KR20220004378A - 전기자동차용 배터리팩 케이스 - Google Patents

전기자동차용 배터리팩 케이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 배터리팩 케이스에 관한 것으로, 배터리팩의 하부를 커버하는 하부프레임부와, 하부프레임부와 결합되고 배터리팩의 양측부를 커버하는 한 쌍의 사이드프레임부와, 한 쌍의 사이드프레임부 사이에 배치되어 하부프레임부와 결합되고 사이드프레임부에 일부 삽입된 상태로 용접되는 연결프레임부를 포함하여, 비틀림 강성을 증대시켜 비틀림에 의한 용접 부위 손상을 방지할 수 있다.

Description

전기자동차용 배터리팩 케이스{CASE OF BATTERY PACK FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차용 배터리팩 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결합 부위의 강성을 증대시킬 수 있는 전기자동차용 배터리팩 케이스에 관한 것이다.
에너지 저장장치로서의 배터리팩은 복수 개의 배터리셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성되며, 휴대 가능한 특성으로 인해 전기자전거, 전기스쿠터, 야외의 LED 조명, 휴대폰 충전, 노트북 충전 및 각종의 다양한 생활가전 장치들에 대한 전력 공급장치로 이용될 수 있으며, 전기자동차에도 사용될 수 있다. 이러한 배터리팩은 케이스에 보관되어 보호된다.
에너지 저장장치로서의 배터리팩에 포함되는 배터리로서는 최근 리튬 배터리가 주로 이용되는데, 리튬 배터리는 액체 전해질을 이용하는 리튬 이온 배터리와 고체 폴리머를 이용하는 리튬 폴리머 배터리가 있다.
배터리팩은 리튬이온 배터리를 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결하여 모듈로 구성되어 이용되며, 배터리팩은 배터리 셀(cell)과 보호회로모듈(PCM;Protection Circuit Module)을 포함하는 피시비 기판이 결합되는 구조로 구성된다.
한편, 케이스의 사이드프레임은 알루미늄 압출제를 직선으로 압출하고, 프런트프레임과 리어프레임을 사이프프레임의 전단부와 후단부에 면접촉시킨 상태에서 용접하여 기밀 상태를 유지하고 있다.
그러나, 이러한 구조는 사이드프레임과 프런트프레임, 사이드프레임과 리어프레임의 용접 영역에서만 결합력이 유지되므로, 주행시 발생되는 차체 비틀림에 의해 용접 부위의 손상을 유발하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1499930호(2015.03.02. 등록, 발명의 명칭 : 배터리팩 케이스)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 결합 부위의 강성을 증대시킬 수 있는 전기자동차용 배터리팩 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 전기자동차용 배터리팩 케이스는: 배터리팩의 하부를 커버하는 하부프레임부; 상기 하부프레임부와 결합되고, 상기 배터리팩의 양측부를 커버하는 한 쌍의 사이드프레임부; 및 한 쌍의 상기 사이드프레임부 사이에 배치되어 상기 하부프레임부와 결합되고, 상기 사이드프레임부에 일부 삽입된 상태로 용접되는 연결프레임부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 사이드프레임부는 저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제1사이드몸체부; 상기 제1사이드몸체부의 양단부에서 각각 연장되는 제1사이드연장부; 및 상기 제1사이드연장부에 형성되고, 상기 연결프레임부가 삽입되는 하나 이상의 제1사이드삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결프레임부는 상기 제1사이드연장부 사이에 배치되고 단부가 상기 제1사이드연장부와 접촉되는 제1연결몸체부; 및 상기 제1연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제1사이드삽입부와 접촉되는 제1연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 사이드프레임부는 저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제2사이드몸체부; 및 상기 제2사이드몸체부의 길이방향으로 형성되고, 상기 연결프레임부가 삽입되는 하나 이상의 제2사이드삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결프레임부는 상기 제2사이드몸체부 사이에 배치되고 단부가 상기 제2사이드몸체부와 접촉되는 제2연결몸체부; 및 상기 제2연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제2사이드삽입부와 접촉되는 제2연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 사이드프레임부는 저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제3사이드몸체부; 상기 제3사이드몸체부의 외측단부에서 연장되는 제3사이드외판부; 상기 제3사이드몸체부의 상측단부에서 연장되고, 상기 제3사이드외판부와 연결되는 제3사이드상판부; 및 상기 제3사이드몸체부의 하측단부에서 연장되어 상기 제3사이드상판부와 마주보며, 상기 제3사이드외판부와 연결되는 제3사이드하판부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결프레임부는 상기 제3사이드외판부 사이에 배치되고 상기 제3사이드상판부와 상기 제3사이드하판부에 접촉되는 제3연결몸체부; 및 상기 제3연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제3사이드상판부와 상기 제3사이드하판부 사이로 삽입되어 상기 제3사이드외판부와 접촉되는 제3연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 사이드프레임부는 저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제4사이드몸체부; 상기 제4사이드몸체부의 외측단부에서 연장되는 제4사이드외판부; 상기 제4사이드몸체부의 상부에서 연장되고, 상기 제4사이드외판부와 연결되는 제4사이드상블럭부; 및 상기 제4사이드몸체부의 하부에서 연장되어 상기 제4사이드상블럭부와 마주보며, 상기 제4사이드외판부와 연결되는 제4사이드하블럭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결프레임부는 상기 제4사이드외판부 사이에 배치되고 상기 제4사이드상블럭부와 상기 제4사이드하블럭부에 접촉되는 제4연결몸체부; 및 상기 제4연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제4사이드상블럭부와 상기 제4사이드하블럭부 사이로 삽입되어 상기 제4사이드외판부와 접촉되는 제4연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 배터리팩 케이스는 연결프레임부가 사이드프레임부에 삽입되어 용접되므로, 비틀림에 대한 강성을 증대시켜 주어 용접 결합 부위 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리팩 케이스를 개략적으로 나타내는 결합사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1사이드몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 제3사이드몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 제3연결몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 제4사이드몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 제4연결몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차용 배터리팩 케이스의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리팩 케이스를 개략적으로 나타내는 결합사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리팩 케이스(1)는 하부프레임부(10)와, 사이드프레임부(20)와, 연결프레임부(30)를 포함한다.
하부프레임부(10)는 배터리팩의 하부를 커버한다. 일예로, 하부프레임부(10)의 상방에는 상부커버부가 마주보도록 배치되어 배터리팩의 상부를 커버할 수 있다. 이때, 하부프레임부(10)에는 냉각수 순환을 통한 냉각이 가능하도록 냉각관이 내장될 수 있다. 그 외, 하부프레임부(10)는 대기중에 노출되어 냉각될 수 있으며, 필요에 따라 냉각 가능한 다양한 설계변경이 적용될 수 있다. 하부프레임부(10)는 개략적으로 직사각형 형상을 하고, 양측면이 전단면과 후단면 보다 더 길게 형성될 수 있다.
사이드프레임부(20)는 하부프레임부(10)와 결합되고, 배터리팩의 양측부를 커버한다. 일예로, 한 쌍의 사이드프레임부(20)는 하부프레임부(10)의 양측면과 대응되는 길이를 가지며, 저면이 하부프레임부(10)와 결합될 수 있다.
연결프레임부(30)는 한 쌍의 사이드프레임부(20) 사이에 배치되고, 사이드프레임부(20)에 일부 삽입된 상태로 용접된다. 일예로, 연결프레임부(30)는 하부프레임부(10)의 전단부와 후단부에 배치되어 사이드프레임부(20)의 전단부와 후단부를 각각 연결할 수 있다.
이때, 하부프레임부(10)와, 사이드프레임부(20)와, 연결프임부(30)는 마찰교반용접 방식에 의해 서로 결합될 수 있다. 이러한 마찰교반용접 방식은 기존 미그용접 방식에 비해 압출 프레임을 최대한 일체화시켜 줄 수 있고, 내부 기밀과 관련된 접합 부위를 최소화할 수 있다.
한편, 상부커버부가 사이드프레임부(20)에 피스 또는 볼트 결합되도록 설계되어, 필요에 따라 배터리팩의 상측을 개방하거나 폐쇄시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1사이드몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 사이드프레임부(20)와 연결프레임부(30)의 결합관계를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제1실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 제1사이드몸체부(51)와, 제1사이드연장부(52)와, 제1사이드삽입부(53)를 포함한다.
제1사이드몸체부(51)는 저면이 하부프레임부(10)에 결합된다. 일예로, 제1사이드몸체부(51)는 상하 길이가 좌우 길이보다 더 길게 형성되는 사각띠 형상을 하는 제1사이드몸체둘레부(511)와, 제1사이드몸체둘레부(511)의 내부에 배치되어 제1사이드몸체둘레부(511)의 강성을 유지시키는 하나 이상의 제1사이드몸체리브부(512)를 포함할 수 있다.
제1사이드연장부(52)는 제1사이드몸체부(51)의 양단부에서 각각 연장된다. 일예로, 제1사이드연장부(52)는 제1사이드몸체부(51)와 일체로 압출 성형될 수 있다. 제1사이드연장부(52)는 제1사이드몸체둘레부(511)에서 연장되는 제1사이드연장둘레부(521)와, 제1사이드몸체리브부(512)에서 연장되고 제1사이드연장둘레부(521)의 내측에 배치되어 제1사이드연장둘레부(521)의 강성을 유지시키는 하나 이상의 제1사이드연장리브부(522)를 포함할 수 있다.
하나 이상의 제1사이드삽입부(53)는 제1사이드연장부(52)의 일측에 형성되고, 연결프레임부(30)가 삽입된다. 일예로, 제1사이드연장둘레부(521)의 일측에 홈가공을 실시하여 제1사이드삽입부(53)가 형성될 수 있다. 제1사이드삽입부(53)는 제1사이드연장둘레부(521)의 상하 방향으로 3개가 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 연결프레임부(30)는 제1연결몸체부(55)와 제1연결삽입부(56)를 포함할 수 있다.
제1연결몸체부(55)는 제1사이드연장부(52) 사이에 배치되고 단부가 제1사이드연장부(52)와 접촉된다. 일예로, 제1연결몸체부(55)는 제1사이드삽입부(53)를 제외한 제1사이드연장둘레부(521)의 일측면과 접촉될 수 있다. 제1연결몸체부(55)는 상하 길이방향으로 한 쌍이 마주보도록 배치되는 제1연결몸체상하부(551)와, 제1연결몸체상하부(551)를 연결하고 상하로 4개가 이격되어 배치되는 제1연결몸체좌우부(552)를 포함할 수 있다.
제1연결삽입부(56)는 제1연결몸체부(55)에서 돌출되고, 제1사이드삽입부(53)와 접촉된다. 일예로, 제1연결삽입부(56)는 제1연결몸체상하부(551)에 형성될 수 있다.
한편, 제1연결몸체부(55)의 단면이 제1사이드연장둘레부(521)의 일측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 그리고, 제1연결삽입부(56)의 단면이 제1사이드삽입부(53)와 접촉되어 용접될 수 있다. 이때, 제1연결몸체상하부(551)의 단면은 제1사이드연장둘레부(521)와 접촉되어 용접되고, 제1연결몸체상하부(551)의 상하단부와 연결되는 제1연결몸체좌우부(552)가 제1연결삽입부(56)와 접촉되어 용접될 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 제1사이드몸체부(51)와 제1사이드연장부(52)가 일체로 압출 성형된 다음, 제1사이드연장부(52)의 일측면이 추가 가공되어 제1사이드삽입부(53)가 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 연결프레임부(30)는 압출 성형된 후 양단부가 절단 가공되되, 가공되지 않은 영역이 제1연결몸체부(55)가 되고, 가공된 영역에 제1연결삽입부(56)가 형성될 수 있다. 이로 인해 제1연결몸체부(55)의 단부에서 제1연결삽입부(56)가 돌출된 형상을 할 수 있다.
한편, 제1실시예에 따른 한 쌍의 사이드프레임부(20) 사이로 제1실시예에 따른 연결프레임부(30)를 삽입하면, 하부프레임부(10)의 가장자리에 사이드프레임부(20) 및 연결프레임부(30)가 배치되고, 제1사이드삽입부(53)에 제1연결삽입부(56)가 삽입된다.
따라서, 제1사이드삽입부(52)에 제1연결삽입부(56)가 삽입된 상태로 접촉면에 대한 용접이 실시되므로, 비틀림 강성이 증대되어 차량 주행 중 비틀림에 의한 접촉면 용접 부위의 손상을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5와 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 사이드프레임부(20)와 연결프레임부(30)의 결합관계를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제2실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 제2사이드몸체부(61)와 제2사이드삽입부(63)를 포함한다.
제2사이드몸체부(61)는 저면이 하부프레임부(10)에 결합된다. 일예로, 제2사이드몸체부(61)는 상하 길이가 좌우 길이보다 더 길게 형성되는 사각띠 형상을 하는 제2사이드몸체둘레부(611)와, 제2사이드몸체둘레부(611)의 내측에 배치되어 제2사이드몸체둘레부(611)의 강성을 유지시키는 하나 이상의 제2사이드몸체리브부(612)를 포함할 수 있다.
하나 이상의 제2사이드삽입부(63)는 제2사이드몸체부(61)의 일측에 형성되고, 연결프레임부(30)가 삽입된다. 이러한 제2사이드삽입부(63)는 제2사이드몸체부(61)의 길이와 대응될 수 있다. 일예로, 제2사이드몸체둘레부(611)의 일측에 홈가공을 실시하여 제2사이드삽입부(63)가 형성될 수 있다. 제2사이드삽입부(63)는 제2사이드몸체둘레부(611)의 상하 방향으로 3개가 이격되어 배치될 수 있다. 한편, 제2사이드몸체부(61)와 제2사이드삽입부(63)는 추가로 홈가공하지 않고 압출 성형을 통해 제작 가능하다, 이로 인해, 별도의 홈 가공이 생략될 수 있고, 제2사이드몸체부(61)가 일정한 두께로 압출될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 연결프레임부(30)는 제2연결몸체부(65)와 제2연결삽입부(66)를 포함할 수 있다.
제2연결몸체부(65)는 제2사이드몸체부(61) 사이에 배치되고 단부가 제2사이드몸체부(61)의 양단부에 각각 접촉된다. 일예로, 제2연결몸체부(65)는 제2사이드삽입부(63)를 제외한 제2사이드몸체둘레부(611)의 일측면과 접촉될 수 있다. 제2연결몸체부(65)는 상하 길이방향으로 한 쌍이 마주보도록 배치되는 제2연결몸체상하부(651)와, 제2연결몸체상하부(651)를 연결하고 상하로 4개가 이격되어 배치되는 제2연결몸체좌우부(652)를 포함할 수 있다.
제2연결삽입부(66)는 제2연결몸체부(65)에서 돌출되고, 제2사이드삽입부(63)와 접촉된다. 일예로, 제2연결삽입부(66)는 제2연결몸체상하부(651)에 형성될 수 있다.
한편, 제2연결몸체부(65)의 단면이 제2사이드몸체둘레부(611)의 일측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 그리고, 제2연결삽입부(66)의 단면이 제2사이드삽입부(63)와 접촉되어 용접될 수 있다. 이때, 제2연결몸체상하부(651)의 단면은 제2사이드몸체둘레부(611)와 접촉되어 용접되고, 제2연결몸체상하부(651)의 상하단부와 연결되는 제2연결몸체좌우부(652)가 제2연결삽입부(66)와 접촉되어 용접될 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 제2실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 제2사이드몸체부(61)에 제2사이드삽입부(63)가 형성되도록 일체로 압출 성형될 수 있다. 그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 연결프레임부(30)는 압출 성형된 후 양단부가 절단 가공되되, 가공되지 않은 영역이 제2연결몸체부(65)가 되고, 가공된 영역에 제2연결삽입부(66)가 형성될 수 있다. 이로 인해 제2연결몸체부(65)의 단부에서 제2연결삽입부(66)가 돌출된 형상을 할 수 있다.
한편, 제2실시예에 따른 한 쌍의 사이드프레임부(20) 사이로 제2실시예에 따른 연결프레임부(30)를 삽입하면, 하부프레임부(10)의 가장자리에 사이드프레임부(20) 및 연결프레임부(30)가 배치되고, 제2사이드삽입부(63)에 제2연결삽입부(66)가 삽입된다.
따라서, 제2사이드삽입부(63)에 제2연결삽입부(66)가 삽입된 상태로 접촉면에 대한 용접이 실시되므로, 비틀림 강성이 증대되어 차량 주행 중 비틀림에 의한 접촉면 용접 부위의 손상을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 제3사이드몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 제3연결몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 사이드프레임부(20)와 연결프레임부(30)의 결합관계를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제3실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 제3사이드몸체부(71)와, 제3사이드외판부(72)와, 제3사이드상판부(73)와, 제3사이드하판부(74)를 포함한다.
제3사이드몸체부(71)는 저면이 하부프레임부(10)에 결합된다. 일예로, 제3사이드몸체부(71)는 배터리팩을 커버하는 제3사이드몸체내판부(711)와, 제3사이드몸체내판부(711)와 마주보는 제3사이드몸체외판부(712)와, 제3사이드몸체내판부(711)와 제3사이드몸체외판부(712)의 상단부를 연결하는 제3사이드몸체상판부(713)와, 제3사이드몸체내판부(711)와 제3사이드몸체외판부(712)의 하단부를 연결하는 제3사이드몸체하판부(714)와, 제3사이드몸체내판부(711)와 제3사이드몸체외판부(712)의 내측을 연결하는 하나 이상의 제3사이드몸체리브부(715)를 포함할 수 있다.
제3사이드외판부(72)는 제3사이드몸체부(71)의 외측단부에서 연장된다. 일예로, 제3사이드외판부(72)는 제3사이드몸체외판부(712)에서 연장되어 연결프레임부(30)의 단부와 마주보도록 배치될 수 있다.
제3사이드상판부(73)는 제3사이드몸체부(71)의 상측단부에서 연장되고, 제3사이드외판부(72)와 연결된다. 일예로, 제3사이드상판부(73)는 제3사이드몸체상판부(713)에서 연장되어 연결프레임부(30)의 상단부를 커버할 수 있다.
제3사이드하판부(74)는 제3사이드몸체부(71)의 하측단부에서 연장되어 제3사이드상판부(73)와 마주보도록 배치된다. 이러한 제3사이드하판부(74)는 제3사이드외판부(72)와 연결된다. 일예로, 제3사이드하판부(74)는 제3사이드몸체하판부부(714)에서 연장되어 연결프레임부(30)의 하단부를 커버할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 연결프레임부(30)는 제3연결몸체부(75)와 제3연결삽입부(76)를 포함할 수 있다.
제3연결몸체부(75)는 제3사이드외판부(72) 사이에 배치되고, 제3사이드상판부(73) 및 제4사이드하판부(74)에 접촉된다. 일예로, 제3연결몸체부(75)는 제3사이드상판부(73) 및 제4사이드하판부(74)에 걸려 이동이 제한될 수 있다. 제3연결몸체부(75)는 상하 길이방향으로 한 쌍이 마주보도록 배치되는 제3연결몸체측판부(751)와, 제3연결몸체측판부(751)의 상단부를 연결하는 제3연결몸체상판부(752)와, 제3연결몸체측판부(751)의 하단부를 연결하는 제3연결몸체하판부(753)와, 제3연결몸체상판부(752)와 제3연결몸체하판부(753) 사이에 배치되고 제3연결몸체측판부(751)의 내측을 연결하는 2개의 제3연결몸체리브부(754)를 포함할 수 있다. 이때, 제3연결몸체상판부(752)는 제3사이드상판부(73)와 접촉되어 용접되고, 제3연결몸체하판부(753)는 제3사이드하판부(74)와 접촉되어 용접될 수 있다.
제3연결삽입부(76)는 제3연결몸체부(75)에서 돌출되고, 제3사이드상판부(73)와 제3사이드하판부(74) 사이로 삽입되어 제3사이드외판부(72)와 접촉된다. 일예로, 제3연결삽입부(76)는 제3연결몸체측판부(751)에서 돌출되는 제3연결삽입상하부(761)와, 제3연결몸체리브부(754)에서 연장되고 제3연결삽입상하부(761)를 연결하는 제3연결삽입좌우부(762)를 포함할 수 있다.
한편, 제3연결몸체상판부(752)의 단면이 제3사이드상판부(73)의 측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 그리고, 제3연결몸체하판부(753)의 단면이 제3사이드하판부(74)의 측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 또한, 제3연결삽입상하부(761)의 일부 또는 전체가 제3사이드외판부(72)의 내측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 그 외, 제3연결몸체부(75)의 측면이 제3사이드몸체내판부(711)와 제3사이드몸체리브부(715)와 접촉되어 용접될 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 제3실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 압출 성형된 후 양단부가 절단 가공되되, 가공되지 않은 영역이 제3사이드몸체부(71)가 되고, 가공된 영역에서 제3사이드외판부(72)와, 제3사이드상판부(73)와, 제3사이드하판부(74)가 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 제3실시예에 따른 연결프레임부(30)는 압출 성형된 후 양단부가 절단 가공되되, 가공되지 않은 영역이 제3연결몸체부(75)가 되고, 가공된 영역에 제3연결삽입부(76)가 형성될 수 있다. 이로 인해 제3연결몸체부(75)의 단부에서 제3연결삽입부(76)가 돌출된 형상을 할 수 있다.
한편, 제3실시예에 따른 한 쌍의 사이드프레임부(20) 사이로 제3실시예에 따른 연결프레임부(30)를 삽입하면, 하부프레임부(10)의 가장자리에 사이드프레임부(20) 및 연결프레임부(30)가 배치되고, 제3사이드상판부(73)와 제3사이드하판부(74) 사이로 제3연결삽입부(76)가 삽입된다.
따라서, 제3연결삽입부(76)가 제3사이드상판부(73)와 제3사이드하판부(74) 사이로 삽입된 상태로 접촉면에 대한 용접이 실시되므로, 직선 형태로 용접성이 원활하게 이루어질 수 있고, 비틀림 강성이 증대되어 차량 주행 중 비틀림에 의한 접촉면 용접 부위의 손상을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 사이드프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 제4사이드몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 연결프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 제4연결몸체부를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 11 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 사이드프레임부(20)와 연결프레임부(30)의 결합관계를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제4실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 제4사이드몸체부(81)와, 제4사이드외판부(82)와, 제4사이드상블럭부(83)와, 제4사이드하블럭부(84)를 포함한다.
제4사이드몸체부(81)는 저면이 하부프레임부(10)에 결합된다. 일예로, 제4사이드몸체부(81)는 상하 길이가 좌우 길이보다 더 길게 형성되도록 단면이 사각띠 형상을 하는 제4사이드몸체둘레부(811)와, 제4사이드몸체둘레부(811)의 내부에 배치되어 제4사이드몸체둘레부(811)의 강성을 유지시키는 하나 이상의 제4사이드몸체리브부(812)를 포함할 수 있다. 제4사이드몸체리브부(812)는 제1리브부(8121)와, 제1리브부(8121)의 상방에 배치되는 제2리브부(8122)와, 제1리브부(8121)의 하방에 배치되는 제3리브부(8123)를 포함할 수 있다.
제4사이드외판부(82)는 제4사이드몸체부(81)의 외측단부에서 연장된다. 일예로, 제4사이드외판부(82)는 제4사이드몸체부(81)의 양단부 외측 중앙부에서 연장되어 연결프레임부(30)의 단부와 마주보도록 배치될 수 있다.
제4사이드상블럭부(83)는 제4사이드몸체부(81)의 상부에서 연장되고, 제4사이드외판부(82)와 연결된다. 일예로, 제4사이드상블럭부(83)는 제4사이드몸체둘레부(811)의 상부 및 제2리브부(8122)에서 연장되어 단면이 사각띠 형상을 할 수 있다. 이러한 제4사이드상블럭부(83)는 제4사이드외판부(82)의 상방에 배치될 수 있다.
제4사이드하블럭부(84)는 제4사이드몸체부(81)의 하부에서 연장되어 제4사이드상블럭부(83)와 마주보며, 제4사이드외판부(82)와 연결된다. 일예로, 제4사이드하블럭부(84)는 제4사이드몸체둘레부(811)의 하부 및 제3리브부(8123)에서 연장되어 단면이 사각띠 형상을 할 수 있다. 이러한 제4사이드하블럭부(84)는 제4사이드외판부(82)의 하방에 배치될 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 연결프레임부(30)는 제4연결몸체부(85)와 제4연결삽입부(86)를 포함할 수 있다.
제4연결몸체부(85)는 제4사이드외판부(82) 사이에 배치되고, 제4사이드상블럭부(83)와 제4사이드하블럭부(84)와 접촉된다. 일예로, 제4연결몸체부(85)는 제4사이드외판부(82) 사이에 배치되고 단면이 H자 형상을 하는 제4연결중앙부(851)와, 제4연결중앙부(851)의 상측에 연결되고 제4사이드상블럭부(83)의 내측면과 접촉되며 단면이 사각띠 형상을 하는 제4연결상블럭부(852)와, 제4연결중앙부(851)의 하측에 형성되고 제4사이드하블럭부(84)의 내측면과 접촉되며 단면이 사각띠 형상을 하는 제4연결하블럭부(853)를 포함할 수 있다. 이때, 제4연결상블럭부(852)는 제4사이드상블럭부(83)와 접촉되어 용접되고, 제4연결하블럭부(853)는 제4사이드하블럭부(84)와 접촉되어 용접될 수 있다.
제4연결삽입부(86)는 제4연결몸체부(85)에서 돌출되고, 제4사이드상블럭부(83)와 제4사이드하블럭부(84) 사이로 삽입되어 제4사이드외판부(82)와 접촉된다. 일예로, 제4연결삽입부(86)는 제4연결중앙부(851)에서 연장되어 단면이 H자 형상을 할 수 있다.
한편, 제4연결상블럭부(852)의 단면이 제4사이드상블럭부(83)의 측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 그리고, 제4연결하블럭부(853)의 단면이 제4사이드하블럭부(84)의 측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 또한, 제4연결삽입부(86)의 일부 또는 전체가 제4사이드외판부(82)의 내측면과 접촉되어 용접될 수 있다. 그 외, 제4연결삽입부(86)의 측면이 제4사이드몸체부(81)의 단면과 접촉되어 용접될 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 제4실시예에 따른 사이드프레임부(20)는 압출 성형된 후 양단부가 절단 가공되되, 가공되지 않은 영역이 제4사이드몸체부(71)가 되고, 가공된 영역에서 제4사이드외판부(82)와, 제4사이드상블럭부(83)와, 제4사이드하블럭부(84)가 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 제4실시예에 따른 연결프레임부(30)는 압출 성형된 후 양단부가 절단 가공되되, 가공되지 않은 영역이 제4연결몸체부(85)가 되고, 가공된 영역에 제4연결삽입부(76)가 형성될 수 있다. 이로 인해 제4연결몸체부(85)의 단부에서 제4연결삽입부(86)가 돌출된 형상을 할 수 있다.
한편, 제4실시예에 따른 한 쌍의 사이드프레임부(20) 사이로 제4실시예에 따른 연결프레임부(30)를 삽입하면, 하부프레임부(10)의 가장자리에 사이드프레임부(20) 및 연결프레임부(30)가 배치되고, 제4사이드상블럭부(83)와 제4사이드하블럭부(84) 사이로 제4연결삽입부(86)가 삽입된다.
따라서, 제4연결삽입부(86)가 제4사이드상블럭부(83)와 제4사이드하블럭부(84) 사이로 삽입된 상태로 접촉면에 대한 용접이 실시되므로, 직선 형태로 용접성이 원활하게 이루어질 수 있고, 비틀림 강성이 증대되어 차량 주행 중 비틀림에 의한 접촉면 용접 부위의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 사이드프레임부(20)의 외측에는 보강부(90)가 형성될 수 있다. 이러한 보강부(90)는 사이드프레임부(20)와 일체로 형성되거나 결합되어 강성을 증대시킬 수 있다.
보다 구체적으로 보강부(90)는 보강연장부(91)와 보강연결부(92)를 포함할 수 있다. 이러한 보강부(90)는 사이드프레임부(20)와 일체로 형성되도록 압출 성형될 수 있다. 그 외 보강부(90)는 필요에 따라 사이드프레임부(20)에 추가 결합될 수 있다.
보강연장부(91)는 사이드프레임부(20)에서 외측방향으로 연장된다. 일예로, 보강연장부(91)는 한 쌍이 상하로 마주보도록 배치될 수 있다. 도 2에서 보강연장부(91)는 제1사이드몸체부(51) 및 제1사이드연장부(52)에서 외측으로 연장될 수 있다. 도 5에서 보강연장부(91)는 제2사이드몸체부(61)에서 외측으로 연장될 수 있다. 도 7에서 보강연장부(91)는 제3사이드몸체부(71) 및 제3사이드외판부(72)에서 외측으로 연장될 수 있다. 도 11에서 보강연장부(91)는 제4사이드몸체부(81) 및 제4사이드외판부(82)에서 외측으로 연장될 수 있다.
보강연결부(92)는 보강연장부(91)를 연결한다. 일예로, 보강연결부(92)는 보강연장부(91)의 단부를 서로 연결할 수 있다.
그리고, 보강리브부(93)는 보강연장부(91)와 보강연결부(92) 사이에 배치되어 강성을 증대시킬 수 있다. 일예로, 보강리브부(93)는 한 쌍의 보강연장부(91) 사이에 배치되고 양단부가 사이드프레임부(20)와 보강연결부(92)에 결합될 수 있다. 그 외 보강리브부(93)는 양단부가 보강연장부(91)에 결합되도록 상하로 배치될 수 있다.
한편, 보강체결부(94)는 보강연장부(91)와 보강리브부(93)의 일직선상에 형성되어 차체 결합용 파이프가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리팩 케이스(1)는 연결프레임부(30)가 사이드프레임부(20)에 삽입되어 용접되므로, 비틀림에 대한 강성을 증대시켜 주어 용접 결합 부위 파손을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 하부프레임부 20 : 사이드프레임부
30 : 연결프레임부 51 : 제1사이드몸체부
52 : 제1사이드연장부 53 : 제1사이드삽입부
55 : 제1연결몸체부 56 : 제1연결삽입부
61 : 제2사이드몸체부 63 : 제2사이드삽입부
65 : 제2연결몸체부 66 : 제2연결삽입부
71 : 제3사이드몸체부 72 : 제3사이드외판부
73 : 제3사이드상판부 74 : 제3사이드하판부
75 : 제3연결몸체부 76 : 제3연결삽입부
81 : 제4사이드몸체부 82 : 제4사이드외판부
83 : 제4사이드상블럭부 84 : 제4사이드하블럭부
85 : 제4연결몸체부 86 : 제4연결삽입부
90 : 보강부

Claims (9)

  1. 배터리팩의 하부를 커버하는 하부프레임부;
    상기 하부프레임부와 결합되고, 상기 배터리팩의 양측부를 커버하는 한 쌍의 사이드프레임부; 및
    한 쌍의 상기 사이드프레임부 사이에 배치되어 상기 하부프레임부와 결합되고, 상기 사이드프레임부에 일부 삽입된 상태로 용접되는 연결프레임부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 사이드프레임부는
    저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제1사이드몸체부;
    상기 제1사이드몸체부의 양단부에서 각각 연장되는 제1사이드연장부; 및
    상기 제1사이드연장부에 형성되고, 상기 연결프레임부가 삽입되는 하나 이상의 제1사이드삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 연결프레임부는
    상기 제1사이드연장부 사이에 배치되고 단부가 상기 제1사이드연장부와 접촉되는 제1연결몸체부; 및
    상기 제1연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제1사이드삽입부와 접촉되는 제1연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 사이드프레임부는
    저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제2사이드몸체부; 및
    상기 제2사이드몸체부의 길이방향으로 형성되고, 상기 연결프레임부가 삽입되는 하나 이상의 제2사이드삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 연결프레임부는
    상기 제2사이드몸체부 사이에 배치되고 단부가 상기 제2사이드몸체부와 접촉되는 제2연결몸체부; 및
    상기 제2연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제2사이드삽입부와 접촉되는 제2연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 사이드프레임부는
    저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제3사이드몸체부;
    상기 제3사이드몸체부의 외측단부에서 연장되는 제3사이드외판부;
    상기 제3사이드몸체부의 상측단부에서 연장되고, 상기 제3사이드외판부와 연결되는 제3사이드상판부; 및
    상기 제3사이드몸체부의 하측단부에서 연장되어 상기 제3사이드상판부와 마주보며, 상기 제3사이드외판부와 연결되는 제3사이드하판부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 연결프레임부는
    상기 제3사이드외판부 사이에 배치되고 상기 제3사이드상판부와 상기 제3사이드하판부에 접촉되는 제3연결몸체부; 및
    상기 제3연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제3사이드상판부와 상기 제3사이드하판부 사이로 삽입되어 상기 제3사이드외판부와 접촉되는 제3연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 사이드프레임부는
    저면이 상기 하부프레임부에 결합되는 제4사이드몸체부;
    상기 제4사이드몸체부의 외측단부에서 연장되는 제4사이드외판부;
    상기 제4사이드몸체부의 상부에서 연장되고, 상기 제4사이드외판부와 연결되는 제4사이드상블럭부; 및
    상기 제4사이드몸체부의 하부에서 연장되어 상기 제4사이드상블럭부와 마주보며, 상기 제4사이드외판부와 연결되는 제4사이드하블럭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 연결프레임부는
    상기 제4사이드외판부 사이에 배치되고 상기 제4사이드상블럭부와 상기 제4사이드하블럭부에 접촉되는 제4연결몸체부; 및
    상기 제4연결몸체부에서 돌출되고, 상기 제4사이드상블럭부와 상기 제4사이드하블럭부 사이로 삽입되어 상기 제4사이드외판부와 접촉되는 제4연결삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리팩 케이스.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170000950A (ko) * 2015-06-25 2017-01-04 한화테크윈 주식회사 차량용 배터리 케이스

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