KR101534873B1 - 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 배터리팩의 고유주파수를 고주파수 대역으로 이동시킬 수 있는 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓에 관한 것으로,

배터리팩의 양측면에 각각 결합되어 상기 배터리팩을 차체에 고정되게 하는 마운팅부에 각각 설치되고, 이 마운팅부에 결합되는 마운팅부 결합면과 차체에 결합되는 차체 결합면이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

이에 본 발명은 하이브리드 차량용 고전압 배터리 시스템의 고유주파수를 고주파수 대역으로 이동되게 함으로써 내진동 및 내충격 특성이 우수해지며, 이에 배터리팩에서 받는 하중이 감소하여 배터리팩의 중량 절감에 유리해지는 효과가 있다.

배터리팩, 고유주파수, 마운팅 브라켓, 진동 절연

Description

하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓{Mounting bracket of battery pack for hybrid electric vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량용 배터리팩의 고유주파수를 고주파수 대역으로 이동시킬 수 있는 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 차량용 고전압 배터리는 배터리팩의 양측에 마운팅부를 장착하고, 이 마운팅부를 통해 차체에 고정되는 바, 엔진에서 발생되는 진동이나 주행중 노면에서 발생되는 진동 및 충격에 의한 하중이 차체를 통해 전달된다.

배터리팩의 고유주파수가 차량에서 발생되는 주파수 대역과 공진하게 되는 경우 배터리팩에 전달되는 하중이 더욱 커지게 되며 이에 배터리팩에 전달되는 진동 및 충격에 의한 하중이 증가하여 배터리팩의 내구성을 저하시키는 원인이 된다.

또한, 배터리팩의 고유주파수가 저주파수 대역일수록 진동폭이 커지게 되므로 이에 배터리팩의 내구성이 저하되는 문제점도 있다.

따라서, 배터리팩의 고유주파수는 엔진이나 샤시 등 차량에서 주로 발생되는 주파수 대역인 20 ~ 40 Hz 대역과는 공진을 피해야 하며, 되도록 진동폭이 작은 고주파수 대역에 고유주파수를 위치하도록 설계하는 것이 배터리 시스템의 내구 측면에서 유리하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 배터리팩을 차체에 고정하는 마운팅부에 추가 설치되어 배터리팩의 고유주파수를 증가시킴으로써 진동폭을 감소시키고, 저주파수 대역에서 차량의 고유주파수와 공진되는 것을 방지하여 내구성을 향상시키는 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 배터리팩의 양측면에 각각 결합되어 상기 배터리팩을 차체에 고정되게 하는 마운팅부에 각각 설치되고, 이 마운팅부에 결합되는 마운팅부 결합면과 차체에 결합되는 차체 결합면이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓을 제공한다.

본 발명은 하이브리드 차량용 고전압 배터리 시스템의 고유주파수를 고주파수 대역으로 이동되게 함으로써 내진동 및 내충격 특성이 우수해지며, 이에 배터리팩에서 받는 하중이 감소하여 배터리팩의 중량 절감에 유리해지는 효과가 있다.

또한, 차량에서 주로 발생되는 저주파수 대역과의 공진을 회피할 수 있음으로 인한 내구성 향상의 효과도 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

본 발명은 배터리팩을 차체에 고정하는 마운팅부에 진동 절연을 위해 추가 설치되어 배터리팩 혹은 고전압 배터리 시스템의 고유주파수를 증가시키도록 하는 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓에 대한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 강성보강용 마운팅 브라켓을 설치한 하이브리드 차량용 배터리팩을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 마운팅 브라켓의 실시예를 개략적으로 도시한 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강성보강용 마운팅 브라켓(30)은 마운팅부(20)에 결합되는 마운팅부 결합면(31)과 차체에 고정되는 차체 결합면(33)이 일체로 형성되고, 상기 마운팅부 결합면(31)과 차체 결합면(33) 사이에 비스듬하게 형성되는 비드(35)가 하나 이상 구비된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마운팅 브라켓(30)은 차체에 배터리팩(10)을 고정되게 하는 좌우의 마운팅부(20)에 각각 설치되며, 상기 마운팅부 결합면(31)과 차체 결합면(33)은 각각 볼트 등의 체결부재를 통해 상기 마운팅부(20) 또는 차체 에 고정 결합된다.

그리고, 상기 비드(35)는 마운팅부 결합면(31)과 차체 결합면(33)에 일체로 형성되고 본 발명에 따른 마운팅 브라켓(30)의 강성을 보강하는 역할을 하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 비드(35)의 단면은 반원 형상, 사각 형상, 삼각 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있고, 그 외에도 반타원 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 마운팅 브라켓(30)은 상기 마운팅부(20)의 강성을 보강하여 내진동성을 향상시키는 역할을 하고, 이에 배터리팩(10)의 고유주파수를 증가시켜 저주파수 대역으로 발생하는 차량의 고유주파수와의 공진을 방지한다.

그리고, 상기 비드(35)의 단면 형상은 삼각 형상, 반원 형상, 사각 형상의 순으로 상기 배터리팩(10)의 고유주파수를 상향 조정하는데 있어서 유리하다.

이와 같이 본 발명에 따른 마운팅 브라켓(30)을 상기 마운팅부(20)에 추가로 설치함으로써, 차량에서 전달되는 진동이나 충격에 따른 주파수 및 배터리팩(10)의 고유주파수를 고주파수 대역으로 증가시켜서 상기 배터리팩(10)이 저주파 대역에 비해 작은 진동폭으로 진동하도록 한다.

이하, 차량에서 발생되는 주파수를 고주파수 대역에 위치되게 함에 따른 진동 절연 효과를 살펴보도록 한다.

먼저, 차체를 통해 고전압 배터리 시스템에 전달되는 진동의 진폭을 X라 할 때, 속도 V 와 가속도 A 는 아래 수학식 1 ~ 3과 같다.

고전압 배터리 시스템(배터리팩 포함)에 전달되는 진동을 나타낼 때 sin 및 cos의 시간적 변화를 배제한 최대치나 실효치(root mean square value)로만 표시하여도 진동의 강약을 알 수 있으며, 변위 진폭, 속도 진폭, 가속도 진폭은 하기 표 1과 같다.

상기와 같이 고전압 배터리 시스템 혹은 배터리팩(10)에 가해지는 진동은 가속도에 영향을 받으며, 차체를 통해 고전압 배터리 시스템에 가해지는 가속도의 크기가 일정하다면, 가속도 진폭은 각진동수 ω(ω=2πf, f=고유주파수)를 고주파수 대역에 위치시킬수록 그 크기가 작아지므로 차량의 진동에 의한 하중을 줄일 수 있다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 강성 보강용 마운팅 브라켓을 고전압 배터리 시스템에 적용하기 전과 적용한 후 배터리팩의 고유주파수를 나타낸 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강성 보강용 마운팅 브라켓(30)을 배터리팩(10)을 차체에 마운팅하는 마운팅부(20)에 각각 적용할 경우, '적용전 고유주파수'에 비해 '적용후 고유주파수'의 주파수 대역이 약 25% 이상 고주파수 대역 측으로 증가된 것을 확인할 수 있으며, 이로 인해 진동에 영향을 미치는 가속도 진폭이 약 50% 가량 감소되고 이에 따른 진동 절연 효과을 예상할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 하이브리드 차량용 배터리팩의 고유주파수 및 차량에서 전달되는 진동 및 충격에 의해 발생되는 주파수를 고주파수 대역으로 이동시키기 위하여, 하중을 주로 받게 되는 마운팅부(20)에 내진동의 강성보강용 마운팅 브라켓(30)을 적용함으로써 상기 마운팅부(20)의 내진동 및 내충격 특성이 우수해지며, 배터리팩(10)으로부터 전달받는 하중이 줄어들어 배터리팩(10)의 중량 절감에 유리하고 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓을 도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 강성보강용 마운팅 브라켓을 설치한 하이브리드 차량용 배터리팩을 도시한 사시도

도 3은 본 발명에 따른 마운팅 브라켓의 실시예를 개략적으로 도시한 구조도

도 4는 본 발명에 따른 강성 보강용 마운팅 브라켓을 고전압 배터리 시스템에 적용하기 전과 적용한 후 배터리팩의 고유주파수를 나타낸 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 배터리팩

20 : 마운팅부

30 : 마운팅 브라켓

31 : 마운팅부 결합면

33 : 차체 결합면

35 : 비드

Claims (3)

1. 배터리팩(10)을 차체에 고정하는 마운팅부(20)에 진동 절연을 위해 추가로 설치되면서 마운팅부(20)의 강성을 보강하여 내진동성을 향상시키는 역할 및 배터리팩(10)의 고유주파수를 고주파수 대역으로 증가시키는 역할을 하는 마운팅 브라켓(30)을 구비하며,

   상기 마운팅 브라켓(30)은 마운팅부(20)에 결합되는 마운팅부 결합면(31)과 차체에 고정되는 차체 결합면(33)의 일체형으로 이루어지고, 상기 마운팅부 결합면(31)과 차체 결합면(33) 사이에 비스듬하게 형성되는 하나 이상의 비드(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 비드(35)의 단면은 삼각 형상, 사각 형상, 반원 형상, 반타원 형상 중 선택된 어느 하나의 형상으로 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리팩 마운팅 브라켓.

Images