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KR102481152B1 - 차량용 경량 배터리 케이스 - Google Patents

차량용 경량 배터리 케이스 Download PDF

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KR102481152B1
KR102481152B1 KR1020200187244A KR20200187244A KR102481152B1 KR 102481152 B1 KR102481152 B1 KR 102481152B1 KR 1020200187244 A KR1020200187244 A KR 1020200187244A KR 20200187244 A KR20200187244 A KR 20200187244A KR 102481152 B1 KR102481152 B1 KR 102481152B1
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battery housing
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서승구
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Abstract

본 발명은 차량용 경량 배터리 케이스를 개시한다. 개시된 차량용 경량 배터리 케이스는, 340MPa급 또는 SPRC440의 고장력 강판에 의해 프레스 성형되며, 내부에 배터리모듈이 결합되는 배터리 하우징과, 배터리 하우징을 커버하도록 볼트 및 너트를 통해 배터리 하우징에 결합되는 하우징 커버와, 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 프레스 성형되어 배터리 하우징에 결합되며, 배터리 하우징의 하면과 측면을 보강하면서 차체에 고정되는 차체고정 마운트부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 차체에 고정되는 차체고정 마운트부를 배터리 하우징에 일체로 형성하고 배터리 하우징의 강성과 내구성, 내충격성을 향상할 수 있을 뿐만 아니라, 차체고정 마운트부와 배터리 하우징을 서로 다른 고장력 강판으로 제작하여 중량을 줄이면서 내구성 저하를 방지할 수 있다.

Description

차량용 경량 배터리 케이스{BATTERY CASE FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은 차량용 경량 배터리 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체에 고정되는 차체고정 마운트부를 배터리 하우징에 일체로 형성하고 배터리 하우징의 강성과 내구성, 내충격성을 향상할 수 있을 뿐만 아니라, 차체고정 마운트부와 배터리 하우징을 서로 다른 고장력 강판으로 제작하여 중량을 줄이면서 내구성 저하를 방지할 수 있도록 하는 차량용 경량 배터리 케이스에 관한 것이다.
최근 환경오염 문제와 대체 에너지 개발 등에 따라 전기 자동차의 개발이 꾸준하게 진행되면서, 차량용 대용량 배터리에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이에 따라 최근 많은 제조 업체들은 HEV(Hybrid Electric Vehicle)과 함께 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 시스템을 개발하여 출시하고 있다. PHEV는 기존의 HEV와는 달리 대용량/고성능의 배터리를 탑재하고 있으며 가정이나 건물의 전기를 이용하여 차량의 외부에서 배터리를 충전할 수 있다.
이러한 전기차 및 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리 모듈은 하나의 배터리 셀을 파우치에 수용하는 파우치 형의 배터리 셀 유닛이 많이 이용되고 있다. 여기서, 배터리 셀 유닛들은 하나의 배터리 팩 케이스 내부에 복수개 적층되어 수용되며, 요구되는 전력크기에 따라 배터리 셀 유닛의 수량이 결정된다.
또한, 배터리 모듈은 상부가 개방되고 하단 외곽부에 플랜지부가 형성되고 플랜지부에 체결구멍들이 일정 간격으로 형성되는 트레이가 플랜지부의 체결구멍으로 삽입되는 고정볼트들에 의해 차체에 마운팅되어 고정되는 것이 일반적이다.
그러나 상기와 같은 종래기술의 차량용 배터리 모듈은, 내부에 수용되는 배터리 셀을 안전하게 보호하기 위해 알루미늄과 같은 경량의 소재를 이용하여 주조방식으로 제작하게 되는데, 이러한 주조방식은 제조공정의 특성상에 배터리 하우징의 두께가 전체적으로 두꺼워지므로 무게가 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 국내 등록특허 제10-1279416호(등록일:2013.06.21)에는 "플러그인 하이브리드 차량용 배터리 하우징"가 개시되어 있고, 공개특허 제10-2018-0068379호(공개일:2016.12.13)에는 "전기자동차의 배터리 하우징"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 차체에 고정되는 차체고정 마운트부를 배터리 하우징에 일체로 형성하고 배터리 하우징의 강성과 내구성, 내충격성을 향상하고, 차체고정 마운트부와 배터리 하우징을 서로 다른 고장력 강판으로 제작하여 중량을 줄이면서 내구성 저하를 방지할 수 있는 차량용 경량 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 경량 배터리 케이스는, 440MPa급 또는 SPRC440의 고장력 강판에 의해 프레스 성형되며, 내부에 배터리모듈이 결합되는 배터리 하우징과, 상기 배터리 하우징을 커버하도록 볼트 및 너트를 통해 상기 배터리 하우징에 결합되는 하우징 커버와, 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 프레스 성형되어 상기 배터리 하우징에 결합되며, 상기 배터리 하우징의 하면과 측면을 보강하면서 차체에 고정되는 차체고정 마운트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 배터리 하우징은, 상기 하우징 커버를 결합하도록 상단부 테두리부가 외측으로 벤딩되어 커버결합 플랜지가 형성되고, 상기 커버결합 플랜지에서 연장되어 상기 차체고정 마운트부와 중첩되는 마운트 플랜지가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 차체고정 마운트부는, 상기 배터리 하우징의 하면 및 양측면을 보강하기 위한 케이스보강 마운트 브래킷과, 상기 마운트 플랜지의 상면에 결합되는 플랜지보강 마운트 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 케이스보강 마운트 브래킷은, 상기 배터리 하우징의 하면 및 양측면에 접합되는 케이스 보강 플레이트와, 상기 케이스 보강 플레이트의 양측에서 각각 절곡되어 상기 마운트 플랜지의 하면에 접합되는 마운트 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 케이스 보강 플레이트와 상기 마운트 플레이트는 보강 절곡부가 외측으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 차체고정 마운트부는, 마운트홀부가 형성되고, 상기 마운트홀부에 체결부재의 결합을 위한 가이드 부싱이 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 경량 배터리 케이스는 종래기술과 달리 차체고정 마운트부와 배터리 하우징이 서로 다른 특성의 고장력 강판에 의해 제작되므로, 중량을 줄이면서 차체에 고정되는 차체고정 마운트부의 내구성 향상할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 경량 배터리 케이스에 의하면, 차체고정 마운트부가 마운트 플랜지의 상면 및 하면에 접합되는 플랜지보강 마운트 브래킷과 케이스보강 마운트 브래킷에 의해 3중 구조를 가지므로, 차체고정 마운트부를 차체에 고정할 때 변형 및 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 요부확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차체고정 마운트부를 설명하기 위한 요부 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차체고정 마운트부를 설명하기 위한 다른방향 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 경량 배터리 케이스의 바람직한 실시예를 설명한다. 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 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 저면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스를 설명하기 위한 요부확대 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차체고정 마운트부를 설명하기 위한 요부 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차체고정 마운트부를 설명하기 위한 다른방향 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스(10)는, 전기 자동차 예를 들어 하이브리드 차량에 설치되며, 전기의 충전을 위한 배터리모듈이 내장된다. 이때, 차량용 경량 배터리 케이스(10)의 내부에는 상기 배터리모듈을 안정되게 고정하기 위한 고정브래킷이 다양한 형태로 구비된다.
또한, 본 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스(10)는, 상기 배터리 모듈을 수용하는 배터리 하우징(20)과, 배터리 하우징(20)을 커버하는 하우징 커버(30)와, 차체고정 마운트부(40)를 포함하며, 차체고정 마운트부(40)에 의해 차체에 고정된다.
배터리 하우징(20)은, 340MPa급 또는 SPRC440 고장력 강판에 의해 프레스 성형되며, 내부에 배터리모듈을 고정하기 위한 다양한 형태의 브래킷이 구비된다. 이러한, 배터리 하우징(30)은 하우징 커버(30)를 통해 밀폐되며, 차체고정 마운트부(40)에 의해 차체에 고정된다.
본 실시 예에 따른 배터리 하우징(20)은 상면이 개방되 형태로 형성되어 개방된 상측에 하우징 커버(30)를 결합할 수 있도록 상단부 테두리부가 외측으로 벤딩되어 커버결합 플랜지(21)가 형성된다.
또한, 배터리 하우징(20)은 커버결합 플랜지(21)에서 마운트 플랜지(23)가 연장 형성되고, 마운트 플랜지(23)에 차체고정 마운트부(40)가 중첩되게 접합된다. 이를 통해 차체에 고정되는 차체고정 마운트부(40)의 강성과 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더하여 커버결합 플랜지(21)와 마운트 플랜지(23)의 끝단부에 라운드부가 형성되어 변형과 파손을 방지하게 된다.
하우징 커버(30)는 배터리 하우징(20)과 다른 재질의 금속에 의해 제작될 수 있다. 이는 차량용 경량 배터리 케이스(10)의 중량을 줄이기 위함이다. 예를 들어 하우징 커버(30)는 알루미늄 등에 의해 제작될 수도 있으며, 볼트 및 너트를 통해 커버결합 플랜지(21)에 결합된다.
본 실시 예에 따른 차체고정 마운트부(40)는, 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 프레스 성형되어 배터리 하우징(20)에 결합되며, 배터리 하우징(20)의 하면과 측면을 보강하여 강성과 내구성을 향상시키고, 볼트 및 너트를 통해 차체에 고정된다.
이러한, 차체고정 마운트부(40)는 배터리 하우징(20)의 하면 및 양측면을 보강하기 위한 케이스보강 마운트 브래킷(41)과, 마운트 플랜지(23)의 상면을 보강하도록 마운트 플랜지(23)에 결합되는 플랜지보강 마운트 브래킷(43)을 구비한다. 이를 통해 차량용 경량 배터리 케이스(10)를 차체에 마운팅하는 과정이나 마운팅 후, 차량용 경량 배터리 케이스(10)의 변형과 파손을 방지할 수 있다.
케이스보강 마운트 브래킷(41)은, 용접을 통해 배터리 하우징(20)의 하면 및 양측면에 접합되는 케이스 보강 플레이트(41a)와, 케이스 보강 플레이트(41a)의 양측에서 각각 절곡되어 마운트 플랜지의 하면에 접합되는 마운트 플레이트(41b)를 구비한다. 이때, 케이스보강 마운트 브래킷(41)은 강성과 내구성이 더욱 향상되도록 마운트 플레이트(41b)의 중앙부에 보강 절곡부(41c)가 돌출 형성된다.
이를 통해 마운트 플랜지(23)의 하면 및 상면에 각각 결합되는 마운트 플레이트(41b)와 플랜지보강 마운트 브래킷(43)에 의해 3중 구조를 가지게 되어 차체고정 마운트부(40)의 강성과 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
플랜지보강 마운트 브래킷(43)은 차체에 결합되는 차체고정 마운트부(40)가 3중 구조를 가지도록 마운트 플랜지(23)에 접합되는 케이스 보강 플레이트(41b)와 대응하는 마운트 플랜지(23)의 상면에 용접을 통해 결합된다. 이때, 플랜지보강 마운트 브래킷(43)에도 강성과 내구성 향상을 위한 보강 절곡부(43a)가 형성된다.
더하여, 차체고정 마운트부(40)는 차체 체결부재인 볼트의 삽입을 위한 마운트홀부(45)가 형성되고, 마운트홀부(45)에 변형을 방지하기 위한 가이드 부싱(47)이 삽입되며, 마운팅을 위한 볼트가 가이드 부싱(47)에 삽입된다. 이때, 플랜지보강 마운트 브래킷(43)에 형성되는 마운트홀부(45)는 그 직경이 마운트 플랜지(23) 및 마운트 플레이트(41b)에 형성되는 마운트홀부(45)의 직경보다 작게 형성되어 가이드 부싱(47)이 플랜지보강 마운트 브래킷(43)의 하면에 접촉 지지된다. 이를 통해 볼트 및 너트의 체결시 플랜지보강 마운트 브래킷(43)의 변형이 효과적으로 방지된다.
마운트홀부(45)는 케이스 보강 플레이트(41b)와 마운트 플레이트(41b)에 각각 형성되는 보강 절곡부(41c, 43a) 및 마운트 플랜지(23)에 정렬되게 각각 형성되어 가이드 부싱(47)이 삽입되어 고정된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 경량 배터리 케이스(10)는, 차체에 고정되는 차체고정 마운트부(40)를 배터리 하우징(20)에 일체로 형성하면서 배터리 하우징(20)의 강성과 내구성, 내충격성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 차체고정 마운트부(40)와 배터리 하우징(20)을 서로 다른 고장력 강판으로 제작하여 중량을 줄이면서 내구성 저하를 방지하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 경량 배터리 케이스(10)는, 마운트 플랜지(23)의 하면에 케이스 보강 플레이트(41b)가 접합되고, 마운트 플랜지(23)의 상면에 플랜지보강 마운트 브래킷(43)이 결합되어 차체에 마운팅되는 차체고정 마운트부(41)가 3중 구조를 가지게 되므로, 차체고정 마운트부(40)의 강성과 내구성이 더욱 향상되어 차체에 결합할 때 변형 및 파손되는 것하고, 결합후 내구성이 향상된다.
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 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 차량용 경량 배터리 케이스 20 : 배터리 하우징
21 : 커버결합 플랜지 23 : 마운트 플랜지
30 : 하우징 커버 40 : 차체고정 마운트부
41 : 케이스보강 마운트 브래킷 41a : 케이스 보강 플레이트
41b : 마운트 플레이트 41c, 43a : 보강 절곡부
43 : 플랜지보강 마운트 브래킷 45 : 마운트홀부
47 : 가이드 부싱

Claims (4)

  1. 340MPa급 또는 SPRC440의 고장력 강판에 의해 프레스 성형되며, 내부에 배터리모듈이 결합되는 배터리 하우징; 상기 배터리 하우징을 커버하도록 볼트 및 너트를 통해 상기 배터리 하우징에 결합되는 하우징 커버; 및 780MPa급 이상의 고장력 강판에 의해 프레스 성형되어 상기 배터리 하우징에 결합되며, 상기 배터리 하우징의 하면과 측면을 보강하면서 차체에 고정되는 차체고정 마운트부;를 포함하며,
    상기 배터리 하우징은, 상기 하우징 커버를 결합하도록 상단부 테두리부가 외측으로 벤딩되어 커버결합 플랜지가 형성되고, 상기 커버결합 플랜지에서 연장되어 상기 차체고정 마운트부와 중첩되는 마운트 플랜지가 형성되며,
    상기 차체고정 마운트부는, 상기 배터리 하우징의 하면 및 양측면을 보강하기 위한 케이스보강 마운트 브래킷; 및 상기 마운트 플랜지의 상면에 결합되는 플랜지보강 마운트 브래킷;를 포함하고,
    상기 케이스보강 마운트 브래킷은, 상기 배터리 하우징의 하면 및 양측면에 접합되는 케이스 보강 플레이트; 및 상기 케이스 보강 플레이트의 양측에서 각각 절곡되어 상기 마운트 플랜지의 하면에 접합되는 마운트 플레이트;를 포함하며,
    상기 케이스 보강 플레이트와 상기 마운트 플레이트에 보강 절곡부가 외측으로 절곡되어 형성되며,
    상기 차체고정 마운트부는, 마운트홀부가 형성되고, 상기 마운트홀부에 체결부재의 결합을 위한 가이드 부싱이 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 경량 배터리 케이스.
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  3. 삭제
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