CN113540653A - 用于电动汽车用电池模块的下部保护板 - Google Patents

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金度亨
崔贤镇
金权泽
吴爱莉
郑粲澔
徐河姃
李殷国
金熙俊
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Abstract

本发明涉及用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其包括纤维增强塑料复合材料，该纤维增强塑料复合材料由包括第1片材以及第2片材中的至少一个的层叠片材构成，上述第1片材包括基质树脂以及长纤维形态的补强纤维，上述第2片材包括基质树脂以及由连续纤维织造的织物形态的补强纤维。

Description

用于电动汽车用电池模块的下部保护板
本申请是国际申请日为2019年09月20日、进入中国国家阶段日期为2021年03月18日、国家申请号为201980061290.1、发明名称为“电动汽车用电池外壳”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电动汽车用电池外壳。
背景技术
最近，随着环境问题成为主要问题，汽车产业也正在发生重大的变化。全球范围内对汽车燃油效率的法规正在变得越来越严格，因此汽车产业正在开发用于实现混合动力汽车、电动汽车以及汽车部件的轻量化的技术，而且实际上已经得到了商用化。
尤其是，与电动汽车部件的用于轻量化的技术开发相关，需要对用于支撑电动汽车电池的电池外壳变更材料，而且为了提升其生产性以及耐久性，需要变更各个部件之间的结合结构。
即，因为基于现有技术的电池外壳由金属材料制成，所以存在车体的重量增加的问题。此外，在为了减少车体的重量而由铝材料制造电池外壳的情况下，在构成电池外壳的部件之间的组装工艺中通过诸如焊接等方式实现，因此会导致成本增加的问题。
发明内容
技术问题
本发明的一方面的目的在于提供一种可通过形成冷却流路而在确保其导热性的同时实现轻量化的电动汽车用电池外壳。
本发明的另一方面的目的在于提供一种可通过各个部件之间的简单的结合结构而提升其生产性的电动汽车用电池外壳。
本发明的另一方面的目的在于提供一种可通过坚固的组装结构确保其耐久性，并通过多层结构，即使是受到外力，也能保持电池模块的稳定性的电动汽车用电池外壳。
本发明的另一方面的目的在于提供一种可以在满足机械性能的同时减少其整体重量的电动汽车用电池外壳。
本发明的另一方面的目的在于提供一种在安装电池模块时电池外壳内外部之间的水密性优秀的电动汽车用电池外壳。
本发明的另一方面的目的在于提供一种可以在实现轻量化的同时安全且坚固地保护电池外壳，而且可以在发生破损时易于部分更换的电动汽车用电池外壳。
本发明的另一方面的目的在于提供一种可通过利用2种纤维增强塑料复合材料以一体注塑成型的方式形成电池外壳的支撑层，并通过将紧固部件与支撑层一起注塑成型而将结合部件结合于支撑层，由此提升其坚固性以及生产性的电动汽车用电池外壳。
技术方案
本发明的一实施方式的电动汽车用电池外壳包括：支撑部，用于安置电池模块并对其进行支撑，包括从边缘部向上方延长形成的侧壁部；内部框架，通过结合于上述支撑部的上表面而对电池模块的安置部进行划分；以及外部框架，结合于上述支撑部的外侧面。
上述支撑部可以是在上表面形成有凹凸形状的冷却流路的冷却块。
上述内部框架与上述外部框架可配置成中间隔着上述冷却块的侧壁部彼此隔开。
上述冷却块可以由纤维增强塑料复合材料制成，上述内部框架以及上述外部框架可以由与上述冷却块不同的材料制成。
在上述内部框架与上述冷却块之间可结合有散热板。
凹凸形状的上述散热板与上述内部框架可通过粘接剂结合，上述散热板与上述冷却块可通过粘接剂结合，上述冷却块与上述外部框架可通过粘接剂结合。
上述内部框架可结合于上述冷却块的侧壁部的内侧，上述外部框架可结合于上述冷却块的侧壁部的外侧。
上述冷却块可以在内侧进一步包括用于通过形成于上述散热板的紧固孔紧固到上述内部框架的紧固孔。
上述冷却块可以进一步包括在上述紧固孔的周围向上方凸出形成的垫片。
上述外部框架可包括朝向内侧水平延长并结合的水平肋，以便支撑上述冷却块的下表面一部分。
上述散热板可以由铝材料制成。
上述纤维增强塑料复合材料可以以在基质树脂上包括长纤维形态的补强纤维或由连续纤维织造而成的织物形态的补强纤维的方式形成。
可以进一步包括结合于上述冷却块的下部的下部保护板。
上述下部保护板可以由纤维增强塑料复合材料制成。
上述下部保护板可包括在与上述冷却块的垫片对应的位置上凸出形成的凸出支撑部以及在与上述冷却块的紧固孔对应的位置上形成的紧固孔，从而通过紧固部件与上述冷却部件彼此紧固。
上述冷却块与上述下部保护板可一体形成。
本发明另一形态的电动汽车用电池外壳可包括：支撑部，用于安置电池模块并对其进行支撑；内部框架，通过结合于上述支撑部的上表面而对电池模块的安置部进行划分；外部框架，结合于上述支撑部的外侧面；以及下部保护板，结合于上述支撑部的下部，其中，上述下部保护板可包括从其边缘部向上方延长形成的侧壁部。
上述支撑部可以是在上表面形成有凹凸形状的冷却流路的冷却块。
在上述内部框架与上述冷却块之间可结合有由铝等导热性高的材料制成的散热板。
凹凸形状的上述内部框架以及上述外部框架可以由钢、合金以及纤维增强塑料复合材料等刚性优秀的材料制成。
上述冷却块可以由纤维增强塑料复合材料、铝以及钢等材料制成，在以轻量化为目的的一实施例中，可以由纤维增强塑料复合材料。
上述下部保护板可以由耐冲击性优秀的材料制成，在以轻量化为目的的一实施例中，可以由纤维增强塑料复合材料制成。
上述冷却块可以在内侧包括用于通过形成于上述散热板的紧固孔紧固到上述内部框架的紧固孔。
上述冷却块可进一步包括在上述紧固孔的周围向上方凸出形成的垫片。
上述下部保护板可包括在与上述冷却块的垫片对应的位置上凸出形成的凸出支撑部。
上述下部保护板可以在内侧包括在与形成于上述冷却块以及上述散热板的紧固孔对应的位置上形成的紧固孔，从而通过紧固部件与上述冷却块以及上述散热板彼此紧固。
有益效果
通过如上所述的本发明的电动汽车用电池外壳，可以在满足机械性能的同时减少其整体重量。
此外，在安装电池模块时，电池外壳的内部与外部之间的水密性非常优秀。
此外，可通过形成冷却流路而在确保其导热性的同时实现轻量化。
此外，可通过各个部件之间的简单的结合结构而提升其生产性。
此外，可通过坚固的组装结构来确保其耐久性，并通过多层结构，即使受到外力，也能保持电池模块的稳定性。
此外，可以安全且坚固地保护电池外壳，而且可以在发生破损时易于部分更换。
此外，可通过利用2种纤维增强塑料复合材料以一体注塑成型的方式形成电池外壳的支撑层，并通过将紧固部件与支撑层一起注塑成型而将结合部件结合于支撑层，由此提升其坚固性以及生产性。
附图说明
图1是对本发明一实施例的电池外壳进行图示的立体图。
图2是图1中所示的电池外壳的分解立体图，对冷却块中没有冷却流路且没有散热板的情况进行了图示。
图3是图1中所示的电池外壳的分解立体图，对冷却块中没有冷却流路但有散热板的情况进行了图示。
图4是图1中所示的电池外壳的分解立体图，对冷却块中有冷却流路且有散热板的情况进行了图示。
图5是对图1中的电池外壳的内部框架以及外部框架进行图示的分解立体图。
图6是对在本发明一实施例的车辆用电池外壳中的冷却块的侧壁部附近结合内部框架、散热板以及外部框架的状态进行图示的截面图。
图7是对在冷却块的边缘部结合散热板和外部框架的状态进行图示的截面图。
图8是对在形成有冷却流路的冷却块上结合散热板的状态进行图示的截面图。
图9是对内部框架中的第1内部框架和第3内部框架部位与散热板一起结合于冷却块的状态进行图示的截面图(a)以及另一形态的第1内部框架结合于冷却块的状态进行图示的截面图(b)。
图10是对图2中的散热板和冷却块以及下部保护板的结合结构进行图示的分解立体图。
图11是图10中的下部保护板以及冷却块一体形成的冷却块的一变形例。
图12是插入到下部保护板内部的冷却块的另一变形例。
图13是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图14是图13中所示的电池外壳的概略分解截面图。
图15是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图16是图15中所示的电池外壳的概略分解截面图。
图17是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图18是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图19是图18中所示的电池外壳的概略分解截面图。
图20是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图21是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图22是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图23是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图24是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图25是对在图13中所示的电池外壳上结合有电动汽车用电池模块的状态进行概略图示的使用状态图。
图26是对在图18中所示的电池外壳上结合有电动汽车用电池模块的状态进行概略图示的使用状态图。
图27是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图28是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
图29是图28中所示的电池外壳的概略仰视图。
图30是对本发明一实施例的电池外壳的制造方法进行概略图示的工艺图。
图31是对图30中所示的制造工艺的制造过程进行概略图示的示意图。
图32是对图30中所示的电池外壳制造过程进行概略图示的截面图。
图33是对图31中所示的下模的另一实施例进行概略图示的仰视图。
图34是对本发明一实施例的车辆用电池外壳进行概略图示的构成图。
图35是对图34中所示的车辆用电池外壳的内部框架与冷却块的结合部位进行图示的截面图。
图36是图34中所示的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略A-A截面图。
图37是图34中所示的车辆用电池外壳的第2内部框架的概略B-B截面图。
图38是本发明一实施例的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略截面图。
图39是本发明一实施例的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略截面图。
图40是对本发明一实施例的车辆用电池外壳进行概略图示的构成图。
图41是图40中所示的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略C-C截面图。
图42是对本发明一实施例的车辆用电池外壳进行概略图示的构成图。
图43是图42中所示的车辆用电池外壳的内部框架的概略D-D截面图。
图44是对本发明一实施例的车辆用电池外壳进行概略图示的构成图。
图45是图44中所示的车辆用电池外壳中的外部框架的概略E-E截面图。
图46是对本发明一实施例的车辆用电池外壳进行概略图示的构成图。
图47是对本发明的车辆用电池外壳封装体的技术思想进行概略图示的构成图。
图48是对本发明一实施例的车辆用电池外壳封装体中的下壳以及下部保护板进行概略图示的构成图。
图49是图48中所示的下部保护板的概略F-F截面图。
图50是对图48中所示的下壳以及下部保护板结合的一实施例进行概略图示的截面图。
图51是对本发明一实施例的下部保护板进行概略图示的构成图。
图52以及图53是对包括层叠片材的纤维增强塑料复合材料进行图示的分解立体图。
图54是对包括织物的取向角不同的多个片材的纤维增强塑料复合材料进行图示的分解立体图。
图55是基于现有技术的电池外壳的分解立体图。
附图标记：
10：电池外壳 30：支撑部
50：下模 60：上模
100：内部框架
110：第1内部框架 112：第1内部凸出框架
113：结合部件贯通孔 114：第1内部支撑框架
116：装配结合部 120：第2内部框架
122：第2内部上侧框架 124：第2内部下侧框架
130：第3内部框架 140：第4内部框架
150：紧固孔
200：散热板 240：未形成部
250：紧固孔
300：冷却块 310：冷却流路
320：第1流路隔壁 330：第2流路隔壁
340：垫片 350：紧固孔
360：侧壁部 370：段差部
378：打孔部
400：外部框架 410：第1侧部框架
420：第2侧部框架 430：后方框架
440：前方框架 450：水平肋
500：下部保护板 540：凸出支撑部
550：紧固孔 600：粘接剂
700：紧固部件 710：螺栓
720：螺母 730：结合部件(自冲铆钉，SPR)
1000：电池外壳 1100：支撑部
1110：电池模块安置部 1200：内部框架
1210：内部外侧框架 1220：内部内侧框架
1230：内部框架主体 1240：内部框架结合主体
1241：螺栓结合部
1300：外部框架 1310：外部下部支撑框架
1311：外部内侧下部支撑框架 1320：外部侧部支撑框架
1321：外部内侧侧部支撑框架
1600：粘接剂
2100：上壳
2200：电池模块 2300：下壳
2310：电池模块安置部 2320：框架部
2321a：冷却流路 2321b：空间部
2321：主体框架 2322：支撑框架
2323：延长框架 2323a：下部保护板结合部
2400：下部保护板 2410：板体部
2411：延长结合部 2411a：下壳结合部
2412：装配结合部 2420：凸出支撑部
2500：结合部件 2510：螺栓
2520：螺母
3000：纤维增强塑料复合材料
3100：第1片材 3200：第2片材
3201：织物
3210：第2-1片材 3220：第2-2片材
具体实施方式
本发明可以进行多种变换且可以具有多种实施例，将对特定的实施例进行例示并在详细说明中对其进行详细的说明。但是，这并不是为了将本发明限定于特定的实施形态，而是应该理解为包括本发明的思想以及技术范围内所包含的所有变换、等同物以及替代物。
在本发明中所使用的术语只是为了对特定的实施例进行说明而使用，并非旨在限定本发明。除非在上下文中有明确的相反记载，否则单数的表达还包含复数的表达。在本发明中，如“包括”或“具有”等术语旨在指示说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，但并不应该理解为事先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或附加的可能性。
接下来，将参考附图对本发明的优选实施例进行详细的说明。此时需要注意的是，附图中的相同的构成要素尽可能以相同的附图标记进行标注。此外，将省略可能会混淆本发明要旨的公知功能以及结构的详细说明。因为相同的理由，附图中的一部分构成要素可能会被夸张、省略或概略图示。
接下来，将参考图1至图9对本发明一实施例的电池外壳进行详细的说明。
图1是对本发明一实施例的电池外壳进行图示的立体图，图2是图1中所示的电池外壳的分解立体图，对冷却块中没有冷却流路且没有散热板的情况进行了图示，图3是图1中所示的电池外壳的分解立体图，对冷却块中没有冷却流路但有散热板的情况进行了图示，图4是图1中所示的电池外壳的分解立体图，对冷却块中有冷却流路且有散热板的情况进行了图示。图5是对图1中的电池外壳的内部框架以及外部框架进行图示的分解立体图。图6是对在本发明一实施例的车辆用电池外壳中的冷却块的侧壁部附近结合内部框架、散热板以及外部框架的状态进行图示的截面图，图7是对在冷却块的边缘部结合散热板以及外部框架的状态进行图示的截面图。图8是对在形成有冷却流路的冷却块上结合散热板的状态进行图示的截面图，图9是对内部框架中的第1内部框架和第3内部框架部位与散热板一起结合于冷却块的状态进行图示的截面图(a)以及另一形态的第1内部框架结合于冷却块的状态进行图示的截面图(b)。
参考图1至图5，本发明一实施例的电池外壳10用于对电池模块(未图示)进行支撑，并在保护电池模块免受外部冲击的同时对电池模块进行冷却。本发明的电池外壳10用于从下侧对电池模块进行支撑，可以形成下壳并与覆盖电池模块的盖壳结合。
如图2所示，电池外壳10可包括内部框架100、支撑部30以及外部框架400。
支撑部30用于安置电池模块并对其进行支撑，包括从边缘部向上方延长形成的侧壁部360。
内部框架100通过结合于冷却块300的上表面而对电池模块的安置部进行划分。
外部框架400结合于冷却块300的外侧面。
冷却块300的侧壁部360可以以特定高度形成，以便围绕内部框架100以及电池模块(未图示)。内部框架100可以在侧壁部360的内侧结合于冷却块300的上表面，而外部框架400可结合于侧壁部360的外侧面下部。
如图3所示，电池外壳10可包括内部框架100、散热板200、支撑部30以及外部框架400。
首先，散热板200用于在其上表面安置电池模块(未图示)并对其进行支撑。
内部框架100通过结合于散热板200的上表面而对电池模块的安置部进行划分。
支撑部30结合于散热板200的下侧，包括从边缘部向上方延长形成的侧壁部360。
外部框架400结合于支撑部30的外侧面。
支撑部30的侧壁部360可以以特定高度形成，以便围绕散热板200和内部框架100以及电池模块(未图示)。散热板200可以结合于支撑部30的侧壁部360内侧底部，内部框架100可以在侧壁部360的内侧结合于散热板200的上表面，而外部框架400可以结合于侧壁部360的外侧面下部。
如图4所示，电池外壳10可包括内部框架100、散热板200、冷却块300以及外部框架400。在图4所示的实施例中，对通过在图2以及图3中的支撑部30的上表面形成凹凸形状的冷却流路310而形成冷却块300的情况进行了图示。
首先，散热板200用于在其上表面安置电池模块(未图示)并对其进行支撑。散热板200整体上以矩形的片材形态形成，而且为了确保其热传递性能而由金属制成。尤其是，散热板200优选由导热性优秀且重量较轻的金属即铝制成。
内部框架100通过结合于散热板200的上表面而对电池模块的安置部进行划分。附图中的内部框架100形成为安装8个电池模块的形态形成，但是也可以形成为安装2个以上的电池模块。
具体地，内部框架100可以由在内侧沿着左右方向进行配置的第1内部框架110、在前后方外侧沿着左右方向进行配置的第2内部框架120、在内侧沿着前后方向进行配置的第3内部框架130以及在左右外侧沿着前后方向进行配置的第4框架140。
第1框架110可以以高于其他内部框架的高度形成，而剩余的内部框架可以以相同的高度形成。但是，第1至第4内部框架110、120、130、140的高度并不限于此，第1至第4内部框架110、120、130、140的高度也可以全部相同或各自不同。内部框架可以在由金属材料独立制作之后彼此焊接。
冷却块300结合于散热板200的下侧，并在上表面形成有凹凸形状的冷却流路310。冷却流路310被散热板200的下表面密封，冷却流路310以使诸如冷却水或防冻液等冷却流体循环的方式形成。因此，冷却块300可以对从电池模块中产生并通过散热板200传递的热量进行冷却。
冷却流路310可以在冷却块300的一侧形成入口以及出口，而且可以以冷却流体从入口到出口经由冷却块300的大部分表面进行流动的方式形成。冷却流路310可以从冷却块300的底面以凹凸形状形成，而且可包括形成冷却流路310的侧壁的连续的第1流路隔壁320以及在冷却流路310的内部断续形成并引导冷却流体的流动的第2流路隔壁330。
外部框架400可结合于冷却块300的外侧面，而且可以以左右侧部与前方部以及后方部不彼此连接的分离的形态分别结合于冷却块300。即，外部框架400可包括结合于冷却块300的长边一侧的第1侧部框架410以及第2侧部框架420，以及结合于冷却块的短边一侧的后方框架430以及前方框架440。
内部框架100以及外部框架400可以为了电池外壳10的整体的结构刚性而由诸如金属或纤维增强塑料复合材料等刚性优秀的材料制成，尤其是可以由钢材料制成。
冷却块300可以由诸如纤维增强塑料复合材料、铝或钢等材料制成，在以轻量化为目的的一实施例中，可以由纤维增强塑料(FRP，fiber reinforced plastics)复合材料制成。换言之，冷却块300以及内部框架100可以由不同的材料制成，或者，冷却块300以及外部框架400可以由不同的材料制成。
纤维增强塑料复合材料包含基质树脂以及补强纤维被复合化的片材。例如，片材可包含基质树脂以及作为补强纤维的长纤维，或者可包含基质树脂以及作为补强纤维的由连续纤维织造而成的织物。纤维增强塑料复合材料还可以包括由多个如上所述的片材层叠形成的层叠片材。
此时，内部框架100以及外部框架400可以利用与由纤维增强塑料复合材料形成的冷却块300不同的材料制成，尤其是可以为了对由纤维增强塑料复合材料形成的冷却块300进行补强而由钢材料制成。
由钢材料制成的内部框架100以及外部框架400可通过粘接剂以粘接方式结合于由纤维增强塑料复合材料形成的冷却块300。因为内部框架100以及散热板200也是钢以及铝两种不同金属，因此也可以通过粘接剂结合而不是通过焊接结合。此外，散热板200以及冷却块300也可以通过粘接剂结合。
冷却块300可以形成为2～5mm的厚度，而粘接剂可以涂布成0.3～1mm的厚度。由于冷却块300的纤维增强塑料复合材料的导热性较低且隔热性优秀，即使是在不包括单独的隔热部件的情况下也可以确保充足的隔热性。此时，当冷却块300的厚度为2～5mm时，足以确保隔热性。
需要涂布粘接剂的冷却块300的表面可通过砂磨方式进行研磨处理。与冷却块300通过粘接剂结合的内部框架100以及外部框架400的表面以及散热板200的表面也可通过砂磨方式进行研磨处理。在通过如上所述的方式对粘接表面进行研磨处理之后再涂布粘接剂，则可进一步提升其粘接力。
冷却块300可包括从其边缘部向上方延长形成的侧壁部360。上述侧壁部360可以以特定高度形成，以便围绕散热板200和内部框架100以及电池模块(未图示)。散热板200可结合于冷却块300的侧壁部360内侧底部，内部框架100可以在侧壁部360的内侧结合于散热板200的上表面，而外部框架400可结合于侧壁部360的外侧面下部。如上所述，通过采用在冷却块300形成有侧壁部360并在其内部结合散热板200以及内部框架199而在其外侧结合外部框架400的结构，可提升电池外壳10的水密性。
在图2至图4的三种实施例中，内部框架100与外部框架400可以配置成中间隔着上述冷却块300的侧壁部360彼此隔开。因此，在三种实施例中，在不受散热板以及冷却流路是否存在的影响下，可分别提升电池外壳10的水密性。
关于冷却块300、内部框架100以及外部框架400的结合结构，将在后续的内容中进行更为详细的说明。
另一方面，在图55中图示了基于现有技术的电池外壳的分解立体图。现有的电池外壳包括内部框架100'和外部框架400'、散热板200'、冷却块300'、隔热板800'以及下部保护板500'。
内部框架100'以及外部框架400'由钢或铝等金属制成，而且彼此焊接结合。外部框架400'包括从其边缘部向上方延长形成的侧壁部。而在冷却块300'中没有形成侧壁部。外部框架400'也由于前后左右侧壁部彼此连接而四周全部闭合。
散热板200'与本发明相同，可以由铝材料制成。但是，在现有技术中的冷却块300'的下侧配备有单独的用于阻隔向下方热传递的隔热板800'。下部保护板500'也是由金属材料制成。
如上所述，因为基于现有技术的电池外壳的所有结构都由诸如钢或铝等金属制成，因此在轻量化方面非常不利。
因此，人们正在尝试将材料变更为纤维增强塑料复合材料，以实现轻量化。因为仅凭纤维增强塑料复合材料难以满足结构刚性，因此提出了在保持内外部框架为金属材料的同时使冷却块等下表面的用于支撑电池的部分轻量化的方法，但是因为在金属与塑料之间的异类接合无法实现可靠的接合而会导致其气密性不够优秀。
在将多个电池模块安置于电池外壳10时，可以将电池模块的上表面以及侧壁部360的上端配置成相同的高度。因此，可以将用于覆盖电池模块的上侧且结合于电池外壳10的盖壳的下表面形成为平面形态。
此外，冷却块300可以在内侧包括用于通过形成于散热板200的紧固孔250紧固到内部框架100的紧固孔350。为此，也可以在内部框架100的第1内部框架110中形成紧固孔150。因此，内部框架100和散热板200以及冷却块300可以在彼此之间分别涂布粘接剂并通过紧固部件一次性地彼此结合。
冷却块300还可以包括在紧固孔350的周围向上方凸出形成的垫片340。该垫片340以围绕紧固孔350的方式形成，而且在垫片340中不会形成冷却流路310。垫片340可提升在通过紧固孔350紧固时的紧固力以及强度。
另一方面，散热板200可包括对与没有形成冷却块的冷区流路的部位即垫片340对应的部位进行省略的未形成部240。未形成部240的宽度可以形成为小于垫片340的宽度，而未形成部340的长度可以形成为等于或小于垫片340的长度。通过在散热板200中形成未形成部240，可以在节省材料的同时进一步实现轻量化。
通过如上所述的结构，电池外壳10的抗压强度可以是150kN至250kN，具体为200kN至230kN。电池外壳10的抗压强度是指除了电池外壳10的上部以及下部之外的4个方向的侧面上的抗压强度。电池外壳10的抗压强度可通过在固定一表面的条件下将压缩板放置在相反表面并施加荷重的方法来测量(中国的GB/T 31467.3标准)。如果在压缩板到达电池以前电池外壳10的抗压强度为150kN以下，则在车辆发生碰撞时可能会因为电池受到冲击而发生爆炸以及火灾，而如果电池外壳10的抗压强度大于250kN，则可能会降低轻量化效果。
另一方面，冷却块300可以由纤维增强塑料复合材料制成。
纤维增强塑料复合材料(FRP)包含由基质树脂与补强纤维复合化的片材，根据其用途、工艺、所要求的物性以及纤维的类型、长度、含量、配向方法和所浸渍的基质树脂的类型等分为多种不同的类型。
作为最具代表性的纤维增强塑料复合材料的类型，包括如片状模塑料(SMC，SheetMolding Compound)、块状模塑料(BMC，Bulk Molding Compound)、预浸料(Prepreg)等。
通常，片状模塑料是对热固化性树脂以及长纤维(2～50mm)进行混合并加工成片状(Sheet)形态的中间材料，是指通过热压制(Press)进行固化的纤维增强塑料，本说明书中的片状模塑料的纤维的长度以及类型不受限制，作为加工成片状形态的中间材料，将可通过热压制进行固化的纤维增强塑料复合材料定义为片状模塑料。
因此，本发明中的片状模塑料可包括由连续纤维织造的织物形态的补强纤维，或者还包括将纤维增强塑料复合材料制作成片状形态的中间材料且所述纤维增强塑料复合材料包含沿着一方向配向的连续纤维作为补强纤维的情况。
此外，本发明中的片状模塑料(SMC)不受纤维的类型(如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、尼龙、聚丙烯(PP)纤维等)的限制。
与补强纤维进行复合化的基质树脂可以是选自热可塑性树脂、固化性树脂以及它们的混合物中的任意一种。
纤维增强塑料复合材料可以以在基质树脂上包括长纤维形态的补强纤维或由连续纤维织造而成的织物形态的补强纤维的方式形成。
并且，本发明的电动汽车用电池外壳优选进一步包括结合于冷却块300的下部的下部保护板500。
下部保护板500可以以与冷却块的下表面对应的平板形态形成。此外，下部保护板500可以由纤维增强塑料复合材料制成。
下部保护板500可包括在与冷却块300的垫片340对应的位置上凸出形成的凸出支撑部540以及在与冷却块300的紧固孔350对应的位置上形成的紧固孔550。
凸出支撑部540可以与垫片340的下表面接触并对冷却块300进行支撑。
下部保护板500的紧固孔550在与冷却块300的紧固孔350对应的位置上形成，从而可以从下部保护板500开始经由冷却块300、散热板200直至内部框架100一次性地通过紧固部件进行紧固。
另一方面，冷却块300以及下部保护板500也可以一体形成。因为冷却块300以及下部保护板500由相同的纤维增强塑料复合材料制成，所以当一体形成时可以使冷却块300的厚度进一步增加与下部保护板500对应的厚度。
此外，下部保护板500可包括从边缘部向上方延长形成的侧壁部530(参考图12)，以及内侧的用于通过形成于冷却块300和散热板200的紧固孔350、250紧固到内部框架100的紧固孔550。后两个实施例将在后续的内容中进行说明。
图6是对在本发明一实施例的车辆用电池外壳中的冷却块的侧壁部附近结合内部框架、散热板以及外部框架的状态进行图示的截面图。图7是对在冷却块的边缘部结合散热板和外部框架的状态进行图示的截面图。
冷却块300可包括从其边缘部向上方延长形成的侧壁部360。上述侧壁部360可以以特定高度形成，以便围绕散热板200和内部框架100以及电池模块。
散热板200可通过粘接剂600结合于段差部370，所述段差部370形成在冷却块300的侧壁部360内侧底面。此时，在散热板200结合于段差部370之后，散热板200的上表面优选配置成与冷却块300的边缘部底面形成相同的平面。
图6是以经由第1内部框架110的中心的平面进行切割的纵向截面图，在对第1内部框架110与第4内部框架140以焊接方式结合之后，其下端面配置成相同的平面。
内部框架100可以在冷却块300的侧壁部360内侧通过粘接剂结合于散热板200的上表面以及冷却块300的边缘部底面。第1内部框架110的高度可以以侧壁部360的大约一半左右的高度形成。
外部框架400可以结合于侧壁部360的外侧面下部。外部框架400的内侧面可通过粘接剂600结合于侧壁部360的外侧面下部，而且被结合的外部框架400的上端高度可以配置成与第1内部框架110的高度相似。
在外部框架400上可形成有向内侧方向延长以支撑冷却块300的边缘部下表面的水平肋450。因此，水平肋450的上表面可通过粘接剂600结合于冷却块300的边缘部下表面。
水平肋450中间隔着冷却块300沿着上下方向配置在第4内部框架140的下侧，从而可以使内部框架100和冷却块300以及外部框架400更加坚固地结合。
另一方面，如图7所示，在粘接散热板200的段差部370的底面可形成有多个打孔部376。多个打孔部376是在用于涂布粘接剂600的表面上以特定深度形成的孔。当冷却块300的厚度为2～5mm时，打孔部376可以以2～3mm的内径形成。打孔部376可贯通或不贯通冷却块300。当涂布粘接剂600时，由于其流入到各个打孔部376的孔内部而进一步增强粘接力。
为了对形成打孔部时的粘接强度进行确认，与没有形成打孔部时进行了比较试验。利用铝60系列制备金属试片，并且在纤维增强塑料复合材料片材的表面以0.3mm的厚度涂布了粘接剂，所述纤维增强塑料复合材料片材在超高分子聚乙烯(UPE)基质树脂上包含长纤维形态的玻璃纤维。粘接部位采用较长的矩形形状，并在该粘接部位形成了多个内径为3mm的打孔部。
在通过如上所述的方式形成打孔部之后，将铝试片与纤维增强塑料复合材料片材粘接后，执行了拉伸试验。可以确认，形成打孔部时与没有形成打孔部时相比拉伸强度增加了约70％。
图8是对在形成有冷却流路的冷却块上结合散热板的状态进行图示的截面图，图9是对内部框架中的第1内部框架以及第3内部框架部位与散热板一起结合于冷却块的状态进行图示的截面图(a)以及另一形态的第1内部框架结合于冷却块的状态进行图示的截面图(b)。
如图8所示，在冷却块300的上表面可以以凹凸形状形成有多个冷却流路310，而多个冷却流路310可以被断续的第2流路隔壁330划分。此时，冷却块300的第2流路隔壁330部位可以以与其他部位相似的厚度形成。
在第2流路隔壁330的上表面存在具有特定宽度的平面区域，而散热板220可通过涂布于上述第2流路隔壁330的上表面上的粘接剂600进行结合。
在冷却块300的形成有冷却流路310的下表面，也存在具有更大宽度的平面区域，而下部保护板500可贴紧结合于形成有该冷却流路310的下表面。
图9的(a)是以经由第1内部框架110和第3内部框架130的中心且平行于第3内部框架130的平面进行切割的局部截面图，而图9的(b)是另一形态的第1内部框架结合于冷却块的状态进行图示的截面图，是以垂直于第1内部框架110的平面进行切割的局部截面图。
如图9的(a)所示，可以在冷却块300中配置有第1内部框架110的区域不形成冷却流路。即，第1内部框架110可以在冷却块300的上表面中没有形成冷却流路的区域通过粘接剂600与冷却块300直接结合。
也可以在冷却块300的上表面中没有形成冷却流路的区域的边缘形成用于安置散热板200的段差部370。因此，第3内部框架130的下表面与散热板200的上表面之间可通过粘接剂600结合，而散热板200的下表面与冷却块300的上表面之间也可以通过粘接剂600结合。
如图9的(b)所示，冷却块300在与第1内部框架110结合的部位包括向上方凸出形成的垫片340。在上述垫片340部位中没有形成冷却流路。在垫片340的两端部可形成用于安置散热板200并通过粘接剂600结合的段差部370。
第1内部框架110的截面可具有中空的闭合曲面形态。更具体地，第1内部框架110的截面可具有矩形的闭合曲面形态。因此，第1内部框架110的下表面与冷却块300的垫片340之间可通过粘接剂600结合。
此外，第1内部框架110与冷却块300的垫片340可通过紧固部件700结合。为此，在第1内部框架110的上表面以及下表面可形成有紧固孔150，而且在冷却块300的垫片340上也可以形成有紧固孔350。紧固部件700可以由贯通各个上述紧固孔150、350并紧固的螺栓710以及螺母720构成。
接下来，将参考图10至图12对与本发明的电池外壳中的散热板和冷却块以及下部保护板之间的结合结构相关的3种实施例进行详细的说明。
图10是对图4中的散热板和冷却块以及下部保护板的结合结构进行图示的分解立体图，图11是图10中的下部保护板与冷却块一体形成的冷却块的一变形例，图12是插入于下部保护板内部的冷却块的另一变形例。
在如图10所示的冷却块300的结合结构中，包括散热板200和冷却块300以及下部保护板500。
散热板200由铝材料制成。冷却块300由纤维增强塑料复合材料制成，而且一体地包括从边缘部向上方延长形成的侧壁部360。下部保护板500由纤维增强塑料复合材料制成，而且具有与冷却块300的下表面形状对应的平板形态。
在散热板200和冷却块300以及下部保护板500之间可通过粘接剂结合，还可以通过在此基础上分别配备紧固孔而一次性结合。也可以首先将散热板200与冷却块300结合，接下来结合内部框架100和外部框架400，最后结合下部保护板500。
因为在冷却块300上一体地形成有侧壁部360，所以冷却块300的冷却流路可以在12bar条件下具有水密性而不会漏水。
在如图11所示的冷却块的结合结构中，散热板200与图10中的散热板200相同，但是包括一体地形成有下部保护板的冷却块305。
因为冷却块305与下部保护板是一体形成，所以冷却块305的厚度可以等于或大于分别制作冷却块300以及下部保护板500后进行结合的图10中的冷却块。冷却块305包括从其边缘部向上方一体延长形成的侧壁部360。
一体型冷却块305中的冷却块以及下部保护板可以由纤维增强塑料复合材料一体成型。例如，冷却块部位可以由包含长纤维的纤维增强塑料复合材料制成，而下部保护板部位可以由包含织造纤维的纤维增强塑料复合材料制成，从而一体成型。
在如图12所示的冷却块的结合结构中，散热板200与图10中的散热板相同，但是包括没有形成侧壁部的冷却块306以及形成有侧壁部530的下部保护板503。
散热板200由铝材料制成。冷却块306可以由纤维增强塑料复合材料制成，也可以由铝材料制成。在冷却块306由纤维增强塑料复合材料制成的情况下，可通过粘接剂结合于散热板200。而在冷却块306由铝材料制成的情况下，可以与散热板200焊接结合。上述焊接方法可以使用摩擦搅拌焊接。
下部保护板503由纤维增强塑料复合材料制成，而且一体地包括从边缘部向上方延长形成的侧壁部530。因为侧壁部530是与下部保护板503一体形成，所以可以提升其水密性并减少组装工艺。
在下述内容中，将参考图13至图26对构成本发明的电池外壳的内部框架100、散热板200、冷却块300、外部框架400以及下部保护板500的多种层叠结构进行详细的说明。
图13是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图，图14是图13中所示的电池外壳的概略分解截面图。
电池外壳10用于对电池模块进行支撑，并在保护电池模块免受外部冲击的同时对电池模块进行冷却。
如图所示，电池外壳10包括散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500。
更具体地，在散热板200的一表面侧方向上结合有电池模块(未图示)，而在散热板200的另一表面方向上结合有冷却块300。并且，在散热板200的另一表面侧结合有粘接剂层600，以便散热板200与冷却块300之间的结合。
此外，散热板200为了确保其导热率而由金属制成。此外，散热板200可以由铝制成，以便轻量化。
冷却块300包括以凹凸形状形成的多个冷却流路310，以便朝向上表面开放。
在冷却块300的下表面可以结合有下部保护板500。冷却块300以及下部保护板500可以由2种不同的纤维增强塑料复合材料制成并一体注塑成型。
作为与其相关的一实例，冷却块300可以由纤维增强塑料复合材料制成，该纤维增强塑料复合材料包含基质树脂以及作为补强纤维的长纤维；下部保护板500可以由纤维增强塑料复合材料制成，该纤维增强塑料复合材料包含基质树脂以及作为补强纤维的由连续纤维织造的织物；可以由包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料以及包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料一体注塑成型而形成冷却块300。
在冷却块300的一表面结合有粘接剂层600，而在冷却块300的另一表面结合有下部保护板500。在冷却块300中形成有冷却流路310。冷却流路310中流动有用于冷却电池模块(未图示)的流体。
冷却流路310可以以朝向用于结合粘接剂层600的冷却块300的一表面即上表面TS开放并且朝向冷却块300的另一表面即下表面BS方向弯曲的凹槽形状形成。
冷却流路310以与非层叠方向Z的用于形成层叠面的一边平行的方式延长。图14中对沿着冷却块300的层叠面的一轴方向即Y轴方向延长的一实施例进行了图示。
此外，冷却流路310可以以沿着层叠面的另一轴方向即X轴方向隔开的方式形成为多个。作为与其相关的一实例，在图14中对形成有相邻的第1冷却流路311以及第2冷却流路312的情况进行了图示。
接下来，下部保护板500用于支撑电池模块的荷重并确保冷却块300的坚固性。下部保护板500结合于冷却块300的下表面BS。
此外，下部保护板500保护电池模块免受外部冲击。
如上所述，粘接剂层600位于散热板200与冷却块300之间，用于使散热板200与冷却块300进行物理结合。
此外，粘接剂层600的宽度D2可以以与没有形成冷却流路的冷却块300的上表面TS的宽度D1相同或相似的大小形成。
此外，粘接剂层600结合于冷却块300的上表面TS，而且位于相邻的冷却流路之间的区域。即，粘接剂层600位于第1冷却流路311以及第2冷却流路312之间的冷却块300的上表面TS。因此，沿着第1冷却流路311和第2冷却流路312流动的流体可以通过粘接剂层600实现防漏水并提升电池外壳的水密性。
本发明一实施例的电池外壳的冷却块300可以由纤维增强复合材料制成。
图15是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图，图16是图22中所示的电池外壳的概略分解截面图。
与图13中所示的电池外壳相比，本实施例的电池外壳进一步包括紧固部件700。
如图所示，电池外壳10包括散热板200、冷却块300、粘接剂层600、下部保护板500以及紧固部件700。
此外，散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500与图13中所示的散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500相同，只是进一步包括用于与紧固部件700结合的结合结构。
具体地，电池外壳的紧固部件700用于在粘接剂层600的基础上使散热板200与冷却块300进行结合。为此，紧固部件700可以以使多个结构进行物理性结合的铆钉、螺栓/螺母、紧固螺栓等方式多样地实现。在图15中作为与其相关的一实例，对紧固部件700由螺栓以及螺母成套构成的一实例进行了图示。
即，紧固部件700包括螺栓710以及螺母720。
此外，为了利用紧固部件700使散热板200与冷却块300进行结合，在散热板200中形成有螺栓710贯通的紧固孔250。此外，螺母720结合于冷却块300。
此外，螺母720结合于冷却块300，并位于冷却流路之间。
即，螺母720位于相邻的第1冷却流路311与第2冷却流路312之间。
如上所述，冷却块300可以由包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料制成；下部保护板500可以由包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料制成；可以由螺母720、包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料以及包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料一体注塑成型而形成冷却块300。
在以如上所述的方式形成且散热板200通过粘接剂层600结合于冷却块300的状态下，螺栓710将贯通散热板200的紧固孔250并紧固到与冷却块300结合的螺母720中。
此时，螺栓710的头部712将在对散热板200的上表面进行加压的同时紧固到螺母720中。
通过如上所述地形成，本发明一实施例的电池外壳可以在粘接剂层600的基础上通过紧固部件700使散热板200与冷却块300进行结合，从而可更加坚固地进行结合，而且即使是在受到外部冲击的情况下也可以确保其耐久性。
此外，可通过使用紧固部件而防止因为粘接剂层的固化而导致的散热板200与冷却块300的相对移动，由此实现精密的结合。
此外，螺母720可通过在冷却块300中注塑成型而形成为一体。
图17是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
更具体地，与图13中所示的电池外壳相比，电池外壳进一步包括粘接剂层以及内部框架。
如图所示，电池外壳包括内部框架100、第1粘接剂层610、散热板200、第2粘接剂层620、冷却块300以及下部保护板500。
此外，散热板200、冷却块300、第2粘接剂层620与图13中所示的散热板200、冷却块300以及粘接剂层600相同。
在冷却块300中形成有用于冷却电池模块(未图示)的流体流动的冷却流路310。
内部框架100用于更加坚固地固定电池模块(未图示)并加强电池外壳的刚性。为此，内部框架100通过第1粘接剂层610结合于散热板200。即，第1粘接剂层610位于散热板200与内部框架100之间。
通过如上所述地形成，本发明一实施例的电池外壳不仅可通过内部框架更加坚固地固定电池模块并加强电池外壳的刚性，还由于内部框架通过第1粘接剂层结合以及固定到散热板中而简化结合工序并提升生产性。
图18是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图，图19是图18中所示的电池外壳的概略分解截面图。
更具体地，与图17中所示的电池外壳相比，电池外壳进一步包括紧固部件。
如图所示，电池外壳包括内部框架100、第1粘接剂层610、散热板200、第2粘接剂层620、冷却块300、下部保护板500以及紧固部件700。
此外，散热板200、冷却块300、第2粘接剂层620以及第1粘接剂层610与图17中所示的散热板200、冷却块300、第2粘接剂层620以及第1粘接剂层610相同，只是进一步包括用于与紧固部件700结合的结合结构。
紧固部件700用于在第2粘接剂层620以及第1粘接剂层610的基础上使散热板200、冷却块300以及内部框架100进行结合。
为此，紧固部件700包括螺栓710以及螺母720。
此外，为了利用紧固部件700使内部框架100、散热板200以及冷却块300进行结合，在内部框架100中形成有螺栓710贯通的紧固孔150，而且在散热板200中形成有螺栓710贯通的紧固孔250。
在内部框架100中可形成用于安置螺栓710的头部712的安置槽部152。安置槽部152的深度可以等于或大于螺栓710的头部712的高度。
通过如上所述地形成，当螺栓710结合于内部框架100时，螺栓710的头部712将被插入到安置槽部712，而且紧固部件700不会凸出到内部框架100的外侧。由此，在电池模块BM结合于内部框架100的情况下(参考图26)，不会发生由紧固部件700引起的干涉并且提升紧固部件700的结合力。
此外，螺母720结合于冷却块300。此外，螺母720在冷却块300中位于冷却流路310之间。
图20是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
电池外壳与图13中所示的电池外壳相比，只有粘接剂层的形状有所不同。
如图所示，电池外壳包括散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500。
此外，散热板200以及冷却块300与图13中所示的散热板200以及冷却块300相同。粘接剂层600以与散热板200对应的形状形成，而且在覆盖冷却流路310的同时结合于冷却块300。
如上所述，由于粘接剂层600形成为一个片材，可以方便地将粘接剂层600结合于散热板200以及冷却块300并提升生产性。
图21是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
电池外壳与图20中所示的电池外壳相比，只有冷却流路形成层的形状有所不同。
如图所示，电池外壳包括散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500。
此外，散热板200以及粘接剂层600与图20中所示的散热板200以及粘接剂层600相同。
在冷却块300中形成有用于冷却电池模块的流体流动的冷却流路310。冷却块300可以形成为上表面以与冷却流路310对应的方式开放且相邻的冷却流路310之间的下表面开放。
如上所述，可节省电池外壳的材料费并提升其生产性。
图22是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
电池外壳与图21中所示的电池外壳相比，只有粘接剂层的形状有所不同。
如图所示，电池外壳包括散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500。
此外，散热板200以及冷却块300与图21中所示的散热板200以及冷却块300相同。粘接剂层600以与散热板200对应的形状形成，而且在覆盖冷却流路310的同时结合于冷却块300。
如上所述，由于粘接剂层600形成为一个片材，可以方便地将粘接剂层600结合于散热板200以及冷却块300并提升生产性。
图23是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
如图所示，电池外壳包括内部框架100、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500。
更具体地，在内部框架100的一表面侧方向结合有电池模块(未图示)，而在内部框架100的另一表面侧方向结合有冷却块300。此外，为了实现冷却块300与内部框架100之间的结合，在内部框架100的另一表面侧结合有粘接剂层600。
即，粘接剂层600位于冷却块300以及内部框架100之间。
冷却块300以及下部保护板500可以由2种不同的纤维增强塑料复合材料制成并一体注塑成型。
此外，冷却块300可以由包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料制成；下部保护板500可以由包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料制成；可以由包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料以及包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料一体注塑成型而形成冷却块300。
图24是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
电池外壳与图23中所示的电池外壳相比，进一步包括紧固部件。
如图所示，电池外壳包括内部框架100、冷却块300、粘接剂层600、下部保护板500以及紧固部件700。
此外，冷却块300、内部框架100以及粘接剂层600与图23中所示的冷却块300、内部框架100以及粘接剂层600相同，只是进一步包括用于与紧固部件700结合的结合结构。
紧固部件700用于在粘接剂层600的基础上使冷却块300与内部框架100进行结合，紧固部件700包括螺栓710以及螺母720。
内部框架100中形成有螺栓710贯通的紧固孔150。此外，螺母720结合于与粘接剂层600对向的冷却块300。
为此，螺母720、冷却块300以及下部保护板500可以一体注塑成型。
即，冷却块300可以由包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料制成；下部保护板500可以由包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料制成；可以由螺母720、包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料以及包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料一体注塑成型而形成冷却块300。
在内部框架100中可以形成用于安置螺栓710的头部的安置槽部152。安置槽部152的深度可以等于或大于螺栓710的头部的高度。
图25是对在图13中所示的电池外壳上结合电动汽车用电池模块的状态进行概略图示的使用状态图。
如图所示，在电池外壳的上部结合有电动汽车用电池模块BM。
更具体地，电池外壳与图13中所示的电池外壳相同。即，电池外壳包括散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500。
并且，电动汽车用电池模块BM结合于散热板200的上表面。通过如上所述地形成，电池外壳可以在支撑电动汽车用电池模块BM的同时保护电动汽车用电池模块BM免受外力作用。
此外，从电动汽车用电池模块(BM)产生的热量将通过散热板200得到传递并通过冷却块300的冷却流路310得到冷却。
最终，电动汽车用电池模块BM可通过已确保导热率的散热板200发生热交换而得到冷却，而且可以在被由散热板200、冷却块300、粘接剂层600以及下部保护板500构成的电池外壳支撑的同时确保其坚固性以及结构稳定性。
图26是对在图18中所示的电池外壳上结合电动汽车用电池模块的状态进行概略图示的使用状态图。
如图所示，在电池外壳的上部结合有电动汽车用电池模块BM。
具体地，电池外壳与图18中所示的电池外壳相同。即，电池外壳包括内部框架100、第1粘接剂层610、散热板200、第2粘接剂层620、冷却块300、下部保护板500以及紧固部件700。
并且，电池模块BM结合于散热板200的上表面。通过如上所述地形成，电池外壳可以在支撑电池模块BM的同时保护电动汽车用电池模块BM免受外力作用。
此外，从电动汽车用电池模块(BM)产生的热量将通过散热板200得到传递并通过冷却块300的冷却流路310得到冷却。
最终，电动汽车用电池模块BM可通过已确保其导热率的散热板发生热交换并得到冷却，而且可以在被由内部框架100、第1粘接剂层610、散热板200、第2粘接剂层620、冷却块300、下部保护板500以及紧固部件700构成的电池外壳支撑的同时确保其坚固性以及结构稳定性。
图27是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图。
如图所示，电池外壳包括金属框架100、粘接剂层600以及支撑层30。
具体地，在金属框架100的上部层叠粘接剂层600，并在粘接剂层120的上部层叠支撑层30。金属框架100可以形成为上述的内部框架或外部框架，支撑层30可以由纤维增强塑料复合材料制成，而且可通过在支撑层30上形成凹凸形状的冷却流路而形成上述的冷却块。
即，粘接剂层600位于金属框架100以及支撑层30之间，用于使金属框架100与支撑层30进行结合。
在粘接剂层600中可以使用结构性粘接剂，因此可增加电池外壳10的坚固性。
作为一实施例，可以在分别制作金属框架100以及支撑层30之后通过粘接剂层600进行结合。作为另一实施例，金属框架100、粘接剂层600以及支撑层30可以在层叠到模具中的状态下通过共固化胶接(Co-bonding)的方式进行结合。
因此，不需要执行用于使金属框架100与支撑层30进行结合的附加工序，只需要通过一个工序就可以实现支撑层30的形成以及与金属框架100的结合工序。
在执行共固化胶接的情况下，粘接材料可以是半固化状态的粘接材料。也可以使用液体状态的粘接材料，但是可能会因为在引入到工艺时无法调节流动性而粘接材料介入到不期望或不需要的部位，而且还有可能在工艺中难以形成均匀的粘接面。而在使用半固化粘接材料的情况下，可轻易地形成均匀的粘接面。
在执行共固化胶接的情况下，用于形成粘接剂层600的粘接剂的初始固化温度可以在用于形成支撑层30的纤维增强塑料复合材料的固化温度的-10℃至+10℃的范围之内。更优选地，粘接剂的初始固化温度可以在纤维增强塑料复合材料的固化温度的-5℃至+5℃的范围之内。
其中，粘接剂的初始固化温度可以被定义为与粘接剂完全固化时相比其粘接强度达到60％的温度。粘接强度可以根据美国材料与试验协会(ASTM)D3163进行评估。
具体地，初始固化温度为在对每1mm厚度的纤维增强塑料复合材料进行1分钟的固化时与完全固化的粘接剂相比其粘接强度达到60％的温度。例如，当制造最终的纤维增强塑料复合材料的厚度为2mm的产品时，以初始固化温度进行2分钟的固化即可实现60％的固化。
由于纤维增强塑料复合材料的固化温度与粘接剂的初始固化温度相似，在执行共固化胶接的情况下，当纤维增强塑料复合材料因被加压以及加压而发生变形时，可防止粘接剂层的破损。
支撑层30可以以在基质树脂上包括长纤维形态的补强纤维或由连续纤维织造而成的织物形态的补强纤维的方式形成。
金属框架100可以由铝制成。
图28是对本发明一实施例的电池外壳进行概略图示的截面图，图29是图28中所示的电池外壳的概略仰视图。
如图所示，电池外壳包括金属框架100、粘接剂层600以及复合材料层300。
更具体地，复合材料层300可以在层叠方向上对金属框架100的上部的至少一部分进行覆盖，并对金属框架100的下部的至少一部分进行覆盖。
在图28以及图29中作为与其相关的一实例，复合材料层300对金属框架100的上侧部进行覆盖并对金属框架100的下侧部的一部分进行覆盖。
因此，复合材料层300包括上表面部301、侧面部302以及下表面部303，其中，上表面部301对金属框架100的上部进行覆盖，侧面部302对金属框架100的侧部进行覆盖，而下表面部303对金属框架100的下部进行覆盖。
上表面部301、侧面部302以及下表面部303一体形成。
此外，下表面部303可以由用于连接侧面部302的一侧与另一侧的多个肋(Rib)形成。
图30是对本发明的执行共固化胶接的情况下的电池外壳的制造方法进行概略图示的工艺图。
如图所示，电池外壳的制造方法包括金属框架装载步骤S110、粘接剂层叠步骤S120、纤维增强塑料复合材料(FRP)层叠步骤S130以及加热加压步骤S140。
另一方面，电池外壳的制造方法也可以与图示的顺序不同，包括：纤维增强塑料复合材料(FRP)层叠步骤，在下模中，层叠纤维增强塑料复合材料；粘接剂层叠步骤，在装载到下模中的纤维增强塑料复合材料的上部，层叠粘接剂；金属框架装载步骤，在粘接剂的上部，装载金属框架；以及加热及加压步骤，同时对纤维增强塑料复合材料、粘接剂以及金属框架提供热量以及压力。
具体地，金属框架装载步骤S110是在下模中装载金属框架的步骤。
粘接剂层叠步骤S120是在装载到下模中的金属框架的上部层叠粘接剂的步骤。
纤维增强塑料复合材料(FRP)层叠步骤S130是在层叠到金属框架的上部的粘接剂的上部层叠纤维增强塑料复合材料的步骤。此时，考虑到纤维增强塑料复合材料在受到加热及加压时发生变更，可以以覆盖粘接剂的方式进行层叠且被覆盖的该粘接剂占粘接剂上部整个表面的60％以上且小于100％。在以粘接剂覆盖上部整个表面的情况下，可能会在共固化胶接过程中因粘接剂层以及被粘接层的形状发生变形而导致最终产品中的粘接剂介入到被粘接区域之外。此外，可通过调节层叠量来调节复合材料层的厚度。
此外，用于形成粘接剂层的粘接剂的初始固化温度可以在上述纤维增强塑料复合材料的固化温度的-10℃至+5℃的范围之内。纤维增强塑料复合材料的固化温度可以是130～150℃。此时，粘接剂的初始固化温度可以是120～160℃。由于纤维增强塑料复合材料的固化温度与粘接剂的初始固化温度相似，当纤维增强塑料复合材料因被加压以及加压而发生变形时，可防止粘接剂层的破损。
加热加压步骤S140是对金属框架、粘接剂以及纤维增强塑料复合材料进行加热加压的步骤。即，是通过使装载有金属框架、粘接剂以及纤维增强塑料复合材料的下模与上模合模并对金属框架、粘接剂以及纤维增强塑料复合材料进行加热及加压的步骤。
如上所述，电池外壳的制造方法可通过在金属框架、粘接剂以及纤维增强塑料复合材料被层叠的状态下进行加热及加压而执行共固化胶接。
此外，在上述纤维增强塑料复合材料(FRP)层叠步骤以及上述加热及加压步骤中，上述片状模塑料可以对上述金属框架的侧部进行覆盖。
在上述下模中可以形成有肋形成槽，在上述纤维增强塑料复合材料(FRP)层叠步骤以及上述加热及加压步骤中，上述纤维增强塑料复合材料可以流动到肋形成槽中，并形成用于覆盖上述金属框架的下部的肋。
因此，可通过一个工序同时实现电池外壳的结构部的形成以及结合工序。
图31是对图30中所示的制造工艺的共固化胶接制造过程进行概略图示的示意图。
如图所示，为了通过加热及加压成形而形成电池外壳，在下模50内依次层叠金属框架100、粘接剂层600以及支撑层30。
并且，在使上模60与下模50合模的同时对金属框架100、粘接剂层600以及支撑层30进行加压。此时，为了对金属框架100、粘接剂层600以及支撑层30进行加热而对下模50以及上模60中的至少一个进行加热的工艺可以选择性地实施在加压工艺之前或之后。
图32是对图30中所示的电池外壳制造过程进行概略图示的截面图，图33是对图31中所示的下模的另一实施例进行概略图示的仰视图。
如图所示，在下模50内依次层叠金属框架100、粘接剂层600以及复合材料层300。
此外，复合材料层300由纤维增强塑料复合材料制成。并且，在利用上模60对下模50进行加压的情况下，形成复合材料层300的纤维增强塑料复合材料将发生流动以覆盖金属框架100的下部的至少一部分。
为此，如图33所示，在下模50上形成有肋形成槽51。
通过利用如上所述的上模以及下模对金属框架100、粘接剂层600以及复合材料层300执行共固化胶接，可以完成如图28以及图29所示的电池外壳。
在根据本实施例将冷却块以及外部框架与粘接剂一起同时执行固化粘接的情况下，与将冷却块以及外部框架单纯地利用粘接剂进行粘接的情况相比其粘接强度更加优秀。在现有的将铝材质的框架以及铝材质的冷却块进行焊接结合的情况下，与本实施例相比其结合力可能更加优秀，但是电池外壳的重量却远远大于本实施例。
图34是对本发明一实施例的车辆用电池外壳进行概略图示的构成图。
如图所示，车辆用电池外壳包括支撑部30、内部框架100以及结合部件700。
具体地，支撑部30为电池外壳的下壳，用于对安装在一侧的电池模块进行支撑。当在支撑部30的上表面形成凹凸形状的冷却流路时，可以相当于上述的冷却块。
支撑部30包括电池模块安置部200以及框架结合部340。电池模块安置部200可以相当于上述的散热板，而框架结合部340可以相当于上述的垫片。
支撑部30可以由纤维增强塑料复合材料制成，而内部框架100可以由金属材料制成。
内部框架100结合于框架结合部340，而且相对于支撑部30的整个区域划分电池模块安置部200。
此外，内部框架100对安置在电池模块安置部200中的电池模块的移动进行限制，并且，针对外力，支撑电池模块。
内部框架100包括第1内部框架110、第2内部框架120以及第3内部框架130。
第1内部框架110位于支撑部30的内部并且沿着一轴方向延长。
第2内部框架120沿着与第1内部框架110同轴方向延长，而且位于支撑部30的边缘。
即，第2内部框架120位于支撑部30的边缘，而第1内部框架110位于支撑部30的内侧。
第3内部框架130沿着与第1内部框架110以及第2内部框架120正交的方向延长。
接下来，将参考图35至图39对内部框架的具体形状以及有机结合关系进行详细的说明。
图35是对图34中所示的车辆用电池外壳的内部框架与冷却块的结合部位进行图示的截面图。
如图所示，第1内部框架110包括第1内部凸出框架112以及第1内部支撑框架114。
更具体地，第1内部凸出框架112从第1内部支撑框架114凸出形成。此外，第1内部支撑框架114以与支撑部30的一侧面平行的方式延长。
第1内部支撑框架114与支撑部30之间可通过涂布粘接剂600而彼此结合。
图36是图34中所示的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略A-A截面图。
如图所示，第1内部框架110包括第1内部凸出框架112以及第1内部支撑框架114。
更具体地，第1内部凸出框架112从第1内部支撑框架114凸出形成。此外，第1内部支撑框架114以与支撑部30的一侧面平行的方式延长。
在第1内部凸出框架112中形成有结合部件贯通孔113。
框架结合部340可以在支撑部30中与第1内部凸出框架112对应的位置上向上方凸出形成。上述框架结合部340可以相当于上述的垫片。
支撑部30与第1内部支撑框架114对向，而框架结合部340与第1内部凸出框架112对向。
在框架结合部340以及第1内部凸出框架112上分别结合有彼此对应的结合部件。
作为与其相关的一实例，在图36中对第1结合部件即螺栓710结合于框架结合部340并且第2结合部件即螺母720结合于第1内部凸出框架112的一实例进行了图示。
此外，螺栓710可通过嵌件注塑的方式结合于纤维增强塑料复合材料即框架结合部340。
第1内部支撑框架114通过黏合材料即粘接剂600固定结合于支撑部30。
通过如上所述地形成，第1内部凸出框架112通过结合部件700结合于框架结合部340，第1内部支撑框架114通过粘接剂600结合于支撑部30，从而将第1内部框架110结合于支撑部30。
图37是图34中所示的车辆用电池外壳的第2内部框架的概略B-B截面图。
如图所示，第2内部框架120包括第2内部上侧框架122以及第2内部下侧框架124。
第2内部下侧框架124以与上述支撑部30的一表面平行的方式延长并与支撑部30接触，并第2内部下侧框架124通过结合部件730结合于支撑部30。
第2内部上侧框架122从第2内部下侧框架124凸出形成。
此外，结合部件730可以由自冲铆钉(Self Piercing Rivet)形成。
通过如上所述地形成，第2内部框架120即使在狭窄的空间中也可以结合于支撑部30。
图38是本发明一实施例的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略截面图。
如图所示，第1内部框架110通过粘接剂固定结合于支撑部30。
具体地，第1内部框架110包括第1内部凸出框架112以及第1内部支撑框架114。
第1内部凸出框架112从第1内部支撑框架114凸出形成。此外，第1内部支撑框架114以与支撑部30的一侧面平行的方式延长。
支撑部30包括在支撑部30中与第1内部凸出框架112对应的位置上向上方凸出形成的框架结合部340。
第1内部支撑框架114与支撑部30对向，而第1内部凸出框架112与框架结合部340对向。
此外，粘接剂通过涂布于框架结合部340的侧面而形成第1粘接部610，粘接剂通过涂布于支撑部30而形成第2粘接部620。
通过如上所述地形成，第1内部框架110可固定结合于支撑部30的框架结合部340，从而同时实现坚固性以及轻量化。
图39是本发明一实施例的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略截面图。
如图所示，一实施例的车辆用电池外壳与图34以及图36中所示的车辆用电池外壳相比，只有第1内部框架以及框架结合部之间的结合结构有所不同。
更具体地，第1内部框架110包括第1内部凸出框架112以及第1内部支撑框架114。
在第1内部凸出框架112上形成有结合部件贯通孔113。
框架结合部340可以在支撑部30中与第1内部凸出框架112对应的位置上向上方凸出形成。
第1内部支撑框架114与支撑部30对向，而第1内部凸出框架112与框架结合部340对向。
在框架结合部340以及第1内部凸出框架112上分别结合有彼此对应的结合部件710、720。
粘接剂通过涂布于框架结合部340的侧面而形成第1粘接部610，粘接剂通过涂布于支撑部30而形成第2粘接部620。
通过如上所述地形成，第1内部凸出框架112通过结合部件700结合于框架结合部340，第1内部凸出框架112以及第1内部支撑框架114通过粘接剂分别结合于框架结合部340以及支撑部30，从而进一步增加其结合力。
图40是对本发明一实施例的车辆用电池外壳进行概略图示的构成图，图41是图40中所示的车辆用电池外壳的第1内部框架的概略C-C截面图。
与图34中所示的车辆用电池外壳相比，一实施例的车辆用电池外壳还形成有装配部。
如图所示，车辆用电池外壳包括支撑部30、内部框架100以及结合部件700。
更具体地，支撑部30包括电池模块安置部200以及框架结合部340。内部框架100结合于框架结合部340，并且相对于支撑部30的整个区域划分电池模块安置部200。
此外，内部框架100对安置在电池模块安置部200中的电池模块的移动进行限制，并且，针对外力，支撑电池模块。
内部框架100包括第1内部框架110、第2内部框架120以及第3内部框架130。
与图34以及图36中所示的第1内部框架110相比，第1内部框架110还形成有装配结合孔。
即，包括第1内部凸出框架112以及第1内部支撑框架114。
在第1内部凸出框架112中，在结合部件贯通孔(在图3中图示为113)的基础上还形成有装配结合孔113。装配结合孔113用于将车辆用电池外壳固定到车体上。
框架结合部340可以在支撑部30中与第1内部凸出框架112对应的位置上向上方凸出形成。
在框架结合部340中以与装配结合孔113对向的方式形成有装配结合部116。
装配结合部116可以由可供螺丝紧固的紧固槽形成。
如上所述地形成后，装配结合部件在结合于车体的状态下，可通过装配结合孔113结合于装配结合部116。
此外，装配结合部件可以在框架结合部340上通过嵌件注塑的方式形成并固定结合于车体。
在框架结合部340以及第1内部凸出框架112上分别结合有彼此对应的结合部件(在图36中图示为700)。
此外，第1内部支撑框架114通过粘接剂600结合于支撑部30。
通过如上所述地形成，第1内部凸出框架112通过结合部件结合于框架结合部340，第1内部支撑框架114通过粘接剂600结合于支撑部30，并通过装配结合部件结合于框架结合部340。
图42是对本发明一实施例的电动汽车用电池外壳进行概略图示的构成图。
如图所示，电动汽车用电池外壳1000包括支撑部1100以及内部框架1200。
更具体地，支撑部1100为电池外壳的下壳，用于对安装在一侧的电池模块进行支撑。
内部框架1200结合于支撑部1100，而且相对于支撑部1100的整个区域划分电池模块安置部1110。
此外，内部框架1200对安置在电池模块安置部1110中的电池模块的移动进行限制，并且，针对外力，支撑电池模块。内部框架1200可通过挤出工艺形成，而且可通过粘接剂(在图43中图示为1600)结合于支撑部1100。
内部框架1200可以由纤维增强塑料复合材料制成，尤其是可以由作为补强纤维包含连续纤维的纤维增强塑料复合材料制成。由此，可以获得在实现轻量化的同时确保机械强度的电动汽车用电池外壳。
接下来，将参考图43对内部框架的具体形状以及有机结合关系进行更为详细的说明。
图43是图42中所示的车辆用电池外壳的内部框架的概略D-D截面图。
如图所示，内部框架1200通过粘接剂1600结合于支撑部1100。内部框架1200包括内部外侧框架1210以及内部内侧框架1220。
具体地，内部外侧框架1210形成内部框架的外侧主体，而内部内侧框架1220形成于内部外侧框架1210的内部。此外，内部内侧框架1220可以由用于连接内部外侧框架1210的一侧与另一侧的加强肋形成。
作为相关的一实例，内部外侧框架1210在整体上以“口”字形状形成，而且在内部形成有中空部。此外，可通过形成用于连接中空部的内部内侧框架1220而在整体上以“日”字形状形成。
此外，如上所述，内部框架1200可通过挤出或拉挤(Pultrusion)成型的方式形成，从而选择性地对内部外侧框架1210以及内部内侧框架1220的厚度进行调整。
即，形成下部的内部外侧框架1210的厚度T1可以大于形成侧部的内部外侧框架1210的厚度T2。
此外，可以考虑电池模块以及安装在车辆上的壳的特性而以多种不同的方式实现。
图44是对本发明一实施例的电动汽车用电池外壳进行概略图示的构成图。
如图所示，与图42中所示的电池外壳相比，电动汽车用电池外壳进一步包括外侧框架。
更具体地，电动汽车用电池外壳包括支撑部1100、内部框架1200以及外部框架1300。
此外，支撑部1100以及内部框架1200与上述的实施例中的支撑部1100以及内部框架1200相同，因此将对上述的具体说明进行省略。
外部框架1300通过结合于支撑部1100的边缘部而形成下壳的外围。
此外，外部框架1300可通过挤出或拉挤(Pultrusion)成型的方式形成，而且可通过粘接剂(在图45中图示为1600)结合于支撑部1100。
接下来，将参考图45对内部框架的具体形状以及有机结合关系进行更为详细的说明。
图45是图44中所示的车辆用电池外壳中的外部框架的概略E-E截面图。
如图所示，外部框架1300包括外部下部支撑框架1310以及外部侧部支撑框架1320。
更具体地，外部下部支撑框架1310对外部侧部支撑框架1320进行支撑，而且外部下部支撑框架1310以及外部侧部支撑框架1320一体形成。
外部下部支撑框架1310通过粘接剂1600结合于支撑部1100。外部下部支撑框架1310可以对内部框架1200进行支撑。
即，可以以内部框架1200放置于外部下部支撑框架1310的上表面C的方式进行支撑结合。
作为用于增加强度的加强肋，可以在外部下部支撑框架1310的内部形成外部内侧下部支撑框架1311。
作为用于增加强度的加强肋，可以在外部侧部支撑框架1320的内部形成外部内侧侧部支撑框架1321。
即，外部下部支撑框架1310形成有中空部，而外部内侧下部支撑框架1311用于连接中空部，外部侧部支撑框架1320形成有中空部，而外部内侧侧部支撑框架1321用于连接中空部。
图46是对本发明一实施例的电动汽车用电池外壳进行概略图示的构成图。
电动汽车用电池外壳与上述实施例的电动汽车用电池外壳相比，只有内侧框架的结构有所不同。
具体地，电动汽车用电池外壳包括支撑部1100、内部框架1200以及外部框架1300。
内部框架1200包括内部框架主体1230以及内部框架结合主体1240。
内部框架主体1230具有与图43中所示的内部框架1200相同的截面形状。
内部框架结合主体1240结合于内部框架主体1230，而且形成有用于结合于车体的装配螺栓结合部1241。
内部框架主体1230可以由玻璃纤维或碳纤维得以增强的塑料复合材料制成，而且可通过挤出工艺形成。
内部框架结合主体1240可以由钢或铝材料制成。
本发明一实施例的电动汽车用电池外壳可通过如上所述地形成而在确保其耐久性以及轻量化的同时提升装配螺栓结合部的加工性。
图47是对本发明的车辆用电池外壳封装体的技术思想进行概略图示的构成图。
如图所示，车辆用电池外壳封装体包括上壳2100、电池模块2200、下壳2300以及下部保护板2400。
更具体地，电池模块2200安置并固定于下壳2300，而上壳2100以覆盖电池模块2200的方式结合于下壳2300的上部。
下部保护板2400结合于下壳2300的下部。
因此，下部保护板2400结合于由上壳2100、电池模块2200以及下壳2300构成的电池外壳。
下部保护板2400由复合材料制成。此外，下部保护板2400可以由包含玻璃纤维的热固化性塑料复合材料制成。
下壳2300与下部保护板2400通过结合部件结合。此外，可以将由复合材料形成的下壳2300以及由复合材料形成的下部保护板2400以一体型形成。
通过如上所述地形成，车辆用电池外壳封装体可以在实现轻量化的同时对车辆用电池外壳的下部进行保护。
图48是对本发明一实施例的车辆用电池外壳封装体中的下壳以及下部保护板进行概略图示的构成图，图49是图48中所示的下部保护板的概略F-F截面图。
如图所示，下壳2300的下部结合有下部保护板2400，以便保护电池外壳。此外，结合部件2500结合于下壳2300以及下部保护板2400。
具体地，下壳2300用于对安置在一侧的电池模块进行支撑，包括用于安置并固定电池模块的电池模块安置部2310以及框架部2320。
框架部2320包括主体框架2321、支撑框架2322以及延长框架2323。
支撑框架2322通过结合于主体框架2321，相对于主体框架2321的整个区域划分电池模块安置部2310。
延长框架2323朝向主体框架2321的外侧延长，而且形成有与结合部件2500对应的下部保护板结合部2323a。
下部保护板2400包括板体部2410以及凸出支撑部2420，而且在板体部2410中形成有延长结合部2411。
板体部2410与主体框架2321对应，而凸出支撑部2420结合于板体部2410或从板体部2410延长。
此外，凸出支撑部2420可以以与下壳2300对向的方式凸出形成。凸出支撑部2420用于在下部保护板2400结合于下壳2300时防止下壳2300与下部保护板2400之间发生翘起，可以在受到外力作用时起到阻尼作用。
延长结合部2411以与延长框架2323对应的方式形成，在延长结合部2411中形成有与下部保护板结合部2323a对应的下壳结合部2411a。
下部保护板2400可以由复合材料制成。此外，下部保护板2400可以由纤维增强塑料复合材料制成。
板体部2410可以由包含织物形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料(WovenSMC)制成，凸出支撑部2420可以由包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料(Chop SMC)制成。
此外，由于凸出支撑部2420由包含长纤维形态的补强纤维的纤维增强塑料复合材料制成，可更加有效地起到电池外壳的阻尼作用。
因此，凸出支撑部2420可以选择性地形成在与其他区域相比震动相对较强的板体部2410的一部分区域。
结合部件2500用于结合下部保护板结合部2323a与下壳结合部2411a，可以以多种方式实现。
此外，图48是结合部件2500、下部保护板结合部2323a以及下壳结合部2411a的一实例，下部保护板结合部2323a以及下壳结合部2411a可以由贯通孔形成，而结合部件2500可以由插入于结合孔的螺栓2510以及螺母2520构成。
本发明一实施例的车辆用电池外壳封装体如上所述地形成，通过利用结合部件2500结合下部保护板结合部2323a与下壳结合部2411a，将下部保护板2400结合于下壳2300。
图50是对图48中所示的下壳以及下部保护板结合的一实施例进行概略图示的截面图。
如图所示，在下壳2300的主体框架2321中形成有用于对电池模块进行冷却的冷却流路2321a。此外，在冷却流路2321a之间形成有空间部2321b。
在下部保护板2400上形成有板体部2410以及凸出支撑部2420，板体部2410对冷却流路2321a的下部进行支撑，凸出支撑部2420对空间部2321b的下部进行支撑。
通过如上所述地形成，可以将下部保护板2400贴紧固定到下壳2300中。
图51是对本发明一实施例的下部保护板进行概略图示的构成图。
如图所示，与图48中所示的下部保护板2400相比，下部保护板2400还形成有装配结合部。
具体地，下部保护板2400包括板体部2410以及凸出支撑部2420，而且在板体部2410中形成有延长结合部2411。
此外，在板体部2410中形成有装配结合部2412。装配结合部2412用于将车辆用电池外壳封装体结合于车体。为此，在上壳以及下壳中可以分别形成有与装配结合部2412对应的结合孔。
接下来，将对构成本发明的电池外壳的各个构成品的材料进行说明。
内部框架100可以为了电池外壳10的整体的结构刚性而由诸如金属或纤维增强塑料复合材料等刚性优秀的材料制成。
具体地，金属材料可以是选自铁、不锈钢、铝、铜、黄铜、镍、锌以及它们的组合中的任意一种，构成金属的元素可以以铁或铝为主。其中，“为主”是指占90重量％以上。
尤其是，适合由诸如一般结构性压制钢材(不锈钢材(SS))、冷轧钢材(SPCC)以及高张力材料(高张力钢材)等铁类、诸如SUS304、SUS316等不锈钢类、诸如1000～700号铝及其合金制成。此外，金属材料也可以由2种以上的金属制成，也可以对表面镀覆金属。
散热板200可以由导热率高的金属材料制成。
具体地，金属材料可以是选自铁、不锈钢、铝、铜、黄铜、镍、锌以及它们的组合中的任意一种，构成金属的元素可以以铁或铝为主。其中，“为主”是指占90重量％以上。
尤其是，在散热性能方面，适合由1000～700号铝及其合金制成。
为了电池外壳10的整体的结构刚性，外部框架400可以由诸如金属或纤维增强塑料复合材料等刚性优秀的材料制成。
具体地，金属材料可以是选自铁、不锈钢、铝、铜、黄铜、镍、锌以及它们的组合中的任意一种，构成金属的元素可以以铁或铝为主。其中，“为主”是指占90重量％以上。
尤其是，适合由诸如一般结构性压制钢材(不锈钢材(SS))、冷轧钢材(SPCC)以及高张力材料(高张力钢材)等铁类、诸如SUS304、SUS316等不锈钢类、诸如1000～700号铝及其合金制成。此外，金属材料也可以由2种以上的金属制成，也可以对表面镀覆金属。
粘接剂可以是选自丙烯酸类粘接剂、环氧树脂类粘接剂、氨基甲酸酯类粘接剂、烯烃类粘接剂、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA，Ethylene vinyl acetate)类粘接剂、有机硅类粘接剂以及它们的混合物中的任意一种，作为一实例，可包含热可塑性成分以及热固化性成分。
粘接剂的热可塑性成分可包含热可塑性聚合物，例如聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃。此外，粘接剂的热可塑性成分可包含选自聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚四氯丁烯以及聚氯乙烯、增塑聚氯乙烯和未增塑聚氯乙烯以及它们的混合物中的任意一种。
此外，粘接剂的热可塑性成分可以是选自聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热可塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、聚(1,4-亚苯基)化合物、聚碳酸酯、尼龙、有机硅以及它们的混合物中的任意一种。
粘接剂的热固化性成分可以是选自包含一个以上的环氧基的材料、环氧化物、环氧树脂、环氧树脂粘接剂、聚酯、聚酯树脂、热固化性氨基甲酸酯、热固化性聚氨酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、聚酰亚胺、聚酰胺、氰酸酯、聚氰尿酸酯以及它们的混合物中的任意一种。
关于作为粘接剂使用的热可塑性成分以及热固化性成分的重量比例，在一部分实例中，热可塑性成分的含量可以大于热固化性成分的含量。例如，，相对于粘接剂的总重量，粘接剂可包含小于10重量％或小于5重量％的热固化性成分。热固化性成分可以提升纤维增强塑料复合材料的粘接强度，但是为了对纤维增强塑料复合材料进行热成型或成型而优选不包含过多的热固化性成分。
另一方面，在执行共固化胶接的情况下，粘接剂的初始固化温度可以在纤维增强塑料复合材料的固化温度的-10℃至+10℃的范围之内。更优选地，粘接剂的初始固化温度可以在纤维增强塑料复合材料的固化温度的-5℃至+5℃的范围之内。
其中，粘接剂的初始固化温度可以被定义为与粘接剂完全固化时相比其粘接强度达到60％的温度。
具体地，初始固化温度为在对每1mm厚度的纤维增强塑料复合材料进行1分钟的固化时与完全固化的粘接剂相比其粘接强度达到60％的温度。例如，在需要制造最终的纤维增强塑料复合材料的厚度为2mm的产品时，以初始固化温度进行2分钟的固化即可实现60％的固化。
纤维增强塑料复合材料的固化温度可以是130～150℃。此时，粘接剂的初始固化温度可以是120～160℃，更优选为125～155℃。
由于纤维增强塑料复合材料的固化温度与粘接剂的初始固化温度相似，当纤维增强塑料复合材料因被加压以及加压而发生变形时，可防止粘接剂层的破损。
在粘接剂的初始固化温度小于120℃的情况下，因为会比纤维增强塑料复合材料的热固化过程更早开始并结束，因此可能会因为发生粘接剂的劣化、内部应力以及表面破坏等而导致粘接强度的下降，而在大于160℃的情况下，可能会导致在纤维增强塑料复合材料的热固化过程之后粘接剂无法充分固化的问题。
在利用这种粘接剂粘接金属材料与纤维增强塑料复合材料时，金属材料以及纤维增强塑料复合材料的剪切强度(lap shear)可以是5Mpa以上，具体为7MPa至10MPa。此时，剪切强度可根据ASTM D 1002进行测量。
冷却块300可以由诸如纤维增强塑料复合材料、铝或钢等材料制成，在以轻量化为目的的一实施例中，可以由纤维增强塑料复合材料制成。
与补强纤维进行复合化的基质树脂可以是选自热可塑性树脂、固化性树脂以及它们的混合物中的任意一种。
热可塑性树脂可以是选自聚乙烯树脂(PE)、聚丙烯树脂(PP)、聚甲基戊烯树脂(PMP)、聚氯乙烯树脂(PVC)、聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚酰胺树脂(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)、聚碳酸酯树脂(PC)、改性聚苯醚树脂(改性PPE)、聚醚砜树脂(PES)、聚酰亚胺树脂(PI)、聚醚酰亚胺树脂(PEI)、聚醚腈(PEN)、聚甲醛树脂(POM)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚醚酮树脂(PEK)、聚醚醚酮树脂(PEEK)、聚苯砜树脂(PPSU)、聚邻苯二甲酰胺树脂(PPA)以及它们的混合物中的任意一种。
固化性树脂可以是选自热固化性树脂、光固化性树脂(例如，紫外线固化性树脂)、湿固化性树脂以及它们的混合物中的任意一种。
热固化性树脂没有特别限制，只要是在常温状态下呈现出流动性并且随着加热而呈现出固化性的树脂即可。例如，可以是选自聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、尿素树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂、聚丁二烯树脂、硅树脂以及它们的混合物中的任意一种。
作为光固化性树脂，可以使用由自由基聚合性成分以及光自由基聚合引发剂、阳离子聚合性成分以及光阳离子聚合引发剂组成的组合物。
作为湿固化性树脂，可以列举氨基甲酸酯类树脂、含烷氧基的硅类树脂等。作为湿固化性树脂的一实例，可以使用将在分子末端含异氰酸酯基的氨基甲酸酯聚合物作为主要成分并通过使异氰酸酯基与水分的反应而形成交联结构的产物。
此外，在基质树脂中还可以混合诸如阻燃剂、偶联(coupling)剂、导电性赋予剂、无机填充剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、染料以及颜料等通常可以混合到树脂中的各种添加剂。
作为阻燃剂，可以使用溴类阻燃剂。例如，可列举十溴联苯醚、四溴双酚A、四溴双酚S、1,2-双(2',3',4',5',6'-五溴苯基)乙烷、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷、2,4,6-三(2,4,6-溴苯氧基)-1,3,5-三嗪、2,6-二溴酚、2,4-二溴酚、溴化聚苯乙烯、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、六溴环十二烷、六溴苯、丙烯酸五溴苄酯、2,2-双[4'(2',3"-二溴丙氧基)-3',5'-二溴苯基]-丙烷、双(3,5-二溴,4-溴丙氧基苯基)砜、三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯等为例。
相对于100重量份的基质树脂，溴类阻燃剂的含量可以为0.4～25重量份，具体为5～15重量份。在溴类阻燃剂的含量小于0.4重量份的情况下，具有燃烧时间变长的倾向，而在大于25重量份的情况下，可能会导致成型品的比重增加或阻燃剂流出到成型品表面。
此外，作为阻燃剂可以使用锑类阻燃剂。例如，可列举三氧化锑、四氧化锑、五氧化锑、焦锑酸钠、三氯化锑、三硫化锑、氯氧化锑或锑酸钾等。
相对于100重量份的基质树脂，锑类阻燃剂的含量可以为0.2～12.5重量份，具体为1～3重量份。在锑类阻燃剂的含量小于0.2重量份的情况下，具有燃烧时间变长的倾向，而在大于12.5重量份的情况下，可能会导致纤维增强塑料复合材料的比重增加。
此外，作为阻燃剂还可以包括氢氧化铝。此时，相对于100重量份的基质树脂，氢氧化铝的含量可以为5～20重量份。氢氧化铝不会因为受热而发生挥发并通过分解而释放出水以及不可燃气体，可以在纤维增强塑料复合材料的表面通过吸热反应而使纤维增强塑料复合材料冷却并起到减少热分解产物的生成的作用。
阻燃剂可添加到包含补强纤维以及基质树脂的混合物中，也可以在形成预浸料(prepreg)之后进行添加。
补强纤维可以是选自玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维、高模量有机纤维(例如，对位芳纶纤维或间位芳纶纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丁二酯纤维或聚酯纤维)、天然纤维(例如，大麻、黄麻、亚麻、椰壳纤维、洋麻或纤维素纤维)、矿物纤维(例如，玄武岩、矿物棉(例如，岩棉或矿渣棉)、硅灰石、氧化铝或二氧化硅)、金属纤维、经过金属处理的天然纤维或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维以及它们的混合物中的任意一种。
根据一实例，由基质树脂与补强纤维复合化的片材可以是包含基质树脂以及作为补强纤维的长纤维的第1片材形态。第1片材为长纤维分散于基质树脂内的结构。
第1片材包含与连续纤维相比其流动性以及成形性优秀的长纤维，在制造纤维增强塑料复合材料时可以呈现出优秀的加工性。长纤维是指长度小于连续纤维且被裁切成特定长度的纤维。
在第1片材中，相对于100重量份的基质树脂，长纤维的含量可以为20～70重量份，具体为40～50重量份，而长纤维的基重可以是1500g/m2至3500g/m2。在长纤维的含量小于20重量份的情况下，难以期待纤维增强塑料复合材料的机械强度，而在大于70重量份的情况下，可能会因为长纤维的含量增加而难以确保纤维增强塑料复合材料的轻量化并导致成形性下降。
长纤维的平均长度可以是10mm至30mm，具体为10mm至20mm。在长纤维的平均长度小于10mm的情况下，虽然可以节省其制造成本，但是会导致机械特性的下降。与此相反，在长纤维的平均长度大于30mm的情况下，可能难以分散在基质树脂内，并导致成形性下降。
此外，长纤维的截面直径可以是5μm至30μm，通过使长纤维的截面直径满足上述范围，可确保纤维增强塑料复合材料的机械强度以及成形性。
第1片材可通过对长纤维的平均长度和截面直径以及含量进行调节而制造成大约0.1mm至10mm的厚度，在上述范围内可确保优秀的机械强度和成形性以及冲击吸收特性。
第1片材可通过如下所述的方法进行制造。首先，将基质树脂投入到混料挤出机(Compounding Extruder)中，并将从粗纱(roving)形态的多个绞纱抽出的补强纤维投入到混料挤出机的中间部。接下来，在将补强纤维裁切成特定长度的同时将所裁切的纤维与预热的基质树脂进行混合。接下来，可吐出绞线(strand)形态的长纤维并在模具中对其进行挤压以及成形，以制造第1片材。
根据另一实例，由基质树脂与补强纤维复合化的片材可以是包含基质树脂以及作为补强纤维的由连续纤维织造的织物的第2片材形态。
由连续纤维织造的织物，可以是例如连续纤维的斜织或平织织物，也可以是无屈曲织物(NCF，Non Crimp Fabric)。
在第2片材中，相对于100重量份的基质树脂，由连续纤维织造的织物的含量可以为20～70重量份，具体为55～70重量份，而织物的基重可以是800g/m2至1100g/m2。在由连续纤维织造的织物的含量小于20重量份的情况下，可能会导致纤维增强塑料复合材料的机械强度下降，而在大于70重量份的情况下，可能会因为由连续纤维织造的织物的含量过多而导致难以实现纤维增强塑料复合材料的轻量化。
连续纤维是指在结构上没有被裁切的较长地连续的纤维，具体是指依赖于第2片材的整体长度而在其内部以不断开的连续形态存在的纤维。
连续纤维的单股的各个截面直径可以是1μm至200μm，具体为1μm至50μm，更具体为1μm至30μm，更加具体为1μm至20μm。通过使连续纤维的单股具有上述范围的截面直径，可以配向性地并排排列1层至30层，而且可以在第2片材的制造过程中轻易地浸渍基质树脂，还可以以适当的厚度形成第2片材。
第2片材可通过对由连续纤维织造的织物的含量进行调节而制造成大约0.1mm至10mm的厚度，在上述范围内可以确保优秀的机械强度和成形性以及冲击吸收特性。
第2片材可通过如下所述的方法进行制造。例如，可以将基质树脂投入到混料挤出机中并在基质树脂的熔融温度以上的温度下进行熔融。由连续纤维织造的织物可以从辊子投入到模具中。通过混料挤出机熔融的基质树脂将被投入到模具内部，从而浸渍到由连续纤维织造的织物中。
接下来，可通过对其进行压制(press)并裁切成适当的大小而制备第2片材。具体地，可通过利用压延(calendar)工艺进行压制而对由连续纤维织造的织物的单一配向性进行调节并制备表面物性优秀的第2片材。
根据另一实例，纤维增强塑料复合材料可包括由多个片材层叠而成的层叠片材。
层叠片材可以由多个第1片材连续地层叠而成，也可以由多个第2片材连续地层叠而成，也可以由第1片材以及第2片材交替层叠而成，也可以由连续层叠的多个第1片材以及连续层叠的多个第2片材层叠而成，也可以由连续层叠的多个第1片材以及连续层叠的多个第2片材交替层叠而成。
如上所述，由于纤维增强塑料复合材料包括层叠片材，可减少纤维的弯曲，从而提升在纤维方向上的强度，并且在结构上表现出优秀的强度以及刚性。
层叠片材可分别包括各1层以上的选自第1片材、第2片材以及它们的组合中的任意一个片材，例如，可分别包括1层至2000层。
此外，在层叠片材中，第1片材与第2片材的层叠比(lay-up ratio)可以为1:10至10:1，具体为1:3至3:1。
层叠比是指第1片材的数量与第2片材的数量的数量比。例如，在层叠片材包括2层的第1片材以及3层的第2片材的情况下，其层叠比为2:3即1:1.5。如上所述，通过将第1片材以及第2片材的各自的层数设定为1:10至10:1的层叠比，可大幅提升应用纤维增强塑料复合材料的物品的耐冲击性，还可以确保物品在所有方向上的均匀的强度以及刚性。
纤维增强塑料复合材料的导热性可以为0.02W/(mK)至0.07W/(mK)，具体为0.04W/(mK)至0.05W/(mK)。纤维增强塑料复合材料的导热性可以利用导热率测量装置来测量，该导热率测量装置可在隔热密闭条件下测量热源相反一侧的温度。由于纤维增强塑料复合材料的导热性较低，隔热性优秀，即使在不包括单独的隔热部件的情况下也可确保充足的隔热性。此时，当冷却块300的厚度为2mm至5mm时，足以确保隔热性。
电池外壳10中与电池模块接触的表面的导热性可以是100W/(mK)以上，而与电池模块接触的表面的相反一侧表面的导热性可以是0.05W/(mK)以下。具体地，当在冷却块300的上表面形成有凹凸形状的冷却流路310且在内部框架100与冷却块300之间结合有散热板200的情况下，从冷却流路310经由散热板200的导热性可以是100W/(mK)以上，而从冷却流路310经由冷却块300的导热性可以是0.05W/(mK)以下。由此，电池外壳10无需在冷却块300的下部不包括单独的隔热部件，就可防止热量从冷却块300的下部侵入，而且还可以通过冷却流路310有效地去除通过散热板200吸收的热量。导热率可以利用热流计(HFM，Heat FlowMeter，具体为EKO Instruments Trading Co.Ltd,Heat Flow Meter Instrument HC-074型号)来测量。纤维增强塑料复合材料的比重可以为1.4g/cm3至2.2g/cm3，具体为1.6g/cm3至2.0g/cm3。纤维增强塑料复合材料的比重可以在等温条件下根据ASTM D792中的方法进行测量。在纤维增强塑料复合材料的比重在上述范围以内的情况下，与现有的铝材料的电池外壳相比，电池外壳10可以达成大约15重量％以上的轻量化效果。
纤维增强塑料复合材料的落球冲击强度可以为5J/mm至20J/mm，具体为10J/mm至15J/mm。根据ASTM D3763，可以在常温23℃、100J的冲击能量条件下测量纤维增强塑料复合材料的落球冲击强度。在纤维增强塑料复合材料的落球冲击强度小于5J/mm的情况下，可能会因为外部冲击所造成的破损而导致电池受损，而在大于20J/mm的情况下，可能会因为过度增强材料物性而导致轻量化效果降低。
纤维增强塑料复合材料的拉伸强度可以是100MPa至400MPa，拉伸刚性可以是10GPa至30GPa，而拉伸伸长率可以是1％至4％。纤维增强塑料复合材料的拉伸强度、拉伸刚性以及拉伸伸长率可以根据ASTM D3039标准在2mm/min的条件下进行测量。在纤维增强塑料复合材料的拉伸强度、拉伸刚性以及伸长率脱离最小范围的情况下，可能会因为车辆碰撞以及外部荷重而导致电池外壳10的结构稳定性下降。
纤维增强塑料复合材料的屈曲强度可以是200MPa至500MPa，屈曲刚性可以是10GPa至30GPa，而屈曲伸长率可以是2％至4％。纤维增强塑料复合材料的屈曲强度、屈曲刚性以及屈曲伸长率可以利用Instron万能测试仪根据ASTM D-790标准在5mm/min、16:1跨度(span)长度比的条件下进行测量。在纤维增强塑料复合材料的屈曲强度、屈曲刚性以及屈曲伸长率脱离最小范围的情况下，可能会因为碰撞安全性、结构性下垂以及流路内压而导致结构膨胀并降低固有频率。
下部保护板500可以由诸如纤维增强塑料复合材料、铝或钢等材料制成，在以轻量化为目的的一实施例中，可以由纤维增强塑料复合材料制成。
根据一实例，下部保护板500的纤维增强塑料复合材料可以是包括至少一个第1片材以及至少一个第2片材的层叠片材。
第1片材包含基质树脂以及作为补强纤维的长纤维。第1片材为长纤维分散于基质树脂内的结构。
第1片材包含与连续纤维相比其流动性以及成形性优秀的长纤维，在制造纤维增强塑料复合材料时可以呈现出优秀的加工性。长纤维是指长度小于连续纤维且被裁切成特定长度的纤维。
在第1片材中，相对于100重量份的基质树脂，长纤维的含量可以为20～70重量份，具体为40～50重量份，而长纤维的基重可以是1500g/m2至3500g/m2。在长纤维的含量小于20重量份的情况下，难以期待纤维增强塑料复合材料的机械强度，而在大于70重量份的情况下，可能会因为长纤维的含量增加而难以确保纤维增强塑料复合材料的轻量化并导致成形性下降。
长纤维的平均长度可以是10mm至30mm，具体为10mm至20mm。在长纤维的平均长度小于10mm的情况下，虽然可以节省其制造成本，但是会导致机械特性的下降。与此相反，在长纤维的平均长度大于30mm的情况下，可能难以分散于基质树脂内并导致成形性下降。
此外，长纤维的截面直径可以是5μm至30μm，通过使长纤维的截面直径满足上述范围，可确保纤维增强塑料复合材料的机械强度以及成形性。
第1片材可通过对长纤维的平均长度和截面直径以及含量进行调节而制造成大约0.1mm至10mm的厚度，在上述范围内可确保优秀的机械强度和成形性以及冲击吸收特性。
第1片材可通过如下所述的方法进行制造。首先，将基质树脂投入到混料挤出机中，并将从粗纱形态的多个绞纱抽出的补强纤维投入到混料挤出机的中间部。接下来，在将补强纤维裁切成特定长度的同时对所裁切的纤维以及预热的基质树脂进行混合。接下来，可吐出绞线形态的长纤维并在模具中对其进行挤压以及成形，以制造第1片材。
第2片材包含基质树脂以及作为补强纤维的由连续纤维织造的织物。
由连续纤维织造的织物，可以是例如连续纤维的斜织或平织织物，也可以是无屈曲织物(NCF，Non Crimp Fabric)。
在第2片材中，相对于100重量份的基质树脂，由连续纤维织造的织物的含量可以为20～70重量份，具体为55～70重量份，而织物的基重可以是800g/m2至1100g/m2。在由连续纤维织造的织物的含量小于20重量份的情况下，可能会导致纤维增强塑料复合材料的机械强度下降，而在大于70重量份的情况下，可能会因为由连续纤维织造的织物的含量过多而导致难以实现纤维增强塑料复合材料的轻量化。
连续纤维是指在结构上没有被裁切的较长地连续的纤维，具体是指依赖于第2片材的整体长度而在其内部以不断开的连续形态存在的纤维。
连续纤维的单股的各个截面直径可以是1μm至200μm，具体为1μm至50μm，更具体为1μm至30μm，更加具体为1μm至20μm。通过使连续纤维的单股具有上述范围的截面直径，可以配向性地并排排列1层至30层，而且可以在第2片材的制造过程中轻易地浸渍基质树脂，还可以以适当的厚度形成第2片材。
第2片材可通过对由连续纤维织造的织物的含量进行调节而制造成大约0.1mm至10mm的厚度，在上述范围内可确保优秀的机械强度和成形性以及冲击吸收特性。
第2片材可通过如下所述的方法进行制造。例如，可以将基质树脂投入到混料挤出机中并在基质树脂的熔融温度以上的温度下进行熔融。由连续纤维织造的织物可以从辊子投入到模具中。通过混料挤出机熔融的基质树脂将被投入到模具内部，从而浸渍到由连续纤维织造的织物中。
接下来，可通过对其进行压制(press)并裁切成适当的大小而制备第2片材。具体地，可通过利用压延(calendar)工艺进行压制而对由连续纤维织造的织物的单一配向性进行调节并制备表面物性优秀的第2片材。
层叠片材可以由第1片材以及第2片材交替层叠而成，也可以由连续层叠的多个第1片材以及连续层叠的多个第2片材层叠而成，也可以由连续层叠的多个第1片材以及连续层叠的多个第2片材交替层叠而成。具体地，优选以在受到冲击的一侧即需要更高强度的一侧配置第2片材的方式进行层叠。
如上所述，由于纤维增强塑料复合材料包括层叠片材，可减少补强纤维的弯曲，从而提升在补强纤维方向上的强度，还可以在结构上表现出优秀的强度以及刚性。
图52以及图53是对纤维增强塑料复合材料包括层叠板材的情况进行图示的分解立体图。
参考图52，对纤维增强塑料复合材料3000由第1片材3100以及第2片材3200层叠而成的情况进行了图示。在图52中对第2片材3200作为补强纤维包含由连续纤维织造的织物3201的情况进行了图示，但是织物3201也可以不暴露到第2片材3200的表面。
此外，在图52中对分别只包括1个第1片材3100以及1个第2片材3200的情况进行了图示，但是本发明不限于此，也可以分别层叠多个第1片材3100以及多个第2片材3200。
作为一实例，层叠片材可分别包括各1层以上的第1片材以及第2片材，例如，可分别包括1层至2000层。
参考图53，对纤维增强塑料复合材料3000中的第1片材3100介于2个第2片材3200之间的情况进行了图示。但是，本发明不限于此，也可以是第2片材3200介于2个第1片材3100之间。
此外，在层叠片材中，第1片材与第2片材的层叠比可以为1:10至10:1，具体为1:3至3:1。
层叠比是指第1片材的数量与第2片材的数量的数量比。例如，在层叠片材包括2层的第1片材以及3层的第2片材的情况下，其层叠比为2:3即1:1.5。如上所述，通过将第1片材以及第2片材的各自的层数设定为1:10至10:1的层叠比，可大幅提升应用纤维增强塑料复合材料的物品的耐冲击性，还可以确保物品在所有方向上的均匀的强度以及刚性。
在这种情况下，冷却块300与下部保护板500也可以形成为一体。此时，一体化的冷却块300和下部保护板500可以仅由包括至少一个第1片材以及至少一个第2片材的层叠片材形成，或者由与冷却块300对应的至少一个第1片材以及与下部保护板500对应的层叠片材形成。
根据另一实例，第2片材可包括织物的取向角彼此不同的至少一个第2-1片材以及至少一个第2-2片材。
织物在第2片材内具有某一特定方向上的配向性是指织物的连续纤维的单股沿着某一特定方向排列。织物通常是由沿着不同的方向排列的纬纱以及经纱织造而成，其中织物的配向方向仅以纬纱或经纱中的任意一个为基准。此外，具有某一特定方向上的配向性包括特定的两根连续纤维形成的角度在10度以下，具体为5度以下的情况，应该理解为不仅包括彼此之间完全平行的状态，而且包括通过肉眼难以识别的程度的误差范围。
具体地，第2-1片材的织物可以具有在第1方向上的配向性，而第2-2片材的织物可以具有在第2方向上的配向性，在由第1方向与第2方向形成的取向角中，其锐角可以是大于0小于90度的角度，具体为10度至80度，更具体为15度至75度，更加具体为30度至60度。
在第2片材由织物的取向角彼此不同的至少一个第2-1片材以及至少一个第2-2片材层叠形成的情况下，可以在确保其强度以及刚性的同时，提升伸长率以及能量吸收性能。
第2片材可以由第2-1片材与第2-2片材交替层叠而成，也可以由连续层叠的多个第2-1片材与连续层叠的多个第2-2片材层叠而成，也可以由连续层叠的多个第2-1片材与连续层叠的多个第2-2片材交替层叠而成。
在这种情况下，冷却块300与下部保护板500可形成为一体。此时，一体化的冷却块300和下部保护板500可以仅由包括至少一个第1片材以及至少一个第2片材的层叠片材形成，或者由与冷却块300对应的至少一个第1片材以及与下部保护板500对应的层叠片材形成。
图54是对第2片材包括织物的取向角彼此不同的至少一个第2-1片材以及至少一个第2-2片材的情况进行图示的分解立体图。
参考图54，纤维增强塑料复合材料3000由第1片材3100以及第2片材3200层叠而成，第2片材3200包括织物的取向角彼此不同的第2-1片材3210以及第2-2片材3220。
图中示出第2-1片材3210具有在第1方向X上的配向性，而第2-2片材3220具有在第2方向Y上的配向性，第1方向X与第2方向Y具有大约45度的取向角的情况。
此外，参考图54，对第2片材3200中的第2-2片材3220介于2个第2-1片材3210之间的情况进行了图示。但是，本发明不限于此，也可以是第2-1片材3210介于2个第2-2片材3220之间。
此外，在图54中对分别仅由1个第2-1片材3210以及1个第2-2片材3220交替层叠的情况进行了图示，但是本发明不限于此，也可以将多个第2-1片材3210与多个第2-2片材3220分别连续层叠之后再交替层叠。
实施方式
【制造例1：纤维增强塑料复合材料的制造1】
(制造例1-1)
制备厚度为3mm的第1片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂，包含35重量份的长纤维形态(平均长度为1英寸，截面直径为20μm)的玻璃纤维。
(制造例1-2)
制备厚度为3mm的第2片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂，包含35重量份的玻璃纤维(截面直径为20μm)平织(plain)织物。
(制造例1-3-1)
制备厚度为2mm的第1片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂，包含35重量份的长纤维形态(平均长度为1英寸，截面直径为20μm)的玻璃纤维。
此外，制备厚度为1mm的第2片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂，包含35重量份的玻璃纤维(截面直径为20μm)平织织物。
在第1片材上层叠第2片材之后，通过在220℃的温度下施加7吨(ton)的压力而进行层压处理。
(制造例1-3-2)
按照与制造例1-3-2相同的方式实施，其中除了在第2片材上层叠第1片材之后进行层压处理之外，按照与制造例1-3-2相同的方式实施。
(制造例1-4)
制备厚度为2mm的第1片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂，包含35重量份的长纤维形态(平均长度为1英寸，截面直径为20μm)的玻璃纤维。
此外，制备2张厚度为0.5mm的第2片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂，包含35重量份的玻璃纤维(截面直径为20μm)平织织物。
在将第1片材介于2张第2片材之间之后，通过在220℃的温度下施加7吨的压力而进行层压处理。
【试验例1：纤维增强塑料复合材料的物性测量1】
对于在上述制造例1-1至制造例1-4中制造的纤维增强塑料复合材料的比重、落球冲击强度、拉伸物性以及屈曲物性进行测量，其结果如下表1所示。
1)落球冲击强度(High/Speed Puncture Energy，J/mm)：根据ASTM D3763，在常温23℃、100J的冲击能量条件下，对落球冲击强度进行测量。在所制造的纤维增强塑料复合材料的上部使落球沿着垂直方向跌落，从产生裂纹的高度，换算并测量产生裂纹的能量。
2)拉伸物性：根据ASTM D3039标准，在2mm/min的条件下进行测量。
3)屈曲物性：利用Instron万能测试仪，根据ASTM D-790标准，在5mm/min、16:1跨度(span)长度比的条件下进行测量。
【表1】
Figure BDA0003128837190000521
参考表1，可知在制造例1-1中制造的纤维强化塑料复合材质具有成型自由度高的特征，而在制造例1-2中制造的纤维增强塑料复合材料为高刚性且碰撞性能得以提升；可知在制造例1-3-1以及制造例1-3-2制造的纤维增强塑料复合材料的成型自由度高且碰撞性能得以提升；可知在制造例1-4制造的纤维增强塑料复合材料的碰撞性能得以增强并且可确保其成本竞争力。
【制造例2：纤维增强塑料复合材料的制造2】
(制造例2-1)
制备6张厚度为0.5mm的第2片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂包含35重量份的玻璃纤维(截面直径为20μm)平织织物。
对第2片材进行层叠以及层压处理，其中，将第2-1片材A按照A/A/A/A/A/A的结构制备层叠体之后，通过在220℃的温度下施加7吨的压力而对第2片材进行层压处理，将上述第2-1片材A配置成第2片材中所包含的织物具有第1方向(0度)的配向性。
(制造例2-2)
制备6张厚度为0.5mm的第2片材，其相对于100重量份的不饱和聚丙烯树脂包含35重量份的玻璃纤维(截面直径为20μm)平织织物。
对第2片材进行层叠以及层压处理，其中，将第2-1片材A和第2-2片材B按照A/A/B/B/A/A的结构制备层叠体之后，通过在220℃的温度下施加7吨的压力而对第2片材进行层压处理，将上述第2-1片材A配置成第2片材中所包含的织物具有第1方向(0度)的配向性，并且将上述第2-2片材B配置成第2片材中所包含的织物具有第2方向(45度)的配向性。
【试验例2：纤维增强塑料复合材料的物性测量2】
对于在上述制造例2-1以及制造例2-2中制造的纤维增强塑料复合材料的比重以及落球冲击强度进行测量，其结果如下表2所示。
1)落球冲击强度(High/Speed Puncture Energy，J/mm)：根据ASTM D3763，在常温23℃、100J的冲击能量条件下，对落球冲击强度进行测量。在所制造的纤维增强塑料复合材料的上部，使落球沿着垂直方向跌落，从产生裂纹的高度，换算并测量产生裂纹的能量。
【表2】
制造例2-1 制造例2-2
织物层叠图案 A/A/A/A/A/A A/A/B/B/A/A
比重 1.77 1.77
落球冲击强度(J/mm) 11.4 18.3
参考表2，可以确认制造例2-2与制造例2-1相比其落球冲击强度提升了大约61％。
【制造例3：电池外壳的制造】
(比较例1)
在准备铝材料的下部保护板、铝材料的支撑部以及铝材料的散热板之后，按照下部保护板、支撑部以及散热板的顺序进行层叠，接下来在下部保护板与支撑部之间进一步插入隔热板之后，进行焊接结合。支撑部在上表面形成有凹凸形状的冷却流路，但是并不包括从边缘部向上方延长形成的侧壁部。
在散热板上侧，将铝材料的内部框架与外部框架进行焊接结合。外部框架包括从其边缘部向上方延长形成的侧壁部，且前后左右侧壁部彼此连接而四周被封闭。
(实施例1)
利用在制造例1-3-2中制造的纤维增强塑料复合材料，通过挤出-压缩成型工艺，制备支撑部以及下部保护板。此时，在支撑部成型时，使从边缘部向上方延长形成的侧壁部以及支撑部上表面的凹凸形状的冷却流路形成。
准备铝材料的散热板，接下来在按照下部保护板、支撑部以及散热板的顺序进行层叠之后，利用粘接剂进行粘接。
利用粘接剂，将钢材料的内部框架结合于支撑部的侧壁部内部。内部框架由在内侧沿着左右方向配置的第1内部框架、在前后方外侧沿着左右方向配置的第2内部框架、在内侧沿着前后方向配置的第3内部框架以及在左右外侧沿着前后方向配置的第4框架形成。
此外，利用粘接剂，将钢材料的外部框架结合于支撑部的侧壁部的外侧面。外部框架中，左右侧部与前方部以及后方部没有彼此连接，由第1侧部框架、第2侧部框架、后方框架以及前方框架构成，而且包括以对支撑部的下表面一部分进行支撑的方式向内侧水平延长并结合的水平肋。
【试验例3：电池外壳的物性测量】
对于在上述实施例1以及比较例1中制造的电池外壳，测量重量、冷却流路的水密性以及抗压强度(正面、侧面以及背面)，其结果如表3所示。
1)水密性：在结合上壳的状态下，完全浸泡到水槽中，在2小时之后进行冷却并确认其是否发生漏水(GB/T 31467.3标准)。
2)抗压强度(kN)：在固定一表面的条件下，在相反表面放置压缩板，并施加荷重，通过这种方法进行测量(中国的GB/T 31467.3标准)。
【表3】
Figure BDA0003128837190000551
参考表3，可以确认在实施例1中制造的电池外壳与在比较例1中制造的电池外壳相比可以达成大约15％左右的轻量化效果，而且可以在提升其水密性的同时保持相似的抗压强度。
【制造例4：利用粘接剂的金属-纤维增强塑料复合材料的一体成型品的制造】
(制造例4-1)
在下模内装载铝60系列的金属试片(长5cm，宽10cm)，然后在金属试片上部层叠130℃、2分钟标准的初始固化温度为90℃的粘接剂，接下来在粘接剂的上部以覆盖粘接剂面积的80％的方式层叠通过制造例1-1制造的纤维增强塑料复合材料，然后通过在130℃下进行2分钟的成型而使其纤维增强塑料复合材料的厚度达到2mm。
(制造例4-2)
除了使用初始固化温度为130℃的粘接剂之外，按照与制造例4-1相同的方式执行。
(制造例4-3)
除了以覆盖粘接剂面积的100％的方式层叠纤维增强塑料复合材料之后进行成型处理之外，按照与制造例4-1相同的方式执行。
(制造例4-4)
除了使用初始固化温度为130℃的粘接剂之外，按照与制造例4-3相同的方式执行。
(制造例4-5)
在模具内投入通过制造例1-1制造的纤维增强塑料复合材料，然后通过在130℃下进行2分钟的成型而使其厚度达到2mm。
利用130℃、2分钟标准的初始固化温度为90℃的粘接剂，将成型的纤维增强塑料复合材料与铝60系列的金属试片(长5cm，宽10cm)粘接。
【试验例4：金属-纤维增强塑料复合材料的一体成型品的物性测量】
对于在上述制造例4-1至制造例4-5中制造的样本，测量粘接力、粘接剂撕裂以及粘接剂滑移，其结果如表4所示。
1)粘接力(MPa)：将纤维增强塑料复合材料固定于夹具，根据ASTM D3039标准，在2mm/min的条件下，牵引金属试片，并测量拉伸强度。
2)粘接剂撕裂：通过肉眼对在纤维增强塑料复合材料与金属试片发生剥离之后的粘接剂未介入区域进行了确认(在发生粘接剂撕裂的情况下标记为O，而在没有发生粘接剂撕裂的情况下标记为X)。
3)粘接剂滑移：通过肉眼对在纤维增强塑料复合材料与金属试片发生剥离之前粘接剂是否脱离金属试片区域进行了确认(在发生粘接剂滑移的情况下标记为O，而在没有发生粘接剂滑移的情况下标记为X)。
【表4】
Figure BDA0003128837190000561
参考表4，可以确认在粘接剂的初始固化温度在纤维增强塑料复合材料的固化温度的-10℃至+10℃的范围之内，并将纤维增强塑料复合材料以覆盖粘接剂面积的60％以上且小于100％的方式进行层叠的情况下，金属与纤维增强塑料复合材料之间的粘接力优秀。
以上，对本发明的一实施例进行了说明，但是本领域技术人员可以在不脱离权利要求书中所记载的本发明的思想的范围内通过构成要素的附加、变更、删除或追加等方式对本发明进行各种修改以及变更，而上述的修改以及变更应该理解为包含在本发明的权利要求范围之内。
工业实用性
本发明可用于电动汽车用电池外壳。
上述电动汽车用电池外壳可以在满足机械性能的同时减少其整体重量，而且在安装电池模块时电池外壳的内部与外部之间的水密性非常优秀。
此外，可通过形成冷却流路而在确保其导热性的同时实现轻量化；可通过各个部件之间的简单的结合结构而提升其生产性；可通过坚固的组装结构而确保其耐久性；还可通过采用多层结构而即使是受到外力也能够保持电池模块的稳定性；可安全且坚固地对电池外壳进行保护；可以在发生破损时易于部分更换。

Claims (16)

1.一种用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
包括纤维增强塑料复合材料，该纤维增强塑料复合材料由包括第1片材以及第2片材中的至少一个的层叠片材构成，
上述第1片材包括基质树脂以及长纤维形态的补强纤维，
上述第2片材包括基质树脂以及由连续纤维织造的织物形态的补强纤维。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述第1片材为多个。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述第2片材为多个。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
相对于100重量份的上述基质树脂，上述第1片材包括20重量份至70重量份的上述长纤维，
上述长纤维的基重为1500g/m2至3500g/m2。
5.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述长纤维的平均长度为10mm至30mm，
上述长纤维的截面直径为5μm至30μm。
6.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
相对于100重量份的上述基质树脂，上述第2片材包括20重量份至70重量份的由上述连续纤维织造的织物，
上述织物的基重为800g/m2至1100g/m2。
7.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述连续纤维的截面直径为1μm至200μm。
8.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述层叠片材由上述第1片材以及上述第2片材交替层叠而成。
9.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述层叠片材由连续层叠的多个第1片材以及连续层叠的多个第2片材层叠而成。
10.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述层叠片材由连续层叠的多个第1片材以及连续层叠的多个第2片材交替层叠而成。
11.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述层叠片材以1:10至10:1的层叠比包括上述第1片材和第2片材。
12.根据权利要求1所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述第2片材包括上述织物的取向角互不相同的一个以上的第2-1片材以及一个以上的第2-2片材。
13.根据权利要求12所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述第2-1片材的织物具有第1方向的配向性，
上述第2-2片材的织物具有第2方向的配向性，
由上述第1方向与上述第2方向所构成的取向角大于0度小于90度。
14.根据权利要求12所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述第2片材由上述第2-1片材以及上述第2-2片材交替层叠而成。
15.根据权利要求12所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述第2片材由连续层叠的多个第2-1片材以及连续层叠的多个第2-2片材层叠而成。
16.根据权利要求12所述的用于电动汽车用电池模块的下部保护板，其特征在于：
上述第2片材由连续层叠的多个第2-1片材以及连续层叠的多个第2-2片材交替层叠而成。
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