KR20230097808A - 자동차의 도어모듈 충돌 시험 평가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 핵심 요소인 도어모듈의 측면 충돌 특성을 실차가 아닌 도어모듈 단품 상태에서 재현하여 평가할 수 있도록 함으로써, 비용 절감을 도모하면서 도어모듈에 대한 측면 충돌 신뢰성을 확보할 수 있는 전기자동차용 배터리 팩의 충돌 평가장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 도어모듈이 수납되는 영역을 제공하는 베이스부와, 차체와의 체결을 위해 상기 베이스부의 양 사이드에 제공되는 사이드부를 구비하는 전기자동차용 배터리 팩 케이스에 있어서; 상기 사이드부는 상기 베이스부의 좌우 양측에 착탈 가능하게 조립되는 사이드 멤버로 이루어지는 전기자동차용 배터리 팩 케이스가 제공된다.

Description

자동차의 도어모듈 충돌 시험 평가장치{Crash test evaluation device for door module of electric vehicle}

본 발명은 자동차의 도어모듈 충돌 시험 평가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 구성요소인 도어모듈에 대한 충돌 시험을 도어모듈 단위에서 수행할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 제조사는 신차를 개발할 때 안전성, 내구성, 소음, 진동 수준 등을 검증하기 위한 다양한 시험 평가를 수행하며, 시험 평가시에 일정한 기준을 마련하여 기준에 합당한지의 여부에 따라 완성도를 체크하고, 기준을 만족하지 못할 경우 수정 및 재시험을 통하여 문제점을 개선하게 된다.

일례로, 자동차 도어는 일반 구매자들이 차를 접하고 평가하는데 있어서, 차량 외관에 영향을 미쳐서 소비자의 구매욕구 및 차량 품질을 결정짓는 중요한 요소 중의 하나이기도 하지만, 차량에 대한 충돌시 탑승자를 보호하는 역할을 하는 하므로 안전과 관련해서도 매우 중요한 요소이다.

도 1을 참조하면, 차량 개발 단계에서 도어(100)에 대한 각종 시험 평가를 수행하고 있으며, 안전성 검증을 위한 충격 시험을 통해 각종 성능을 시험 평가하여 검증을 수행하고, 검증 단계에서 문제가 발생한 경우 수정 후 다시 검증하여 문제점을 개선하게 된다.

이를 위해 기존에는 완성차 단위에서 도어(100)에 대한 충돌 시험 평가가 이루어지게 되어야 하므로, 시험 평가에 많은 비용이 소요되는 등 경제성 측면에서 큰 문제가 있었다.

다만, 도어의 모듈 단위의 평가가 없지는 않았으나, 이는 펀치를 이용한 굽힘 또는 중량물 낙하시험으로 진행되는 것으로서, 펀치를 이용한 굽힘이나 중량물 낙하에 따른 테스트는 완성차 상태에서의 충돌에 따른 도어 성능평가를 정확히 모사하지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 펀치를 이용한 굽힘 시험은 상대적으로 긴 시간동안 도어모듈에 대해 하중이 가해지므로 짧은 시간에 충격이 가해지는 실제 충돌과는 시험 특성이 다르며, 중량물 낙하 또는 중력에 의한 수직방향으로의 충격이어서 실제 차량에 대한 충돌시 도어(100)에 가해지는 충돌과는 차이가 날 수 밖에 없어, 완성차 상태의 충돌에 따른 도어 성능평가를 정확히 모사하지 못하는 한계가 있고, 이에 따라 도어에 대한 충돌 특성을 정확히 파악하기 어렵다.

따라서, 도어의 모듈 단위로 충돌 시험 평가를 수행하면서도, 완성차 단위에서의 측면 충돌에 따른 도어의 시험 평가와 같은 분석 결과를 도출할 수 있는 신뢰성과 경제성을 담보한 도어모듈 단위의 시험평가가 가능한 기술 개발이 절실한 실정이다.

특허문헌1 : 대한민국등록특허 10-1945372호(2019.01.29.) 특허문헌2 : 대한민국등록특허 10-1976859호(2019.05.02.)

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차의 구성요소인 도어모듈에 대한 충돌 시험을 완성차 단위가 아닌 도어모듈 단위에서 수행할 수 있도록 할 수 있도록 하여, 기존 완성차 단위의 시험에 비해 비용절감이 이루어질 수 있도록 하며 다양한 형태의 충돌 시험이 모사 가능하도록 하는 자동차의 도어모듈 충돌 시험 평가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 자동차의 중요 구성품인 도어모듈에 대한 측면 충돌 특성을 완성차가 아닌 도어모듈 단위에서 재현하여 평가할 수 있도록 함으로써, 비용 절감을 도모하면서 도어모듈 단위에 대한 충돌 신뢰성을 확보할 수 있는 자동차용 도어모듈 충돌 시험 평가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차의 도어모듈 충돌 시험 평가장치로서, 도어모듈이 장착되는 지그와; 상기 도어모듈로부터 일정거리 이격되어 있다가 소정의 속도로 충돌하게 되는 충돌체와; 상기 충돌체가 장착되는 이동대차와, 이동대차의 이동 경로를 안내하는 안내레일을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 도어모듈 충돌 시험 평가 장치가 제공된다.

이때, 상기 지그는 도어모듈의 사이즈 및 형상에 맞춰 도어모듈 정착위치를 조정가능한 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 충돌체는 다양한 기하학적 형태로서 교체가능한 형태로 개별 제작된다. 이는 실제 사고시 도어에 충돌하게 되는 다양한 유형의 충격체에 대해 그 형상별로 미치는 영향이 어떻게 다르고 어떤 충돌 특성을 보이는지를 시험하고 분석할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 본 발명에 따르면, 충돌체 형상에 따른 도어모듈 충돌 시험 및 평가가 가능하도록 충돌체가 다양한 형상,- 예컨대, 충돌부위가 뾰족한 형상, 뭉툭한 형상, 원기둥 형상, 사각기둥 형상 -을 준비하여 이동대차에 장착되는 충돌체를 교체해 가면서 충돌 시험 및 평가를 수행할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 자동차의 도어모듈 충돌 시험 평가장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

먼저, 본 발명은 자동차의 구성요소인 도어모듈에 대한 충돌 시험을 완성차 단위가 아닌 도어모듈 단위에서 수행할 수 있도록 할 수 있도록 하며, 이에 따라 기존 완성차 단위의 시험에 비해 현자한 비용절감이 이루어질 수 있도록 한다.

다음으로, 본 발명의 도어모듈 충돌 시험 평가장치는 충돌체의 교체를 통해 다양한 형태 및 재질의 충돌 시험이 모사 가능하도록 하여, 충돌하는 물체에 따라 도어모듈에 미치는 영향 및 충돌 특성을 효과적으로 시험하고 분석할 수 있게 한다.

즉, 본 발명은 자동차의 중요 구성품인 도어모듈에 대한 측면 충돌 특성을 완성차가 아닌 도어모듈 단위에서 재현하여 평가할 수 있도록 함으로써, 신뢰성과 경제성이 담보된 도어모듈 단위의 충돌 특성 시험 및 분석이 가능토록 하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 자동차의 개략도
도 2은 자동차의 도어모듈을 예시한 도면
도 3은 본 발명의 도어모듈 충돌 시험 평가 장치를 보여주는 측면 구성도
도 4는 도 2의 요부 평면도로서, 충돌체가 장착된 이동대차의 평면도

본 발명의 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면 도 1 내지 도 4를 참조하여 기술하는 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 팩 케이스 충돌 평가장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 자동차의 개략도이고, 도 2은 도 1의 자동차의 도어모듈 일예를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 도어모듈 충돌 시험 평가 장치를 보여주는 측면 구성도이고, 도 4는 도 2의 요부 평면도로서, 충돌체가 장착된 이동대차의 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명은 자동차(1)의 도어모듈 충돌 시험 평가 장치로서, 테스트될 도어모듈(100)이 장착되는 지그(200)와; 상기 도어모듈(100)로부터 일정거리 이격되어 있다가 소정의 속도로 충돌하게 되는 충돌체(400)와; 상기 충돌체(400)가 장착되는 이동대차(300)와, 상기 이동대차(300)의 이동 경로를 안내하는 안내레일(500)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 지그(200)는 도어모듈(100)의 사이즈 및 형상에 맞춰 도어모듈 정착위치를 조정가능한 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 도어모듈 충돌 시험 평가장치의 작용 효과는 다음과 같다.

상기 도어모듈(100)의 지그(200)에 대한 고정 작업이 완료되고 나면, 충돌체(400)가 선단부에 장착된 이동대차(300)를 충돌 기둥체쪽으로 소정의 속도(예: 64Km/h)로 이동시켜 지그(200)에 고정된 도어모듈(100)에 충돌체(400)를 충돌시킨다.

상기 충돌체(400)가 지그(200)에 고정된 도어모듈(100)에 소정의 속도로 충돌한 다음에는 충돌에 따른 충돌 특성을 도출하기 위해 필요한 사항들을 체크하고, 충돌로부터 얻은 각종 데이터를 활용하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 완성차 상태에서의 표준 충돌 시험 기준(충돌 위치, 충돌 속도 등)으로 도어모듈(100)에 충돌 시험을 실시하고, 안전도 평가를 내림으로써, 비용절감 및 준비시간 절감 등을 이룰 수 있다.

특히, 본 발명은 상기 충돌체(400)가 다양한 기하학적 형태 및 다양한 재질로서 교체가능한 형태로 개별 제작되는데, 이는 실제 사고시 도어에 충돌하게 되는 다양한 유형의 충격체에 대해 그 형상별로 미치는 영향이 어떻게 다르고 어떤 충돌 특성을 보이는지를 시험하고 분석할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 본 발명에 따르면, 충돌체(400) 형상에 따른 도어모듈 충돌 시험 및 평가가 가능하도록 충돌체(400)가 다양한 형상(예컨대, 충돌부위가 뾰족한 형상, 뭉툭한 형상, 원기둥 형상, 사각기둥 형상)을 갖도록 준비되고, 또한 충돌체(400)의 재질도 강도 등에 있어서 달리 준비될 수 있다. 이는, 형상과 재질의 조합에 의한 다양한 충돌조건에 대해 시험 및 평가가 이루어지도록 하기 위함으로, 이동대차(300)에 장착되는 충돌체(400)를 교체해 가면서 다양한 충돌조건 하에서 충돌 시험 및 평가를 수행할 수 있다.

부언컨대, 충돌체(400)는 볼트에 의한 체결이나 후크방식의 걸림구조 등 공지된 다양한 착탈 및 체결방식에 의해 대차의 장착 브라켓 장착될 수 있다.

한편, 상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 도어모듈 충돌 시험 평가 장치에 의해 시험 평가를 거친 후에는, 시험 평가를 통해 획득된 자료를 토대로 제작사에서는 도어모듈(100)의 신뢰성이 더욱 강화되는 방향으로의 기술 개발과 운전자 및 탑승객의 안전성이 향상되는 방향으로 도어모듈 제작을 수행할 수 있게 된다.

예컨대, 육안으로 체크할 사항과 계측 장비를 이용한 체크 사항으로 나누어, 손상 깊이 및 면적, 파손 형태, 충돌에 따른 에너지 변형량 등을 측정하고 충돌에너지의 내부 전달 효과를 분석하여 도어모듈(100)의 기계적, 전기적 신뢰성을 확인하고, 그 결과에 따라 도어모듈(100)의 구조를 개선하는데 활용할 수 있다.

한편, 전기자동차에 적용되는 도어모듈(100)의 경우에는, 전기차에서는 고전압이 흐르고 있어 충돌시 도어에 대한 전기 차단도 제대로 되는지를 시험 평가할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 완성차 단위가 아닌 도어모듈(100) 단위로 충돌에 대한 신뢰성 테스트 등을 수행함으로써, 도어모듈의 평가시의 비용 부담을 줄이고, 시험 및 평가를 통해 획득된 데이터를 구조적 강성과 충돌 특성이 향상된 자동차용 도어모듈의 개발에 효과적으로 활용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 위에서 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 명세서 상에 개시된 실시예 들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예들과 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 도어, 도어모듈 200: 지그
300: 이동대차 400: 충돌체
500: 안내레일

Claims (3)

1. 자동차의 도어모듈 충돌 시험 평가장치로서,
   시험 평가를 위한 도어모듈이 장착되는 지그와;
   상기 도어모듈로부터 일정거리 이격되어 있다가 소정의 속도로 충돌하게 되는 충돌체와;
   상기 충돌체가 장착되는 이동대차와,
   상기 이동대차의 이동 경로를 안내하는 안내레일을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 도어모듈 충돌 시험 평가 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지그는 도어모듈의 사이즈 및 형상에 맞춰 도어모듈 정착위치를 조정가능한 것을 특징으로 하는 자동차용 도어모듈 충돌 시험 평가 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 충돌체는 다양한 기하학적 형태 및 재질로서 교체가능하게 제작되는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어모듈 충돌 시험 평가 장치.

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