KR20210103280A - 전기차량용 배터리 수납 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 케이스와 배터리모듈 사이에 충돌에너지를 저감시키는 보강패널이 마련됨으로써, 차량 충돌 발생시 배터리 모듈이 보강패널에 의해 충격으로부터 보호되어 배터리 모듈의 손상이 저감되고, 차량의 안정성이 확보되며, 제조 단가가 절감되는 전기차량용 배터리 수납 장치가 소개된다.

Description

전기차량용 배터리 수납 장치 {BATTERY STORAGE DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기차량용 배터리 수납 장치에 관한 것으로서, 충돌 발생시 배터리 모듈이 충격으로부터 보호되도록 하여 배터리 모듈의 손상이 저감되도록 하는 전기차량용 배터리 수납 장치에 관한 것이다.
최근에는 환경문제, 고유가 등의 원인으로 환경 차량에 대한 관심이 높아지고 있으며, 전기 에너지를 이용하여 차량이 주행되도록 하는 전기차가 다양하게 개발되고 있다.
이러한 전기차로는 순수 전기차(battery powered EV), 연료 전지를 전동기로 사용하는 연료 전지 전기차(fuel cell EV), 전동기와 엔진(engine)을 함께 이용하는 하이브리드 전기차(hybrid EV) 등이 개발되고 있다.
특히, 전기차의 경우 전기 에너지를 저장하기 위한 배터리 모듈이 구비되며, 배터리 모듈은 배터리 하우징 내부에 다수개의 배터리 셀 유닛이 수용된다. 이러한 배터리 모듈은 외부 충격으로부터 배터리 셀 유닛의 손상을 방지해야 한다.
종래에는 배터리 모듈을 충격으로부터 보호하기 위해, 배터리 하우징에 복수의 폐단면 구조를 적용하였으나, 제조 단가가 상승되고 직접적인 충격으로부터 배터리 모듈을 보호하는데 한계가 있다. 또한, 배터리 하우징의 강성 확보를 위해 단순히 두께를 늘릴 경우 제조단가 상승 및 무게 증가에 따른 문제가 발생된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2015-0068639 A (2015.06.22)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량 충돌 발생시 배터리 모듈을 충격으로부터 보호하여, 배터리 모듈의 손상이 저감되도록 하는 전기차량용 배터리 수납 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기차량용 배터리 수납 장치는 테두리를 따라 측면부가 형성되어 측면부의 내측으로 배터리모듈이 탑재되도록 공간을 가지는 케이스; 및 케이스의 측면부와 배터리모듈 사이에 배치되어 배터리모듈에 장착되어 고정되고, 적어도 하나 이상의 보강재로 이루어져 충돌시 충돌에너지를 저감하도록 구성된 보강패널;을 포함한다.
보강패널은, 내측면이 배터리모듈과 대면하도록 배치되고 배터리모듈을 따라 연장되게 형성되며 충돌에너지를 흡수하는 탄성 재질로 이루어진 진동흡수부; 및 진동흡수부의 외측면에 대면하도록 배치되어 다수의 연결부재를 매개로 진동흡수부에 결합되고 진동흡수부를 따라 연장되게 형성되며 강성 재질로 이루어진 판넬부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
진동흡수부의 내측면에는 연결부재가 삽입되도록 함몰된 다수의 체결홀부가 형성되고, 연결부재는 진동흡수부의 내측면에서 체결홀부를 통해 판넬부를 관통하여 체결된 것을 특징으로 한다.
판넬부의 외측면에는 연결부재가 관통되는 부분이 내측으로 함몰되어 연결부재가 외측면보다 돌출되지 않는 것을 특징으로 한다.
진동흡수부는 내측면이 배터리모듈에 접착되어 상호 결합된 것을 특징으로 한다.
판넬부의 상단에는 진동흡수부를 통과하여 배터리모듈을 향해 연장된 체결부재가 마련되고, 체결부재를 매개로 판넬부와 배터리모듈이 결합된 것을 특징으로 한다.
진동흡수부의 상단에는 체결부재와 매칭되는 위치가 하방으로 함몰되어 함몰부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
판넬부는 상단이 내측을 향해 굴곡되어 연장되고, 상단에는 외측을 향해 함몰된 살빼기부가 상단의 길이방향을 따라 이격되어 다수개 형성된 것을 특징으로 한다.
판넬부의 외측면에는 연결부재가 결합되는 부분을 회피하여 상하방향으로 연장되게 돌출된 보강비드부가 형성되고, 보강비드부는 판넬부의 길이방향을 따라 다수로 이격 배치된 것을 특징으로 한다.
판넬부에는 상부측 외측면과 하부측 외측면에 충격흡수패드가 구비되고, 충격흡수패드는 판넬부의 길이방향을 따라 연장되게 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전기차량용 배터리 수납 장치는 케이스와 배터리모듈 사이에 충돌에너지를 저감시키는 보강패널이 마련됨으로써, 차량 충돌 발생시 배터리 모듈이 보강패널에 의해 충격으로부터 보호되어 배터리 모듈의 손상이 저감되고, 차량의 안정성이 확보되며, 제조 단가가 절감된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 수납 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치의 보강패널을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치의 A-A'에 따른 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치의 B-B'에 따른 단면도.
도 6은 도 1에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차량용 배터리 수납 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량용 배터리 수납 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치의 보강패널을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치의 A-A'에 따른 단면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치의 B-B'에 따른 단면도이며, 도 6은 도 1에 도시된 전기차량용 배터리 수납 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 전기차량용 배터리 수납 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 테두리를 따라 측면부(110)가 형성되어 측면부(110)의 내측으로 배터리모듈(B)이 탑재되도록 공간을 가지는 케이스(100); 및 케이스(100)의 측면부(110)와 배터리모듈(B) 사이에 배치되어 배터리모듈(B)에 장착되어 고정되고, 적어도 하나 이상의 보강재로 이루어져 충돌시 충돌에너지를 저감하도록 구성된 보강패널(200);을 포함한다.
여기서, 케이스(100)는 도 1에서 볼 수 있듯이, 하부케이스(100a)와 상부케이스(100b)로 구성될 수 있으며, 하부케이스(100a)의 경우 테두리를 따라 측면부(110)가 형성되어 측면부(110)의 내측으로 배터리모듈(B)이 탑재되도록 공간을 가지고 외측으로 차체와 결합되는 결합단부(101a)가 형성된다. 이러한 하부케이스(100a)에는 배터리모듈(B)뿐만 아니라 냉각장치(C), 각종 전장부품(D)이 마련될 수 있고, 외측으로 결합단부(101a)가 형성되어 결합단부(101a)와 차체가 볼팅 체결됨에 따라 하부케이스(100a)는 차체에 장착될 수 있다. 또한, 하부케이스(100a)의 상부에는 상부케이스(100b)가 결합됨으로써 하부케이스(100a)의 공간이 밀폐된다.
상술한 본 발명의 케이스(100)는 차량에서 1열 시트하부측의 실외에 탑재될 수 있으며, 조수석측 하단에 장착될 수 있다. 하기 본 발명에 대해서 설명시, 케이스(100)는 하부케이스(100a)가 될 수 있으며, 케이스(100)로 용어를 통일하여 설명하도록 하겠다.
한편, 케이스(100)의 측면부(110)와 배터리모듈(B) 사이에 배치되고 배터리모듈(B)에 장착되어 고정되는 보강패널(200)이 마련된다. 이러한 보강패널(200)은 적어도 하나 이상의 보강재로 이루어져 충돌시 충돌에너지를 감쇠하도록 구성된다. 즉, 보강패널(200)은 충돌에너지를 감쇠 가능한 하나 이상의 보강재로 이루어짐으로써, 차량 충돌시 충돌에너지가 배터리모듈(B)에 직접 전달되지 않고, 보강패널(200)이 충돌에너지를 감쇠시킴에 따라 배터리모듈(B)의 손상이 최소화되도록 한다. 또한, 보강패널(200)은 케이스(100)의 측면부(110)와 배터리모듈(B) 사이에 배치됨에 따라 케이스(100)의 강성이 증대되고, 배터리모듈(B)로 전달되는 충돌에너지를 흡수하여 감쇠시킴에 따라 배터리모듈(B)의 손상이 방지되도록 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 보강패널(200)이 구비됨으로써, 차량 충돌시 배터리모듈(B)의 손상이 방지되어 안정성이 향상된다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 보강패널(200)은 다수의 보강재로 구성되며, 각 보강재는 내측면이 배터리모듈(B)과 대면하도록 배치되고 배터리모듈(B)을 따라 연장되게 형성되며 충돌에너지를 흡수하는 탄성 재질로 이루어진 진동흡수부(210); 및 진동흡수부(210)의 외측면에 대면하도록 배치되어 다수의 연결부재(230)를 매개로 진동흡수부(210)에 결합되고 진동흡수부(210)를 따라 연장되게 형성되며 강성 재질로 이루어진 판넬부(220);로 구성될 수 있다.
여기서, 진동흡수부(210)는 고무나 폴리우레탄, 실리콘 등의 충돌에너지를 흡수할 수 있는 재질로 구성될 수 있고, 판넬부(220)는 스틸 재질과 같은 강성 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 진동흡수부(210)는 내측면이 배터리모듈(B)과 대면하도록 배치되고 외측면이 연결부재(230)에 결합되며 배터리모듈(B)을 따라 연장되게 형성됨으로써, 배터리모듈(B)로 전달되는 충돌에너지를 흡수한다. 또한, 판넬부(220)는 내측면이 진동흡수부(210)와 대면하도록 배치되어 연결부재(230)를 매개로 진동흡수부(210)에 결합되고 외측면이 외부를 향하도록 배치되며 배터리모듈(B)을 따라 연장되게 형성됨으로써, 직접적인 충돌로부터 배터리모듈(B)을 보호한다. 여기서, 연결부재(230)는 파스너 또는 볼트로 구성될 수 있다.
이처럼, 보강패널(200)은 차량 충돌 발생시 판넬부(220)가 직접적인 충격으로부터 배터리모듈(B)을 보호하고, 진동흡수부(210)가 충돌에너지를 흡수하여 감쇠시킴에 따라 배터리모듈(B)을 충격으로부터 보호한다. 이로 인해, 차량의 충돌 상황에서도 배터리모듈(B)의 손상이 방지되어 안정성이 향상된다.
한편, 도 4 및 도 5에서 볼 수 있듯이, 진동흡수부(210)의 내측면에는 연결부재(230)가 삽입되도록 함몰된 다수의 체결홀부(211)가 형성되고, 연결부재(230)는 진동흡수부(210)의 내측면에서 체결홀부(211)를 통해 판넬부(220)를 관통하여 체결될 수 있다.
이로 인해, 연결부재(230)는 진동흡수부(210)의 내측면에 결합되더라도, 진동흡수부(210)의 내측면에서 함몰된 체결홀부(211)에 삽입되어 안착됨에 따라 진동흡수부(210)의 내측면에 돌출되지 않는다. 즉, 진동흡수부(210)의 내측면은 배터리모듈(B)에 접촉되도록 배치되는데, 연결부재(230)가 진동흡수부(210)에서 돌출될 경우 연결부재(230)와 배터리모듈(B)이 접촉되어 배터리모듈(B)이 손상될 수 있고, 연결부재(230)에 의해 진동흡수부(210)와 배터리모듈(B) 사이에 틈이 발생되어 진동흡수부(210)를 통한 충돌에너지의 감쇠가 원활하게 수행되지 못할 수 있다. 이에 따라, 진동흡수부(210)의 내측면에는 체결홀부(211)가 함몰되게 형성됨으로써, 체결홀부(211)에 삽입된 연결부재(230)가 진동흡수부(210)의 내측면에 돌출되지 않고 결합상태를 유지할 수 있다.
또한, 연결부재(230)는 진동흡수부(210)의 내측면에서 체결홀부(211)를 통해 판넬부(220)를 관통함에 따라 연결부재(230)의 끝단이 배터리모듈(B)로 향하지 않도록 하고, 진동흡수부(210)와 판넬부(220)가 상호 결합되도록 한다.
이로 인해, 진동흡수부(210)와 판넬부(220)는 연결부재(230)를 매개로 상호 결합되며, 연결부재(230)가 배터리모듈(B)과 접촉되는 것이 회피되어 연결부재(230)에 의한 배터리모듈(B)의 손상이 방지된다.
한편, 도 3에서 볼 수 있듯이, 판넬부(220)의 외측면에는 연결부재(230)가 관통되는 부분(220a)이 내측으로 함몰되어 연결부재(230)가 외측면보다 돌출되지 않도록 할 수 있다.
이처럼, 연결부재(230)는 판넬부(220)의 외측면에서 내측으로 함몰된 부위에 체결됨에 따라 판넬부(220)의 외측면으로 돌출되지 않으며, 차량 충돌 발생시 연결부재(230)에 직접적인 충격이 회피되어 연결부재(230)의 이탈이 방지된다. 또한, 판넬부(220)는 연결부재(230)가 관통되는 부분(221)에서 함몰되는 형태가 길이방향을 따라 반복됨에 따라 강성이 확보된다.
한편, 진동흡수부(210)는 내측면이 배터리모듈(B)에 접착되어 상호 결합될 수 있다. 이렇게, 진동흡수부(210)의 내측면은 배터리모듈(B)에 접착되어 상시 결합상태를 유지함에 따라 배터리모듈(B)로 전달되는 충돌에너지가 진동흡수부(210)에 의해 감쇠되도록 할 수 있다. 이를 위해, 진동흡수부(210)의 내측면에는 접착제가 도포되는 접착부(213)가 형성되어 접착부(213)를 통해 진동흡수부(210)와 배터리모듈(B)이 상호 결합될 수 있다. 접착부(213)의 경우 도 4에서 볼 수 있듯이, 진동흡수부(210)의 내측면에서 길이방향을 따라 연장되도록 도포될 수 있다.
한편, 판넬부(220)의 상단(220b)에는 진동흡수부(210)를 통과하여 배터리모듈(B)을 향해 연장된 체결부재(240)가 마련되고, 체결부재를 매개로 판넬부(220)와 배터리모듈(B)이 결합될 수 있다.
도 6에서 볼 수 있듯이, 체결부재(240)는 판넬부(220)의 상단과 배터리모듈(B)을 결합시키기 위해 구성되며, 볼팅 체결을 통해 고정될 수 있다. 이러한 체결부재(240)는 판넬부(220)의 양끝단부 상단에 각기 배치되도록 다수로 구성될 수 있다. 또한, 판넬부(220)는 배터리모듈(B)에 대비하여 크기가 작음에 따라, 판넬부(220)는 상단을 통해 체결부재(240)를 매개로 배터리모듈(B)과 결합되도록 한다.
이와 더불어, 진동흡수부(210)의 상단에는 체결부재(240)와 매칭되는 위치가 하방으로 함몰되어 함몰부(212)가 형성될 수 있다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 진동흡수부(210)의 상단에는 체결부재(240)와 매칭되는 위치에 함몰부(212)가 형성됨으로써, 진동흡수부(210)는 판넬부(220)에 결합된 체결부재(240)와 간섭이 회피된다.
한편, 판넬부(220)는 상단이 내측을 향해 굴곡되어 연장되고, 상단에는 외측을 향해 함몰된 살빼기부(221)가 상단의 길이방향을 따라 이격되어 다수개 형성될 수 있다. 이러한 살빼기부(221)의 형성에 의해 판넬부(220)의 중량이 감소되며, 살빼기부(221)의 경우 상술한 체결부재(240)가 결합되는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 판넬부(220)의 상단은 내측을 향해 굴곡지게 연장되되 배터리모듈(B)의 상측에 위치되도록 하여, 차량 충돌시 판넬부(220)의 상단이 배터리모듈(B)을 타격하지 않도록 한다.
한편, 도 3에서 볼 수 있듯이, 판넬부(220)의 외측면에는 연결부재(230)가 결합되는 부분을 회피하여 상하방향으로 연장되게 돌출된 보강비드부(222)가 형성되고, 보강비드부(222)는 판넬부(220)의 길이방향을 따라 다수로 이격 배치될 수 있다.
이처럼, 판넬부(220)의 외측면에는 다수의 보강비드부(222)가 상하방향으로 연장되게 형성됨으로써, 판넬부(220)의 강성이 증대된다. 이러한 보강비드부(222)는 판넬부(220)의 길이방향을 따라 다수로 이격 배치되며, 다수의 보강비드부(222) 중 일부 보강비드부(222)가 서로 연결될 수 있다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 보강비드부(222)는 한 쌍을 이루어 상부가 서로 연결됨에 따라 '∩' 형상으로 형성될 수 있다. 이렇게, 판넬부(220)는 다수의 보강비드부(222)가 마련됨과 더불어 한 쌍을 이루어 각 보강비드부(222)가 서로 연결됨에 따라 전체 강성이 확보된다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 판넬부(220)에는 상부측 외측면과 하부측 외측면에 충격흡수패드(223)가 구비되고, 충격흡수패드(223)는 판넬부(220)의 길이방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다.
이러한 충격흡수패드(223)는 차량 충돌시 배터리모듈(B)로 전달되는 충돌에너지를 완충하도록 구성되며, 판넬부(220)의 상부측 외측면과 하부측 외측면에 구비되어 주행시 발생되는 진동 및 소음이 저감되도록 한다. 즉, 차량 주행중 보강패널(200)의 판넬부(220)가 케이스(100)에 접촉시 소음이 발생될 수 있는바, 충격흡수패드(223)가 케이스(100)를 통해 전달되는 미세 충격 및 진동을 흡수하는 것이다. 이렇게, 보강패널(200)의 판넬부(220)에는 충격흡수패드(223)가 마련되어 진동 및 소음을 저감시킴에 따라 배터리모듈(B)의 안정성이 증대된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 보강패널(200)이 배터리모듈(B)과 케이스(100) 사이에 배치됨으로써 충돌 발생시 배터리모듈(B)이 충격으로부터 보호된다. 즉, 보강패널(200)은 충돌 발생에 의해 케이스(100)의 조립 부위 또는 차체 간의 조립 부위가 배터리모듈(B)로 밀고 들어오는 것을 지지하여, 배터리모듈(B)의 손상이 방지됨에 따라 배터리모듈(B)의 안정성이 확보된다.
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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:케이스 110:측면부
200:보강패널 210:진동흡수부
211:체결홀부 212:함몰부
213:접착부 220:판넬부
221:살빼기부 222:보강비드부
223:충격흡수패드 230:연결부재
240:체결부재

Claims (10)

  1. 테두리를 따라 측면부가 형성되어 측면부의 내측으로 배터리모듈이 탑재되도록 공간을 가지는 케이스; 및
    케이스의 측면부와 배터리모듈 사이에 배치되어 배터리모듈에 장착되어 고정되고, 적어도 하나 이상의 보강재로 이루어져 충돌시 충돌에너지를 저감하도록 구성된 보강패널;을 포함하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    보강패널은, 내측면이 배터리모듈과 대면하도록 배치되고 배터리모듈을 따라 연장되게 형성되며 충돌에너지를 흡수하는 탄성 재질로 이루어진 진동흡수부; 및
    진동흡수부의 외측면에 대면하도록 배치되어 다수의 연결부재를 매개로 진동흡수부에 결합되고 진동흡수부를 따라 연장되게 형성되며 강성 재질로 이루어진 판넬부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    진동흡수부의 내측면에는 연결부재가 삽입되도록 함몰된 다수의 체결홀부가 형성되고, 연결부재는 진동흡수부의 내측면에서 체결홀부를 통해 판넬부를 관통하여 체결된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    판넬부의 외측면에는 연결부재가 관통되는 부분이 내측방향으로 함몰되어 연결부재가 외측면보다 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    진동흡수부는 내측면이 배터리모듈에 접착되어 상호 결합된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    판넬부의 상단에는 진동흡수부를 통과하여 배터리모듈을 향해 연장된 체결부재가 마련되고, 체결부재를 매개로 판넬부와 배터리모듈이 결합된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    진동흡수부의 상단에는 체결부재와 매칭되는 위치가 하방으로 함몰되어 함몰부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    판넬부는 상단이 내측을 향해 굴곡되어 연장되고, 상단에는 외측을 향해 함몰된 살빼기부가 상단의 길이방향을 따라 이격되어 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    판넬부의 외측면에는 연결부재가 결합되는 부분을 회피하여 상하방향으로 연장되게 돌출된 보강비드부가 형성되고, 보강비드부는 판넬부의 길이방향을 따라 다수로 이격 배치된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    판넬부에는 상부측 외측면과 하부측 외측면에 충격흡수패드가 구비되고, 충격흡수패드는 판넬부의 길이방향을 따라 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 전기차량용 배터리 수납 장치.
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