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KR20210103624A - 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체 - Google Patents

고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체 Download PDF

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Publication number
KR20210103624A
KR20210103624A KR1020200017838A KR20200017838A KR20210103624A KR 20210103624 A KR20210103624 A KR 20210103624A KR 1020200017838 A KR1020200017838 A KR 1020200017838A KR 20200017838 A KR20200017838 A KR 20200017838A KR 20210103624 A KR20210103624 A KR 20210103624A
Authority
KR
South Korea
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vehicle body
high voltage
voltage battery
cross member
body equipped
Prior art date
Application number
KR1020200017838A
Other languages
English (en)
Inventor
정세훈
박기봉
양영태
최준석
박민규
최지호
김병수
차효섭
진현수
양동수
김진원
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 전방시트의 후방 하측에 차체의 횡방향으로 설치되는 후방크로스멤버; 상기 후방크로스멤버의 전방에 차체의 횡방향으로 설치되는 전방크로스멤버; 상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버 사이에 설치되는 고전압배터리; 상기 고전압배터리의 하측을 지지하면서, 차체의 전후방향을 따라 상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버를 연결하도록 설치된 복수의 종방향지지멤버를 포함하여 구성된다.

Description

고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체{VEHICLE BODY EQUIPED WITH HIGH VOLTAGE BATTERY}
본 발명은 전기차나 하이브리드 차량과 같이 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체 구조에 관한 기술이다.
전기차나 하이브리드 차량은 고전압배터리를 차량에 탑재해야 하며, 상기와 같은 고전압배터리는 그 부피와 중량이 비교적 크고 수밀성이 요구되는 등 차량 내에서 그 탑재 위치 및 공간의 확보가 용이하지 않다.
한편 차체는 각종 충돌 등과 같은 외력에 대하여 충분한 강성을 확보해야 한다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2012-0114638 A
본 발명은 탑승자가 사용할 수 있는 차체의 실내공간을 축소시키지 않고 고전압배터리를 안전하고 견고하게 차량에 탑재할 수 있도록 하며, 고전압배터리를 장착하는 것에 의해 오히려 차체의 강성을 증대시킬 수 있도록 하여, 충돌 등과 같은 각종 외력에 대하여 차체의 변형을 감소시킬 뿐만 아니라, 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능과 승차감 및 핸들링 성능을 향상시킬 수 있도록 한 고전압배터리를 탑재 차량의 차체를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체는,
전방시트의 후방 하측에 차체의 횡방향으로 설치되는 후방크로스멤버;
상기 후방크로스멤버의 전방에 차체의 횡방향으로 설치되는 전방크로스멤버;
상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버 사이에 설치되는 고전압배터리;
상기 고전압배터리의 하측을 지지하면서, 차체의 전후방향을 따라 상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버를 연결하도록 설치된 복수의 종방향지지멤버;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 종방향지지멤버는 차체 전방의 프론트사이드멤버로부터 차체의 길이방향 후방으로 연장되는 프론트사이드리어멤버의 후단에 차체의 길이방향을 따라 정렬되어 연결되도록 설치될 수 있다.
상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버는 각각 양단이 차체의 사이드실에 결합될 수 있다.
상기 차체 전방의 프론트사이드멤버로부터 차체의 길이방향 후방으로 연장되는 프론트사이드리어멤버의 후단은 상기 전방크로스멤버에 결합되고;
상기 종방향지지멤버는 상기 전방크로스멤버 상에서 상기 프론트사이드리어멤버의 후단과 연결되도록 설치될 수 있다.
상기 고전압배터리는 차체의 종방향 중심선을 따라 상측으로 함몰되고 하측이 개방된 형상의 터널부를 구비하고, 상기 터널부 양측에 상기 고전압배터리를 구성하는 배터리모듈들을 내장할 수 있는 저장부를 구비할 수 있다.
상기 터널부는 상기 양쪽의 저장부 내부 공간을 서로 연결시키도록 구성될 수 있다.
상기 고전압배터리의 하측에는 상기 터널부로부터 차체의 사이드실까지 차체의 횡방향으로 연결되어 상기 고전압배터리를 지지하는 복수개의 횡방향지지멤버가 구비될 수 있다.
상기 고전압배터리의 저장부는 차체의 사이드실에 직접 결합될 수 있다.
상기 고전압배터리의 터널부는 상기 터널부 양측의 각 저장부보다 폭이 좁게 형성될 수 있다.
상기 고전압배터리의 터널부는 차체의 하측으로 개구된 Inverted U자 형 단면으로 형성될 수 있다.
본 발명은 탑승자가 사용할 수 있는 차체의 실내공간을 축소시키지 않고 고전압배터리를 안전하고 견고하게 차량에 탑재할 수 있도록 하며, 고전압배터리를 장착하는 것에 의해 오히려 차체의 강성을 증대시킬 수 있도록 하여, 충돌 등과 같은 각종 외력에 대하여 차체의 변형을 감소시킬 뿐만 아니라, 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능과 승차감 및 핸들링 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체를 하측에서 관측한 도면,
도 2는 도 1의 고전압배터리에 대한 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 3은 도 1의 프론트사이드리어멤버와 종방향지지멤버에 의해 형성되는 차체의 종방향 강성 확보 구조를 표시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고전압배터리(1)를 탑재하는 차량의 차체는, 전방시트(S)의 후방 하측에 차체의 횡방향으로 설치되는 후방크로스멤버(3); 상기 후방크로스멤버(3)의 전방에 차체의 횡방향으로 설치되는 전방크로스멤버(5); 상기 전방크로스멤버(5)와 후방크로스멤버(3) 사이에 설치되는 고전압배터리(1); 상기 고전압배터리(1)의 하측을 지지하면서, 차체의 전후방향을 따라 상기 전방크로스멤버(5)와 후방크로스멤버(3)를 연결하도록 설치된 복수의 종방향지지멤버(7)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 전방크로스멤버(5)와 후방크로스멤버(3)는 각각 양단이 차체의 사이드실(9)에 결합되는 구조이다.
따라서, 상기 차체 양측의 두 사이드실(9)과 상기 전방크로스멤버(5) 및 후방크로스멤버(3)에 의해 형성되는 평면상의 공간에 상기 고전압배터리(1)가 설치되는 구성이어서, 기본적으로 상기 고전압배터리(1)는 주변의 이들 부품에 의해 외력으로부터 보호가 이루어진다.
상기 종방향지지멤버(7)는 차체 전방의 프론트사이드멤버(11)로부터 차체의 길이방향 후방으로 연장되는 프론트사이드리어멤버(13)의 후단에 차체의 길이방향을 따라 정렬되어 연결되도록 설치된다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 프론트사이드리어멤버(13)와 상기 종방향지지멤버(7)는 A로 표시된 것과 같이 차체의 종방향을 따라 길게 연결된 강성 보강재의 역할을 하게 되어 차체의 전반적인 종방향 강성을 증대시키는 역할을 수행하게 된다.
상기 차체 전방의 프론트사이드멤버(11)로부터 차체의 길이방향 후방으로 연장되는 프론트사이드리어멤버(13)의 후단은 상기 전방크로스멤버(5)에 결합되고, 상기 종방향지지멤버(7)는 상기 전방크로스멤버(5) 상에서 상기 프론트사이드리어멤버(13)의 후단과 연결되도록 설치된다.
따라서, 상기 프론트사이드리어멤버(13)와 상기 종방향지지멤버(7)의 결합 구조가 상기 전방크로스멤버(5) 상에서 더욱 견고하게 확보될 수 있다.
한편, 상기 고전압배터리(1)는 차체의 종방향 중심선을 따라 상측으로 함몰되고 하측이 개방된 형상의 터널부(1-1)를 구비하고, 상기 터널부(1-1) 양측에 상기 고전압배터리(1)를 구성하는 배터리모듈(1-2)들을 내장할 수 있는 저장부(1-3)를 구비한 구조이다.
상기 터널부(1-1)는 상기 양쪽의 저장부(1-3) 내부 공간을 서로 연결시키도록 구성되어, 상기 양쪽 저장부(1-3)에 내장된 배터리모듈(1-2)들 사이의 전기적 연결 등이 가능하도록 할 수 있다.
즉, 본 실시예에서 상기 고전압배터리(1)의 터널부(1-1)는 도 2에 도시된 바와 같이 차체의 하측으로 개구되어, Inverted U자 형 단면으로 형성되는데, 더 구체적으로는 상기 양쪽 저장부(1-3) 사이를 연통시키도록 상기 Inverted U자 형 단면 2개가 서로 이격된 상태로 형성되어, 그 사이를 통해 양쪽의 저장부(1-3)가 서로 연통되도록 된 구조이다.
상기한 바와 같은 터널부(1-1) 구조는 상기한 바와 같은 Inverted U자 형 단면 자체가 상기 고전압배터리(1)의 강성을 증대시키는 역할을 하고, 나아가 상기한 바와 같이 Inverted U자 형 단면이 2개가 서로 이격된 상태로 중첩된 구조가 상기 고전압배터리(1)의 강성을 더욱 증대시키는 역할을 하게 된다.
따라서, 상기한 바와 같은 고강성 구조를 확보한 고전압배터리(1)를 상술한 바와 같이 상기 종방향지지멤버(7)를 통해 상기 프론트사이드리어멤버(13)와 전방크로스멤버(5) 및 후방크로스멤버(3)에 연결되도록 하면, 상기 고전압배터리(1) 자체가 차체의 강성을 증대시키는 역할을 아울러 수행하게 되는 것이다.
또한, 상기 고전압배터리(1)의 하측에는 상기 터널부(1-1)로부터 차체의 사이드실(9)까지 차체의 횡방향으로 연결되어 상기 고전압배터리(1)를 지지하는 복수개의 횡방향지지멤버(15)가 구비되어 있어서, 상기 고전압배터리(1)를 더욱 견고하게 차체에 지지할 수 있도록 함은 물론 차체 자체의 강성을 더욱 증대시킬 수 있게 된다.
물론, 상기 횡방향지지멤버(15)는 선택적인 것으로서, 횡방향지지멤버(15)를 구비하지 않고, 상기 고전압배터리(1)의 저장부(1-3) 측면에 플랜지 구조 등을 형성하여 차체의 사이드실(9)에 직접 결합되도록 구성하는 것도 가능할 것이다.
상기 고전압배터리(1)의 터널부(1-1)는 양측의 각 저장부(1-3)보다 폭이 좁게 형성되어, 상기 저장부(1-3)의 용량을 충분히 확보하여 배터리모듈(1-2)의 탑재 공간을 충분히 확보하기 유리하도록 하는 것이 바람직하다.
참고로, 상기 터널부(1-1)의 하측으로는 후륜 구동차량의 경우 추진축(17)과 같은 동력전달 부품이 설치될 수 있는 공간으로 사용될 수 있는 바, 도 1에는 이와 같은 예가 도시된 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 고전압배터리
1-1; 터널부
1-2; 배터리모듈
1-3; 저장부
3; 후방크로스멤버
5; 전방크로스멤버
7; 종방향지지멤버
9; 사이드실
11; 프론트사이드멤버
13; 프론트사이드리어멤버
15; 횡방향지지멤버
17; 추진축

Claims (10)

  1. 전방시트의 후방 하측에 차체의 횡방향으로 설치되는 후방크로스멤버;
    상기 후방크로스멤버의 전방에 차체의 횡방향으로 설치되는 전방크로스멤버;
    상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버 사이에 설치되는 고전압배터리;
    상기 고전압배터리의 하측을 지지하면서, 차체의 전후방향을 따라 상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버를 연결하도록 설치된 복수의 종방향지지멤버;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 종방향지지멤버는 차체 전방의 프론트사이드멤버로부터 차체의 길이방향 후방으로 연장되는 프론트사이드리어멤버의 후단에 차체의 길이방향을 따라 정렬되어 연결되도록 설치되는 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방크로스멤버와 후방크로스멤버는 각각 양단이 차체의 사이드실에 결합되는 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 차체 전방의 프론트사이드멤버로부터 차체의 길이방향 후방으로 연장되는 프론트사이드리어멤버의 후단은 상기 전방크로스멤버에 결합되고;
    상기 종방향지지멤버는 상기 전방크로스멤버 상에서 상기 프론트사이드리어멤버의 후단과 연결되도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 고전압배터리는 차체의 종방향 중심선을 따라 상측으로 함몰되고 하측이 개방된 형상의 터널부를 구비하고, 상기 터널부 양측에 상기 고전압배터리를 구성하는 배터리모듈들을 내장할 수 있는 저장부를 구비한 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 터널부는 상기 양쪽의 저장부 내부 공간을 서로 연결시키도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 고전압배터리의 하측에는 상기 터널부로부터 차체의 사이드실까지 차체의 횡방향으로 연결되어 상기 고전압배터리를 지지하는 복수개의 횡방향지지멤버가 구비된 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 고전압배터리의 저장부는 차체의 사이드실에 직접 결합되는 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 고전압배터리의 터널부는 상기 터널부 양측의 각 저장부보다 폭이 좁게 형성되는 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 고전압배터리의 터널부는 차체의 하측으로 개구된 Inverted U자 형 단면으로 형성된 것
    을 특징으로 하는 고전압배터리를 탑재하는 차량의 차체.


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