KR20210132433A - 차량의 배터리 탑재 구조 - Google Patents

차량의 배터리 탑재 구조 Download PDF

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KR20210132433A
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최용환
오유리
김태혁
신경훈
임해규
정지웅
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 하부패널의 상측에 제1내부멤버가 평행하게 이격되어 배치되고, 상기 제1내부멤버에 수직하게 제2내부멤버가 배치되며, 상기 제1내부멤버와 제2내부멤버를 이용하여 내부에 다수의 배터리모듈을 수용할 수 있도록 구성된 케이스; 상기 케이스의 외곽에 외측을 향하여 돌출되는 형상으로 구비된 외곽사이드멤버를 포함하여 구성되고, 상기 배터리모듈은 배터리셀의 적층 방향이 상기 제1내부멤버의 길이 방향에 평행하도록 배치된다.

Description

차량의 배터리 탑재 구조{BATTERY MOUNTING STURCURE FOR VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량이나 전기차 등에 배터리를 탑재하는 구조에 관한 기술이다.
하이브리드 차량이나 전기차 등과 같은 친환경 차량에 대한 시장 수요가 갈수록 높아지고 있으며, 이러한 친환경 차량에 대한 다양한 수요를 충족시키기 위해서는 차량에 탑재되는 배터리의 에너지 용량 증대가 필수적이다.
따라서, 차량의 제한된 공간 내에 가급적 큰 에너지 용량을 제공할 수 있는 수준으로 배터리를 탑재하면서도, 충분한 내구성과 안전성을 확보할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 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.
KR 1020140045778 A
본 발명은 차량에 배터리를 탑재할 수 있는 공간을 가급적 크게 확보하여 친환경 차량에서 요구되는 에너지 용량을 제공할 수 있도록 하면서도, 차량의 충돌 사고 등으로부터 충분한 안전성과 내구성을 확보하여, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 배터리 탑재 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 배터리 탑재 구조는,
하부패널의 상측에 제1내부멤버가 평행하게 이격되어 배치되고, 상기 제1내부멤버에 수직하게 제2내부멤버가 배치되며, 상기 제1내부멤버와 제2내부멤버를 이용하여 내부에 다수의 배터리모듈을 수용할 수 있도록 구성된 케이스;
상기 케이스의 외곽에 외측을 향하여 돌출되는 형상으로 구비된 외곽사이드멤버;
를 포함하여 구성되고,
상기 배터리모듈은 배터리셀의 적층 방향이 상기 제1내부멤버의 길이 방향에 평행하도록 배치되는 것
을 특징으로 한다.
상기 케이스의 외곽은 상기 제2내부멤버와 평행하게 케이스의 양쪽에 직선적으로 형성되는 직선사이드부와, 상기 두 직선사이드부의 양단을 각각 연결하며 적어도 부분적으로 절곡된 부분을 포함하는 밴딩부로 이루어지고;
상기 외곽사이드멤버는 상기 직선사이드부에서 외측을 향하여 돌출되는 형상으로 구비될 수 있다.
상기 배터리모듈은 배터리셀의 적층 방향에 수직한 방향의 양단부가 상기 제1내부멤버에 고정되고, 상기 배터리셀의 적층 방향의 양단부 중 적어도 한 쪽이 상기 제2내부멤버에 의해 지지될 수 있도록 배치될 수 있다.
상기 제1내부멤버는 내부에 다수의 폐공간이 형성된 사각 단면의 빔으로 이루어지고;
상기 제1내부멤버의 상측면에 상기 배터리모듈 양단부의 고정플랜지가 고정되도록 구성될 수 있다.
상기 제2내부멤버는 상기 배터리모듈의 배터리셀 적층 방향의 단부에 위치한 배터리셀의 면을 평면적으로 지지하도록 상기 배터리셀을 향한 측벽부가 상기 케이스의 하부패널에 수직하게 구비되며;
상기 제2내부멤버의 측벽부가 상기 하부패널로부터 상측으로 돌출된 높이는 상기 배터리모듈 높이의 2/3이상으로 형성될 수 있다.
상기 배터리모듈은 엔드플레이트를 구비하지 않고;
상기 제2내부멤버의 측벽부가 상기 배터리모듈의 엔드플레이트로 기능하도록 할 수 있다.
상기 제2내부멤버는 상기 배터리모듈의 배터리셀 적층 방향의 단부에 위치한 배터리셀의 면을 지지하기 위한 측벽부가 양쪽에 구비되고, 상기 두 측벽부 사이에는 다른 물체를 삽입할 수 있는 삽입공간을 구비할 수 있다.
상기 제2내부멤버의 삽입공간에는 배터리제어기가 삽입되고, 상기 배터리제어기의 커넥터는 상기 제2내부멤버의 상측을 향해 배치될 수 있다.
상기 배터리제어기는 상기 제2내부멤버의 상측면을 이용하여 고정될 수 있다.
상기 배터리모듈의 배터리셀 적층 방향의 양단부 중 상기 제2내부멤버에 의해 지지되지 않는 쪽의 배터리셀의 면을 지지하도록, 상기 케이스에 대하여 고정되는 독립엔드플레이트가 구비되고;
상기 독립엔드플레이트에는 상기 배터리셀의 면에 대하여 경사진 단면으로, 상기 배터리셀의 면을 지지하는 지지력을 형성하는 경사브라켓이 일체로 구비될 수 있다.
본 발명은 차량의 충돌 사고 등으로부터 안전성과 내구성을 확보할 수 있도록 하며, 배터리셀의 스웰링으로 인한 발화나 폭발을 방지할 수 있도록 하면서도, 배터리모듈의 부품수 저감으로 배터리시스템의 중량 및 비용의 저감을 이룰 수 있고, 그에 따른 배터리의 에너지 저장용량 증대를 도모할 수 있도록 한다.
또한, 배터리제어기 탑재공간의 효율적인 배치로 배터리셀의 추가적인 탑재가 가능하여, 궁극적으로 차량의 지상고와 실내공간을 적절히 확보할 수 있도록 함에 의해 차량의 상품성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 배터리 탑재 구조를 예시한 도면,
도 2는 도 1의 케이스를 도시한 도면,
도 3은 케이스에 배터리모듈이 탑재되는 과정을 예시한 도면,
도 4는 도 3의 배터리모듈을 상측에서 관측한 평면도,
도 5는 도 3의 케이스에 배터리모듈이 배치된 상태에 대한 Ⅴ-Ⅴ선 단면도,
도 6은 도 3의 케이스에 배터리모듈이 배치된 상태에 대한 Ⅵ-Ⅵ선 단면도,
도 7은 도 3에서 Ⅵ-Ⅵ선이 표시된 부분만 발췌하여 배터리모듈이 장착되는 구조를 입체적으로 설명한 도면,
도 8은 제2내부멤버의 삽입공간에 배터리제어기가 설치되는 것을 설명한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 차량의 배터리 탑재 구조는, 하부패널(1)의 상측에 제1내부멤버(3)가 평행하게 이격되어 배치되고, 상기 제1내부멤버(3)에 수직하게 제2내부멤버(5)가 배치되며, 상기 제1내부멤버(3)와 제2내부멤버(5)를 이용하여 내부에 다수의 배터리모듈(7)을 수용할 수 있도록 구성된 케이스(9); 상기 케이스(9)의 외곽에 외측을 향하여 돌출되는 형상으로 구비된 외곽사이드멤버(11)를 포함하여 구성된다.
도 1은 본 발명이 적용되어 배터리모듈(7)들이 케이스(9)에 모두 장착된 상태를 상측에서 관측한 것으로서, 도 1의 상측에는 도시되지 않은 커버가 결합된 후, 차량에 탑재될 수 있다.
상기 케이스(9)의 외곽은 상기 제2내부멤버(5)와 평행하게 케이스(9)의 양쪽에 직선적으로 형성되는 직선사이드부(13)와, 상기 두 직선사이드부(13)의 양단을 각각 연결하며 적어도 부분적으로 절곡된 부분을 포함하는 밴딩부(15)로 이루어지고, 상기 하부패널(1)은 상기 직선사이드부(13)와 밴딩부(15)의 하측면을 막도록 설치되어, 상기 직선사이드부(13)와 밴딩부(15) 및 상기 하부패널(1)이 형성하는 공간에 상기 배터리모듈(7)을 장착하고, 상기 커버를 씌운 상태로 차량에 탑재할 수 있도록 구성된다.
상기 외곽사이드멤버(11)는 상기 직선사이드부(13)에서 케이스(9)의 외측을 향하여 돌출되는 형상으로 구비된다.
따라서, 차량의 충돌 사고 등의 경우에 상기 케이스(9)의 외곽사이드멤버(11)에 충격력이 작용하면, 이를 상기 케이스(9) 내부의 제1내부멤버(3)들이 분산하여 지지할 수 있는 구조를 이루게 되어, 내부에 탑재된 배터리모듈(7)들을 보다 안전하게 보호할 수 있다.
상기 배터리모듈(7)은 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 배터리셀(17)들이 한 방향으로 적층되어 구성된다.
도 3을 참조하면, 상기 배터리모듈(7)은 배터리셀(17)의 적층 방향이 상기 제1내부멤버(3)의 길이 방향에 평행하도록 배치된다.
상기 배터리모듈(7)은 배터리셀(17)의 적층 방향에 수직한 방향의 양단부가 상기 제1내부멤버(3)에 고정된다.
도 5에 예시된 바와 같이, 상기 제1내부멤버(3)는 내부에 다수의 폐공간이 형성된 사각 단면의 빔으로 이루어지고; 상기 제1내부멤버(3)의 상측면에 상기 배터리모듈(7) 양단부의 고정플랜지(19)가 고정되도록 구성된 것이다.
예컨대, 상기 제1내부멤버(3)의 상측면에 상기 배터리모듈(7)의 고정플랜지(19)를 고정하기 위한 고정볼트가 돌출되도록 하여, 여기에 상기 고정플랜지(19)를 삽입하고 너트로 잠그거나, 고정볼트가 상기 고정플랜지(19)를 관통하여 상기 제1내부멤버(3)에 체결되도록 하거나, 이와 같은 체결 구조를 복합적으로 사용하여, 상기 배터리모듈(7)을 상기 제1내부멤버(3)에 고정하도록 할 수 있을 것이다.
또한, 상기 배터리모듈(7)은 상기 배터리셀(17)의 적층 방향의 양단부 중 적어도 한 쪽이 상기 제2내부멤버(5)에 의해 지지될 수 있도록 배치된다.
즉, 상기 배터리모듈(7)은 엔드플레이트를 구비하지 않고, 상기 제2내부멤버(5)가 상기 배터리모듈(7)의 엔드플레이트로 기능하도록 구성됨으로써, 종래 배터리모듈(7)에 구비되던 엔드플레이트 대신에 배터리셀을 더 추가로 구성할 수 있어서, 동일한 공간 내에 보다 큰 에너지 저장용량을 갖춘 배터리시스템을 구성할 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 상기 엔드플레이트는 종래 일반적인 배터리모듈(7)에서, 배터리모듈(7)을 구성하는 배터리셀(17)들의 적층 방향 양단을 각각 감싸도록 설치되어 배터리셀(17)들의 스웰링(swelling) 현상을 억제하고 배터리모듈(7)의 구조적 강성 확보에 기여할 수 있도록 하는 부품으로서, 본 발명은 상기 제2내부멤버(5)가 이 기능을 대신하여 수행할 수 있도록 구성됨에 따라, 본 발명에서 사용되는 배터리모듈(7)에는 이러한 엔드플레이트를 설치하지 않도록 할 수 있는 것이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 제2내부멤버(5)는 상기 배터리모듈(7)의 배터리셀(17) 적층 방향의 단부에 위치한 배터리셀(17)의 면을 평면적으로 지지하도록 상기 배터리셀(17)을 향한 측벽부(21)가 상기 케이스(9)의 하부패널(1)에 대해 수직하게 구비됨으로써, 상기와 같은 배터리모듈(7)의 엔드플레이트 역할을 대신 수행하도록 한다.
상기 제2내부멤버(5)의 측벽부(21)가 상기한 바와 같은 엔드플레이트의 역할을 대신하기 위해서는, 상기 측벽부(21)가 상기 하부패널(1)로부터 상측으로 돌출된 높이 H2가 상기 배터리모듈(7) 높이 H1의 2/3이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 상기 케이스(9)에 장착되는 배터리모듈(7)들은 일측이 상기 엔드플레이트 역할을 수행하는 상기 제2내부멤버(5)에 의해 지지되도록 설치되고, 타측은 대부분 상기 케이스(9)의 직선사이드부(13) 내측면에 지지되도록 설치되어, 배터리셀(17)의 스웰링 현상을 억제할 수 있는 지지력 및 구조적 강성을 상기 배터리모듈(7)들에 제공할 수 있도록 되어 있다.
그러나, 도 1을 참조하면, 상기와 바와 같이 배터리모듈(7)의 일측은 상기 제2내부멤버(5)에 의해 지지되지만 타측은 상기 케이스(9)의 직선사이드부(13)에 지지되지 못하는 경우가 있을 수 있다.
본 발명은, 이러한 경우에 대비하여, 상기 배터리모듈(7)의 배터리셀(17) 적층 방향의 양단부 중 상기 제2내부멤버(5)에 의해 지지되지 않는 쪽의 배터리셀(17)의 면을 지지하도록, 상기 케이스(9)에 대하여 고정되는 독립엔드플레이트(23)가 구비될 수 있도록 하였으며, 이러한 배터리모듈(7)의 조립구조는 도 6과 도 7에 구체적으로 예시되어 있다.
상기 독립엔드플레이트(23)는 상기 배터리모듈(7)과는 별도의 구성물로서, 도시된 바와 같이 하부패널(1)의 상측에 고정되는 보조지지바(25)의 상측에 고정되어, 상기 배터리모듈(7)을 지지할 수 있도록 설치될 수 있으며, 상기 보조지지바(25)를 생략하고 직접 하부패널(1)에 고정될 수도 있을 것이다.
여기서, 상기 독립엔드플레이트(23)에는 상기 배터리셀(17)의 면에 대하여 경사진 단면으로, 상기 배터리셀(17)의 면을 지지하는 지지력을 형성하는 경사브라켓(27)이 일체로 구비되도록 함으로써, 상기 배터리모듈(7)을 보다 견고하게 지지하도록 할 수 있다.
상기 제2내부멤버(5)는 상기 배터리모듈(7)의 배터리셀(17) 적층 방향의 단부에 위치한 배터리셀(17)의 면을 지지하기 위한 측벽부(21)가 양쪽에 구비되고, 상기 두 측벽부(21) 사이에는 다른 물체를 삽입할 수 있는 삽입공간(29)을 구비한 구조이다.
상기 제2내부멤버(5)의 삽입공간(29)에는 도 8에 예시된 바와 같이 배터리제어기(31)가 삽입될 수 있고, 상기 배터리제어기(31)의 커넥터는 상기 제2내부멤버(5)의 상측을 향해 배치되며, 상기 배터리제어기(31)는 상기 제2내부멤버(5)의 상측면을 이용하여 볼트 등으로 고정될 수 있는 구조이다.
따라서, 상기와 같이 장착된 배터리제어기(31)를 외부와 전기적으로 연결하거나 차단하기 위한 커넥터의 체결 및 분리 작업은 매우 용이하게 이루어질 수 있으며, 상기와 같이 배터리제어기(31)가 상기 제2내부멤버(5)의 내부에 삽입되도록 구성함으로써, 종래 배터리제어기(31)를 설치하기 위해 별도로 마련되어야 했던 공간은 배터리셀(17)을 더 추가하거나 차체의 실내공간 확보에 활용하거나 하는 등 다른 용도로 전용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 배터리모듈(7)로부터 엔드플레이트를 제거하고, 배터리제어기(31)의 탑재공간을 보다 효율적으로 배치함에 의해 확보되는 공간에, 추가로 배터리셀(17)를 설치하여 배터리의 에너지 저장용량을 증대함에 의해 차량의 주행거리 증가 등을 도모할 수 있고, 차량의 지상고와 실내공간을 보다 적절히 확보 및 구성할 수 있도록 함으로써, 차량의 상품성을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.
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.
1; 하부패널
3; 제1내부멤버
5; 제2내부멤버
7; 배터리모듈
9; 케이스
11; 외곽사이드멤버
13; 직선사이드부
15; 밴딩부
17; 배터리셀
19; 고정플랜지
21; 측벽부
23; 독립엔드플레이트
25; 보조지지바
27; 경사브라켓
29; 삽입공간
31; 배터리제어기

Claims (10)

  1. 하부패널의 상측에 제1내부멤버가 평행하게 이격되어 배치되고, 상기 제1내부멤버에 수직하게 제2내부멤버가 배치되며, 상기 제1내부멤버와 제2내부멤버를 이용하여 내부에 다수의 배터리모듈을 수용할 수 있도록 구성된 케이스;
    상기 케이스의 외곽에 외측을 향하여 돌출되는 형상으로 구비된 외곽사이드멤버;
    를 포함하여 구성되고,
    상기 배터리모듈은 배터리셀의 적층 방향이 상기 제1내부멤버의 길이 방향에 평행하도록 배치되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스의 외곽은 상기 제2내부멤버와 평행하게 케이스의 양쪽에 직선적으로 형성되는 직선사이드부와, 상기 두 직선사이드부의 양단을 각각 연결하며 적어도 부분적으로 절곡된 부분을 포함하는 밴딩부로 이루어지고;
    상기 외곽사이드멤버는 상기 직선사이드부에서 외측을 향하여 돌출되는 형상으로 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리모듈은 배터리셀의 적층 방향에 수직한 방향의 양단부가 상기 제1내부멤버에 고정되고, 상기 배터리셀의 적층 방향의 양단부 중 적어도 한 쪽이 상기 제2내부멤버에 의해 지지될 수 있도록 배치되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1내부멤버는 내부에 다수의 폐공간이 형성된 사각 단면의 빔으로 이루어지고;
    상기 제1내부멤버의 상측면에 상기 배터리모듈 양단부의 고정플랜지가 고정되도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2내부멤버는 상기 배터리모듈의 배터리셀 적층 방향의 단부에 위치한 배터리셀의 면을 평면적으로 지지하도록 상기 배터리셀을 향한 측벽부가 상기 케이스의 하부패널에 수직하게 구비되며;
    상기 제2내부멤버의 측벽부가 상기 하부패널로부터 상측으로 돌출된 높이는 상기 배터리모듈 높이의 2/3이상으로 형성되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 배터리모듈은 엔드플레이트를 구비하지 않고;
    상기 제2내부멤버의 측벽부가 상기 배터리모듈의 엔드플레이트로 기능하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2내부멤버는 상기 배터리모듈의 배터리셀 적층 방향의 단부에 위치한 배터리셀의 면을 지지하기 위한 측벽부가 양쪽에 구비되고, 상기 두 측벽부 사이에는 다른 물체를 삽입할 수 있는 삽입공간을 구비한 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2내부멤버의 삽입공간에는 배터리제어기가 삽입되고, 상기 배터리제어기의 커넥터는 상기 제2내부멤버의 상측을 향해 배치되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리제어기는 상기 제2내부멤버의 상측면을 이용하여 고정되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리모듈의 배터리셀 적층 방향의 양단부 중 상기 제2내부멤버에 의해 지지되지 않는 쪽의 배터리셀의 면을 지지하도록, 상기 케이스에 대하여 고정되는 독립엔드플레이트가 구비되고;
    상기 독립엔드플레이트에는 상기 배터리셀의 면에 대하여 경사진 단면으로, 상기 배터리셀의 면을 지지하는 지지력을 형성하는 경사브라켓이 일체로 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량의 배터리 탑재 구조.



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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140045778A (ko) 2012-10-09 2014-04-17 현대자동차주식회사 승용 전기차의 고전압 배터리팩

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102154361B1 (ko) 2015-12-09 2020-09-09 주식회사 엘지화학 엔드 플레이트의 구조가 개선된 배터리 모듈 및 이를 위한 엔드 플레이트 부재
JP6615714B2 (ja) * 2016-07-29 2019-12-04 本田技研工業株式会社 電気自動車用のバッテリパック
US10574365B2 (en) * 2016-10-14 2020-02-25 Tiveni Mergeco, Inc. Optical communications interface for battery modules of an energy storage system
CN111668527A (zh) 2019-03-07 2020-09-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池模块及电池包
DE102019205777A1 (de) 2019-04-23 2020-10-29 Audi Ag Spanneinrichtung für ein Batteriemodul, Batteriemodul und Kraftfahrzeug
CN112310541B (zh) * 2019-11-19 2022-03-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池包和车辆

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140045778A (ko) 2012-10-09 2014-04-17 현대자동차주식회사 승용 전기차의 고전압 배터리팩

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