KR20220089063A

KR20220089063A - 전기 자동차용 배터리 하우징

Info

Publication number: KR20220089063A
Application number: KR1020200179344A
Authority: KR
Inventors: 김재균; 박병학
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2022-06-28
Also published as: KR102547563B1

Abstract

전기 자동차용 배터리 하우징이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징은 차체의 플로어 패널의 하부에 설치되어 복수개의 배터리 모듈을 수납하는 전기 자동차용 배터리 하우징에 있어서, 상기 배터리 하우징의 내부에서, 차체길이방향 또는 차폭방향으로 복수개의 격벽이 배치되어 내부공간을 구획하고, 구획된 공간에 상기 배터리 모듈을 수납하되, 상기 격벽은 상기 배터리 하우징의 높이에 대응하는 높이로 이루어지며, 사각단면을 가지고, 상면 상에 장착된 복수개의 너트관을 통해 커버와 체결되는 수직 격벽, 및 상기 수직 격벽의 하측에 배치되어 상기 수직 격벽과의 연결을 통해 폐단면을 이루며, 상기 배터리 하우징의 바닥면에 접합되는 수평 격벽을 포함한다.

Description

전기 자동차용 배터리 하우징{BATTERY HOUSING FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기 자동차용 배터리 하우징에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 공정으로 제조할 수 있는 전기 자동차용 배터리 하우징에 관한 것이다.

최근 환경오염 문제 및 대체 에너지 개발에 대한 노력으로 전기 자동차의 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

일반적으로, 전기 자동차에는 차량을 구동시키기 위한 전기모터와, 상기 전기모터에 전력을 공급하는 고전압 배터리가 탑재되어 있다.

상기 배터리는 전기모터를 구동시키는 에너지원으로 인버터를 통해 전기모터에 전력을 공급할 수 있다.

이러한 배터리는 충전 및 방전 가능한 이차 전지로서, 배터리 팩의 형태로 배터리 케이스 조립체에 수용되어 차체에 탑재되는데, 상기 배터리 팩은 필요 전력을 얻기 위해 다수 개의 셀들로 이루어진 복수개의 배터리 모듈들이 직렬로 연결된 구조로 이루어진다.

상기 배터리 케이스 조립체는 배터리 팩을 내부에 수용하는 배터리 케이스에 의해 보호되는데, 상기 배터리 케이스는 상기 배터리 팩을 보호하기 위하여 높은 강성을 요구하며, 사고 시, 충격으로부터 배터리 셀을 보호해야 한다.

상기 배터리 케이스는 차체 경량화를 위해 중량의 절감이 필요하고, 높은 강성이 요구하므로 설계에 있어서 어려움이 있다.

종래 기술에 따른 배터리 케이스는 단면계수가 높은 박스 형태로 설계되고 있으며, 이를 완제품으로 적용하기 위하여는 여러 종류의 브라켓을 적용하여 용접을 진행한다.

이에 따라, 종래 기술에 따른 배터리 케이스는 각 부품을 별로 제작한 후, 접합 공정이 별도로 분리됨으로써, 공정수가 많아지는 단점이 있다.

이에 따라, 종래 기술에 따른 배터리 케이스는 제조하기 위한 인건비가 상승하며, 공정비 등이 추가되어 결과적으로 부품비가 상승하는 한계점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 롤 포밍 성형방법을 통해 성형된 수직 격벽과 수평 격벽을 조립한 후, 배터리 하우징의 내부에 용접접합함으로써, 제조공정이 간단하여 공정속도를 향상시킬 수 있는 전기 자동차용 배터리 하우징을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차체의 플로어 패널의 하부에 설치되어 복수개의 배터리 모듈을 수납하는 전기 자동차용 배터리 하우징에 있어서, 상기 배터리 하우징의 내부에서, 차체길이방향 또는 차폭방향으로 복수개의 격벽이 배치되어 내부공간을 구획하고, 구획된 공간에 상기 배터리 모듈을 수납하되, 상기 격벽은 상기 배터리 하우징의 높이에 대응하는 높이로 이루어지며, 사각단면을 가지고, 상면 상에 장착된 복수개의 너트관을 통해 커버와 체결되는 수직 격벽, 및 상기 수직 격벽의 하측에 배치되어 상기 수직 격벽과의 연결을 통해 폐단면을 이루며, 상기 배터리 하우징의 바닥면에 접합되는 수평 격벽을 포함하는 전기 자동차용 배터리 하우징을 제공할 수 있다.

또한, 상기 수직 격벽과 수평 격벽은 하나의 판재를 각각 롤 포밍 성형방법을 통해 일정형상으로 성형할 수 있다.

또한, 상기 수직 격벽은 하단부가 개방되고, 하측 양단부에 길이방향을 따라 형성되는 양측 플랜지를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평 격벽은 상기 수직 격벽의 개방된 하단부에 일정구간 삽입되도록 중앙 돌출부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 수평 격벽은 상기 수직 격벽의 하부에 배치되고, 상기 양측 플랜지의 하면과 상면을 감싸면서 상기 수평 격벽과 연결될 수 있다.

또한, 상기 수평 격벽은 상기 양측 플랜지의 상면과의 사이에 길이방향을 따라 실러가 개재되어 접합될 수 있다.

또한, 상기 수직 격벽과 수평 격벽에는 도포된 상기 실러를 따라 상측으로 돌출 형성된 비드가 동시에 성형될 수 있다.

또한, 상기 비드는 가열과 동시에, 롤 포밍 성형방법을 통해 성형될 수 있다.

또한, 상기 격벽은 상기 양측 플랜지를 통해 상기 배터리 하우징의 바닥면에 용접접합될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징은 롤 포밍 성형방법을 통해 성형된 수직 격벽과 수평 격벽을 조립한 후, 배터리 하우징의 내부에 용접접합함으로써, 제조공정이 간단하여 공정속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징은 접합부를 최소화하여 부품수를 감소시키면서도, 강성을 확보할 수 있는 효과도 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 배터리 하우징에 적용되는 격벽의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징(1)은 전기 자동차에 적용되는 전기모터에 전력을 공급하기 위한 복수개의 배터리 모듈(7)을 수납하기 위한 것이다.

상기 배터리 하우징(1)은 격벽(10)을 통해 상기 배터리 모듈(7)의 사이즈에 맞게 내부공간(3)이 구획된다.

이러한 격벽(10)은 상기 배터리 하우징(1)의 내부에서, 차체길이방향 또는 차폭방향으로 복수개 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 탕 업계에서 통상적으로 사용하는 차체길이방향, 차폭방향, 및 차고방향을 기준방향으로 설정한다.

더불어, 본 발명의 실시 예에서는 상기 격벽(10)이 차폭방향으로 길게 배치되는 것을 예로 들어 설명한다.

그러나, 상기 격벽(10)은 상기 배터리 하우징(1)의 내부에서 차폭방향으로 길게 배치되는 것에 한정되는 것이 아니며, 차폭방향으로 배치된 상기 격벽(10) 사이사이에서, 차체길이방향을 따라 배치될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 이러한 격벽(10)은 수직 격벽(20)과 수평 격벽(30)을 포함한다.

상기 수직 격벽(20)은 하나의 판재를 롤 포밍 성형방법을 통해 일정형상으로 성형하여 이루어질 수 있다.

이에, 상기 수직 격벽(20)은 사각단면으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 수직 격벽(20)은 상기 배터리 하우징(1)의 높이에 대응하는 높이를 가질 수 있다.

좀더 상세하게는, 상기 수직 격벽(20)은 상기 배터리 하우징(1)의 높이와 동일하거나, 그보다 작은 높이로 이루어질 수 있다.

이러한 수직 격벽(20)은 하단부가 개방된다.

이에 따라, 상기 수직 격벽(20)은 상측면(21), 및 양측면(23)이 형성된다.

더불어, 상기 수직 격벽(20)은 상기 양측면(23)의 하측 양단부에 길이방향을 따라 형성되는 양측 플랜지(25)를 포함한다.

또한, 상기 수직 격벽(20)의 상면 상에는 복수개의 너트관(27)이 장착되어 커버(5)와 체결될 수 있다.

상기 너트관(27)은 상기 커버(5)를 관통하여 상기 커버(5)의 상부에서 볼트(미도시)와 체결된다.

이러한 수직 격벽(20)의 하측에는 수평 격벽(30)이 연결된다.

상기 수평 격벽(30)은 상기 수직 격벽(20)과 연결되어 폐단면을 이루게 된다.

상기 수평 격벽(30)은 하나의 판재를 롤 포밍 성형방법을 통해 일정형상으로 성형하여 이루어질 수 있다.

이에, 상기 수평 격벽(30)은 상기 수직 격벽(20)의 개방된 하단부에 일정구간 삽입되는 중앙 돌출부(31)가 형성될 수 있다.

이러한 수평 격벽(30)은 상기 수직 격벽(20)의 하부에 배치되고, 상기 양측 플랜지(25)의 하면과 상면을 감싸면서 상기 수평 격벽(30)과 연결된다.

즉, 상기 수평 격벽(30)은 상기 중앙 돌출부(31)가 상기 수직 격벽(20)의 개방된 하단부에 삽입되고, 상기 양측 플랜지(25)의 각 외측으로 배치된 길이방향의 양측 단부가 상기 양측 플랜지(25)의 하면과 상면을 감싸면서 연결될 수 있다.

이때, 상기 수평 격벽(30)은 상기 양측 플랜지(25)의 상면과의 사이에 길이방향을 따라 실러(40)가 개재되어 접합될 수 있다.

예를 들면, 상기 실러(40)는 구조용 접착제를 포함할 수 있다.

상기와 같은 수직 격벽(20)과 수평 격벽(30)은 상기 실러(40)를 따라 상측으로 돌출 형성된 비드(50)가 동시에 성형될 수 있다.

상기 비드(50)는 가열과 동시에, 롤 포밍 성형방법을 통해 성형될 수 있다.

그리고 상기 수평 격벽(30)은 상기 수직 격벽(20)과 연결된 상태로, 상기 배터리 하우징(1)의 바닥면에 접합된다.

즉, 상기 수직 격벽(20)과 수평 격벽(30)으로 이루어진 상기 격벽(10)은 상기 양측 플랜지(25)를 통해 상기 배터리 하우징(1)의 바닥면에 용접접합(W)되는 것이다.

상기와 같은 전기 자동차용 배터리 하우징(1)에 적용되는 격벽(10)을 제조하는 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 배터리 하우징에 적용되는 격벽의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 먼저, 하나의 판재를 롤 포밍 성형방법을 통해 수직 격벽(20)으로 성형한다.

상기 수직 격벽(20)은 하단부가 개방되고, 하측 양단부에 길이방향을 따라 형성된 양측 플랜지(25)를 포함한다.

또다른 판재를 롤 포밍 성형방법을 통해 수평 격벽(30)으로 성형한다.

상기 수평 격벽(30)은 중앙 돌출부(31)를 포함한다.

도 4를 참조하면, 상기 중앙 돌출부(31)가 상기 수직 격벽(20)의 개방된 하단부에 대응되도록 상기 수직 격벽(20)과 수평 격벽(30)을 매칭시킨다.

이때, 상기 양측 플랜지(25)의 상면에 길이방향을 따라 실러(40)를 도포한다.

상기 실러(40)는 상기 양측 플랜지(25)의 폭방향을 기준으로 중앙에 도포되는 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면, 상기 수평 격벽(30)의 길이방향 양단부를 롤 포밍 성형방법을 통해 상기 양측 플랜지(25)의 하면과 상면이 감싸지도록 한다.

이에, 상기 실러(40)에 의해 상기 수직 격벽(20)과 수평 격벽(30) 사이의 접합력을 향상시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 도포된 상기 실러(40)를 따라 상측으로 돌출 형성된 비드(50)를 형성한다.

상기 비드(50)는 롤 포밍 성형방법을 통해 성형될 수 있다.

이로써, 상기 수직 격벽(20)과 수평 격벽(30)의 접합성을 더욱 향상시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징(1)은 롤 포밍 성형방법을 통해 성형된 수직 격벽(20)과 수평 격벽(30)을 조립한 후, 배터리 하우징(1)의 내부에 용접접합(W)함으로써, 제조공정이 간단하여 공정속도를 향상시킬 수 있다.

즉 상기 전기 자동차용 배터리 하우징(1)은 한종류의 성형방법을 통해 격벽(10)을 형성할 수 있어 투자비 및 인건비를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 하우징(1)은 접합부를 최소화하여 부품수를 감소시키면서도, 강성을 확보할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 배터리 하우징
3: 내부공간
5: 커버
7: 배터리 모듈
10: 격벽
20: 수직 격벽
21: 상측면
23: 양측면
25: 양측 플랜지
27: 너트관
30: 수평 격벽
31: 중앙 돌출부
40: 실러
50: 비드

Claims

차체의 플로어 패널의 하부에 설치되어 복수개의 배터리 모듈을 수납하는 전기 자동차용 배터리 하우징에 있어서,
상기 배터리 하우징의 내부에서, 차체길이방향 또는 차폭방향으로 복수개의 격벽이 배치되어 내부공간을 구획하고, 구획된 공간에 상기 배터리 모듈을 수납하되,
상기 격벽은
상기 배터리 하우징의 높이에 대응하는 높이로 이루어지며, 사각단면을 가지고, 상면 상에 장착된 복수개의 너트관을 통해 커버와 체결되는 수직 격벽; 및
상기 수직 격벽의 하측에 배치되어 상기 수직 격벽과의 연결을 통해 폐단면을 이루며, 상기 배터리 하우징의 바닥면에 접합되는 수평 격벽;
을 포함하는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제1항에 있어서,
상기 수직 격벽과 수평 격벽은
하나의 판재를 각각 롤 포밍 성형방법을 통해 일정형상으로 성형하는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제1항에 있어서,
상기 수직 격벽은
하단부가 개방되고, 하측 양단부에 길이방향을 따라 형성되는 양측 플랜지를 포함하는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제3항에 있어서,
상기 수평 격벽은
상기 수직 격벽의 개방된 하단부에 일정구간 삽입되도록 중앙 돌출부가 형성되는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제3항에 있어서,
상기 수평 격벽은
상기 수직 격벽의 하부에 배치되고, 상기 양측 플랜지의 하면과 상면을 감싸면서 상기 수평 격벽과 연결되는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제5항에 있어서,
상기 수평 격벽은
상기 양측 플랜지의 상면과의 사이에 길이방향을 따라 실러가 개재되어 접합되는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제6항에 있어서,
상기 수직 격벽과 수평 격벽에는
도포된 상기 실러를 따라 상측으로 돌출 형성된 비드가 동시에 성형되는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제7항에 있어서,
상기 비드는
가열과 동시에, 롤 포밍 성형방법을 통해 성형되는 전기 자동차용 배터리 하우징.
제3항에 있어서,
상기 격벽은
상기 양측 플랜지를 통해 상기 배터리 하우징의 바닥면에 용접접합되는 전기 자동차용 배터리 하우징.