KR20210149399A - 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치 - Google Patents

무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210149399A
KR20210149399A KR1020200066395A KR20200066395A KR20210149399A KR 20210149399 A KR20210149399 A KR 20210149399A KR 1020200066395 A KR1020200066395 A KR 1020200066395A KR 20200066395 A KR20200066395 A KR 20200066395A KR 20210149399 A KR20210149399 A KR 20210149399A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless charging
subframe
charging pad
bracket
electric vehicle
Prior art date
Application number
KR1020200066395A
Other languages
English (en)
Inventor
최종헌
강승규
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020200066395A priority Critical patent/KR20210149399A/ko
Priority to US17/066,833 priority patent/US11958368B2/en
Priority to CN202011139161.0A priority patent/CN113753130A/zh
Publication of KR20210149399A publication Critical patent/KR20210149399A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames
    • B62D21/155—Sub-frames or underguards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/20—Floors or bottom sub-units
    • B62D25/2009—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/0002—Type of accident
    • B60R2021/0004—Frontal collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/082—Engine compartments
    • B62D25/085—Front-end modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 서브프레임(sub frame) 전방에 구비되는 프론트 엔드 모듈(front end module)에 일 측부가 결합되고, 상기 서브프레임과 상기 서브프레임의 하부에 장착되는 무선충전패드 사이에 배치되도록 연장된 푸쉬 브라켓 부재를 포함하는 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치로서, 본 발명에 의하면, 차량의 전방 충돌시 무선충전패드가 장착된 서브프레임의 변형을 유도하여 서브프레임이 밀리는 것을 방지할 수 있다.

Description

무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치{APPARATUS TO PREVENT A SUB FRAME OF AN ELECTRIC VEHICLE WITH A WIRELESS CHARGING PAD FROM BEING PUSHED BACK}
본 발명은 전기자동차 충전용 무선충전패드가 장착된 차량의 충돌시 서브프레임의 밀림을 방지하는 장치에 관한 것이다.
전기차의 증가와 함께 기술적 과제가 되고 있는 배터리의 긴 충전 시간과 짧은 주행거리 및 충전의 불편함 등을 해소하기 위해 무선충전패드를 이용한 무선충전 기술이 개발되고 있다.
도 1에서 참조되는 바와 같이, 무선충전패드(20)는 고전압 배터리 플로워 하단 위치, 지상고의 한계, 와이어링 레이아웃 적합성 및 사용자 충전 편의성을 위해 전방 PE룸 하단부, 서브프레임(10)에 장착이 된다.
그런데, 차량 전방 충돌 상황에서 로드 패스(load path)로 연결되어 순차적으로 압축 및 변형되면서 충돌 에너지를 흡수하고 분산하는 다름 부품들과는 달리, 무선충전패드(20)는 서브프레임(10)에 독립적으로 고정되어 있어 충돌 로드 패스에 포함되지 않으며, 이는 결과적으로 서브프레임의 강성 자체를 증가시켜 충돌시 서브프레임 변형을 억제하게 된다.
이로 인해 서브프레임 마운팅 볼트는 사이드멤버(Side member)에서 이탈이 용이하게 되며, 결국 서브프레임 후방 떨림이 증가되어 고전압 배터리를 타격하여 손상을 입힐 수가 있다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국공개특허공보 제10-2004-0034028호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 차량의 전방 충돌시 무선충전패드가 장착된 서브프레임의 변형을 유도하여 서브프레임이 밀리는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치는, 서브프레임(sub frame) 전방에 구비되는 프론트 엔드 모듈(front end module)에 일 측부가 결합되고, 상기 서브프레임과 상기 서브프레임의 하부에 장착되는 무선충전패드 사이에 배치되도록 연장된 푸쉬 브라켓 부재를 포함한다.
그리고, 상기 푸쉬 브라켓 부재의 상기 일 측부는 상기 프론트 엔드 모듈의 전면에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 무선충전패드의 프론트 마운팅부를 관통하는 프론트 볼트는 상기 푸쉬 브라켓 부재에 형성되는 프론트 볼트 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 무선충전패드의 상기 프론트 마운팅부보다 후방에 형성되는 미드 마운팅부를 관통하는 미드 볼트는 상기 푸쉬 브라켓 부재에 형성되는 미드 볼트 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 푸쉬 브라켓 부재는 한 쌍으로 마련되어, 상기 서브프레임을 구성하는 양 사이드모듈(side module)에 대응되는 위치에 각각 배치될 수 있다.
나아가, 상기 무선충전패드의 리어 마운팅부 상에 장착되고, 브라켓 관통공이 형성된 소성 힌지 브라켓 및 상기 소성 힌지 브라켓의 상단에 힌지 결합되고, 힌지 관통공이 형성된 힌지 부재를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 힌지 부재는 상기 소성 힌지 브라켓의 후측 상단에 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 리어 마운팅부를 관통하는 리어 볼트는 상기 브라켓 관통공 및 상기 힌지 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 힌지 관통공은 상기 리어 볼트의 나사부에 대응되는 직경을 가지며, 상기 리어 볼트의 헤드부는 상기 브라켓 관통공에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 브라켓 관통공의 내측면과 상기 리어 볼트의 헤드부 사이에는 고무 부재가 삽입된 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 다른 일 관점에 의한 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치는, 서브프레임(sub frame)과 상기 서브프레임의 하부에 장착되는 무선충전패드 사이에 배치되며, 상기 무선충전패드의 프론트 마운팅부에 대응되는 프론트 볼트 관통공이 형성된 푸쉬 브라켓 부재, 상기 무선충전패드의 리어 마운팅부 상에 장착되고, 브라켓 관통공이 형성된 소성 힌지 브라켓 및 상기 소성 힌지 브라켓의 상단에 힌지 결합되고, 힌지 관통공이 형성된 힌지 부재를 포함한다.
그리고, 상기 리어 마운팅부를 관통하는 리어 볼트는 상기 브라켓 관통공 및 상기 힌지 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 하고, 상기 힌지 관통공은 상기 리어 볼트의 나사부에 대응되는 직경을 가지며, 상기 리어 볼트의 헤드부는 상기 브라켓 관통공에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 브라켓 관통공의 내측면과 상기 리어 볼트의 헤드부 사이에는 고무 부재가 삽입된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치에 의하면, 차량 전방 충돌시 서브프레임과 무선충전패드의 관계가 끊어지게 하여 서브프레임의 강성을 낮춤으로써 변형을 유도하고, 그에 따라 후방으로 밀리는 것을 방지하여 고전압 배터리의 안정성을 확보할 수 있게 한다.
도 1은 무선충전패드의 장착 관계를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 서브프레임 밀림 방지 장치가 차량에 적용된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 일 부분의 측면 형상을 도시한 것이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 서브프레임 밀림 방지 장치의 일 부분의 작동 상태를 도시한 것이다.
도 5는 차량 충돌 전 측면 형상, 도 6은 차량 충돌 전 하면 형상을 도시한 것이다.
도 7은 차량 충돌 후 측면 형상, 도 8은 차량 충돌 후 하면 형상을 도시한 것이다.
도 9는 차량 충돌 후 본 발명의 서브프레임 밀림 방지 장치에 의한 상태를 도시한 것이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 서브프레임 밀림 방지 장치가 차량에 적용된 상태를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 일 부분의 측면 형상, 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 서브프레임 밀림 방지 장치의 일 부분의 작동 상태를 도시한 것이다.
이하, 도 2 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 무선충전패드가 장착된 전기자동차의 서브프레임 밀림 방지 장치를 설명하기로 한다.
본 발명은 무선충전패드가 서브프레임에 장착된 전기차에 적용되어, 차량 전방 출돌시 서브프레임이 변형되지 못하고 밀림으로써 고전압 배터리에 충격을 가하는 것을 방지하기 위한 것이다.
차량 전방에는 전방 충돌로부터 차량 및 승객을 보호하기 위해 범퍼(bumper)가 장착되고, 범퍼를 구성하는 백빔(back beam) 후방을 지지하기 위해 크래쉬박스(31, crash box)가 장착되며, 크래쉬박스(31) 후방에 장착되는 프론트 엔드 모듈(32, Front End Module)에 충격이 전달된다.
서브프레임(10)은 프론트 엔드 모듈(32) 후방에 배치되며, 차체의 하부에서 엔진과 변속기를 지지하고, 차량의 구조 강성을 확보하여 하중 전달을 용이하게 한다. 프론트 멤버와 리어 멤버 및 프론트 멤버와 리어 멤버의 양 측에 각각 구성되는 사이드 멤버를 포함하여 대략 사각형 형상의 프레임으로 구성된다.
고전압 배터리의 충전을 위한 무선충전패드(20)는 서브프레임(10) 하부에 장착이 된다.
장착을 위해 무선충전패드(20)에는 전방으로부터 순차적으로 프론트 마운팅부(21), 미드 마운팅부(22), 리어 마운팅부(23)가 형성되어, 프론트 볼트(41), 미드 볼트(42), 리어 볼트(43)가 각각 프론트 마운팅부(21), 미드 마운팅부(22), 리어 마운팅부(23)를 관통하여 서브 프레임(10) 하부에 결합된다.
이러한 프론트 마운팅부(21), 미드 마운팅부(22), 리어 마운팅부(23)는 쌍을 이뤄 형성되고, 서브프레임(10)의 양 사이드 멤버에 대응되도록 형성된다.
특히, 서브프레임(10)의 무선충전패드(20)의 리어 마운팅부(23)에 대응되는 위치에는 리어 마운팅 브라켓(11)이 형성되고, 리어 마운팅부(23)에 형성된 볼트 관통공(24)을 리어 볼트(43)가 관통하여 리어 마운팅 브라켓(11)에 장착된 웰드 너트(12)와 결합하도록 구성된다.
이와 같이 결합된 서브프레임(10)과 무선충전패드(20)의 관계를 차량 충돌시 끊기 위한 본 발명의 서브프레임 밀림 방지 장치는 소성 힌지 브라켓(110), 힌지 부재(120), 고무 부재(130), 푸쉬 브라켓 부재(140)를 포함한다.
푸쉬 브라켓 부재(140)는 프론트 엔드 모듈(32)에 일 측부가 고정되고, 서브프레임(10)과 무선충전패드(20) 간에 배치된다.
보다 구체적으로 푸쉬 브라켓 부재(140)는 프론트 엔드 모듈(32)의 전면에 일 측부가 고정되는 고정부(141)와, 고정부(141)로부터 절곡되어 서브프레임(10)과 무선충전패드(20) 간에 배치되도록 연장 형성된 볼트 절단부(142)로 구성된다.
그리고, 볼트 절단부(142)에는 볼트 관통공(143, 144)이 형성되어, 프론트 볼트(41)와 미드 볼트(42)가 각각 프론트 볼트 관통공(143)과 미드 볼트 관통공(144)을 관통하도록 마련된다.
즉, 푸쉬 브라켓 부재(140)는 프론트 엔드 모듈(32)에 결합되고, 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)에 의해 위치 고정된 상태에서 전방 충돌시 충돌 로드 패스에 의해 크래쉬박스(31)가 압축된 후 순차적으로 프론트 엔드 모듈(32)이 압축 변형되면, 프론트 엔드 모듈(32)이 압축하는 만큼 후방으로 이동하여 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)에 전단력을 발생시켜 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)의 전단파단을 유도하게 되는 것이다.
따라서, 파단된 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)에 의해 서브프레임(10)과 무선충전패드(20)는 분리되고 리어 마운팅만 유지하게 된다.
다음, 소성 힌지 브라켓(110)은 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42) 파단 후 서브프레임(10)이 자체 강성만을 가져 변형할 수 있도록 한다.
소성 힌지 브라켓(110)은 무선충전패드(20)의 리어 마운팅부(23) 상에 장착되고, 소성 힌지 브라켓(110)의 일측에 힌지 부재(120)가 힌지(hinge) 결합된다.
보다 바람직하게는, 힌지 부재(120)는 소성 힌지 브라켓(110)의 후측 상단에 힌지 결합될 수 있다.
리어 마운팅부(23)의 볼트 관통공(24)에 대응되도록, 소성 힌지 브라켓(110)에 브라켓 관통공(111)이 형성되고, 힌지 부재(120)에도 힌지 관통공(121)이 형성된다. 그래서, 리어 볼트(43)가 볼트 관통공(24)을 통해 소성 힌지 브라켓(110)에 삽입되고, 브라켓 관통공(111)을 관통한 리어 볼트(43)의 나사부가 서브프레임(10)의 리어 마운팅 브라켓(11)에 장착된 웰드 너트(12)에 삽입되어 결합을 이룬다.
힌지 관통공(121)의 직경은 리어 볼트(43)의 나사부 직경에 대응되므로, 리어 볼트(43)의 헤드부가 삽입되는 소성 힌지 브라켓(110)의 브라켓 관통공(111)의 직경보다는 작은 직경으로 형성될 수 있다.
그리고, 소성 힌지 브라켓(110)의 브라켓 관통공(111)에 삽입된 리어 볼트(43)의 헤드부와 브라켓 관통공(111)의 내측면 사이에는 고무 부재(130)가 삽입되고, 이러한 고무 부재(130)는 차량 전방 충돌시 리어 볼트(43)가 소성 힌지 브라켓(110)의 브라켓 관통공(111)으로부터 원활하게 이탈할 수 있도록 한다.
이상에서 설명된 소성 힌지 브라켓(110), 푸쉬 브라켓 부재(140) 및 이를 위한 다른 구성들은 서브프레임(10)의 양 사이드 모듈에 대응되도록 쌍으로 구성될 수 있다.
소성 힌지(plastic hinge)에 대해 보충하면, 굽힘을 받는 보에 있어서 그 재료의 탄성 한계 이상으로 하중을 증가시키면 보의 가장 바깥 가장자리부터 소성역(塑性域)에 들어가며, 마침내 보의 단면 전역이 소성역에 들어간다. 즉, 중립축의 한쪽은 소성 압축되고 다른 쪽은 소성 인장을 받는다. 이 상태에서 보는 휨 모멘트가 일정한 값을 유지한 상태 그대로 흡사 힌지처럼 회축(回軸)을 계속한다. 이 상태의 휨 모멘트를 전소성(全塑性) 모멘트라 하며, 이 전소성 모멘트를 가진 단면의 역학적 상태를 소성 힌지라 한다.
이하, 차량 충돌시 본 발명의 서브프레임 밀림 방지 장치에 의한 동작 상태를 도 5 내지 도 9를 통해 살펴본다.
도 5는 차량 충돌 전 측면 형상, 도 6은 차량 충돌 전 하면 형상으로서, 푸쉬 브라켓 부재(140)는 서브프레임(10)과 무선충전패드(20) 간에 위치되고, 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)는 푸쉬 브라켓 부재(140)를 관통하여 서브프레임(10)에 결합된다.
도 7은 차량 충돌 후 측면 형상, 도 8은 차량 충돌 후 하면 형상을 도시한 것으로서, 차량 전방 충돌시에는 충돌 로드 패스에 의해 크래쉬박스(31)가 압축된 후 순차적으로 프론트 엔드 모듈(32)이 압축 변형된다.
그 결과, 프론트 엔드 모듈(32)이 압축하는 만큼(L) 푸쉬 브라켓 부재(140)가 후방으로 이동하여 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)에 전단력을 발생시켜 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)의 전단파단을 유도하게 된다.
따라서, 파단된 프론트 볼트(41) 및 미드 볼트(42)에 의해 서브프레임(10)과 무선충전패드(20)는 분리되고 리어 마운팅만 유지하게 된다.
리어 마운팅만 유지되게 되면, 도 4c와 같은 상태에 이르게 된다. 즉, 도 9에서 참조되는 바와 같이, 무선충전패드(20)는 자중에 의해 리어 마운팅부(23)를 제외하고 하방향으로 이동하게 되고, 그에 따라 힌지 부재(120)의 회전 동작에 의해 도 4c와 같은 상태가 된다.
이때, 리어 볼트(43)는 고무 부재(130)의 소성 힌지 브라켓(110)으로부터 이탈되고, 힌지 부재(120)와 함께 서브프레임(10)의 웰드 너트(12)와 결합을 유지하게 된다.
따라서, 웰드 너트(12)와 리어 볼트(43)의 체결력만으로 소성 힌지 브라켓(110), 즉 무선충전패드(20)를 지지하게 되며, 서브프레임(10)은 무선충전패드(20)와 분리되어 기존의 자체 강성만을 가져 변형이 발생하게 되고, 그 결과 밀림에 의한 고전압 배터리 타격을 회피하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
10 : 서브프레임
11 : 리어 마운팅 브라켓 12 : 웰드 너트
20 : 무선충전패드
21 : 프론트 마운팅부 22 : 미드 마운팅부
23 : 리어 마운팅부 24 : 볼트 관통공
31 : 크래쉬박스 32 : 프론트 엔드 모듈(FEM)
41 : 프론트 볼트 42 : 미드 볼트 43 : 리어 볼트
110 : 힌지 브라켓
111 : 브라켓 관통공
120 : 힌지 부재
121 : 힌지 관통공
130 : 고무 부재
140 : 푸쉬 브라켓 부재
141 : 고정부 142 : 볼트 절단부
143, 144 : 볼트 관통공

Claims (15)

  1. 서브프레임(sub frame) 전방에 구비되는 프론트 엔드 모듈(front end module);
    상기 서브프레임의 하부에 장착되는 무선충전패드;
    상기 서브프레임과 상기 무선충전패드 사이에 배치되며, 상기 프론트 엔드 모듈에 일 측부가 결합되는 푸쉬 브라켓 부재를 포함하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 푸쉬 브라켓 부재의 상기 일 측부는 상기 프론트 엔드 모듈의 전면에 결합되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선충전패드의 프론트 마운팅부를 관통하는 프론트 볼트는 상기 푸쉬 브라켓 부재에 형성되는 프론트 볼트 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 무선충전패드의 상기 프론트 마운팅부보다 후방에 형성되는 미드 마운팅부를 관통하는 미드 볼트는 상기 푸쉬 브라켓 부재에 형성되는 미드 볼트 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 푸쉬 브라켓 부재는 한 쌍으로 마련되어, 상기 서브프레임을 구성하는 양 사이드모듈(side module)에 대응되는 위치에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선충전패드의 리어 마운팅부 상에 장착되고, 브라켓 관통공이 형성된 소성 힌지 브라켓을 더 포함하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 소성 힌지 브라켓의 상단에 힌지 결합되고, 힌지 관통공이 형성된 힌지 부재를 더 포함하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 힌지 부재는 상기 소성 힌지 브라켓의 후측 상단에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 리어 마운팅부를 관통하는 리어 볼트는 상기 브라켓 관통공 및 상기 힌지 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    전방 충돌시, 상기 리어 볼트가 상기 소성 힌지 브라켓으로부터 이탈함으로써, 상기 무선충전패드는 자중에 의해 하방 이동 가능한 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 힌지 관통공은 상기 리어 볼트의 나사부에 대응되는 직경을 가지며,
    상기 리어 볼트의 헤드부는 상기 브라켓 관통공에 삽입되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 브라켓 관통공의 내측면과 상기 리어 볼트의 헤드부 사이에는 고무 부재가 삽입된 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  13. 서브프레임(sub frame)과 상기 서브프레임의 하부에 장착되는 무선충전패드 사이에 배치되며, 상기 무선충전패드의 프론트 마운팅부에 대응되는 프론트 볼트 관통공이 형성된 푸쉬 브라켓 부재;
    상기 무선충전패드의 리어 마운팅부 상에 장착되고, 브라켓 관통공이 형성된 소성 힌지 브라켓; 및
    상기 소성 힌지 브라켓의 상단에 힌지 결합되고, 힌지 관통공이 형성된 힌지 부재를 포함하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 리어 마운팅부를 관통하는 리어 볼트는 상기 브라켓 관통공 및 상기 힌지 관통공을 관통하여 상기 서브프레임에 체결되는 것을 특징으로 하고,
    상기 힌지 관통공은 상기 리어 볼트의 나사부에 대응되는 직경을 가지며,
    상기 리어 볼트의 헤드부는 상기 브라켓 관통공에 삽입되는 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 브라켓 관통공의 내측면과 상기 리어 볼트의 헤드부 사이에는 고무 부재가 삽입된 것을 특징으로 하는,
    무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치.
KR1020200066395A 2020-06-02 2020-06-02 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치 KR20210149399A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200066395A KR20210149399A (ko) 2020-06-02 2020-06-02 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치
US17/066,833 US11958368B2 (en) 2020-06-02 2020-10-09 Apparatus for preventing sub-frame of electric vehicle with wireless charging pad from being pushed backward
CN202011139161.0A CN113753130A (zh) 2020-06-02 2020-10-22 用于防止具有无线充电板的电动车辆的副车架被向后推动的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200066395A KR20210149399A (ko) 2020-06-02 2020-06-02 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210149399A true KR20210149399A (ko) 2021-12-09

Family

ID=78706564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200066395A KR20210149399A (ko) 2020-06-02 2020-06-02 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11958368B2 (ko)
KR (1) KR20210149399A (ko)
CN (1) CN113753130A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7396217B2 (ja) * 2020-06-29 2023-12-12 マツダ株式会社 電動車両

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040034028A (ko) 2002-10-17 2004-04-28 기아자동차주식회사 충돌에너지 분산 및 서브프레임 밀림방지 기능을 갖는서브프레임 지지구조

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140232331A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Qualcomm Incorporated Vehicle wireless charging pad mounting systems
KR101630728B1 (ko) * 2014-12-24 2016-06-24 현대자동차주식회사 가시광 통신을 이용한 전기차의 무선 충전 방법 및 그를 수행하는 전기차
CN106427936B (zh) * 2015-08-04 2020-04-24 岳秀兰 监控工作站、换电池站和电动汽车通过物联网组成的电池箱更换系统
US10245963B2 (en) * 2016-12-05 2019-04-02 Lear Corporation Air cooled wireless charging pad
US10518659B2 (en) * 2017-10-18 2019-12-31 Honda Motor Co., Ltd. Support structure for wireless charging pad

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040034028A (ko) 2002-10-17 2004-04-28 기아자동차주식회사 충돌에너지 분산 및 서브프레임 밀림방지 기능을 갖는서브프레임 지지구조

Also Published As

Publication number Publication date
US20210370782A1 (en) 2021-12-02
US11958368B2 (en) 2024-04-16
CN113753130A (zh) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5555950A (en) Body structure for electric vehicle
CN1276858C (zh) 副车架安装结构
US8118346B2 (en) Support mount for an impact absorbing system intended to be mounted at the end of a motor vehicle side member
US20060181071A1 (en) Front vehicle body structure
CN103204183A (zh) 用于车辆的易碎连接件
JP2006312437A (ja) 車両の前部構造
CN103209885A (zh) 车辆紧固结构
KR20210149399A (ko) 무선충전패드가 장착된 전기차의 서브프레임 밀림 방지 장치
AU5988000A (en) Improved system for absorbing impacts in motor vehicles
KR101014053B1 (ko) 서브프레임 마운팅 구조
CN111439306B (zh) 车辆前部结构
JPH11278085A (ja) 自動変速機のシフト装置及びその取付構造
GB2329877A (en) Vehicle subframe attached to a structure by non-frangible and frangible mountings
KR102694529B1 (ko) 엔진 지지대 및 샤시를 포함하는 자동차
CN113771788A (zh) 一种汽车后支撑架
KR20180085322A (ko) 차량용 충격 완화장치
JP2012224275A (ja) フロントアンダーランプロテクタ
CN217574838U (zh) 车辆电池包防护装置、车身框架和车辆
JP2017065495A (ja) 衝突荷重緩和構造体
CN106697056B (zh) 前置前驱汽车
CN210116495U (zh) 制动踏板总成以及汽车
KR100482965B1 (ko) 차량용 범퍼
KR100655406B1 (ko) 차량의 정면 충돌시 엔진밀림 방지장치
JP5084521B2 (ja) 車体前部構造
KR100445174B1 (ko) 트럭용 범퍼