설치될 수 있고, 이럴 경우 횡방향멤버(600)의 일단은 차량의 사이드실(240)에 연결되고 횡방향멤버(600)의 타단은 연결부보강부재(800)에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하게 된다.
또한, 횡방향멤버(600)는 종방향멤버(700)와 연결됨에 따라 전후방향 로드패스도 형성할 수 있게 된다.
다른 예로, 종방향멤버(700)의 좌우측에 횡방향멤버(600)가 각각 위치해서 종방향멤버(700)의 좌우측에 횡방향멤버(600)의 일단이 각각 연결되고, 종방향멤버(700)와 연결되지 않은 횡방향멤버(600)의 타단은 사이드실(240) 및 연결부보강부재(800)와 연결된 구조가 될 수 있다.
이러한 구조는 횡방향멤버(600)와 종방향멤버(700)가 상하로 중첩되지 않는 구조로 멤버의 상하높이를 축소할 수 있는 장점이 있다.
차량의 좌우측에 위치한 사이드실(240)은 종방향 단면이 상면(241)과 하면(242) 및 측면(243)을 포함하도록 구성되고, 센터플로어(210)의 좌우단은 사이드실(240)의 측면(243)에 연결되며, 이로 인해 센터플로어(210)의 아래쪽에는 센터플로어(210)의 하면과 사이드실(240)의 측면(243)에 의해 아래로 개구된 수용공간(290)이 형성된다.
수용공간(290)속에 고전압배터리유닛(100)의 배터리내장부(140)가 위치하도록 설치되는 바, 배터리내장부(140)의 상부는 수용공간(290)에 수용되고, 배터리내장부(140)의 하부는 사이드실(240)의 하방으로 돌출되도록 설치된다.
이와 같은 배터리내장부(140)의 설치구조를 통해 센터플로어(210)를 최대한 지면과 가깝도록 아래로 하강시킬 수 있게 됨에 따라 충분한 실내공간의 확보가 가능하고, 또한 배터리내장부(140)의 상단 대부분을 수용공간(290)속에 위치시킬 수 있게 됨에 따라 노면과 배터리내장부(140)사이의 간격을 충분히 이격시킬 수 있게 된다.
한편, 고전압배터리유닛(100)의 연결부(150)는 도 10과 같이 센터터널(211)을 기준으로 양측에 위치한 배터리내장부(140)의 하부를 연결하면서 상측으로 개구되게 형성될 수 있고, 상측으로 개구되고 차량 길이방향을 따라 연장된 공간이 설치공간(160)이 되고, 상측으로 개구된 연결부(150)의 설치공간(160)속에 구동장치(300)를 구성하는 드라이브샤프트(320)가 위치해서 드라이브샤프트(320)가 양측의 배터리내장부(140) 사이를 관통하도록 설치된 구조도 구현이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 전동화 차량에 탑재되는 고전압배터리유닛(100)이 실외측에서 차량의 센터플로어(210)의 하부에 고정되도록 설치된 구조로서, 이를 통해 트렁크 공간의 활용을 극대화할 수 있게 됨에 따라 상품성에 유리한 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는, 고전압배터리유닛(100)이 센터플로어(210)의 하부에 설치된 구조에서 차량의 구동장치(300)를 구성하는 드라이브샤프트(320)가 연결부(150)의 설치공간(160)을 통해 양측의 배터리내장부(140) 사이를 관통한 후 파워트레인(310)의 동력을 후륜(230)으로 전달할 수 있도록 구성으로, 별도의 후륜 구동용 모터를 사용하지 않음에 따라 비용과 중량 및 연비에 유리한 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는, 센터플로어(210)의 하부에 설치된 고전압배터리유닛(100)이 횡방향멤버(600)와 종방향멤버(700) 및 전방크로스멤버(400)와 후방크로스멤버(500) 등을 통해 사이드실(240)과 프론트사이드멤버(250) 및 리어사이드멤버(260) 등의 차체구조물과 연결된 구성으로, 이를 통해 차체 강성의 증대를 도모할 수 있게 됨으로써 차량의 R&H(Ride & Handling)성능 및 NVH(Noise Vibration Harshness)성능 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 - 고전압배터리유닛 110 - 배터리케이스
120 - 고전압배터리 130 - BMS
140 - 배터리내장부 150 - 연결부
160 - 설치공간 210 - 센터플로어
211 - 센터터널 220 - 서브프레임
230 - 후륜 240 - 사이드실
250 - 프론트사이드멤버 260 - 리어사이드멤버
270 - 시트크로스멤버 271,401 - 플랜지
280 - 폐공간 290 - 수용공간
300 - 구동장치 310 - 파워트레인
320 - 드라이브샤프트 400 - 전방크로스멤버
410,510 - 사이드파트 420,520 - 연결파트
411,421,511,521 - 플랜지 422,522 - 결합면
423,523 - 비드 430,530 - 제1보강브라켓
440,540 - 제2보강브라켓 500 - 후방크로스멤버
600 - 횡방향멤버 700 - 종방향멤버
800 - 연결부보강부재

Claims (17)

  1. 차량의 센터플로어 하부 양측에 각각 결합되며 내부에 고전압배터리가 내장된 배터리내장부; 및
    양측에 위치된 배터리내장부의 사이를 연결하며, 차량의 전후방향으로 설치공간을 형성하고, 설치공간을 통해 차량의 드라이브샤프트가 양측의 배터리내장부 사이로 관통하도록 하는 연결부;를 포함하는 차량의 고전압배터리유닛.
  2. 차량의 하부를 구성하는 센터플로어; 및
    센터플로어 하부 양측에 각각 결합되며 내부에 고전압배터리가 내장된 배터리내장부 및 배터리내장부의 사이를 연결하며 차량의 전후방향으로 설치공간을 형성하고 설치공간을 통해 차량의 드라이브샤프트가 양측의 배터리내장부 사이로 관통하도록 하는 연결부를 포함하는 고전압배터리유닛;을 포함하는 차량의 언더바디.
  3. 청구항 2에 있어서,
    고전압배터리유닛의 전방에 위치하면서 차량의 좌우방향으로 연장되고 센터플로어에 결합된 전방크로스멤버를 더 포함하고;
    전방크로스멤버는 차량의 좌우측에 위치한 사이드실 및 프론트사이드멤버와 연결되어서 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  4. 청구항 2에 있어서,
    고전압배터리유닛의 후방에 위치하면서 차량의 좌우방향으로 연장되고 센터플로어에 결합된 후방크로스멤버를 더 포함하고;
    후방크로스멤버는 차량의 좌우측에 위치한 사이드실과 연결되어서 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  5. 청구항 2에 있어서,
    고전압배터리유닛의 전방 및 후방에 각각 위치하면서 차량의 좌우방향으로 연장되고 센터플로어에 결합되며 양단부가 차량의 좌우측에 위치한 사이드실에 연결되고 고전압배터리유닛과 연결된 전방크로스멤버 및 후방크로스멤버를 더 포함하고;
    고전압배터리유닛의 외곽둘레는 양측의 사이드실 및 전후에 위치한 전방크로스멤버와 후방크로스멤버에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  6. 청구항 2에 있어서,
    연결부는 센터플로어에 형성된 센터터널을 따라 만입되어 차량 길이방향으로 설치공간을 형성하고;
    드라이브샤프트는 설치공간에 위치되어 양측의 배터리내장부 사이를 관통하도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  7. 청구항 2에 있어서,
    연결부는 양측에 위치된 배터리내장부의 상부를 연결하면서 하측으로 개구되게 형성되고;
    연결부의 하측으로 개구된 공간이 드라이브샤프트가 위치하는 설치공간이 되는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  8. 청구항 2에 있어서,
    연결부는 양측에 위치된 배터리내장부의 하부를 연결하면서 상측으로 개구되게 형성되고;
    연결부의 상측으로 개구된 공간이 드라이브샤프트가 위치하는 설치공간이 되는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  9. 청구항 2에 있어서,
    배터리내장부의 하면에 결합되어 좌우방향으로 연장된 횡방향멤버를 더 포함하고;
    횡방향멤버의 일단은 차량의 사이드실에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  10. 청구항 5에 있어서,
    배터리내장부의 하면에 결합되어 전후방향으로 연장된 종방향멤버를 더 포함하고;
    종방향멤버의 전방단은 전방크로스멤버에 연결되고 종방향멤버의 후방단은 후방크로스멤버에 연결되어 전후방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  11. 청구항 2에 있어서,
    배터리내장부의 하면에 좌우방향으로 연장되게 결합된 횡방향멤버; 및
    연결부속에 만입되고 설치공간을 따라 연장되게 결합된 연결부보강부재를 더 포함하고;
    횡방향멤버의 일단은 차량의 사이드실에 연결되고 횡방향멤버의 타단은 연결부보강부재에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  12. 청구항 5에 있어서,
    드라이브샤프트는 전방크로스멤버 또는 후방크로스멤버 또는 고전압배터리유닛 중 적어도 어느 하나 이상에 마운팅되는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  13. 청구항 3에 있어서,
    전방크로스멤버와 센터플로어의 상부에서 좌우방향으로 배치된 시트크로스멤버는 센터플로어를 사이에 두고 상하로 중첩되는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  14. 청구항 3에 있어서,
    전방크로스멤버는 센터플로어의 상부에서 좌우방향으로 배치된 시트크로스멤버를 기준으로 전방 또는 후방에 배치된 상태에서 센터플로어를 사이에 두고 플랜지를 통해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  15. 청구항 2에 있어서,
    차량의 좌우측에 위치한 사이드실은 상면, 하면 및 측면으로 구성되고,
    센터플로어의 좌우단은 사이드실의 측면에 연결되어 센터플로어의 하면과 사이드실의 측면이 수용공간을 형성하며,
    배터리내장부의 상부는 수용공간에 수용되고, 배터리내장부의 하부는 사이드실의 하방으로 돌출된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  16. 청구항 5에 있어서,
    전방크로스멤버와 후방크로스멤버는 각각 2개의 사이드파트 및 2개의 사이드파트를 연결하는 연결파트를 포함하고;
    사이드파트의 외측단은 사이드실에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
  17. 청구항 16에 있어서,
    연결파트의 양단에는 드라이브샤프트가 결합되는 결합면이 형성되고;
    결합면의 양측에는 사이드파트와 연결되는 비드가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
KR1020190123264A 2019-10-04 2019-10-04 차량의 고전압배터리유닛 및 차량의 언더바디 KR20210041154A (ko)

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