KR20220085190A - 소형 전기 자동차용 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 전기 자동차용 프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 부 구성이 원형파이프로 이루어져 제작공정이 단축되고, 중량이 절감되는 소형 전기 자동차용 프레임에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사각 형상으로 형성되어 내부에 배터리케이스가 수납되는 메인프레임, 상기 메인프레임의 전방에 결합 설치되는 전방프레임과, 상기 메인프레임의 후방에 결합 설치되는 후방프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소형 전기 자동차용 프레임 {Frame for electric cars}

본 발명은 소형 전기 자동차용 프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 부 구성이 원형파이프로 이루어져 제작공정이 단축되고, 중량이 절감되는 소형 전기 자동차용 프레임에 관한 것이다.

종래의 화석연료를 대신하여 환경에 무해한 전기를 동력으로 사용하는 전기자동차는 배터리 기술뿐만 아니라 경량화 측면에서도 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

전기자동차의 경량화에 가장 중요한 핵심은 프레임을 구성하는 소재에 있다고 하여도 과언이 아닌데, 기존의 전기자동차용 프레임은 주로 알루미늄 합금 소재를 가공하여 제작되는 것이 일반적이다.

그러나, 알루미늄 합금 소재는 스틸 소재에 비해 중량은 가벼워도 높은 강성을 부여하기에는 한계가 있다.

이에, 종전의 자동차 차체 기술을 적용하여서는 차량 중량 조건을 만족하기 어려운 바, 최근에는 전기 자동차의 차체 골격을 이루는 프레임의 소재로 경량 소재인 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 등을 적용하여 경량화와 강성 확보를 통해 주행거리에 가장 큰 영향을 주는 무게를 절감하여 한 번의 충전으로 높은 주행거리를 운행할 수 있도록 하는 연구 개발이 지속적으로 추진되고 있다.

또한, 전기 자동차는 일반 내연기관 자동차와는 달리, 고용량의 배터리 팩이 적재되는 바, 이러한 배터리 팩의 수납을 위한 프레임의 구조 개선에 대한 연구 개발도 활발하게 진행되고 있다.

이외에도, 전기 자동차용 프레임은 자동차 주행을 위한 필수적인 섀시(Chassis) 부품인 모터와 인버터 등의 동력전달장치, 조향장치, 현가장치, 제동장치 등이 조립되어야 함으로, 구조적 강성이 충분히 고려되어 설계되어야 한다.

이에, 최근 환경차 개발의 요구에 부흥하여 초소형 전기 자동차에 대한 관심이 늘어나는 추세에 따라 경량이면서도 구조적 강성이 우수하고, 배터리 팩의 수납과 섀시 부품 등의 조립성을 고려한 전기 자동차용 프레임의 개발이 요구되고 있다.

이러한 종래기술로 등록특허 제10-2166193호에는 전기 자동차용 프레임이 게재되어 있는데, 그 구성은 내부에 보강 리브를 갖는 직사각형의 알루미늄 압출관재를 사각으로 연결하여 내부에 배터리 수납부를 형성하는 배터리 프레임; 내부에 보강 리브를 갖는 직사각형의 알루미늄 압출관재로 이루어지는 프론트 사이드 멤버를 상기 배터리 프레임의 전방 양측에 프론트 연결 멤버를 통하여 전방을 향하도록 연결하고, 상기 배터리 프레임의 전방 하부에 프론트 서브프레임을 연결하여 이루어지는 전방 프레임; 및 내부에 보강 리브를 갖는 직사각형의 알루미늄 압출관재로 이루어지는 리어 사이드 멤버를 상기 배터리 프레임의 후방 양측에 리어 연결 멤버를 통하여 후방을 향하도록 연결하고, 상기 배터리 프레임의 후방 하부에 리어 서브 프레임을 연결하여 이루어지는 후방 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하지만, 종래의 전기 자동차용 프레임은 각 구성이 사각프레임으로 이루어져 제작기간이 오래 걸리고, 접착제 등에 의해 결합되어 획기적인 중량 절감이 어려운 문제점이 있었다.

등록특허 제10-2166193호 등록특허 제10-2132719호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각 부 구성이 원형파이프로 이루어져 제작공정이 단축되고, 중량이 절감되는 소형 전기 자동차용 프레임을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 각 부 구성이 모듈화되어 제작공정이 단축되는 소형 전기 자동차용 프레임을 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 사각 형상으로 형성되어 내부에 배터리케이스가 수납되는 메인프레임, 상기 메인프레임의 전방에 결합 설치되는 전방프레임과, 상기 메인프레임의 후방에 결합 설치되는 후방프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 메인프레임, 전방프레임 및 후방프레임의 상부면을 커버하도록 설치되는 어퍼커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전방프레임은 "ㄷ"형상으로 절곡 형성되고, 일측에는 상기 메인프레임에 결합하기 위한 제1연장부가 연장 형성되고, 상기 제1연장부의 사이에는 제1보강리브가 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 메인프레임의 전방에는 상기 전방프레임의 제1연장부가 삽입 결합되는 제1결합부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후방프레임은 "ㄷ"형상으로 절곡 형성되고, 일측에는 상기 메인프레임에 결합하기 위한 제2연장부가 연장 형성되고, 상기 제2연장부의 사이에는 제2보강리브가 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 메인프레임의 후방에는 상기 후방프레임의 제2연장부가 삽입 결합되는 제2결합부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 각 부 구성이 원형파이프로 이루어져 제작공정이 단축되고, 중량이 절감되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 각 부 구성이 모듈화되어 제작공정이 단축되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소형 전기 자동차용 프레임을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 소형 전기 자동차용 프레임을 도시한 분리사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 소형 전기 자동차용 프레임의 어퍼 커버의 결합 구조를 도시한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 소형 전기 자동차용 프레임을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소형 전기 자동차용 프레임을 도시한 분리사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 소형 전기 자동차용 프레임의 어퍼 커버의 결합 구조를 도시한 도면이다.

본 발명은 각 부 구성이 원형파이프로 이루어져 제작공정이 단축되고, 중량이 절감되는 소형 전기 자동차용 프레임(100)에 관한 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 그 구성은 메인프레임(110), 상기 메인프레임(110)의 전방에 결합 설치되는 전방프레임(120) 및 상기 메인프레임(110)의 후방에 결합 설치되는 후방프레임(130)을 포함한다.

보다 상세히 설명하면, 상기 메인프레임(110)은 원형파이프가 사각 형상을 이루도록 형성되어 내부에 배터리케이스(10)가 구비된다.

또한, 상기 전방프레임(120)은 전방차륜의 현가장치 등이 설치되는 것으로, 원형파이프가 "ㄷ"형상으로 절곡 형성되고, 일측에는 상기 메인프레임(110)에 결합하기 위한 제1연장부(122)가 연장 형성된다.

그리고, 상기 제1연장부(122)의 사이에는 제1보강리브(124)가 구비되어 전방프레임(120)의 강도를 보다 견고하게 유지할 수 있도록 한다.

이때, 상기 메인프레임(110)의 전방에는 상기 전방프레임(120)의 제1연장부(122)가 삽입 결합되는 제1결합부(112)가 형성된다.

한편, 상기 후방프레임(130)은 후방차륜의 현가장치 등이 설치되는 것으로, 원형파이프가 "ㄷ"형상으로 절곡 형성되고, 일측에는 상기 메인프레임(110)에 결합하기 위한 제2연장부(132)가 연장 형성된다.

또한, 상기 제2연장부(132)의 사이에는 제2보강리브(134)가 구비되어 전방프레임(120)의 강도를 보다 견고하게 유지할 수 있도록 한다.

이때, 상기 메인프레임(110)의 후방에는 상기 후방프레임(130)의 제2연장부(132)가 삽입 결합되는 제2결합부(114)가 형성된다.

상기와 같은 구성에 의해 상기 메인프레임(110), 전방프레임(120) 및 후방프레임(130)은 원형파이프로 이루어져 제작이 용이하여 제작기간이 단축되고, 중량이 감소하는 효과가 있다.

즉, 종래의 전기 자동차용 프레임에 의하면, 프레임을 일자형의 사각파이프를 서로 용접에 의해 연결 결합하여 사각형상 등으로 제작하게 되는데, 이때 용접이 각 모서리에 이루어지게 되어 중량 감소가 어려웠던 문제점이 있었던 것인데 비해, 본 발명에 따른 소형 전기자동차용 프레임(100)은 메인프레임(110), 전방프레임(120) 및 후방프레임(130)을 모두 중공(中空)의 원형파이프를 이용하여 사각파이프에 비해 기본적으로 중량이 감소하게 되며, 원형파이프를 일정 형상이 되도록 절곡 형성하여 제작함으로써 제작이 용이하여 제작기간이 단축되고, 중량도 감소하는 효과가 있는 것이다.

또한, 종래에는 메인프레임, 전방프레임, 후방프레임을 모두 일체가 되도록 용접에 의해 제작하여 구성이 복잡하고, 제작이 어려운 문제점이 있었던 것인데 비해, 본 발명에 따른 소형 전기자동차용 프레임(100)은 메인프레임(110), 전방프레임(120) 및 후방프레임(130)을 각각의 모듈로 제작함으로써 조립 구성에 의해 결합되도록 하여 제작이 더욱 용이한 효과가 있는 것이다.

한편, 상기 메인프레임(110), 전방프레임(120) 및 후방프레임(130)에 배터리케이스(10), 전,후방 전원분배장치(20,30)를 설치하기 위한 어퍼커버(140)가 더 구비된다.

여기서, 상기 배터리케이스(10)는 박스 형상으로 형성되어 내부에 배터리가 구비되는 구성이고, 상기 전,후방 전원분배장치(20,30)는 각각 전방차륜 및 후방차륜으로 상기 배터리케이스(10)에 구비된 배터리로부터 전원을 분배하여 각 전방차륜 및 후방차륜에 내장된 모터로 공급하는 역할을 하는 것이다.

이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 전방프레임(120) 또는 후방프레임(130)과 어퍼커버(140) 및 전,후방 전원분배장치(20,30)를 고정하기 위한 제1브라켓(152)은 "ㄷ" 형상으로 형성되어 상부는 상기 어퍼커버(140)의 상부면에 안착되고, 하부는 상기 전,후방 전원분배장치(20,30)의 측부에 형성된 설치부(22,32)에 고정볼트 등에 의해 결합되어 어퍼커버(140)를 고정 설치하게 된다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 메인프레임(110)과 어퍼커버(140) 및 배터리케이스(10)를 고정하기 위한 제2브라켓(154)은 "ㄷ" 형상으로 형성되어 상부는 상기 어퍼커버(140)의 상부면에 안착되고, 하부는 상기 배터리케이스(10)의 하부 및 측부를 커버하도록 구비되는 안착부재(12)에 고정볼트 등에 의해 결합되어 어퍼커버(140)를 고정 설치하게 된다.

따라서, 전술한 바와 같은 소형 전기 자동차용 프레임(100)에 의하면, 각 부 구성이 원형파이프로 이루어지고, 각 부 구성이 모듈화되어 제작공정이 단축되고, 중량이 절감되는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

본 발명은 소형 전기 자동차용 프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 부 구성이 원형파이프로 이루어져 제작공정이 단축되고, 중량이 절감되는 소형 전기 자동차용 프레임에 관한 것이다.

10: 배터리케이스
100: 소형 전기 자동차용 프레임
110: 메인프레임
120: 전방프레임
130: 후방프레임
140: 어퍼커버

Claims (6)

1. 사각 형상으로 형성되어 내부에 배터리케이스가 수납되는 메인프레임과,
   상기 메인프레임의 전방에 결합 설치되는 전방프레임과,
   상기 메인프레임의 후방에 결합 설치되는 후방프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 전기 자동차용 프레임.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 메인프레임, 전방프레임 및 후방프레임의 상부면을 커버하도록 설치되는 어퍼커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 전기 자동차용 프레임.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 전방프레임은 "ㄷ"형상으로 절곡 형성되고, 일측에는 상기 메인프레임에 결합하기 위한 제1연장부가 연장 형성되고,
   상기 제1연장부의 사이에는 제1보강리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 전기 자동차용 프레임.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 메인프레임의 전방에는 상기 전방프레임의 제1연장부가 삽입 결합되는 제1결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 전기 자동차용 프레임.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 후방프레임은 "ㄷ"형상으로 절곡 형성되고, 일측에는 상기 메인프레임에 결합하기 위한 제2연장부가 연장 형성되고,
   상기 제2연장부의 사이에는 제2보강리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 전기 자동차용 프레임.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 메인프레임의 후방에는 상기 후방프레임의 제2연장부가 삽입 결합되는 제2결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 전기 자동차용 프레임.
   

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