KR20230173756A

KR20230173756A - 차체 구조

Info

Publication number: KR20230173756A
Application number: KR1020220073987A
Authority: KR
Inventors: 안용덕; 오희대; 차문수; 홍목연
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-12-27
Also published as: US20230406121A1; DE102022128450A1; CN117284377A

Abstract

차체 구조가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 차체 구조는, i)적어도 하나의 제1 쿨링 모듈이 배치되는 프론트 바디부와, ii)프론트 바디부와 연결된 센터 플로워 패널을 포함하는 미들 바디부와, iii)미들 바디부와 연결된 후방부의 차폭 방향에 따른 양측에 제2 쿨링 모듈이 각각 배치되고, 후방부에 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈이 배치되는 리어 바디부를 포함할 수 있다.

Description

차체 구조{VEHICLE BODY STRUCTURE}

본 발명의 실시 예는 차체 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 승용형 수소 전기차의 차체 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 자동차는 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 수소 동력 차량(당업자는 통상 '수소 전기차' 라고도 한다) 등을 예로 들 수 있다.

이 중에서 수소 동력 차량은 고전압 배터리, 연료전지 스택, 구동 모터, 수소 탱크, 그리고 쿨링 모듈 등과 같은 각종 부품들이 차체에 장착된다. 최근에 들어서는 수소 전기차 기반의 승용형(예, 세단형, 쿠페형, 스포츠카형) 차량이 소개되고 있다.

그러나, 이와 같은 수소 전기차 기반의 승용형 차량은 차체의 제한된 공간에 각종 부품들을 장착하는데 어려움이 있고, 차량의 충돌 시, 각종 부품들의 손상을 야기할 수 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 예들은 수소 전기차 기반의 승용형 차량의 차체에 각종 부품들을 배치할 수 있는 공간을 확보하면서, 각종 부품들의 마운트 강성 및 차체의 강성을 확보할 수 있도록 한 차체 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조는, i)적어도 하나의 제1 쿨링 모듈이 배치되는 프론트 바디부와, ii)상기 프론트 바디부와 연결된 센터 플로워 패널을 포함하는 미들 바디부와, iii)상기 미들 바디부와 연결된 후방부의 차폭 방향에 따른 양측에 제2 쿨링 모듈이 각각 배치되고, 후방부에 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈이 배치되는 리어 바디부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 프론트 바디부는 차폭 방향에 따른 양측에 차체 전후 방향을 따라 각각 배치되는 프론트 사이드 멤버를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버의 전방부에 상기 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈이 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 양측 프론트 사이드 멤버의 사이에 연료전지 스택이 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 미들 바디부는 차폭 방향에 따른 양측에 차체 전후 방향을 따라 각각 배치되는 미들 사이드 멤버를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 센터 플로워 패널이 상기 미들 사이드 멤버에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 센터 플로워 패널에 차체 전후 방향을 따라 터널부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 리어 바디부는 차폭 방향에 따른 양측에 차체 전후 방향을 따라 각각 배치되는 리어 사이드 멤버와, 상기 리어 사이드 멤버의 전방부에 결합되며, 상기 센터 플로워 패널과 연결되는 돔 형상의 리어 플로워 구조체를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 리어 바디부는 상기 리어 플로워 구조체의 후방에서 상기 리어 사이드 멤버와 차폭 방향을 따라 결합되는 리어 크로스 멤버를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 미들 바디부와 상기 리어 바디부를 구획하도록 파티션 패널이 상기 리어 플로워 구조체의 상부에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 리어 플로워 구조체의 하부, 및 상기 센터 플로워 패널에 차체 전후 방향을 따라 형성된 터널부의 하부에 고전압의 배터리가 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 배터리가 상기 리어 플로워 구조체 및 상기 터널부에'T'형상으로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 리어 플로워 구조체의 차폭 방향에 따른 양측에 상기 제2 쿨링 모듈이 각각 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 파티션 패널은 차폭 방향에 따른 양측에서 상기 미들 바디부 측으로 절곡된 절곡부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 리어 바디부의 차폭 방향에 따른 양측에 각각 구비된 사이드 구조체와 상기 절곡부 사이에 공기 유동 통로가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 제2 쿨링 패널이 상기 공기 유동 통로에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 공기 유동 통로와 연결되는 공기 유입 홀이 상기 사이드 구조체의 제1 리어 사이드 패널 및 제2 리어 사이드 패널에 각각 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 리어 플로워 구조체의 후방에서 상기 리어 사이드 멤버의 하부에 상기 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈이 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 파티션 패널과 상기 리어 크로스 멤버 사이에 적어도 하나의 수소 탱크가 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 적어도 하나의 수소 탱크의 하측에 구동모터와 인버터가 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 차폭 방향에 따른 양측에 구비된 사이드 구조체의 제1 리어 사이드 패널에 수소 충전구가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 사이드 구조체의 제2 리어 사이드 패널에 전기 충전구가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 리어 바디부는 적어도 하나의 수소 탱크 및 상기 제2 쿨링 모듈을 배치하도록 상기 리어 플로워 구조체와 상기 파티션 패널에 결합되는 부품 마운팅 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 부품 마운팅 유닛은 상기 리어 플로워 구조체의 상부에 차폭 방향을 따라 결합되며, 상기 파티션 패널의 하부와 결합되는 로워 마운팅 크로스 멤버와, 상기 파티션 패널의 상부에 차폭 방향을 따라 결합되는 어퍼 마운팅 크로스 멤버를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조에 있어서, 상기 적어도 하나의 수소 탱크의 측면에 수소 입출구 어셈블리가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 전체적인 차체의 제한된 공간에 각종 부품들을 배치함으로써, 차체의 높이를 높이지 않고서도 수소 전기차 기반의 승용형 차량을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들은 각종 부품들의 차체 연결성을 강화함과 동시에 마운트 강성을 확보할 수 있고, 차체의 구조적 강건성을 확보할 수 있다.

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

본 명세서의 실시예들은 유사한 참조 부호들이 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소를 지칭하는 첨부한 도면들과 연계한 이하의 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 저면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조에 적용되는 리어 바디부를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조에 적용되는 리어 바디부의 수소 탱크 장착 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조에 적용되는 리어 바디부의 제2 쿨링 모듈 장착 구조를 도시한 도면이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 발명의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 기술하기 위한 목적이고, 본 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 분명하게 달리 나타내지 않는 한, 또한 복수 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 '포함하는' 이라는 용어는 명시된 특징들, 정수, 단계들, 작동, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계들, 작동, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '및/또는' 이라는 용어는 연관되어 나열된 하나 이상의 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다. 본 명세서에서 '결합된' 이라는 용어는 컴포넌트들이 용접, SPR(Self Piercing Rivet), FDS(Flow Drill Screw), 구조용 접착제 등에 의하여 상호 간에 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 매개 컴포넌트들을 통해 간접적으로 연결되는 두 개의 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 표시한다.

'차량', '차량의', '자동차' 또는 본 명세서에서 사용되는 다른 유사 용어는 일반적으로, 스포츠카를 포함하는 승용 차량, 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용 차량을 포함하는 자동차(passenger automobiles)를 포함하고, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 수소 동력 차량, 목적 기반 모빌리티(Purpose Built Vehicle: PBV) 차량, 그리고 다른 대체 연료 차량(예를 들어, 석유가 아닌 다른 리소스로부터 유도된 연료)을 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 전기 자동차 더 나아가서는, 수소 전기차 기반의 승용형(예, 세단형, 쿠페형, 스포츠카형 등) 차량의 차체에 적용될 수 있다.

이와 같은 수소 전기차 기반의 승용형 차량의 차체에는 고전압의 배터리, 연료전지 스택, 구동 모터, 인버터, 적어도 하나의 수소 탱크, 그리고 쿨링 모듈 등과 같은 각종 부품들이 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 수소 전기차 기반의 승용형 차량의 차체에 상기한 바와 같은 각종 부품들을 장착하도록 되어 있다.

본 명세서에서 '차체 전후 방향'은 차체의 길이 방향으로 정의될 수 있고, '차폭 방향'은 차체의 좌우 방향으로 정의될 수 있으며, '상하 방향'은 차체의 높이 방향으로 정의될 수 있다.

나아가, 본 명세서에서, 구성요소의 '상단부', '상부', '상단' 또는 '상부 면'은 도면에서 상대적으로 상측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타내고, 구성요소의 '하단부', '하부', '하단' 또는 '하부 면'은 도면에서 상대적으로 하측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타낸다.

더 나아가, 본 명세서에서 구성요소의 단(예를 들어, 일측 단 또는 다른 일측(타측) 단 등)은 임의의 한 방향으로 구성요소의 끝을 나타내며, 구성요소의 단부(예를 들어, 일측 단부 또는 다른 일측(타측) 단부 등)는 그 끝을 포함하는 구성요소의 일정 부분을 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 수소 전기차 기반의 승용형 차량의 차체에 각종 부품들을 배치할 수 있는 공간을 확보하면서, 각종 부품들의 마운트 강성 및 차체의 강성을 확보할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 구조(100)는, 기본적으로 프론트 바디부(10), 미들 바디부(30), 그리고 리어 바디부(50)를 포함하고 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조를 도시한 저면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 프론트 바디부(10)는 프론트 사이드 멤버(11)를 포함하고 있다. 상기 프론트 사이드 멤버(11)는 프론트 바디부(10)의 차폭 방향에 따른 양측에 각각 구비되며, 차체 전후 방향을 따라 배치된다.

여기서, 상기 프론트 사이드 멤버(11)의 전방부에는 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈(13)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 프론트 사이드 멤버(11)의 후방부에는 연료전지 스택(15)이 배치될 수 있다. 더 나아가, 상기 양측 프론트 사이드 멤버(11)의 사이에 연료전지 스택(15)이 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈(13)은 연료전지 스택(15)을 냉각하도록 되어 있다. 상기 제1 쿨링 모듈(13)은 당업자에게 알려진 라디에이터와 쿨링 팬을 포함할 수 있다. 상기 연료전지 스택(15)은 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈(13)의 후방에서, 양측 프론트 사이드 멤버(11)의 사이에 마련된 공간에 배치될 수 있다.

이와 같은 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈(13)과 연료전지 스택(15)은 당업자에게 알려진 마운팅 브라켓 등을 통해 프론트 사이드 멤버(11)에 장착될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 미들 바디부(30)는 수소 전기차 기반의 승용형 차량의 승객 룸을 형성하도록 되어 있다. 이러한 미들 바디부(30)는 미들 사이드 멤버(31)와 센터 플로워 패널(33)을 포함하고 있다.

상기 미들 사이드 멤버(31)는 미들 바디부(30)의 차폭 방향에 따른 양측에 각각 구비되며, 차체 전후 방향을 따라 배치된다. 상기 미들 사이드 멤버(31)는 프론트 바디부(10)의 프론트 사이드 멤버(11)와 차체 전후 방향을 따라 연결된다.

상기 센터 플로워 패널(33)은 전방부를 통해 프론트 바디부(10)와 차체 전후 방향을 따라 연결되며, 후방부를 통해 리어 바디부(50)와 차체 전후 방향을 따라 연결된다. 상기 센터 플로워 패널(33)은 미들 사이드 멤버(31)에 결합된다.

이와 같은 센터 플로워 패널(33)은 터널부(35)를 포함하고 있다. 상기 터널부(35)는 센터 플로워 패널(33)의 상부에 차체 전후 방향을 따라 형성된다. 상기 터널부(35)는 센터 플로워 패널(33)의 상부 면에서 상측으로 연장된 형태로 구비된다. 즉, 상기 센터 플로워 패널(33)은 터널부(35)에 의하여 하부에 형성된 터널 공간을 포함하고 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 리어 바디부(50)는 미들 바디부(30)의 후방부와 차체 전후 방향을 따라 연결된다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조에 적용되는 리어 바디부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 리어 바디부(50)는 리어 사이드 멤버(51), 리어 플로워 구조체(53), 파티션 패널(55), 리어 크로스 멤버(57), 그리고 부품 마운팅 유닛(59)을 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 리어 사이드 멤버(51)는 리어 바디부(50)의 차폭 방향에 따른 양측에 각각 구비되며, 차체 전후 방향을 따라 배치된다. 상기 리어 사이드 멤버(51)는 미들 바디부(30)의 미들 사이드 멤버(31)와 차체 전후 방향을 따라 연결된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 리어 플로워 구조체(53)는 리어 바디부(50)에 차폭 방향을 따라 배치되며, 리어 사이드 멤버(51)의 전방부에 결합된다. 상기 리어 플로워 구조체(53)는 미들 바디부(30)의 센터 플로워 패널(33)의 후방부와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 리어 플로워 구조체(53)는 미들 바디부(30)의 센터 플로워 패널(33)과 연결되는 리어 플로워 패널(61)을 포함하고 있다. 하나의 예에서, 상기 리어 플로워 패널(61)은 하부 면에서 상측으로 연장된 돔 형태로 구비될 수 있다. 즉, 상기 리어 플로워 패널(61)은 돔 형태에 의하여 하부에 형성된 플로워 공간을 포함하고 있다.

더 나아가, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 리어 플로워 구조체(53)의 리어 플로워 패널(61)의 하부, 및 센터 플로워 패널(33)의 터널부(35)의 하부에는 고전압의 배터리(63)가 배치될 수 있다. 상기 배터리(63)는 충전 및 방전이 가능한 배터리 어셈블리로 구비될 수 있다.

이러한 배터리(63)는 리어 플로워 패널(61)의 플로워 공간 및 터널부(35)의 터널 공간에 배치될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 배터리(63)는 리어 플로워 패널(61) 및 터널부(35)에'T'형상으로 배치될 수 있다.

여기서, 상기 리어 플로워 패널(61) 및 터널부(35)는 배터리(63)를 둘러싸며, 그 배터리(63)를 안정적으로 지지할 수 있다. 그리고, 상기 리어 플로워 패널(61)의 하부 가장자리 부분과 터널부(35)의 하부 가장자리 부분은 복수의 마운트 볼트(66)들을 통해 배터리(63)의 하부 가장자리 부분에 체결될 수 있다.

한편, 상기 리어 플로워 구조체(53)의 차폭 방향에 따른 양측에는 제2 쿨링 모듈(65)이 배치될 수 있다. 상기 제2 쿨링 모듈(65)은 미들 바디부(30)와 연결된 리어 바디부(50)의 후방부에서, 차폭 방향에 따른 양측에 각각 배치될 수 있다. 상기 제2 쿨링 모듈(65)은 배터리(63)를 냉각하도록 되어 있다.

상기 제2 쿨링 모듈(65)은 리어 플로워 구조체(53)의 양측과, 리어 바디부(50)의 차폭 방향에 따른 양측에 각각 구비된 사이드 구조체(1) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 쿨링 모듈(65)은 리어 플로워 구조체(53)의 양측과, 사이드 구조체(1)의 제1 리어 사이드 패널(3) 및 제2 리어 사이드 패널(5) 사이에 각각 마련된 공간에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제2 쿨링 모듈(65)은 리어 플로워 구조체(53)의 양측에 각각 배치됨에 따라, 측면 쿨링 모듈로 명명될 수도 있다. 상기 제2 쿨링 모듈(65)은 당업자에게 알려진 라디에이터와 쿨링 팬을 포함할 수 있다. 이와 같은 제2 쿨링 모듈(65)에 대한 리어 바디부(50)의 장착 구조는 뒤에서 자세하게 설명될 것이다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 파티션 패널(55)은 미들 바디부(30)와 리어 바디부(50)를 차체 전후 방향을 따라 각각 구획하도록 되어 있다. 상기 파티션 패널(55)은 미들 바디부(30)와 리어 바디부(50)의 경계 지점에 차폭 방향을 따라 배치된다. 그리고, 상기 파티션 패널(55)은 리어 플로워 구조체(53)의 상부에 상하 방향을 따라 결합된다.

이와 같은 파티션 패널(55)은 리어 바디부(50)의 차폭 방향에 따른 양측에서 미들 바디부(30) 측으로 절곡된 절곡부(67)를 포함하고 있다. 상기 각각의 절곡부(67)와 사이드 구조체(1)의 제1 리어 사이드 패널(3) 및 제2 리어 사이드 패널(5)의 사이에는 공기 유동 통로(69)가 형성된다.

상기 공기 유동 통로(69)에는 제2 쿨링 모듈(65)이 배치된다. 그리고, 상기 제1 리어 사이드 패널(3) 및 제2 리어 사이드 패널(5)에는 공기 유동 통로(69)와 연결되는 공기 유입 홀(7)이 각각 형성된다(도 1 및 도 2 참조). 이에 따라, 상기 제2 쿨링 모듈(65)의 작동 시, 외부 공기가 공기 유입 홀(7)을 통해 공기 유동 통로(69)를 따라 유동되면서 제2 쿨링 모듈(65)로 유입될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 리어 크로스 멤버(57)는 파티션 패널(55)의 후방에서, 리어 사이드 멤버(51)에 차폭 방향을 따라 결합된다.

다른 한편, 상기 파티션 패널(55)과 리어 크로스 멤버(57) 사이에는 적어도 하나의 수소 탱크(71)가 배치될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)는 한 쌍의 수소 탱크를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 하측에는 구동모터(73)와 인버터(75)가 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)는 리어 플로워 구조체(53)의 상부와 리어 크로스 멤버(57)의 상부 사이에 마련된 공간에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 구동모터(73)와 인버터(75)는 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 하측에서, 리어 사이드 멤버(51)에 의하여 마련된 공간에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)는 당업자에게 알려진 마운팅 브라켓 등을 통해 파티션 패널(55)과 리어 크로스 멤버(57)에 지지될 수 있다. 이와 같은 적어도 하나의 수소 탱크(71)에 대한 리어 바디부(50)의 장착 구조는 뒤에서 자세하게 설명될 것이다. 그리고, 상기 구동모터(73)와 인버터(75)는 당업자에게 알려진 마운팅 브라켓 등을 통해 리어 사이드 멤버(51)에 장착될 수 있다.

나아가, 상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)는 도 9에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 탱크 지지 부재(77)에 결합될 수 있다. 상기 적어도 하나의 탱크 지지 부재(77)는 당업자에게 알려진 밴드 어셈블리를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)는 일측(예, 측면)에 구비된 수소 입출구 어셈블리(79)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 수소 입출구 어셈블리(79)에 대응되는 사이드 구조체(1)의 제1 리어 사이드 패널(3)에는 수소 충전구(8)가 형성될 수 있다(도 1 참조). 상기 수소 충전구(8)에는 수소 입출구 어셈블리(79)와 연결되는 수소 충전 인렛(도시하지 않음)이 설치될 수 있다.

더 나아가, 상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 다른 일측에 대응되는 사이드 구조체(1)의 제2 리어 사이드 패널(5)에는 전기 충전구(9)가 형성될 수 있다(도 2 참조). 상기 전기 충전구(9)에는 배터리(63)와 연결되는 전기 충전 인렛(도시하지 않음)이 설치될 수 있다.

또 다른 한편, 도 3, 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 리어 바디부(50)의 후방부에는 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)이 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)은 리어 플로워 구조체(53)의 후방에서, 리어 사이드 멤버(51)의 하부에 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)은 구동모터(73)와 인버터(75)를 냉각하도록 되어 있다. 상기 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)은 당업자에게 알려진 라디에이터와 쿨링 팬을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)은 리어 사이드 멤버(51) 및 리어 크로스 멤버(57)에 의하여 마련된 공간에 배치될 수 있다.

이와 같은 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)은 당업자에게 알려진 마운팅 브라켓 등을 통해 리어 사이드 멤버(51)의 하부 및 리어 크로스 멤버(57)의 하부에 장착될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 부품 마운팅 유닛(59)은 제2 쿨링 모듈(65) 및 적어도 하나의 수소 탱크(71)를 리어 바디부(50)에 배치(예, 장착)하도록 되어 있다.

상기 부품 마운팅 유닛(59)은 리어 플로워 구조체(53)와 파티션 패널(55)에 결합된다. 이러한 부품 마운팅 유닛(59)은 로워 마운팅 크로스 멤버(83)와 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)를 포함하고 있다.

상기 로워 마운팅 크로스 멤버(83)는 리어 플로워 구조체(53)의 상부를 보강하면서 제2 쿨링 모듈(65) 및 적어도 하나의 수소 탱크(71)를 지지하도록 되어 있다. 상기 로워 마운팅 크로스 멤버(83)는 리어 플로워 구조체(53)의 상부에 차폭 방향을 따라 결합된다.

상기 로워 마운팅 크로스 멤버(83)는 리어 플로워 패널(61)의 상부 면에 결합될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 로워 마운팅 크로스 멤버(83)와 리어 플로워 패널(61)의 상부 면 사이에는 사각 단면의 폐 구간이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)는 파티션 패널(55)의 상부를 보강하면서 제2 쿨링 모듈(65) 및 적어도 하나의 수소 탱크(71)를 지지하도록 되어 있다. 상기 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)는 파티션 패널(55)의 상부에 차폭 방향을 따라 결합된다.

상기 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)의 양 단부는 사이드 구조체(1)에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)는 파티션 패널(55)의 상부 면에 결합될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)와 파티션 패널(55)의 상부 면 사이에는 사각 단면의 폐 구간이 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 부품 마운팅 유닛(59)을 이용하여 리어 바디부(50)에 제2 쿨링 모듈(65)이 장착되는 예를 설명하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 쿨링 모듈(65)의 하부는 적어도 하나의 제1 로워 마운팅 부재(87)에 의하여 로워 마운팅 크로스 멤버(83)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 제2 쿨링 모듈(65)의 상부는 적어도 하나의 제1 어퍼 마운팅 부재(89)에 의하여 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)에 고정될 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성되는 부품 마운팅 유닛(59)을 이용하여 리어 바디부(50)에 적어도 하나의 수소 탱크(71)가 장착되는 예를 설명하면, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 수소 탱크(71)는 적어도 하나의 제2 로워 마운팅 부재(91)에 의하여 리어 크로스 멤버(57)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 적어도 하나의 수소 탱크(71)는 적어도 하나의 제2 어퍼 마운팅 부재(93)에 의하여 어퍼 마운팅 크로스 멤버(85)에 고정될 수 있다.

상기 적어도 하나의 제2 로워 마운팅 부재(91) 및 적어도 하나의 제2 어퍼 마운팅 부재(93)는 위에서 언급한 바 있는 적어도 하나의 탱크 지지 부재(77)에 결합될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)의 작용을 도 1 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 프론트 바디부(10)의 전방부에 마련된 공간에 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈(13)이 배치된다. 리어 바디부(50)의 전방부의 양측에 마련된 공간에 제2 쿨링 모듈(65)이 각각 배치된다. 그리고, 상기 리어 바디부(50)의 후방부에 마련된 공간에 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)이 배치된다.

나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 상기 프론트 바디부(10)의 후방부에 마련된 공간에 연료전지 스택(15)이 배치된다. 상기 리어 바디부(50) 및 미들 바디부(30)의 하부에 마련된 공간에 배터리(63)가 배치된다. 상기 리어 바디부(50)의 전방부에 마련된 공간에 적어도 하나의 수소 탱크(71)가 배치된다. 그리고, 상기 리어 바디부(50)의 전방부에서 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 하측에 마련된 공간에 구동모터(73)와 인버터(75)가 배치된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 전체적인 차체의 제한된 공간에 상기한 바와 같은 부품들을 배치함으로써, 차체의 높이를 높이지 않고서도 스포츠카와 같은 수소 전기차 기반의 승용형 차량을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈(13), 제2 쿨링 모듈(65), 그리고 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈(81)에 의하여 연료전지 스택(15), 배터리(63), 구동모터(73), 그리고 인버터(75)의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 미들 바디부(30)와 리어 바디부(50)를 구획하도록 되어 있는 파티션 패널(55)이 장착된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 차체의 강건성을 확보할 수 있고, 미들 바디부(30)의 승객 룸과 리어 바디부(50)의 수소 탱크 장착 공간을 차폐함으로써, 승객 룸으로의 수소 가스 유입을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 배터리(63)가 리어 플로워 구조체(53)의 하부 및 터널부(35)의 하부에 마련된 공간에'T'형상으로 배치된다. 이로써, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 승객 룸의 시트 착좌 면을 낮출 수 있고, 차체의 높이를 낮게 유지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 리어 플로워 구조체(53)와 터널부(35)를 통해 배터리(63)를 둘러싸며 그 배터리(63)를 지지함에 따라, 차량의 충돌에 의한 배터리(63)의 안전성을 높일 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 일측에 구비된 수소 입출구 어셈블리(79)에 대응되는 사이드 구조체(1)의 제1 리어 사이드 패널(3)에 수소 충전구(8)가 형성되어 있다. 그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 다른 일측에 대응되는 사이드 구조체(1)의 제2 리어 사이드 패널(5)에 전기 충전구(9)가 형성되어 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 차량의 후방 충돌에 의한 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 안전성을 높일 수 있고, 수소 충전구(8)와 전기 충전구(9)를 차폭 방향을 따라 분리함으로써, 수소 가스의 발화 위험성을 낮출 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 파티션 패널(55)의 절곡부(67)에 의하여 제1 리어 사이드 패널(3) 및 제2 리어 사이드 패널(5)의 공기 유입 홀(7)과 연결된 공기 유동 통로(69)가 형성되며, 공기 유동 통로(69)에 제2 쿨링 모듈(65)이 배치되어 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 차량의 쿨링 성능을 향상시킬 수 있고, 적어도 하나의 수소 탱크(71)로부터 누출된 수소 가스를 공기 유동 통로(69)를 통해 승객 룸의 후방으로 배출할 수도 있다.

또 다른 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)에 의하면, 제2 쿨링 모듈(65) 및 적어도 하나의 수소 탱크(71)를 리어 바디부(50)에 장착하도록 되어 있는 부품 마운팅 유닛(59)이 리어 플로워 구조체(53)와 파티션 패널(55)에 결합되어 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조(100)는 부품 마운팅 유닛(59)에 의하여 제2 쿨링 모듈(65)과 적어도 하나의 수소 탱크(71)의 차체 연결성을 강화함과 동시에 마운트 강성을 확보할 수 있고, 리어 바디부(50)의 차체 강건성을 확보할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 사이드 구조체 3: 제1 리어 사이드 패널
5: 제2 리어 사이드 패널 7: 공기 유입 홀
8: 수소 충전구 9: 전기 충전구
10: 프론트 바디부 11: 프론트 사이드 멤버
13: 제1 쿨링 모듈 15: 연료전지 스택
30: 미들 바디부 31: 미들 사이드 멤버
33: 센터 플로워 패널 35: 터널부
50: 리어 바디부 51: 리어 사이드 멤버
53: 리어 플로워 구조체 55: 파티션 패널
57: 리어 크로스 멤버 59: 부품 마운팅 유닛
61: 리어 플로워 패널 63: 배터리
65: 제2 쿨링 모듈 66: 마운트 볼트
67: 절곡부 69: 공기 유동 통로
71: 수소 탱크 73: 구동모터
75: 인버터 77: 탱크 지지 부재
79: 수소 입출구 어셈블리 81: 제3 쿨링 모듈
83: 로워 마운팅 크로스 멤버 85: 어퍼 마운팅 크로스 멤버
87: 제1 로워 마운팅 부재 89: 제1 어퍼 마운팅 부재
91: 제2 로워 마운팅 부재 93: 제2 어퍼 마운팅 부재
100: 차체 구조

Claims

적어도 하나의 제1 쿨링 모듈이 배치되는 프론트 바디부;
상기 프론트 바디부와 연결된 센터 플로워 패널을 포함하는 미들 바디부; 및
상기 미들 바디부와 연결된 후방부의 차폭 방향에 따른 양측에 제2 쿨링 모듈이 각각 배치되고, 후방부에 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈이 배치되는 리어 바디부;
를 포함하는 차체 구조.
제1 항에 있어서,
상기 프론트 바디부는 차폭 방향에 따른 양측에 차체 전후 방향을 따라 각각 배치되는 프론트 사이드 멤버를 포함하고,
상기 프론트 사이드 멤버의 전방부에 상기 적어도 하나의 제1 쿨링 모듈이 배치되고,
상기 양측 프론트 사이드 멤버의 사이에 연료전지 스택이 배치되는 차체 구조.
제1 항에 있어서,
상기 미들 바디부는 차폭 방향에 따른 양측에 차체 전후 방향을 따라 각각 배치되는 미들 사이드 멤버를 포함하고,
상기 센터 플로워 패널이 상기 미들 사이드 멤버에 결합되고, 상기 센터 플로워 패널에 차체 전후 방향을 따라 터널부가 형성된 차체 구조.
제1 항에 있어서,
상기 리어 바디부는,
차폭 방향에 따른 양측에 차체 전후 방향을 따라 각각 배치되는 리어 사이드 멤버와,
상기 리어 사이드 멤버의 전방부에 결합되며, 상기 센터 플로워 패널과 연결되는 돔 형상의 리어 플로워 구조체와,
상기 리어 플로워 구조체의 후방에서 상기 리어 사이드 멤버와 차폭 방향을 따라 결합되는 리어 크로스 멤버
를 포함하는 차체 구조.
제4 항에 있어서,
상기 미들 바디부와 상기 리어 바디부를 구획하도록 파티션 패널이 상기 리어 플로워 구조체의 상부에 결합되는 차체 구조.
제4 항에 있어서,
상기 리어 플로워 구조체의 하부, 및 상기 센터 플로워 패널에 차체 전후 방향을 따라 형성된 터널부의 하부에 고전압의 배터리가 배치되는 차체 구조.
제6 항에 있어서,
상기 배터리가 상기 리어 플로워 구조체 및 상기 터널부에'T'형상으로 배치되는 차체 구조.
제5 항에 있어서,
상기 리어 플로워 구조체의 차폭 방향에 따른 양측에 상기 제2 쿨링 모듈이 각각 배치되는 차체 구조.
제5 항에 있어서,
상기 파티션 패널은 차폭 방향에 따른 양측에서 상기 미들 바디부 측으로 절곡된 절곡부를 포함하며,
상기 리어 바디부의 차폭 방향에 따른 양측에 각각 구비된 사이드 구조체와 상기 절곡부 사이에 공기 유동 통로가 형성되는 차체 구조.
제9 항에 있어서,
상기 제2 쿨링 패널이 상기 공기 유동 통로에 배치되며,
상기 공기 유동 통로와 연결되는 공기 유입 홀이 상기 사이드 구조체의 제1 리어 사이드 패널 및 제2 리어 사이드 패널에 각각 형성되는 차체 구조.
제5 항에 있어서,
상기 리어 플로워 구조체의 후방에서 상기 리어 사이드 멤버의 하부에 상기 적어도 하나의 제3 쿨링 모듈이 배치되는 차체 구조.
제5 항에 있어서,
상기 파티션 패널과 상기 리어 크로스 멤버 사이에 적어도 하나의 수소 탱크가 배치되고,
상기 적어도 하나의 수소 탱크의 하측에 구동모터와 인버터가 배치되는 차체 구조.
제1 항에 있어서,
차폭 방향에 따른 양측에 구비된 사이드 구조체의 제1 리어 사이드 패널에 수소 충전구가 형성되고,
상기 사이드 구조체의 제2 리어 사이드 패널에 전기 충전구가 형성되는 차체 구조.
제5 항에 있어서,
상기 리어 바디부는,
적어도 하나의 수소 탱크 및 상기 제2 쿨링 모듈을 배치하도록 상기 리어 플로워 구조체와 상기 파티션 패널에 결합되는 부품 마운팅 유닛
을 더 포함하는 차체 구조.
제14 항에 있어서,
상기 부품 마운팅 유닛은,
상기 리어 플로워 구조체의 상부에 차폭 방향을 따라 결합되며, 상기 파티션 패널의 하부와 결합되는 로워 마운팅 크로스 멤버와,
상기 파티션 패널의 상부에 차폭 방향을 따라 결합되는 어퍼 마운팅 크로스 멤버
를 포함하는 차체 구조.
제14 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 수소 탱크의 측면에 수소 입출구 어셈블리가 구비되는 차체 구조.