KR20220076567A - Battery unit for vehicle and underbody of vehicle including the same - Google Patents
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Abstract
차량의 측방향으로 각각 배치된 두 개의 배터리 수납부 및 상기 두 배터리 수납부 사이에 상부로 볼록하게 절곡된 연결부를 갖는 하부 케이스; 상기 두 개의 배터리 수납부에 각각 설치된 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 냉각수를 제공 받고 배출하여 각 배터리 모듈을 냉각 시키는 냉각 블록; 및 상기 하부 케이스 상부에 설치되며, 상기 냉각 블록으로 공급되는 냉각수를 공급하는 냉각수 유입구 및 상기 냉각 블록으로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구가 형성된 상부 케이스를 포함하는 차량의 배터리 유닛이 개시된다.a lower case having two battery accommodating parts respectively arranged in the lateral direction of the vehicle and a connection part bent convexly upwardly between the two battery accommodating parts; battery modules respectively installed in the two battery compartments; a cooling block disposed under the battery module to receive and discharge cooling water to cool each battery module; and an upper case installed on the lower case and provided with a coolant inlet for supplying coolant supplied to the cooling block and a coolant outlet for discharging coolant from the cooling block.
Description
본 발명은 차량의 배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량의 언더바디에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 센터 플로어 하부에 설치될 수 있는 구조를 갖는 배터리 시스템 및 이 배터리 시스템이 설치된 차량의 언더바디에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle battery system and an underbody of a vehicle including the same, and more particularly, to a battery system having a structure that can be installed under a center floor of a vehicle and an underbody of a vehicle in which the battery system is installed will be.
하이브리드 자동차, 연료전지 자동차, 전기 자동차 등 전기 모터를 이용하여 차량을 구동 시키는 전동화 차량에는 전기모터에 제공하기 위한 구동전력을 저장하는 고전압 배터리 유닛을 구비한다.An electrified vehicle that drives a vehicle using an electric motor, such as a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, and an electric vehicle, includes a high voltage battery unit that stores driving power to be provided to the electric motor.
일반적으로, 고전압 배터리 유닛은 배터리 밀폐된 내부 공간을 형성하는 케이스와 복수의 배터리 셀을 포함하며 케이스 내의 밀폐된 내부공간에 설치되는 배터리 모듈 및 배터리 모듈 내 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도 등을 감시하고 그에 따른 배터리 관리를 위한 제어를 수행하는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System) 등을 포함할 수 있다.In general, a high voltage battery unit includes a case and a plurality of battery cells forming a sealed internal space of the battery, and monitors the voltage, current, temperature, etc. of a battery module installed in the sealed internal space within the case and the battery cells in the battery module. and a battery management system (BMS) that performs control for battery management accordingly.
또한, 전동화 차량에 고전압 배터리 모듈이 설치되는 방식으로는, 차량 트렁크나 러기지 공간에 탑재되는 방식 및 차량 외부에서 차량 바디의 센터 플로어 하부에 고정되도록 탑재되는 방식이 적용되고 있다.In addition, as a method of installing a high voltage battery module in an electrified vehicle, a method of being mounted in a vehicle trunk or a luggage space and a method of being mounted to be fixed to a lower center floor of the vehicle body from the outside of the vehicle are applied.
고전압 배터리 유닛을 차량의 트렁크 또는 러기지 공간에 탑재하는 구조의 경우, 차량의 트렁크 또는 러기지 공간이 축소됨에 따라 스페어 타이어 등과 같이 차량에 필요한 다른 요소들을 탑재하기 어려워지는 단점이 있고, SUV(Sport Utility Vehicle)나 MPV(Multi-Purpose Vehicle)의 경우 러기지 공간을 활용한 3열 시트의 장착 또는 풀 플랫(full flat)을 구현하기가 어려운 단점이 있다.In the case of a structure in which the high voltage battery unit is mounted in the trunk or luggage space of a vehicle, as the trunk or luggage space of the vehicle is reduced, it becomes difficult to mount other elements necessary for the vehicle, such as a spare tire, Utility Vehicle) or MPV (Multi-Purpose Vehicle) has a disadvantage in that it is difficult to install a third row seat or to implement a full flat using the luggage space.
고전압 배터리 유닛을 차량의 센터 플로어의 하부에 탑재하는 구조의 경우에는 차량의 트렁크 또는 러기지 공간의 활용성을 극대화할 수 있지만, 차량 전방에 탑재된 파워 트레인(엔진과 모터)의 동력을 후륜으로 전달하기 위한 프로펠러 샤프트 등의 배치 공간을 확보하기 어려운 단점이 있다. 이와 같이, 고전압 배터리 유닛을 차량 외부의 센터 플로어 하부에 설치하는 경우에는 AWD(All Wheel Drive)를 구현하기 위해 후륜 구동용 모터를 별도로 탑재해야 하고, 특히 설치 공간의 제약으로 인해 후륜 구동용 모터의 사이즈를 키울 수 없음에 따라 동력 성능에 불리한 단점이 있다.In the case of a structure in which the high-voltage battery unit is mounted under the vehicle's center floor, the utilization of the vehicle's trunk or luggage space can be maximized, but the power of the power train (engine and motor) mounted in the front of the vehicle is transferred to the rear wheels. There is a disadvantage in that it is difficult to secure an arrangement space such as a propeller shaft for transmission. As such, when the high-voltage battery unit is installed under the center floor outside the vehicle, a rear-wheel drive motor must be separately mounted to realize AWD (All Wheel Drive). As the size cannot be increased, there is a disadvantage in terms of power performance.
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.The matters described as the background art above are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be accepted as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.
이에 본 발명은, 차량 외부의 센터 플로어 하부에 설치되면서도 차량 전방에 구비된 파워 트레인의 동력을 후륜에 전달할 수 있는 구조를 갖는 배터리 유닛 및 이 배터리 유닛을 포함하는 차량의 언더바디를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention solves the problem of providing a battery unit installed under the center floor outside the vehicle and having a structure capable of transmitting the power of a power train provided in the front of the vehicle to the rear wheels, and an underbody of a vehicle including the battery unit Do it as a technical task you want to do.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above technical problem,
차량의 측방향으로 각각 배치된 두 개의 배터리 수납부 및 상기 두 배터리 수납부 사이에 상부로 볼록하게 절곡된 연결부를 갖는 하부 케이스;a lower case having two battery accommodating parts respectively arranged in the lateral direction of the vehicle and a connection part bent convexly upwardly between the two battery accommodating parts;
상기 두 개의 배터리 수납부에 각각 설치된 배터리 모듈; battery modules respectively installed in the two battery compartments;
상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 냉각수를 제공 받고 배출하여 각 배터리 모듈을 냉각 시키는 냉각 블록; 및a cooling block disposed under the battery module to receive and discharge cooling water to cool each battery module; and
상기 하부 케이스 상부에 설치되며, 상기 냉각 블록으로 공급되는 냉각수를 공급하는 냉각수 유입구 및 상기 냉각 블록으로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구가 형성된 상부 케이스;an upper case installed above the lower case and having a cooling water inlet for supplying the cooling water supplied to the cooling block and a cooling water outlet through which the cooling water is discharged from the cooling block;
를 포함하는 차량의 배터리 유닛을 제공한다.It provides a vehicle battery unit comprising a.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 냉각수 유입구는 상기 배터리 수납부에 대응되는 영역에 각각 하나씩 형성되며, 상기 냉각수 배출구는 상기 배터리 수납부에 대응되는 영역에 각각 하나씩 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, one coolant inlet may be formed in a region corresponding to the battery housing, and one coolant outlet may be formed in an region corresponding to the battery housing.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 상부 케이스에 형성된 냉각수 유입구와 연결된 제1 호스 및 상기 상부 케이스에 형성된 냉각수 배출구와 연결된 제2 호스를 더 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention may further include a first hose connected to the coolant inlet formed in the upper case and a second hose connected to the coolant outlet formed in the upper case.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하부 케이스는, 상기 상부 케이스가 커버하는 영역 외부에 상기 제1 호스 및 상기 제2 호스의 일단이 고정되는 호스 고정부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the lower case may further include a hose fixing part to which ends of the first hose and the second hose are fixed outside the area covered by the upper case.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 호스 고정부에서 상기 제1 호스는 차량 내 타 부품으로부터 냉각된 냉각수가 유입되는 냉각수 유입 호스와 연결되고, 상기 제2 호스는 차량 내 타 부품으로 냉각수가 배출되는 냉각수 배출 호스와 연결될 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the hose fixing unit, the first hose is connected to a coolant inlet hose through which coolant cooled from other parts in the vehicle flows, and the second hose is configured to discharge coolant to other parts in the vehicle. It can be connected to the coolant drain hose.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하부 케이스는 그 외측면에 냉각수가 흐르는 호스를 고정하기 위한 적어도 하나의 브라켓을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the lower case may include at least one bracket for fixing a hose through which the coolant flows to the outer surface thereof.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 하부 케이스의 저면에서 외측면으로 이어지는 영역에 고정되며 상기 배터리 유닛을 상기 차량 하부에 고정하는 적어도 하나의 맴버를 더 포함하며, 상기 브라켓에 고정된 호스는 상기 맴버의 최상단 보다 높은 위치에 배치될 수 있다.An embodiment of the present invention further includes at least one member fixed to a region extending from a bottom surface to an outer surface of the lower case and fixing the battery unit to the lower part of the vehicle, wherein the hose fixed to the bracket includes the member It may be disposed at a position higher than the top of the
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 모듈의 일측면에는 상기 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 전압 또는 온도를 모니터링하고 관리하는 셀 관리 유닛이 배치되며, 상기 배터리 모듈은 상기 셀 관리 유닛이 상기 연결부 방향을 향하도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a cell management unit for monitoring and managing a voltage or temperature of a battery cell included in the battery module is disposed on one side of the battery module, and the battery module includes the cell management unit and the connection unit It may be arranged to face the direction.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 배터리 수납부 중 하나에 배치된 배터리 모듈과 상기 연결부 사이에 배치되며, 상기 배터리 유닛과 상기 차량의 타 시스템과의 전기적 연결을 형성 또는 차단하는 릴레이부를 더 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention may further include a relay unit disposed between a battery module disposed in one of the battery housing units and the connection unit, and configured to form or block an electrical connection between the battery unit and another system of the vehicle. can
본 발명의 일 실시형태는, 상기 배터리 유닛의 전류, 전압 또는 온도를 모니터링 하고 관리하는 배터리 관리 유닛 및 과전류 발생 시 상기 두 배터리 모듈 사이의 전기적 연결을 차단하는 퓨즈를 더 포함하며, 상기 배터리 관리 유닛 및 상기 퓨즈는 상기 배터리 수납부 중 하나에 배치된 배터리 모듈 상부에 배치될 수 있다.An embodiment of the present invention further includes a battery management unit that monitors and manages current, voltage or temperature of the battery unit, and a fuse that blocks an electrical connection between the two battery modules when an overcurrent occurs, wherein the battery management unit and the fuse may be disposed above a battery module disposed in one of the battery accommodating units.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은, The present invention as another means for solving the above technical problem,
차량의 센터 플로어; 및the vehicle's center floor; and
상기 센터 플로어의 하부에 배치되며, 차량의 측방향으로 각각 배치된 두 개의 배터리 수납부 및 상기 두 개의 배터리 수납부 사이에 상부로 볼록하게 절곡된 연결부를 가지며 상기 연결부 하부의 상기 두 개의 배터리 수납부 사이에 설치 공간을 형성하는 하부 케이스와, 상기 두 개의 배터리 수납부에 각각 설치된 배터리 모듈과, 상기 배터리 모듈 하부에 배치되며 냉각수를 제공 받고 배출하여 각 배터리 모듈을 냉각 시키는 냉각 블록과, 상기 하부 케이스 상부에 설치되며, 상기 냉각 블록으로 공급되는 냉각수를 공급하는 냉각수 유입구 및 상기 냉각 블록으로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구가 형성된 상부 케이스를 갖는 배터리 유닛을 포함하며,It is disposed under the center floor and has two battery accommodating parts respectively arranged in the lateral direction of the vehicle and a connection part convexly bent upward between the two battery accommodating parts, and the two battery accommodating parts under the connection part A lower case forming an installation space therebetween, each battery module installed in the two battery receiving units, a cooling block disposed under the battery module to receive and discharge cooling water to cool each battery module, and the lower case It is installed on the upper part and includes a battery unit having an upper case in which a coolant inlet for supplying coolant supplied to the cooling block and a coolant outlet for discharging coolant from the cooling block are formed,
상기 설치 공간에 상기 차량의 프로펠러 샤프트가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디를 제공한다.It provides an underbody of a vehicle, characterized in that the propeller shaft of the vehicle is disposed in the installation space.
상기 차량의 배터리 유닛 및 이를 포함하는 차량의 언더바디에 따르면, 배터리 유닛을 차량의 실외 센터 플로어의 하부에 고정되도록 설치함으로써 트렁크 또는 러기지 공간의 활용을 극대화할 수 있게 됨에 따라 상품성에 유리한 효과가 있다.According to the battery unit of the vehicle and the underbody of the vehicle including the same, by installing the battery unit to be fixed to the lower part of the outdoor center floor of the vehicle, the utilization of the trunk or luggage space can be maximized, so that there is an advantageous effect on the marketability. have.
특히, 상기 차량의 배터리 유닛 및 이를 포함하는 차량의 언더바디에 따르면, 배터리 유닛을 센터 플로어의 하부에 설치하면서도 차량의 구동장치를 구성하는 프로펠러 샤프트가 차량의 후륜으로 동력을 전달할 수 있도록 설치될 수 있는 설치 공간을 확보함으로써, 별도의 후륜 구동용 모터를 사용하지 않고서도 사륜 구동을 구현할 수 있으므로 차량 제작 비용과 중량 및 연비를 절감할 수 있는 유리한 효과가 있다.In particular, according to the battery unit of the vehicle and the underbody of the vehicle including the same, the propeller shaft constituting the driving device of the vehicle may be installed to transmit power to the rear wheel of the vehicle while the battery unit is installed under the center floor. By securing a space for installation, four-wheel drive can be implemented without using a separate rear-wheel drive motor, so there is an advantageous effect of reducing vehicle manufacturing cost, weight, and fuel efficiency.
또한, 상기 차량의 배터리 유닛 및 이를 포함하는 차량의 언더바디에 따르면, 센터 플로어의 하부에 설치된 배터리 유닛이 횡방향 멤버와 종방향 멤버 및 전방 크로스 멤버와 후방 크로스 멤버 등을 통해 사이드실과 프론트 사이드 멤버 및 리어 사이드 멤버 등의 차체구조물과 연결되어 차체 강성을 증대를 시킬 수 있고 차량의 R&H(Ride and Handling) 성능 및 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the battery unit of the vehicle and the underbody of the vehicle including the same, the battery unit installed under the center floor is provided with a side sill and a front side member through a lateral member, a longitudinal member, a front cross member and a rear cross member, etc. And it is connected to a body structure such as a rear side member to increase the rigidity of the vehicle, and there is an effect of improving R&H (Ride and Handling) performance and NVH (Noise, Vibration, Harshness) performance of the vehicle.
더하여, 상기 차량의 배터리 유닛 및 이를 포함하는 차량의 언더바디에 따르면, 수냉각 시스템 적용을 통해 공냉식 냉각 시스템 대비 냉각 성능 및 소음 성능의 향상을 도모할 수 있다.In addition, according to the battery unit of the vehicle and the underbody of the vehicle including the same, it is possible to improve cooling performance and noise performance compared to an air-cooled cooling system by applying a water cooling system.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛과 그 주변 차량 구성 요소를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 요소들이 결합된 상태를 하부에서 바라본 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 요소들이 결합된 상태를 측면에서 바라본 측면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 및 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛을 상부에서 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 상부 케이스가 제거된 상태를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 냉각수 호스를 분해한 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 호스 연결부를 더욱 상세하게 도시한 사시도이다.
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 측면부를 도시한 사시도 및 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 배터리 모듈, 셀 관리 유닛 및 냉각 블록의 배치구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 언더바디에 구비되는 전방 크로스 멤버 및 후방 크로스 멤버의 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 언더바디에 구비되는 전방 크로스 멤버 및 후방 크로스 멤버가 센터 플로어에 결합된 상태를 도시한 저면 사시도이다.
도 16 및 도 17는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 언더바디에 구비되는 전방 크로스 멤버와 시트 크로스 멤버의 결합구조를 실시예 별로 설명하기 위한 도면이다.1 is an exploded perspective view illustrating a battery unit and its surrounding vehicle components according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view of the elements shown in FIG. 1 in a coupled state as viewed from the bottom;
3 is a side view of the elements shown in FIG. 1 in a coupled state as viewed from the side.
4 and 5 are cross-sectional views illustrating cross-sections taken along lines I-I and II-II of FIG. 2, respectively.
6 is a perspective view of the battery unit according to an embodiment of the present invention as viewed from above.
7 is an exploded perspective view of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a plan view illustrating a state in which the upper case of the battery unit is removed according to an embodiment of the present invention.
9 is an exploded perspective view illustrating a state in which a coolant hose of a battery unit is disassembled according to an embodiment of the present invention.
10 is a perspective view illustrating in more detail a hose connection part of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are respectively a perspective view and a side view illustrating a side part of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
13 is an exploded perspective view illustrating an arrangement structure of a battery module, a cell management unit, and a cooling block of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
14 is an exploded perspective view of a front cross member and a rear cross member provided in an underbody of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
15 is a bottom perspective view illustrating a state in which a front cross member and a rear cross member provided in an underbody of a vehicle are coupled to a center floor according to an embodiment of the present invention.
16 and 17 are views for explaining a coupling structure of a front cross member and a seat cross member provided in an underbody of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량의 배터리 유닛 및 이를 포함하는 차량의 언더바디에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery unit of a vehicle and an underbody of a vehicle including the same according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛과 배터리 유닛의 설치 구조를 설명하기로 한다.First, a battery unit and an installation structure of the battery unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12 .
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛과 그 주변 차량 구성 요소를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 요소들이 결합된 상태를 하부에서 바라본 저면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 요소들이 결합된 상태를 측면에서 바라본 측면도이고, 도 4 및 도 5는 각각 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 및 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면을 도시한 단면도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛을 상부에서 바라본 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 상부 케이스가 제거된 상태를 도시한 평면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 냉각수 호스를 분해한 상태를 도시한 분해 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 호스 연결부를 더욱 상세하게 도시한 사시도이고, 도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 측면부를 도시한 사시도 및 측면도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛의 배터리 모듈, 셀 관리 유닛 및 냉각 블록의 배치구조를 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a battery unit and its surrounding vehicle components according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of a state in which the elements shown in FIG. 1 are combined, as viewed from below, and FIG. 3 is It is a side view viewed from the side in a state in which the elements shown in Fig. 1 are combined, and Figs. 4 and 5 are cross-sectional views taken along lines I-I and II-II of Fig. 2, respectively. In addition, Figure 6 is a perspective view of the battery unit according to an embodiment of the present invention viewed from the top, Figure 7 is an exploded perspective view of the battery unit according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is an embodiment of the present invention FIG. 9 is an exploded perspective view illustrating a state in which the coolant hose of the battery unit is disassembled according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a perspective view showing in more detail the hose connection part of the battery unit according to the embodiment, FIGS. 11 and 12 are respectively a perspective view and a side view showing a side part of a battery unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is the present invention is an exploded perspective view illustrating an arrangement structure of a battery module, a cell management unit, and a cooling block of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛은, 차량의 센터 플로어(210)의 하부에 고정 배치되고, 차량의 구동장치(300)를 구성하는 프로펠러 샤프트(320)가 차량의 전후방향으로 배터리 유닛(100)을 지나 후륜(230)으로 동력을 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.1 to 12 , the battery unit according to an embodiment of the present invention is fixedly disposed under the
본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은 밀폐된 내부공간을 형성하는 상부 케이스(110a) 및 하부 케이스(110b)를 포함하는 배터리 케이스, 배터리케이스의 밀폐된 내부공간에 고정 설치되는 배터리 모듈(120), 배터리 유닛(100)과 차량의 타 시스템과의 전기적 연결을 형성 또는 차단하는 릴레이부(130), 배터리 모듈(120) 또는 배터리 모듈(120) 내 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도 등을 모니터링하고 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS)(132), 과전류 발생 시 상기 두 배터리 모듈 사이의 전기적 연결을 차단하는 퓨즈(134) 등을 포함할 수 있다. The
본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)의 하부 케이스(110b)는, 차량의 측방향으로 각각 배치되어 배터리 모듈(120)이 수납되는 두 개의 배터리 수납부(140)와 배터리 수납부(140) 사이에 상부로 볼록하게 절곡되어 두 배터리 수납부(140)를 연결하는 연결부(150)로 구분될 수 있다.The
상부 케이스(110a)는 하부 케이스(110b)를 상부에서 커버하여 밀폐된 내부공간을 형성할 수 있다. 상부 케이스(110a)의 형상은 하부 케이스(110b)의 상단 형상에 대응되게 형성될 수 있다.The
배터리 모듈(120)을 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 모듈(120)의 전압은 내부에 포함된 복수의 배터리 셀들의 직렬/병렬 연결에 의해 결정될 수 있다. The
본 발명의 여러 실시형태는 두 개의 배터리 유닛(120)이 연결부(150)에 의해 공간적으로 분리된 두 배터리 수납부(140)에 각각 배치되며 두 배터리 수납부(140) 중 하나에 릴레이(130), BMS(132) 및 퓨즈(134) 등이 설치된 구조를 가지므로, 일 배터리 수납부(140)에 설치된 일 배터리 모듈(120)에 연결된 고전압 전력 와이어가 타 배터리 수납부(140)까지 연장될 필요가 있다. 이 경우, 와이어들은 두 배터리 수납부(140)를 서로 연결하는 연결부(150)을 따라 배치될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, two
한편, 배터리 유닛(100)은 차량의 실외 측에서 차량의 센터 플로어(210)의 하부에 고정되도록 설치되는데, 센터 플로어(210)에는 상부로 돌출되어 절곡되어 차량의 전후 방향으로 연장된 센터 터널(211)이 형성될 수 있다.On the other hand, the
배터리 유닛(100)은, 센터 터널(211)의 좌우측 위치에 전술한 배터리 유닛(100)의 배터리 수납부(140)가 위치하도록 설치될 수 있다. 또한, 연결부(150)는 센터 터널(211) 내에 삽입된 상태로 차량의 센터 플로어(210)에 설치될 수 있도록 센터 플로어(210)의 센터 터널(211)과 같이 상부로 돌출되게 절곡된 형상을 가질 수 있다.The
즉, 연결부(150)는 센터 터널(211)을 기준으로 차량의 양측에 위치한 배터리 수납부(140)의 상부를 연결하면서 상부로 돌출된 부위가 센터 터널(211)을 따라 만입될 수 있다. 또한, 연결부(150)의 하측에는 두 배터리 수납부(140) 사이에 차량의 전후 방향으로 개방된 설치 공간(160)이 형성될 수 있다.That is, the
본 발명의 일 실시형태에서는, 이 설치 공간(160)에 차량의 구동 장치(300)을 구성하는 프로펠러 샤프트(320)가 배치되게 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은 케이스의 하부에 설치 공간(160)을 형성함으로써, 차량의 센터 플로어(210)의 하부에 배터리 유닛(100)이 설치 되더라도 차량 전방의 파워 트레인(310)의 동력을 후륜 측으로 전달하는 프로펠러 샤프트(320)가 배치될 수 있는 공간을 확보할 수 있게 된다.In one embodiment of the present invention, the
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은 배터리 수납부(140)에 배치된 배터리 모듈(120)을 냉각하기 위한 냉각 수단을 구비할 수 있다. 우선, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은 배터리 모듈(120)의 하부에 배터리 모듈(120)과 면접촉을 통해 열교환이 이루어지게 함으로써 배터리 모듈(120)을 냉각시킬 수 있는 냉각 블록(125)이 배치될 수 있다. 냉각 블록(125)은 두 배터리 수납부(140)에 각각 하나씩 배치될 수 있다.Meanwhile, the
냉각 블록(125)에는 냉각수가 유입되고 배출되어 원하는 수준의 냉각 성능을 발휘할 수 있게 된다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은, 냉각 블록(125)으로 냉각수를 유입하고 냉각 블록(125)으로부터 냉각수를 배출 시키기 위한 제1 호스(171) 및 제2 호스(172)를 포함할 수 있다.Cooling water is introduced and discharged into the
제1 호스(171)는 외부로부터 냉각수가 유입되는 호스로 배터리 유닛(100)의 상부 케이스(110a)에 형성된 냉각수 유입구(111)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 호스(172)는 냉각 블록(125)로부터 냉각수가 배출되는 호스로서 제1 호스(171)와 유사하게 배터리 유닛(100)의 상부 케이스(110a)에 형성된 냉각수 배출구(112)에 연결될 수 있다. The
냉각수 유입구(111)와 냉각수 유출구(112)에는 냉각 블록(125)과 연통된 내부 호스(127)의 일단이 위치할 수 있으며, 내부 호스(127)의 일단은 냉각수 유입구(111)와 냉각수 유출구(112)에서 제1 호스(171) 및 제2 호스(172)와 서로 연통될 수 있다.One end of the
냉각수 유입구(111) 및 냉각수 배출구(112)는, 상부 케이스(110a)의 하부에 위치하는 두 개의 배터리 수납부(140)에 각각 대응되는 영역에 각각 하나씩 형성되어, 각 배터리 수납부(140)에 배치된 냉각 블록(125)에 각각 냉각수를 유입시키고 각각의 냉각 블록(125)으로부터 냉각수를 배출 시킬 수 있다.The
하부 케이스(110b)는 상부 케이스(110a)에 의해 커버되는 영역 외부에 제1 호스(171) 및 제2 호스(172)의 일단이 고정되는 호스 고정부(117)를 포함할 수 있다. 바람직하게 호스 고정부(117)는 상부 케이스(110a)와 접촉하는 높이에 대응되는 일 모서리 부분에 형성될 수 있다.The
이 호스 고정부(117)에서는 차량의 타 부품으로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 호스(191)와 제1 호스(171)가 연결될 수 있고, 차량의 타 부품으로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 호스(192)가 제2 호스(172)가 연결될 수 있다.In the
예를 들어, 차량 내 냉각수 순환 경로에서 냉각수를 냉각시켜 냉각수의 온도를 감소시키기 위한 칠러로부터 냉각수 유입 호스(191)를 통해 냉각수가 유입될 수 있으며, 호스 고정부(117)에서 냉각수 유입 호스(191)에 고정 연결된 제1 호스(171)로 칠러로부터 유입된 냉각수가 제공될 수 있다. 또한, 배터리 유닛(100) 내 냉각 블록(125)에서 제2 호스(172) 통해 배출된 냉각수는, 호스 고정부(117)에서 제2 호스(172)와 고정 연결된 냉각수 배출 호스(192)를 통해 배터리 유닛(100) 내 배터리 모듈(120)을 충전하기 위한 차량 탑재형 충전기로 냉각수가 공급될 수 있다.For example, the coolant may be introduced through the
본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은 냉각수가 흐르는 호스를 고정하기 위한 브라켓(115)를 포함할 수 있다. 브라켓(115)은 하부 케이스(110b)의 외측면에 부착될 수 있으며, 배터리 유닛(100)의 주변에 위치하는 냉각수 호스를 클립으로 끼워 고정하는 용도로 사용될 수 있다.The
하부 케이스(110b)는 그 저면에서 외측면으로 이어지는 영역에 고정되며 배터리 유닛을 차량 하부에 고정하는 적어도 하나의 맴버(600)를 더 포함할 수 있다. 이러한 맴버(600)를 통한 배터리 유닛 고정 구조는 이후 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 브라켓(115)에 고정된 냉각수 호스는 맴버(600)의 최상단 보다 높은 위치에 배치되도록 브라켓(115)의 위치가 결정될 수 있다. 이는 고정된 호스가 차량 하부 측면으로 노출되는 것을 최소화 하여 차량 외관에 관련된 차량 상품성을 고려한 것이다.The
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛에 구비된 배터리 모듈(120)의 일측면에는 배터리 모듈(120)에 포함된 배터리 셀(미도시)의 전압 또는 온도를 모니터링하고 관리하는 셀 관리 유닛(121)이 배치될 수 있다. 셀 관리 유닛(121)은 연결부 방향을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다.On the other hand, on one side of the
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은, 배터리 유닛(100)과 차량의 타 시스템과의 전기적 연결을 형성 또는 차단하는 릴레이부(130)를 더 포함할 수 있다. 릴레이부(130)는 통상 PRA(Power Relay Assembly)로 통칭되는 복수의 릴레이가 구비된 차량 부품으로서, 전동화 차량에서 차량 모터를 구동하는 전력을 저장하는 고전압 배터리와 차량 시스템과의 전기적 연결을 형성하거나 차단하는 요소이다. 운전자의 입력에 의해 차량이 턴온 되는 경우 릴레이부(130)는 배터리 유닛(100)과 차량 시스템과의 전기적 연결을 형성되도록 동작할 수 있고, 운전자 입력 또는 사고 등에 의한 제어기 판단에 따라 차량 시스템을 셧다운 시켜야 하는 경우 릴레이부(130)는 배터리 유닛(100)과 차량 시스템과의 전기적 연결을 차단시킬 수 있다.In addition, the
바람직하게, 릴레이부(130)는 배터리 수납부 중 하나에 배치될 수 있으며, 배터리 모듈(120)과 연결부(150) 사이에 배치될 수 있다.Preferably, the
전술한 바와 같이, 셀 관리 유닛(121)과 릴레이부(130)는 배터리 모듈(120)과 연결부(150) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 외부 충격 발생시 외부에서 직접 유입되는 충격으로부터 셀 관리 유닛(121)과 릴레이부(130)를 보호하고 냉각수 유출 시 냉각수 접촉을 최소화하기 위한 것이다.As described above, the
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 유닛(100)은, 배터리 유닛(100)의 전류, 전압 또는 온도를 모니터링 하고 관리하는 배터리 관리 유닛(BMS(Battery Management System)라고도 함)(132) 및 과전류 발생 시 상기 두 배터리 모듈 사이의 전기적 연결을 차단하는 퓨즈(134)를 더 포함할 수 있다. 배터리 관리 유닛(132) 및 퓨즈(134)는 배터리 수납부(140) 중 하나에 배치된 배터리 모듈(120) 상부에 배치되어 배터리 유닛(100)의 부피 증가를 최소화하는 것이 바람직하다.In addition, the
다음으로, 나머지 도면을 모두 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 언더바디를 설명한다.Next, a vehicle underbody according to an embodiment of the present invention will be described with reference to all other drawings.
도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 언더바디에 구비되는 전방 크로스 멤버 및 후방 크로스 멤버의 분해 사시도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 언더바디에 구비되는 전방 크로스 멤버 및 후방 크로스 멤버가 센터 플로어에 결합된 상태를 도시한 저면 사시도이며, 도 16 및 도 17는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 언더바디에 구비되는 전방 크로스 멤버와 시트 크로스 멤버의 결합구조를 실시예 별로 설명하기 위한 도면이다.14 is an exploded perspective view of a front cross member and a rear cross member provided on an underbody of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a front cross provided on an underbody of a vehicle according to an embodiment of the present invention. A bottom perspective view showing a state in which the member and the rear cross member are coupled to the center floor, and FIGS. 16 and 17 are a coupling structure between the front cross member and the seat cross member provided in the underbody of the vehicle according to the embodiment of the present invention. It is a drawing for explaining for each embodiment.
차량의 구동장치(300)는 엔진과 모터를 포함하는 파워 트레인(310), 및 파워 트레인(310)의 동력을 전달하는 프로펠러 샤프트(320)를 포함할 수 있다.The
파워 트레인(310)은 차량 전방에 위치한 서브 프레임(220)에 고정되게 설치되고, 프로펠러 샤프트(320)는 일단이 파워 트레인(310)과 연결되고 차량의 전후방향으로 연장되게 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 프로펠러 샤프트(320)는 배터리 유닛(100)의 연결부(150)의 설치 공간(160)에 위치하도록 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 파워 트레인(310)으로부터 차량의 후방으로 연장되는 배기관도 설치 공간(160) 내에 위치하도록 배치될 수 있다.The
당 기술 분야에 이미 공지된 바와 같이, 차량의 프로펠러 샤프트(320)는 파워 트레인(310)의 동력을 후륜(230)에 전달하기 위한 요소로서, 파워 트레인(310)에 발생한 동력은 프로펠러 샤프트(320)를 통해 후륜(230)으로 전달됨에 따라 후륜(203)은 차량 전방에 탑재된 파워 트레인(310)의 동력으로 구동될 수 있다.As is already known in the art, the
배터리 유닛(100)이 센터 플로어(210)의 하부에 설치됨에 따라 배터리 유닛(100)의 전방과 후방에 전방 크로스 멤버(400) 및 후방 크로스 멤버(500)가 각각 센터 플로어(210)의 하부에 고정되게 설치된다.As the
전방 크로스 멤버(400)와 후방 크로스 멤버(500)는 모두 차량의 측방향으로 연장되고 양단이 차량의 좌우측에 위치한 사이드실(240)에 연결되는 구조물로, 이를 통해 사이드실(240)쪽으로 로드패스(load pass)를 형성할 수 있다.Both the
또한, 전방 크로스 멤버(400)는 프론트 사이드 멤버(250)의 후단과 연결되어서 프론트 사이드 멤버(250)로 하중을 전달할 수 있는 로드패스를 형성하고, 후방 크로스 멤버(500)는 리어 사이드 멤버(260)의 전단과 연결되어서 리어 사이드 멤버(260)로 하중을 전달할 수 있는 로드패스를 형성하도록 구성될 수 있다.In addition, the
전방 크로스 멤버(400)와 후방 크로스 멤버(500)가 모두 차체 구조물(센터 플로어, 사이드실, 프론트 사이드 멤버, 리어 사이드 멤버)과 연결됨에 따라 차체 강성의 증대를 도모할 수 있게 되고, 이를 통해 차량의 R&H(Ride and Handling) 성능 및 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능의 향상을 도모할 수 있다.As both the
차량의 실외 측에서 센터 플로어(210)의 하부에 위치하도록 설치된 배터리 유닛(100)은 외곽둘레가 양측에 위치한 사이드실(240) 및 전후에 위치한 전방 크로스 멤버(400)와 후방 크로스 멤버(500)에 의해 둘러싸이는 구조로 설치되므로, 배터리 유닛(100)은 양측에 위치한 사이드실(240) 및 전후에 위치한 전방 크로스 멤버(400)와 후방 크로스 멤버(500)에 의해 설치 위치의 규제가 이루어질 수 있으며, 나아가 차량의 전후 방향 및 측방향으로부터의 충격에 대해 충분히 보호받을 수 있는 구조를 갖출 수 있게 된다.The
연결부(150)의 설치 공간(160)을 지나도록 배치된 구동장치(300)의 프로펠러 샤프트(320)는 전방 크로스 멤버(400) 또는 후방 크로스 멤버(500) 또는 배터리 유닛(100) 중 적어도 어느 하나 이상에 마운팅 되는 구조로서, 이를 통해 강건한 결합력을 갖출 수 있게 된다.The
센터 플로어(210)의 상부에는 시트 크로스 멤버(270)가 좌우방향으로 배치되도록 결합되는데, 전방 크로스 멤버(400)는 센터 플로어(210)를 사이에 두고 시트 크로스 멤버(270)와 상하로 중첩되게 배치될 수 있는 바, 시트 크로스 멤버(270)와 전방 크로스 멤버(400)의 상하 중첩구조를 통해 보다 향상된 내구성 확보가 가능하고, 이를 통해 차체 강도 및 강성을 한층 더 강화 시킬 수 있게 된다.The
다른 예로, 전방 크로스 멤버(400)는 시트 크로스 멤버(270)를 기준으로 전방 또는 후방에 배치된 상태에서 센터 플로어(210)를 사이에 두고 플랜지(271,401)를 통해 서로 연결되는 구조가 될 수도 있다.As another example, the
전방 크로스 멤버(400)와 후방 크로스 멤버(500)는 각각 2개의 사이드 파트(410,510) 및 2개의 사이드 파트(410,510)를 연결하는 연결파트(420,520)를 포함한다.The
사이드 파트(410,510)는 대략 일자모양으로 형성되면서 단면이 U모양으로 형성되고, 연결파트(420,520)는 상부로 볼록한 터널모양으로 형성되면서 단면이 사이드 파트(410,510)와 유사하게 U모양으로 형성된다.The
연결파트(420,520)는 센터 플로어(210)의 센터터널(211)속으로 삽입되는 형태로 설치된다.The connecting
사이드 파트(410,510)의 외측단은 모두 차량의 사이드실(240)에 연결되어서 측방향 로드패스를 형성하게 되고, 사이드 파트(410,510)의 내측단은 연결파트(420,520)의 양단과 중첩을 이루도록 결합되어서 강건한 결합력을 유지할 수 있도록 한다.The outer ends of the
사이드 파트(410,510)와 연결파트(420,520)는 모두 단면이 U모양으로 형성되어서 상부로 개구된 형상이고, 상부로 개구된 부위의 플랜지(411,421,511,521)가 센터 플로어(210)의 하면과 면접촉으로 결합됨에 따라, 센터 플로어(210)와 사이드실(240) 및 사이드 파트(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 강화 시킬 수 있게 된다.The
연결파트(420,520)의 양단에는 프로펠러 샤프트(320)가 결합되는 결합면(422,522)이 형성되고, 결합면(422,522)의 양측에는 사이드 파트(410,510)와 연결되는 비드(423,523)가 형성된다.At both ends of the
결합면(422,522)은 프로펠러 샤프트(320)와의 결합력 강화를 위해 평면으로 형성된 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 프로펠러 샤프트(320)의 장착면과 동일 형상의 면으로 형성되어서 서로 면접촉으로 결합될 수 있도록 한다.The coupling surfaces 422 and 522 are preferably formed in a flat plane to strengthen the coupling force with the
그리고, 연결파트(420,520)에 형성된 비드(423,523)는 사이드 파트(410,510)까지 연결되게 형성된 것으로 비드(423,523)를 통해 연결파트(420,520)와 사이드 파트(410,510)의 결합부위 강성을 한층 더 강화 시킬 수 있게 된다.In addition, the beads 423 and 523 formed on the connecting
사이드 파트(410,510)의 내부면에는 제1 보강 브라켓(430,530)이 결합되는데, 전방 크로스 멤버(400)의 사이드 파트(410)에 결합된 제1 보강 브라켓(430)은 후술하는 종방향 멤버(700)의 전방단과 결합되고, 후방 크로스 멤버(500)의 사이드 파트(510)에 결합된 제2 보강 브라켓(530)은 후술하는 종방향 멤버(700)의 전방단과 결합된다.First reinforcing
전방 크로스 멤버(400)와 종방향 멤버(700)의 결합부 및 후방 크로스 멤버(500)와 종방향 멤버(700)의 결합부에 각각 제1보강브라켓(430,530)이 결합됨에 따라 결합부위의 강성을 한층 더 강화 시킬 수 있게 된다.As the first reinforcing
연결파트(420,520)에서 프로펠러 샤프트(320)가 결합되는 결합면(422,522)에는 결합부위의 강성을 강화 시키기 위한 제2 보강 브라켓(440,540)이 결합된다.
차량의 실외 측에서 센터 플로어(210)의 하부에 위치하도록 설치된 배터리 유닛(100)은 다수개의 횡방향 멤버(600) 및 복수개의 종방향 멤버(700)에 의해 하부가 지지되고, 또한 차체구조물과 연결된 구조를 갖추고 있다.The
즉, 배터리 유닛(100)에서 배터리 수납부(140)의 하면에는 좌우방향으로 연장되고 전후방향으로 이격된 횡방향 멤버(600)가 다수개 결합되고, 또한 배터리 수납부(140)의 하면에는 전후방향으로 연장된 종방향 멤버(700)가 배터리 수납부(140)마다 1개씩 위치하도록 결합되며, 또한 연결부(150)속에 만입되고 설치 공간(160)을 따라 전후방향으로 연장되게 결합된 연결부 보강 부재(800)를 더 포함한다.That is, in the
횡방향 멤버(600)는 종방향 멤버(700)를 가로질러서 설치될 수 있고, 이럴 경우 횡방향 멤버(600)의 일단은 차량의 사이드실(240)에 연결되고 횡방향 멤버(600)의 타단은 연결부 보강부재(800)에 연결되어 측방향 로드패스를 형성하게 된다.The
또한, 횡방향 멤버(600)는 종방향 멤버(700)와 연결됨에 따라 전후 방향 로드패스도 형성할 수 있게 된다.In addition, as the
다른 예로, 종방향 멤버(700)의 좌우측에 횡방향 멤버(600)가 각각 위치해서 종방향 멤버(700)의 좌우측에 횡방향 멤버(600)의 일단이 각각 연결되고, 종방향 멤버(700)와 연결되지 않은 횡방향 멤버(600)의 타단은 사이드실(240) 및 연결부 보강부재(800)와 연결된 구조가 될 수 있다.As another example, the
이러한 구조는 횡방향 멤버(600)와 종방향 멤버(700)가 상하로 중첩되지 않는 구조로 멤버의 상하높이를 축소할 수 있는 장점이 있다.This structure has the advantage of reducing the vertical height of the member in a structure in which the
차량의 좌우측에 위치한 사이드실(240)은 종방향 단면이 상면(241)과 하면(242) 및 측면(243)을 포함하도록 구성되고, 센터 플로어(210)의 좌우단은 사이드실(240)의 측면(243)에 연결되며, 이로 인해 센터 플로어(210)의 아래쪽에는 센터 플로어(210)의 하면과 사이드실(240)의 측면(243)에 의해 아래로 개구된 수용공간(290)이 형성된다.The
수용공간(290)속에 배터리 유닛(100)의 배터리 수납부(140)가 위치하도록 설치되는 바, 배터리 수납부(140)의 상부는 수용공간(290)에 수용되고, 배터리 수납부(140)의 하부는 사이드실(240)의 하방으로 돌출되도록 설치된다.It is installed so that the
이와 같은 배터리 수납부(140)의 설치구조를 통해 센터 플로어(210)를 최대한 지면과 가깝도록 아래로 하강시킬 수 있게 됨에 따라 충분한 실내공간의 확보가 가능하고, 또한 배터리 수납부(140)의 상단 대부분을 수용공간(290)속에 위치시킬 수 있게 됨에 따라 노면과 배터리 수납부(140)사이의 간격을 충분히 이격시킬 수 있게 된다.As the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 여러 실시형태에 따른 차량의 배터리 유닛과 이를 포함하는 차량의 언더바디는, 전동화 차량에 탑재되는 배터리 유닛(100)이 실외 측에서 차량의 센터 플로어(210)의 하부에 고정되도록 설치된 구조로서, 이를 통해 트렁크 공간의 활용을 극대화할 수 있게 됨에 따라 상품성에 유리한 장점이 있다.As described above, in the battery unit of a vehicle according to various embodiments of the present invention and the underbody of a vehicle including the same, the
또한 본 발명에 따른 여러 실시형태에 따른 차량의 배터리 유닛과 이를 포함하는 차량의 언더바디는, 배터리 유닛(100)이 센터 플로어(210)의 하부에 설치된 구조에서 차량의 구동장치(300)를 구성하는 프로펠러 샤프트(320)가 연결부(150)의 설치 공간(160)을 통해 양측의 배터리 수납부(140) 사이를 지나 파워 트레인(310)의 동력을 후륜(230)으로 전달할 수 있도록 구성으로, 별도의 후륜 구동용 모터를 사용하지 않음에 따라 비용과 중량 및 연비에 유리한 장점이 있다.In addition, the battery unit of the vehicle and the underbody of the vehicle including the same according to various embodiments of the present invention constitute the
또한, 본 발명에 따른 여러 실시형태에 따른 차량의 배터리 유닛과 이를 포함하는 차량의 언더바디는, 센터 플로어(210)의 하부에 설치된 배터리 유닛(100)이 횡방향 멤버(600)와 종방향 멤버(700) 및 전방 크로스 멤버(400)와 후방 크로스 멤버(500) 등을 통해 사이드실(240)과 프론트 사이드 멤버(250) 및 리어 사이드 멤버(260) 등의 차체구조물과 연결됨으로써 차체 강성을 증대 시켜 차량의 R&H(Ride & Handling)성능 및 NVH(Noise Vibration Harshness)성능 향상을 도모할 수 있다.In addition, the battery unit of the vehicle and the underbody of the vehicle including the same according to various embodiments of the present invention, the
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 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.Although the present invention has been shown and described with reference to specific embodiments, it is common in the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention as provided by the following claims. It will be obvious to those who have the knowledge of
100: 배터리 유닛
110a: 상부 배터리 케이스
110b: 하부 배터리 케이스
111: 유입구
112: 배출구
115: 브라켓
117: 호스 고정부
120: 배터리 모듈
125: 냉각 블록
127: 내부 호스
130: 릴레이부
132: 배터리 관리 시스템
134: 퓨즈
140: 배터리 수납부
150: 연결부
160: 설치 공간
171: 제1 호스
172: 제2 호스
180: 연결 패치
181: 스터드
190, 191, 192: 냉각수 호스
210: 센터 플로어
211: 센터터널
220: 서브 프레임
230: 후륜
240: 사이드실
250: 프론트 사이드 멤버
260: 리어 사이드 멤버
270: 시트 크로스 멤버
271,401: 플랜지
280: 폐공간
290: 수용공간
300: 구동장치
310: 파워 트레인
320: 프로펠러 샤프트
400: 전방 크로스 멤버
410,510: 사이드 파트
420,520: 연결파트
411,421,511,521: 플랜지
422,522: 결합면
423,523: 비드
430,530: 제1 보강 브라켓
440,540: 제2 보강 브라켓
500: 후방 크로스 멤버
600: 횡방향 멤버
700: 종방향 멤버
800: 연결부 보강부재100:
110b: lower battery case 111: inlet
112: outlet 115: bracket
117: hose fixing unit 120: battery module
125: cooling block 127: inner hose
130: relay unit 132: battery management system
134: fuse 140: battery compartment
150: connection 160: installation space
171: first hose 172: second hose
180: connection patch 181: stud
190, 191, 192: coolant hose
210: center floor 211: center tunnel
220: sub frame 230: rear wheel
240: side sill 250: front side member
260: rear side member 270: seat cross member
271,401: flange 280: closed space
290: accommodation space 300: driving device
310: power train 320: propeller shaft
400:
420,520: connecting part 411,421,511,521: flange
422,522: coupling surface 423,523: bead
430,530: first reinforcement bracket 440,540: second reinforcement bracket
500: rear cross member 600: transverse member
700: longitudinal member 800: connection part reinforcement member
Claims (20)
상기 두 개의 배터리 수납부에 각각 설치된 배터리 모듈;
상기 배터리 모듈 하부에 배치되며, 냉각수를 제공 받고 배출하여 각 배터리 모듈을 냉각 시키는 냉각 블록; 및
상기 하부 케이스 상부에 설치되며, 상기 냉각 블록으로 공급되는 냉각수를 공급하는 냉각수 유입구 및 상기 냉각 블록으로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구가 형성된 상부 케이스;
를 포함하는 차량의 배터리 유닛.a lower case having two battery accommodating parts respectively disposed in the lateral direction of the vehicle and a connection part convexly bent upwardly between the two battery accommodating parts;
battery modules respectively installed in the two battery compartments;
a cooling block disposed under the battery module to receive and discharge cooling water to cool each battery module; and
an upper case installed above the lower case and having a cooling water inlet for supplying the cooling water supplied to the cooling block and a cooling water outlet through which the cooling water is discharged from the cooling block;
A vehicle battery unit comprising a.
상기 냉각수 유입구는 상기 배터리 수납부에 대응되는 영역에 각각 하나씩 형성되며, 상기 냉각수 배출구는 상기 배터리 수납부에 대응되는 영역에 각각 하나씩 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.The method according to claim 1,
The battery unit of a vehicle, wherein the coolant inlet is formed one at a time in an area corresponding to the battery receiving unit, and the cooling water outlet is respectively formed at an area corresponding to the battery receiving unit.
상기 상부 케이스에 형성된 냉각수 유입구와 연결된 제1 호스 및 상기 상부 케이스에 형성된 냉각수 배출구와 연결된 제2 호스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.The method according to claim 1,
and a first hose connected to the coolant inlet formed in the upper case and a second hose connected to the coolant outlet formed in the upper case.
상기 하부 케이스는, 상기 상부 케이스가 커버하는 영역 외부에 상기 제1 호스 및 상기 제2 호스의 일단이 고정되는 호스 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.4. The method according to claim 3,
The lower case may further include a hose fixing part to which ends of the first hose and the second hose are fixed outside the area covered by the upper case.
상기 호스 고정부에서 상기 제1 호스는 차량 내 타 부품으로부터 냉각된 냉각수가 유입되는 냉각수 유입 호스와 연결되고, 상기 제2 호스는 차량 내 타 부품으로 냉각수가 배출되는 냉각수 배출 호스와 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.5. The method according to claim 4,
In the hose fixing unit, the first hose is connected to a coolant inlet hose through which coolant cooled from other parts in the vehicle flows in, and the second hose is connected to a coolant outlet hose through which coolant is discharged to other parts in the vehicle. the vehicle's battery unit.
상기 하부 케이스는 그 외측면에 냉각수가 흐르는 호스를 고정하기 위한 적어도 하나의 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.The method according to claim 1,
The battery unit of the vehicle according to claim 1, wherein the lower case includes at least one bracket for fixing a hose through which coolant flows to an outer surface thereof.
상기 하부 케이스의 저면에서 외측면으로 이어지는 영역에 고정되며 상기 배터리 유닛을 상기 차량 하부에 고정하는 적어도 하나의 맴버를 더 포함하며, 상기 브라켓에 고정된 호스는 상기 맴버의 최상단 보다 높은 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.7. The method of claim 6,
and at least one member fixed to an area extending from the bottom surface to the outer surface of the lower case and fixing the battery unit to the lower part of the vehicle, wherein the hose fixed to the bracket is disposed at a position higher than the uppermost end of the member A vehicle battery unit, characterized in that.
상기 배터리 모듈의 일측면에는 상기 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 전압 또는 온도를 모니터링하고 관리하는 셀 관리 유닛이 배치되며, 상기 배터리 모듈은 상기 셀 관리 유닛이 상기 연결부 방향을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.The method according to claim 1,
A cell management unit for monitoring and managing a voltage or temperature of a battery cell included in the battery module is disposed on one side of the battery module, and the battery module is disposed such that the cell management unit faces the connection part A vehicle's battery unit.
상기 배터리 수납부 중 하나에 배치된 배터리 모듈과 상기 연결부 사이에 배치되며, 상기 배터리 유닛과 상기 차량의 타 시스템과의 전기적 연결을 형성 또는 차단하는 릴레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.The method according to claim 1,
The battery unit of the vehicle, which is disposed between the battery module disposed in one of the battery housing units and the connection unit, and further comprises a relay unit configured to form or block an electrical connection between the battery unit and another system of the vehicle. .
상기 배터리 유닛의 전류, 전압 또는 온도를 모니터링 하고 관리하는 배터리 관리 유닛 및 과전류 발생 시 상기 두 배터리 모듈 사이의 전기적 연결을 차단하는 퓨즈를 더 포함하며, 상기 배터리 관리 유닛 및 상기 퓨즈는 상기 배터리 수납부 중 하나에 배치된 배터리 모듈 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 유닛.The method according to claim 1,
The battery management unit further includes a battery management unit for monitoring and managing the current, voltage or temperature of the battery unit, and a fuse for cutting off an electrical connection between the two battery modules when an overcurrent occurs, wherein the battery management unit and the fuse include the battery housing A battery unit of a vehicle, characterized in that it is disposed above the battery module disposed on one of them.
상기 센터 플로어의 하부에 배치되며, 차량의 측방향으로 각각 배치된 두 개의 배터리 수납부 및 상기 두 개의 배터리 수납부 사이에 상부로 볼록하게 절곡된 연결부를 가지며 상기 연결부 하부의 상기 두 개의 배터리 수납부 사이에 설치 공간을 형성하는 하부 케이스와, 상기 두 개의 배터리 수납부에 각각 설치된 배터리 모듈과, 상기 배터리 모듈 하부에 배치되며 냉각수를 제공 받고 배출하여 각 배터리 모듈을 냉각 시키는 냉각 블록과, 상기 하부 케이스 상부에 설치되며, 상기 냉각 블록으로 공급되는 냉각수를 공급하는 냉각수 유입구 및 상기 냉각 블록으로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구가 형성된 상부 케이스를 갖는 배터리 유닛을 포함하며,
상기 설치 공간에 상기 차량의 프로펠러 샤프트가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.the center floor of the vehicle; and
It is disposed under the center floor and has two battery accommodating parts respectively arranged in the lateral direction of the vehicle and a connection part convexly bent upward between the two battery accommodating parts, and the two battery accommodating parts under the connection part A lower case forming an installation space therebetween, each battery module installed in the two battery receiving units, a cooling block disposed under the battery module to receive and discharge cooling water to cool each battery module, and the lower case It is installed on the upper part and includes a battery unit having an upper case in which a coolant inlet for supplying coolant supplied to the cooling block and a coolant outlet for discharging coolant from the cooling block are formed,
The underbody of the vehicle, characterized in that the propeller shaft of the vehicle is disposed in the installation space.
상기 냉각수 유입구는 상기 배터리 수납부에 대응되는 영역에 각각 하나씩 형성되며, 상기 냉각수 배출구는 상기 배터리 수납부에 대응되는 영역에 각각 하나씩 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.12. The method of claim 11,
The underbody of the vehicle according to claim 1, wherein the coolant inlet is formed one at a time in an area corresponding to the battery receiving unit, and the cooling water outlet is formed in an area corresponding to the battery receiving unit, respectively.
상기 상부 케이스에 형성된 냉각수 유입구와 연결된 제1 호스 및 상기 상부 케이스에 형성된 냉각수 배출구와 연결된 제2 호스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.The method according to claim 11, The battery unit,
The underbody of the vehicle according to claim 1, further comprising: a first hose connected to the coolant inlet formed in the upper case and a second hose connected to the coolant outlet formed in the upper case.
상기 하부 케이스는, 상기 상부 케이스가 커버하는 영역 외부에 상기 제1 호스 및 상기 제2 호스의 일단이 고정되는 호스 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.14. The method of claim 13,
The lower case may further include a hose fixing part to which ends of the first hose and the second hose are fixed outside the area covered by the upper case.
상기 호스 고정부에서 상기 제1 호스는 차량 내 타 부품으로부터 냉각된 냉각수가 유입되는 냉각수 유입 호스와 연결되고, 상기 제2 호스는 차량 내 타 부품으로 냉각수가 배출되는 냉각수 배출 호스와 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.15. The method of claim 14,
In the hose fixing unit, the first hose is connected to a coolant inlet hose through which coolant cooled from other parts in the vehicle flows in, and the second hose is connected to a coolant outlet hose through which coolant is discharged to other parts in the vehicle. the underbody of the vehicle.
상기 하부 케이스는 그 외측면에 냉각수가 흐르는 호스를 고정하기 위한 적어도 하나의 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.12. The method of claim 11,
The underbody of the vehicle according to claim 1, wherein the lower case includes at least one bracket for fixing a hose through which coolant flows to an outer surface thereof.
상기 배터리 유닛은, 상기 하부 케이스의 저면에서 외측면으로 이어지는 영역에 고정되며 상기 배터리 유닛을 상기 차량 하부에 고정하는 적어도 하나의 맴버를 더 포함하며, 상기 브라켓에 고정된 호스는 상기 맴버의 최상단 보다 높은 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.17. The method of claim 16,
The battery unit may further include at least one member fixed to an area extending from the bottom surface to the outer surface of the lower case and fixing the battery unit to the lower part of the vehicle, wherein the hose fixed to the bracket is higher than the uppermost end of the member. The underbody of a vehicle, characterized in that it is disposed in a high position.
상기 배터리 모듈의 일측면에는 상기 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 전압 또는 온도를 모니터링하고 관리하는 셀 관리 유닛이 배치되며, 상기 배터리 모듈은 상기 셀 관리 유닛이 상기 연결부 방향을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.12. The method of claim 11,
A cell management unit for monitoring and managing a voltage or temperature of a battery cell included in the battery module is disposed on one side of the battery module, and the battery module is disposed such that the cell management unit faces the connection part The underbody of a vehicle with
상기 배터리 유닛은, 상기 배터리 수납부 중 하나에 배치된 배터리 모듈과 상기 연결부 사이에 배치되며, 상기 배터리 유닛과 상기 차량의 타 시스템과의 전기적 연결을 형성 또는 차단하는 릴레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.12. The method of claim 11,
The battery unit may further include a relay unit disposed between a battery module disposed in one of the battery housing units and the connection unit, and configured to form or block an electrical connection between the battery unit and another system of the vehicle. the underbody of the vehicle.
상기 배터리 유닛은, 상기 배터리 유닛의 전류, 전압 또는 온도를 모니터링 하고 관리하는 배터리 관리 유닛 및 과전류 발생 시 상기 두 배터리 모듈 사이의 전기적 연결을 차단하는 퓨즈를 더 포함하며, 상기 배터리 관리 유닛 및 상기 퓨즈는 상기 배터리 수납부 중 하나에 배치된 배터리 모듈 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 언더바디.
12. The method of claim 11,
The battery unit further includes a battery management unit that monitors and manages a current, voltage or temperature of the battery unit, and a fuse that blocks an electrical connection between the two battery modules when an overcurrent occurs, wherein the battery management unit and the fuse is disposed above the battery module disposed in one of the battery receiving units.
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