KR20230077017A - 배터리팩 케이스 장치 - Google Patents

배터리팩 케이스 장치 Download PDF

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KR20230077017A
KR20230077017A KR1020210163463A KR20210163463A KR20230077017A KR 20230077017 A KR20230077017 A KR 20230077017A KR 1020210163463 A KR1020210163463 A KR 1020210163463A KR 20210163463 A KR20210163463 A KR 20210163463A KR 20230077017 A KR20230077017 A KR 20230077017A
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김진호
박현경
정지원
김윤
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Abstract

배터리팩 케이스 장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 배터리팩 케이스 장치는: 어퍼판넬과, 어퍼판넬과 마주보게 배치되는 로어판넬과, 로어판넬과 어퍼판넬 사이에 배치되는 센터멤버와, 센터멤버의 외측을 감싸고, 로어판넬 및 어퍼파넬의 양측부를 각각 연결하는 한 쌍의 사이드멤버와, 센터멤버의 외측을 감싸고, 사이드멤버의 양단부를 각각 결합되며, 로어판넬과 어퍼파넬을 연결하는 한 쌍의 프론트멤버와, 한 쌍의 사이드멤버에 각각 결합되고, 내부에 강도를 보강하는 강도보강부재와 충격을 흡수하는 충격흡수부재를 구비하는 사이드실 이너를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리팩 케이스 장치{BATTERY PACK CASE DEVICE}
본 발명은 배터리팩 케이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 부품수를 최소화하면서 강성 및 충돌안정성을 확보하는 배터리팩 케이스 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 팩은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용된다. 배터리 팩 케이스는 내부에 배터리 팩이 장착되며, 배터리 팩을 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 배터리 팩 케이스는 어퍼판넬, 로어판넬, 사이드멤버, 프론트멤버, 사이드 실 이너(Side Sill INR) 등을 포함한다.
그러나, 배터리 팩 케이스는 스틸 구조로 중량이 크므로, 경량화가 어려울 뿐만 아니라, 비용이 많이드는 문제점이 있다. 또한, 사이드 실 이너는 차량의 충격을 흡수하는 구조이나, 강성 및 충돌안정성을 확보하면서 충격을 흡수하기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1971930호(발명의 명칭: 전기자동차용 배터리 케이스, 등록일: 2019.04.18.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 부품수를 최소화하면서 강성 및 충돌안정성을 확보하는 배터리팩 케이스 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배터리팩 케이스 장치는: 어퍼판넬; 상기 어퍼판넬과 마주보게 배치되는 로어판넬; 상기 로어판넬과 상기 어퍼판넬 사이에 배치되는 센터멤버; 상기 센터멤버의 외측을 감싸고, 상기 로어판넬 및 상기 어퍼파넬의 양측부를 각각 연결하는 한 쌍의 사이드멤버; 상기 센터멤버의 외측을 감싸고, 상기 사이드멤버의 양단부를 각각 결합되며, 상기 로어판넬과 상기 어퍼파넬을 연결하는 한 쌍의 프론트멤버; 및 한 쌍의 상기 사이드멤버에 각각 결합되고, 내부에 강도를 보강하는 강도보강부재와 충격을 흡수하는 충격흡수부재를 구비하는 사이드실 이너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사이드실 이너는 알루미늄 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사이드 실 이너는, 상기 사이드멤버와 결합되는 사이드 실 이너결합부; 및 상기 사이드실 이너결합부와 연결되고, 상기 강도보강부재와 상기 충격흡수부재를 구비하는 사이드 실 이너본체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사이드 실 이너본체는, 상기 사이드실 이너결합부와 마주보게 배치되는 제1사이드 실 이너본체멤버; 상기 제1사이드 실 이너본체멤버의 양단부에서 일측으로 각각 구부러지게 연장형성되고, 상기 사이드 실 이너결합부와 연결되는 한 쌍의 제2사이드 실 이너본체멤버; 상기 사이드실 이너결합부에서 상기 제1사이드 실 이너본체멤버 측으로 연장형성되며, 상기 제2사이드 실 이너본체멤버 사이에 배치되는 상기 강도보강부재; 및 상기 제1사이드 실 이너본체멤버 및 상기 제2사이드 실 이너본체멤버 중 적어도 어느 하나에서 상기 사이드실 이너결합부 측으로 연장형성되고, 상기 강도보강부재와 연결되는 상기 충격흡수부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격흡수부재는 한 쌍으로 상기 제2사이드 실 이너본체멤버의 모서리부에서 상기 강도보강부재 측으로 연장형성되어 상기 강도보강부재와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격흡수부재와 상기 강도보강부재는 Y자 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리팩 케이스 장치는 종래의 기술에 비해 사이드실 이너를 이루는 부품의 수를 최소화하면서 충격흡수 능력 및 강도성을 확보할 수 있어, 외부 충격으로 배터리팩 케이스 장치의 손상을 방지함은 물론, 중량이 절감되면서 부품수가 줄어들어 부품비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치를 다른 방향에서 바라본 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치의 사이드실 이너의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드실 이너의 요부 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치를 설명하도록 한다.
이 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 배터리팩 케이스 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치를 다른 방향에서 바라본 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치의 사이드실 이너의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드실 이너의 요부 평면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 케이스 장치(1)는 어퍼판넬(100), 로어판넬(200), 센터멤버(300), 한 쌍의 사이드멤버(400), 프론트멤버(500) 및 사이드실 이너(600)를 포함한다. 어퍼판넬(100)은 로어판넬(200)의 상측에(도 1 기준) 배치된다.
로어판넬(200)은 어퍼판넬(100)과 마주보게 배치된다. 로어판넬(200)은 어퍼판넬(100)의 하측에(도 1 기준) 배치된다. 어퍼판넬(100)과 로어판넬(200) 사이에는 후술된 센터멤버(300), 한 쌍의 사이드멤버(400) 및 한 쌍의 프론트멤버(500)가 배치된다.
로어판넬(200)은 냉각기능을 가지는 냉각패드(미도시)를 구비한다. 냉각패드는 냉각기능을 가지며, 로어판넬(200)에 일체로 형성된다. 이와 같이, 로어판넬(200)에 냉각패드가 일체로 성형됨에 따라, 기밀성 및 수밀성이 향상될 수 있다. 또한, 강성 및 강도가 향상됨은 물론, 제조공정이 단순하여 원가가 절감되어 비용을 줄일 수 있다.
센터멤버(300)는 로어판넬(200)과 어퍼판넬(100) 사이에 배치된다. 로어판넬(200)과 어퍼판넬(100) 사이에서 중앙부 부분에 위치되며, 후술된 한 쌍의 사이드멤버(400) 및 프론트멤버(500)가 외측을 감싼다.
센터멤버(300)는 제1센터멤버(310)와 제2센터멤버(320)를 포함한다. 제1센터멤버(310)는 로어판넬(200)과 어퍼판넬(100) 사이에 배치되되, X축 방향으로(도 3 기준) 길게 놓여진다.
제2센터멤버(320)는 로어판넬(200)과 어퍼판넬(100) 사이에 배치되되, Y축 방향으로(도 3 기준) 길게 놓여진다. 제2센터멤버(320)는 복수개가 제1센터멤버(310)를 따라 이격되게 배치되어 제1센터멤버(310)와 결합된다. 이때, 제1센터멤버(310)와 제2센터멤버(320)가 이루는 공간에는 배터리팩(미도시)이 위치될 수 있다.
한 쌍의 사이드멤버(400)는 센터멤버(300)의 외측을 감싸고, 로어판넬(200) 및 어퍼판넬(100)의 양측부를 각각 연결한다. 한 쌍의 사이드멤버(400)는 로어판넬(200)과 어퍼판넬(100) 사이에 배치되고, X축 방향으로(도 3 기준) 길게 놓여진다.
한 쌍의 프론트멤버(500)는 센터멤버(300)의 외측을 감싸고, 사이드멤버(400)의 양단부를 각각 결합되며, 로어판넬(200)과 어퍼판넬(100)을 연결한다. 한 쌍의 프론트멤버(500)는 로어판넬(200)과 어퍼판넬(100) 사이에 배치되고, Y축 방향으로 길게 놓여진다.
어퍼판넬(100), 로어판넬(200), 센터멤버(300), 한 쌍의 사이드멤버(400), 프론트멤버(500)는 알루미늄 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 어퍼판넬(100), 로어판넬(200), 센터멤버(300), 한 쌍의 사이드멤버(400), 프론트멤버(500)는 7000계열 알루미뉼 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
사이드실 이너(600)는 한 쌍의 사이드멤버(400)에 각각 결합되고, 내부에 강도를 보강하는 강도보강부재(623)와 충격을 흡수하는 충격흡수부재(624)를 구비한다. 사이드실 이너(600)는 알루미늄 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 사이드실 이너(600)는 7000계열 알루미뉼 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
사이드실 이너(600)는 한 쌍의 사이드멤버(400)에 용접, 접합없이 결합되는 구조로 한 쌍의 사이드멤버(400)에 쉽게 탈부착가능할 수 있다.
이와 같이, 배터리팩 케이스 장치(1)는 Al-Zn-Mg-(Cu)계 알루미늄합금인 7000계열 알루미뉼 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 이로 인해, 배터리팩 케이스 장치(1)는 강도를 확보하면서 중량이 감소되어 경량화가 가능하다.
사이드 실 이너(600)는 사이드 실 이너결합부(610)와 사이드 실 이너본체(620)를 포함한다. 사이드 실 이너결합부(610)는 사이드멤버(400)와 결합된다. 사이드 실 이너결합부(610)는 판 형상으로 X축 방향으로(도 3 기준) 길게 형성되어 사이드멤버(400)의 외측면에 결합된다. 이때, 사이드 실 이너(600)의 사이드 실 이너결합부(610)는 너비(W)가 사이드멤버(400)의 너비와 동일하고, 길이(L)가 사이드멤버(400)의 길이와 동일할 수 있다.
사이드 실 이너본체(620)는 사이드실 이너결합부(610)와 연결되고, 강도보강부재(623)와 충격흡수부재(624)를 구비한다. 사이드 실 이너본체(620)는 일측이 개방된 상자형상으로 개방된 측면이 사이드실 이너결합부(610)와 일체로 결합된다.
사이드 실 이너본체(620)는 제1사이드 실 이너본체멤버(621), 한 쌍의 제2사이드 실 이너본체멤버(622), 강도보강부재(623) 및 충격흡수부재(624)를 포함한다. 제1사이드 실 이너본체멤버(621)는 사이드실 이너결합부(610)와 마주보게 배치된다. 제1사이드 실 이너본체멤버(621)는 판 형상으로 사이드실 이너결합부(610)와 나란하게 배치된다.
한 쌍의 제2사이드 실 이너본체멤버(622)는 제1사이드 실 이너본체멤버(621)의 양단부에서 일측으로 각각 구부러지게 연장형성되고, 사이드 실 이너결합부(610)와 연결된다. 제2사이드 실 이너본체멤버(622)는 판 형상으로 제1사이드 실 이너본체멤버(621)의 양단부에서 사이드 실 이너결합부(610) 측으로 구부러지게 연장형성되어 사이드 실 이너결합부(610)와 일체로 결합된다.
강도보강부재(623)는 사이드실 이너결합부(610)에서 제1사이드 실 이너본체멤버(621) 측으로 연장형성되며, 제2사이드 실 이너본체멤버(622) 사이에 배치된다. 강도보강부재(623)는 판 형상으로 사이드실 이너결합부(610)의 중앙부(O)에서 제1사이드 실 이너본체멤버(621) 측으로 돌출형성된다(도 5 참조).
충격흡수부재(624)는 제1사이드 실 이너본체멤버(621) 및 제2사이드 실 이너본체멤버(622) 중 적어도 어느 하나에서 사이드실 이너결합부(610) 측으로 연장형성되고, 강도보강부재(623)와 연결된다.
충격흡수부재(624)는 한 쌍으로 제2사이드 실 이너본체멤버(622)의 모서리부(622a)에서 강도보강부재(623) 측으로 연장형성되어 강도보강부재(623)와 연결된다. 충격흡수부재(624)는 일단부가 제2사이드 실 이너본체멤버(622)의 모서리부(622a)와 일체로 결합되고, 타단부가 강도보강부재(623)와 일체로 결합된다. 이때, 한 쌍의 충격흡수부재(624)는 타단부가 서로 일체로 결합된다.
충격흡수부재(624)와 강도보강부재(623)는 Y자 형상을 이룬다. 충격흡수부재(624)와 강도보강부재(623)가 Y자 형상을 이루므로, 종래의 기술에 비해 사이드실 이너(600)를 이루는 부품의 수를 최소화하면서 충격흡수 능력 및 강도성을 확보할 수 있다.
사이드실 이너(600)에 외력이 가해지는 경우, 사이드실 이너(600)가 외력에 의한 충격으로 변형되면서 충격을 흡수한다. 사이드실 이너(600)의 사이드 실 이너본체(620)에 외력이 가해지며, 사이드 실 이너본체(620)는 외력에 의한 충격으로 변형되면서 충격을 흡수한다.
구체적으로, 사이드 실 이너본체(620)의 제1사이드 실 이너본체멤버(621)에 외력이 가해지고, 사이드 실 이너본체(620)의 제1사이드 실 이너본체멤버(621) 및 한 쌍의 제2사이드 실 이너본체멤버(622)가 외력에 의한 충격을 흡수하면서 변형된다. 이때, 사이드 실 이너본체(620)의 충격흡수부재(624)가 충격을 흡수하면서 변형된다. 강도보강부재(623)는 충격흡수부재(624)의 보강하여 충격흡수부재(624)의 변형이 최소화되도록 한다.
충격흡수부재(624)와 강도보강부재(623)는 Y자 형상을 이루는 구조로, 종래의 기술에 비해 사이드실 이너(600)를 이루는 부품의 수를 최소화하면서 충격흡수 능력 및 강도성을 확보할 수 있다. 이로 인해, 외력에 의한 충격으로 배터리팩 케이스 장치(1)가 손상되는 것을 방지함은 물론, 중량이 절감되면서 부품수가 줄어들어 부품비용이 절감될 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.
1 : 배터리팩 케이스 장치 100 : 어퍼판넬
200 : 로어판넬 300 : 센터멤버
310 : 제1센터멤버 320 : 제2센터멤버
400 : 사이드멤버 500 : 프론트멤버
600 : 사이드실 이너 610 : 사이드 실 이너결합부
620 : 사이드 실 이너본체 621 : 제1사이드 실 이너본체멤버
622 : 제2사이드 실 이너본체멤버 623 : 강도보강부재
624 : 충격흡수부재

Claims (6)

  1. 어퍼판넬;
    상기 어퍼판넬과 마주보게 배치되는 로어판넬;
    상기 로어판넬과 상기 어퍼판넬 사이에 배치되는 센터멤버;
    상기 센터멤버의 외측을 감싸고, 상기 로어판넬 및 상기 어퍼파넬의 양측부를 각각 연결하는 한 쌍의 사이드멤버;
    상기 센터멤버의 외측을 감싸고, 상기 사이드멤버의 양단부를 각각 결합되며, 상기 로어판넬과 상기 어퍼파넬을 연결하는 한 쌍의 프론트멤버; 및
    한 쌍의 상기 사이드멤버에 각각 결합되고, 내부에 강도를 보강하는 강도보강부재와 충격을 흡수하는 충격흡수부재를 구비하는 사이드실 이너;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 케이스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드실 이너는 알루미늄 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리팩 케이스 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드 실 이너는,
    상기 사이드멤버와 결합되는 사이드 실 이너결합부; 및
    상기 사이드실 이너결합부와 연결되고, 상기 강도보강부재와 상기 충격흡수부재를 구비하는 사이드 실 이너본체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 케이스 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 사이드 실 이너본체는,
    상기 사이드실 이너결합부와 마주보게 배치되는 제1사이드 실 이너본체멤버;
    상기 제1사이드 실 이너본체멤버의 양단부에서 일측으로 각각 구부러지게 연장형성되고, 상기 사이드 실 이너결합부와 연결되는 한 쌍의 제2사이드 실 이너본체멤버;
    상기 사이드실 이너결합부에서 상기 제1사이드 실 이너본체멤버 측으로 연장형성되며, 상기 제2사이드 실 이너본체멤버 사이에 배치되는 상기 강도보강부재; 및
    상기 제1사이드 실 이너본체멤버 및 상기 제2사이드 실 이너본체멤버 중 적어도 어느 하나에서 상기 사이드실 이너결합부 측으로 연장형성되고, 상기 강도보강부재와 연결되는 상기 충격흡수부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 케이스 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는 한 쌍으로 상기 제2사이드 실 이너본체멤버의 모서리부에서 상기 강도보강부재 측으로 연장형성되어 상기 강도보강부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리팩 케이스 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 충격흡수부재와 상기 강도보강부재는 Y자 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 배터리팩 케이스 장치.
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