JP6764036B2 - 電磁気パルス接合技術を適用したバッテリーモジュールハウジング及びバッテリーモジュールハウジングの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーモジュールハウジングに関し、電磁気パルス接合工程を行うとき、別途のジグがなくても構成品間の組み立て位置決め（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）及び接合母材間の初期ギャップの設定が可能な構造を有するバッテリーモジュールハウジング及びその製造方法に関する。

本出願は、２０１７年９月２６日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−０１２４４１９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

バッテリーモジュールは、一方向に積層されて電極リード同士が電気的に直列及び／または並列で連結された複数のバッテリーセル、及びバッテリーセルを収納してパッケージングするためのバッテリーモジュールハウジングを含んで構成される。

前記バッテリーモジュールハウジングは、機械的剛性が足りないバッテリーセルに機械的支持力を与え、これらを外部の衝撃などから保護するケースの役割をする。バッテリーモジュールハウジングは、バッテリーモジュールによって多様な形態で製作されるが、韓国特許公開第１０−２０１７−００８３８３４号公報（２０１７．７．１９．公開）に開示されているように、最近は多くがモノフレームと称される四角管型で製作されている。

前記モノフレームは、押出やダイカスト工法で一体的に製作されるか、又は、上下部プレート、そして２つの側面プレートを相互間スナップフィット、ボルティングまたは溶接方式で結合して製作され得る。

ここで、スナップフィット方式とボルティング方式を適用してモノフレームを製作する場合、組み立て工程が簡単であるものの、耐久性及び部品数の増加によって設計変更が困難であって費用が増加するという短所がある。したがって、最近はダイカスト工法でモノフレームを一体的に製作するか又は溶接方式で４つのプレートを接合して製作している。

一方、近年、溶接技術のうち固相接合技術が脚光を浴びている。

固相接合技術は、母材の溶融を防止または最大限に抑制することで、母材が持っている本来の特性を維持し、接合部の欠陥発生を最小化して、一体化された部品の特性を極大化できる技術である。複合材料など新金属素材の開発と先端産業の発達により、固相接合技術が大きく脚光を浴びて発展している。それにより、従来の溶融溶接技術では接合できなかった素材、複雑な形状の素材、高品質及び高精度が要求される素材などの接合が可能になった。

固相接合技術の１つとして電磁気パルス接合がバッテリーモジュールハウジングの接合に適用され得る。電磁気パルス技術（ＥＭＰ；Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｕｌｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）とは、コイルに瞬間的に流れる高電流によって一方の母材に誘導電流が生成され、ローレンツ力によって一方の母材の形状が変形しながら他方の母材と高速で衝突しながら接合される技術である。

このような電磁気パルス接合を行うためには、例えば接合対象母材部分である上部プレートの一端部と側面プレートの上端部とを所定間隔離隔した状態で上部プレートの一端部に誘導電流を生成させなければならない。このとき、別途の位置決め及び初期ギャップ設定用ジグを使用して前記間隔を一定に設定するが、このような作業が容易ではない。一方、電磁気パルス接合の際、母材の両端では誘導電流密度が低く形成されるため、ローレンツ力が足りなくなって衝突速度が低く、該当部分が未接合状態に残る場合が多い。このような未接合部分は外部衝撃に非常に弱いため、バッテリーモジュールハウジングのクラックを誘発させる要因になり得る。したがって、バッテリーモジュールハウジングに電磁気パルス接合をより容易に実施でき、未接合部分を解消できる方案が求められている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、接合対象母材同士の間に初期ギャップが必要な電磁気パルス接合技術を、別途のジグなしにバッテリーモジュールハウジングの接合に適用できるフライヤー及びターゲット構造を備えたバッテリーモジュールハウジング及びその製造方法を提供することを目的とする。

ただし、本発明で解決しようとする技術的課題は上述した課題に制限されず、他の課題は下記する発明の説明によって明確に理解できるであろう。

本発明によれば、バッテリーセルを収納可能な内部空間が形成された角管状のバッテリーモジュールハウジングであって、相互対向して起立配置された第１側面プレート及び第２側面プレートであって、長さ方向に沿った上端及び下端と特定されるターゲット部、及び前記ターゲット部から垂直に突出したスペーサとを備えた第１側面プレート及び第２側面プレートと、前記第１側面プレート及び第２側面プレートの上部及び下部にそれぞれ水平に配置された上部プレート及び下部プレートであって、前記第１側面プレート及び第２側面プレートのスペーサによって支持されて前記ターゲット部との間にギャップを維持した状態で電磁気パルス接合によって前記ターゲット部に接合されるフライヤー部を備える上部プレート及び下部プレートと、を含むバッテリーモジュールハウジングが提供される。

前記フライヤー部は、前記上部プレート及び下部プレートの両端部と特定され、前記上部プレート及び下部プレートは、それぞれ両端部２ヶ所に位置した前記フライヤー部の間に前記フライヤー部より厚く形成されたカバー部を含み、前記カバー部が前記第１側面プレートのスペーサと前記第２側面プレートのスペーサとの間の空間に嵌め込まれて前記第１側面プレート及び第２側面プレートに対して位置決めされ得る。

前記スペーサは、前記内部空間に近い前記ターゲット部の一側端に設けられ得る。

前記フライヤー部と前記カバー部とは段差を形成し、前記スペーサは断面が方形状であって、前記フライヤー部と前記カバー部との段差面に面接触し得る。

前記スペーサは、前記内部空間に向かう一側部がラウンド構造を有して前記カバー部に接し得る。

前記スペーサは、前記一側部の反対側に位置した他側部が面取り構造を有し得る。

前記フライヤー部は、電磁気パルス接合の前に前記ターゲット部の長さよりも長く延びて前記ターゲット部と接合されない未接合部を備え、電磁気パルス接合時の衝撃によって前記未接合部が切断されるように誘導するノッチを含み得る。

本発明の他の態様によれば、電磁気パルス接合技術を適用してバッテリーセルを収納可能な内部空間が形成された角管状のバッテリーモジュールハウジングを製造する方法であって、板状構造物として、長さ方向に沿った上端及び下端と特定されるターゲット部と、前記ターゲット部から垂直に突出したスペーサとを備えた第１側面プレート及び第２側面プレート、及び両端部２ヶ所と特定されるフライヤー部を備えた上部プレート及び下部プレートを用意する段階と、前記第１側面プレート及び第２側面プレートを相互対向して起立配置し、前記上部プレートまたは下部プレートを前記第１側面プレート及び第２側面プレートに対して水平に配置するが、前記フライヤー部が前記第１及び第２側面プレートのスペーサによって支持されて前記ターゲット部と対面しながら前記ターゲット部との間にギャップを維持するようにする電磁気パルス接合のための位置決め段階と、前記フライヤー部に誘導電流を形成して電磁気力で前記フライヤー部を前記ターゲット部に接合させるＥＭＰ接合段階と、を含むバッテリーモジュールハウジングの製造方法が提供される。

前記上部プレート及び下部プレートは、両端部と特定される２ヶ所の前記フライヤー部の間に前記フライヤー部より厚く形成されたカバー部を備え、前記位置決め段階では、前記第１側面プレートのスペーサと前記第２側面プレートのスペーサとの間の空間に嵌め込まれて前記第１側面プレート及び第２側面プレートに対して位置決めされ得る。

前記スペーサは、前記内部空間に近い前記ターゲット部の一側端に設けられ得る。

前記フライヤー部と前記カバー部とは段差を形成し、前記スペーサは断面が方形状であって、前記フライヤー部と前記カバー部との段差面に面接触し得る。

前記スペーサは、前記内部空間に向かう一側部がラウンド構造を有して前記カバー部に接し得る。

前記スペーサは、前記一側部の反対側に位置した他側部が面取り構造を有し得る。

前記フライヤー部は、電磁気パルス接合の前に前記ターゲット部の長さよりも長く延びて前記ターゲット部と接合されない未接合部を含み得る。

前記フライヤー部は、前記ＥＭＰ接合段階で、接合時の衝撃によって前記未接合部が切断されるように誘導するノッチをさらに含み得る。

本発明の一態様によれば、接合対象母材同士の間に初期ギャップが必要な電磁気パルス接合技術を別途のジグなしにバッテリーモジュールハウジングの接合に適用できるフライヤー及びターゲット構造を備えたバッテリーモジュールハウジング、及びその製造方法を提供することができる。

本発明の他の態様によれば、スペーサが衝撃を吸収することで、フライヤー部分とターゲット部分との衝突時にクラックを防止し、反発力による隙間の広がりを最小化することができる。

本発明のさらに他の態様によれば、フライヤー部両端の誘導電流が不十分なことによるフライヤー部とターゲット部との間の未接合部分を残さないことで接合品質を向上させることができる。

本発明の効果は、上述した効果に限定されることなく、その他の効果は本明細書及び添付された図面によって本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に明確に理解されるであろう。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

本発明の一実施例によるバッテリーモジュールハウジングの概略的な分解斜視図である。 本発明の一実施例による電磁気パルス接合前のバッテリーモジュールハウジングの斜視図である。 本発明の一実施例による電磁気パルス接合後のバッテリーモジュールハウジングの斜視図である。 本発明の一実施例による電磁気パルス接合前のバッテリーモジュールハウジングの断面図である。 本発明の一実施例による電磁気パルス接合後のバッテリーモジュールハウジングの断面図である。 図４の主要部分の拡大図である。 図５の主要部分の拡大図である。 本発明の他の実施例による電磁気パルス接合前のバッテリーモジュールハウジングの主要部分を拡大した断面図である。 本発明の他の実施例による電磁気パルス接合後のバッテリーモジュールハウジングの主要部分を拡大した断面図である。 電磁気パルス接合時の衝撃によってスペーサが傾いた様子を示した参照図である。 電磁気パルス接合試片を示した参照図である。 本発明のさらに他の実施例による電磁気パルス接合前のバッテリーモジュールハウジングの斜視図である。 本発明のさらに他の実施例による電磁気パルス接合後のバッテリーモジュールハウジングの斜視図である。 図１２の主要部分の拡大図である。 図１３の主要部分の拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールハウジングの製造方法を示したフロー図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解析されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解析されねばならない。

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

本発明の実施形態は、通常の技術者に本発明をより完全に説明するために提供されるものであるため、図面の構成要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張または省略されるか、概略的に示され得る。したがって、各構成要素の大きさや比率は実際的な大きさや比率を専ら反映するものではない。

図１は本発明の一実施例によるバッテリーモジュールハウジングの概略的な分解斜視図であり、図２及び図３は本発明の一実施例による電磁気パルス接合前／後のバッテリーモジュールハウジングの斜視図である。

後述する本発明のバッテリーモジュールハウジング１００は、複数のバッテリーセル２００をその内部空間に収納するための構造物を意味するが、必要によってはバッテリーセル以外の物を収納する用途でも用いられ得る。

参考までに、本発明のバッテリーモジュールハウジング１００に収納されるバッテリーセルは、パウチ型二次電池であり得る。この場合、バッテリーセルは水平方向または上下方向に積層された形態でバッテリーモジュールハウジング１００に収納され得る。

バッテリーモジュールハウジング１００は、図１〜図３に示されたように、複数のバッテリーセルが収納される内部空間の両側面を形成する第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０、そして前記内部空間の上面及び下面を形成する上部プレート３０及び下部プレート４０を含む。

前記バッテリーモジュールハウジング１００は、収納されたバッテリーセルに対する機械的支持力を与え、外部の衝撃などから保護する役割を果たすことができる。したがって、バッテリーモジュールハウジング１００を構成する４つのプレート（第１側面プレート１０、第２側面プレート２０、上部プレート３０、下部プレート４０）は剛性を確保できるように金属材質で構成され得る。

また、前記第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０と上部プレート３０及び下部プレート４０は板状構造物であり、これらが相互接する４ヶ所のエッジ部分を電磁気パルス接合方式で接合して四角管状のモノフレームとして一体化することができる。

ここで、電磁気パルス接合技術は、コイルに瞬間的に流れる高電流によって一方の母材に誘導電流が生成され、ローレンツ力によって一方の母材の形状が変形しながら他方の母材と高速で衝突しながら接合される技術である。

このような電磁気パルス接合技術をバッテリーモジュールハウジング１００の接合に適用する場合、母材が溶融することなく低温状態で接合可能になるため、前記４ヶ所の接合部の欠陥発生を最小化でき、一体化された部品の特性を極大化することができる。

詳しくは後述するが、本実施例によるバッテリーモジュールハウジング１００の場合、電磁気パルス接合を行うとき、接合部に該当するフライヤー部３１、３２、４１、４２とターゲット部１１、１２、２１、２２との初期ギャップ設定が可能な構造で設計されることで、接合準備過程が簡単であって容易に接合でき、接合公差を減らすことができる。これによって、バッテリーモジュールハウジングの接合品質を向上させることができる。

以下、図４〜図７を参照して、このようなバッテリーモジュールハウジング１００を構成する前記４つのプレートについて具体的に説明する。本実施例において、第１側面プレート１０と第２側面プレート２０とは水平方向で相互対称する同じ構成であり、上部プレート３０と下部プレート４０とは上下方向で相互対称する同じ構成であるため、それぞれ同じ構成についての重複する説明は省略する。

前記第１側面プレート１０と第２側面プレート２０とは同じ厚さと形状に設けられ、同様に上部プレート３０と下部プレート４０とは同じ厚さと形状に設けられ得る。このとき、バッテリーモジュールハウジング１００の構造頑健性を高めるためには、第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の厚さを上部プレート３０及び下部プレート４０の厚さより相対的に厚くすることが望ましい。

本発明による第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０はターゲット部１１、１２、２１、２２を備え、上部プレート３０及び下部プレート４０はフライヤー部３１、３２、４１、４２を備える。

前記ターゲット部１１、１２、２１、２２は、第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０を起立配置したときの上端及び下端と特定され、前記フライヤー部３１、３２、４１、４２は、上部プレート３０及び下部プレート４０を水平に配置したときの左側と右側に位置した両端部と特定される。

図２〜図５を参照して換言すれば、ターゲット部１１、１２、２１、２２は、バッテリーモジュールハウジング１００の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿った第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の上端ラインと下端ラインと特定され、フライヤー部３１、３２、４１、４２は、前記ターゲット部１１、１２、２１、２２に上下で対面する上部プレート３０及び下部プレート４０の両端ラインと特定され得る。

前記ターゲット部１１、１２、２１、２２とフライヤー部３１、３２、４１、４２とは相互接合される部分であり、ターゲット部１１、１２、２１、２２の上部または下部にフライヤー部３１、３２、４１、４２を位置させた状態で、電磁気パルス接合技術を適用してフライヤー部３１、３２、４１、４２をターゲット部１１、１２、２１、２２に衝突させて相互接合させることができる。このとき、誘導電流は前記フライヤー部３１、３２、４１、４２のみに形成され得る。

特に、図４〜図７に示されたように、本発明による第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０は、ターゲット部１１、１２、２１、２２から垂直に突出したスペーサ１３、１４、２３、２４をさらに備える。スペーサ１３、１４、２３、２４は、バッテリーモジュールハウジング１００の内部空間に近いターゲット部１１、１２、２１、２２の一側端に設けられ、断面が方形状であり得る。

前記スペーサ１３、１４、２３、２４は、電磁気パルス接合のためのフライヤー部３１、３２、４１、４２とターゲット部１１、１２、２１、２２との間の初期ギャップＧを設定する役割を果たす。

例えば、スペーサが第１側面プレート１０の上端側のターゲット部１１から予め設定された間隔ほど垂直に突出して上部プレート３０を支持することで、上部プレート３０のフライヤー部３１と第１側面プレート１０の上端側のターゲット部１１との間に、図６のように、ギャップＧが設けられる。

前記ターゲット部１１、１２、２１、２２とフライヤー部３１、３２、４１、４２との間のギャップＧは、電磁気パルス接合のために必ず必要な最小限のギャップＧである。このようなギャップＧが維持された状態でフライヤー部３１、３２、４１、４２に誘導電流を形成すれば、電磁気力でフライヤー部３１、３２、４１、４２をターゲット部１１、１２、２１、２２に衝突させて、図７のように、フライヤー部３１、３２、４１、４２とターゲット部１１、１２、２１、２２とを接合させることができる。

一方、上部プレート３０及び下部プレート４０は、それぞれ両端部２ヶ所に位置したフライヤー部３１、３２、４１、４２の間に、フライヤー部３１、３２、４１、４２より厚く形成されるカバー部３３、４３を含むことができる。

本実施例による上部プレート３０は、両端部２ヶ所のフライヤー部３１、３２よりカバー部３３が相対的に厚く、これらの間に段差を設けて中央部分が下方に膨らんだ形状であり得る。

そして、第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の上端側のスペーサ１３、２３は、上部プレート３０の両端のフライヤー部３１、３２とカバー部３３の段差面に面接触できるように方形状に形成され得る。

したがって、図４及び図６を参照すれば、上部プレート３０は、カバー部３３が第１側面プレート１０のスペーサ１３と第２側面プレートのスペーサ２３との間の空間に嵌め込まれて、前記第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の上部に水平で位置決めされる。同様に、下部プレート４０は、前記第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の下部に水平で位置決めされる。

このように、上部プレート３０のカバー部３３を第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のスペーサ１３、２３間の空間に嵌め込めば、上部プレート３０が第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０に対して位置固定されると同時に、両端のフライヤー部３１、３２と第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のターゲット部１１、２１との初期ギャップＧが設定される。

したがって、本発明の場合、このような状態で直ちに電磁気パルス接合を行うことができるため、電磁気パルス接合を行うとき、プレート間のギャップＧを設定するための別個のジグ（ｚｉｇ）を必要としない。

また、第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０に対する上部プレート３０及び下部プレート４０の位置が正確に調整（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）されるため、電磁気パルス接合時の公差を減少させることができる。

以下、図８及び図９を参照して本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールハウジング１００を説明する。上述した実施例と同じ部材番号は同じ部材を示し、同じ部材についての重複する説明は省略して上述した実施例との相違点を主に説明する。

図８及び図９に示されたように、本発明の他の実施例によるスペーサ１３、１４、２３、２４は、バッテリーモジュールハウジング１００の内部空間に向かう一側部１３ａがラウンド構造を有し、前記一側部１３ａの反対側に位置した他側部１３ｂが面取り（ｃｈａｍｆｅｒ）構造を有する形状で設けられる。

上述した実施例のスペーサ１３は、方形状であって上部プレート３０に直角に面接触するように設けられるため、上部プレート３０をスペーサの間の空間に組み立て易く、組み立て後に上部プレート３０が安定的に固定されるという利点があるものの、電磁気パルス接合時の衝撃によってクラックが発生したりスペーサ１３、１４、２３、２４が折れる恐れもある。

例えば、図１０を参照すれば、上述した実施例の方形状のスペーサ１３はフライヤー部３１の変形による強い荷重により、フライヤー部３１とターゲット部１１との接合方向にθほど斜めになっている。このとき、前記スペーサ１３と直角で面接触した上部プレート３０の該当部分に衝撃によってクラックが発生する恐れがある。

一方、本実施例によるスペーサ１３、１４、２３、２４は、上述した実施例と異なり、一側部１３ａがラウンド構造を有して上部プレート３０のカバー部３３に接し、一側部１３ａの反対側に位置した他側部１３ｂは面取り構造であって、スペーサ１３、１４、２３、２４の上端から下端に行くほど幅が増加する構造を有する。

このようなラウンド構造の一側部１３ａは、電磁気パルス接合時の衝撃を緩和させて、これと接している上部プレート３０部分のクラック発生及び隙間の広がりを防止することができる。

そして、前記面取り構造の他側部１３ｂは、上端から下端に行くほど幅が徐々に増加するため、フライヤー部３１の変形時の荷重を受けても、フライヤー部３１とターゲット部１１との接合方向に折れるか又は崩れることがない。

したがって、このようなスペーサ１３、１４、２３、２４を有する本実施例によるバッテリーモジュールハウジング１００は、電磁気パルス接合時の衝撃によるスペーサ１３、１４、２３、２４周辺のクラック発生、隙間の広がり又はスペーサ１３、１４、２３、２４の折れ現象を防止でき、バッテリーモジュールハウジング１００の構造頑健性及び接合信頼性をより高めることができる。

以下、図１１〜図１５を参照して本発明のさらに他の実施例を説明する。

説明に先立って、図１１を参照して電磁気パルス接合技術による接合試片を見れば、接合試片の両端が未接合状態Ｍに残っていることが見られる。これは、コイルによる誘導電流の密度が母材の両端で最も低く、ローレンツ力とそれによる衝突速度が十分でないからである。

図１２〜図１５を参照して、本発明のさらに他の実施例を見れば、電磁気パルス溶接前の上部プレート３０及び下部プレート４０のフライヤー部３１、３２、４１、４２は、（図１４のＬで表示したように）第１側面プレート１０と第２側面プレート２０のターゲット部１１、１２、２１、２２の長さよりも長く延びて前記ターゲット部１１、１２、２１、２２と対面せず接合が行われない未接合部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａを含むことができる。例えば、前記未接合部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａは約１〜２ｍｍ程度に形成することが望ましい。

詳しくは、図１２に示されたように、前記未接合部はフライヤー部３１、３２、４１、４２の両端部に該当し、そこには電磁気パルス接合時に誘導電流が不十分に形成され得る。これに鑑みて、本実施例の場合、前記未接合部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａを除いた他のフライヤー部３１、３２、４１、４２区間がターゲット部１１、１２、２１、２２の長さと一致するように構成され得る。

すなわち、前記未接合部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａを除いた残りのフライヤー部３１、３２、４１、４２の区間は、ターゲット部１１、１２、２１、２２の全体区間に対面する区間であって、電磁気パルス接合時に誘導電流の密度を十分確保することができる。したがって、前記未接合部を除いた残りのフライヤー部３１、３２、４１、４２の区間とターゲット部１１、１２、２１、２２の全体区間とには完全な接合が行われ、バッテリーモジュールハウジング１００の接合品質が向上することができる。

一方、上部プレート３０及び下部プレート４０の未接合部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａは、他の部品と干渉し得るだけでなく、外部衝撃の際、クラックのような悪影響を引き起こし得るため、除去することが望ましい。ここで、本実施例によるフライヤー部３１、３２、４１、４２は、図１４及び図１５に示されたように、両端部にノッチ３１ｂを形成して、未接合部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａが電磁気パルス接合時の衝撃によって自ら切断されるように誘導する。

前記ノッチ３１ｂは、バッテリーモジュールハウジング１００を全体的に見たとき、コーナー部分にそれぞれ１つずつ総４つ形成され得る。より具体的に、前記ノッチ３１ｂは、フライヤー部３１、３２、４１、４２の未接合区間と接合区間との境界線に設けられ、前記境界線はターゲット部１１、１２、２１、２２のエッジラインと一致し得る。

このような本実施例のノッチ構成によれば、製品内の不要な未接合部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａを容易に除去することができる。

次いで、図１〜図７、図１６を参照して本発明によるバッテリーモジュールハウジング１００を製造する過程を簡略に説明する。

本発明によるバッテリーモジュールハウジング１００の製造方法は、上述した第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０と上部プレート３０及び下部プレート４０を用意する段階（Ｓ１０）、フライヤー部３１、３２、４１、４２とターゲット部１１、１２、２１、２２との初期ギャップＧが設定されるように前記４つのプレートを配置する位置決め段階（Ｓ２０）、そして前記フライヤー部３１、３２、４１、４２に誘導電流を形成して電磁気力でフライヤー部３１、３２、４１、４２をターゲット部１１、１２、２１、２２に接合させるＥＭＰ接合段階（Ｓ３０）を含むことができる。

より具体的に説明すれば、まず、バッテリーモジュールハウジング１００を構成する上述した第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０と上部プレート３０及び下部プレート４０を用意する。このとき、上部プレート３０及び下部プレート４０のフライヤー部３１、３２、４１、４２は、第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のターゲット部１１、１２、２１、２２の長さより約１〜２ｍｍ程度長く設けられ得る。

その後、第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０を相互対向して起立配置し、上部プレート３０を前記第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０に対して水平に配置するが、フライヤー部３１、３２、４１、４２が第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のスペーサ１３、１４、２３、２４によって支持されて第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のターゲット部１１、１２、２１、２２と対面しながら前記ターゲット部１１、１２、２１、２２との間にギャップＧを維持するようにする。

このとき、上部プレート３０のカバー部３３、４３を第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の上端側のスペーサ１３、２３の間の空間に嵌め込めば、上部プレート３０が第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のスペーサ１３、２３に架けられて上部に水平に支持される。そして、上部プレート３０の両端部に該当するフライヤー部３１、３２、４１、４２には、第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のターゲット部１１、１２、２１、２２と電磁気パルス接合のための初期ギャップＧがそのまま設定される。

この状態でＥＭＰ接合装置を用いて上部プレート３０の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿って両方のフライヤー部３１、３２に誘導電流を形成させる。このとき、上部プレート３０のフライヤー部３１、３２は、電磁気力（ローレンツ力）によって第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０のターゲット部１１、２１と強く衝突しながら接合される。

その後、下部プレート４０も上部プレート３０と同じ方式で第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の下端側のスペーサ１４、２４間の空間に嵌め込んで第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０に対して位置決めした後、下部プレートのフライヤー部４１、４２と第１側面プレート１０及び第２側面プレート２０の下端側のターゲット部１２、２２にＥＭＰ接合を行うことで、４つのプレート（第１側面プレート１０、第２側面プレート２０、上部プレート３０、下部プレート４０）が角管状に一体化されたバッテリーモジュールハウジング１００を製造することができる。

このような構造と作用を有する本発明によれば、接合部に該当するフライヤー部３１、３２、４１、４２とターゲット部１１、１２、２１、２２の初期ギャップＧの設定がバッテリーモジュールハウジング１００自体の構造に含まれているため、電磁気パルス接合を行うとき、前記初期ギャップＧを設定するための別途のジグを必要としない。したがって、バッテリーモジュールハウジング１００の接合工程が非常に簡単になり、公差を減らすことができる。

また、本発明によれば、ＥＭＰ接合時の衝撃によるクラックの発生及び反発力による隙間の広がりを最小化することができ、これによってバッテリーモジュールハウジング１００の構造頑健性を高めることができる。

また、フライヤー部３１、３２、４１、４２両端の誘導電流不十分によるフライヤー部３１、３２、４１、４２とターゲット部１１、１２、２１、２２との間の未接合部分が形成されないため、接合完成度をさらに向上させることができる。

以上、本発明を望ましい実施例によって説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱しない範囲で、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって多様に変形実施可能であり、そのような変形も本発明の請求範囲内であることは言うまでもない。

一方、本明細書において、上、下、左、右のように方向を表す用語が使われたが、このような用語は説明の便宜上使用されたものであって、観測者の位置や対象になる物の位置などによって変わり得ることは本発明の当業者にとって自明である。

１０ 第１側面プレート
１１ ターゲット部
１２ ターゲット部
１３ スペーサ
１３ａ 一側部
１３ｂ 他側部
１４ スペーサ
２０ 第２側面プレート
２１ ターゲット部
２２ ターゲット部
２３ スペーサ
２４ スペーサ
３０ 上部プレート
３１ フライヤー部
３１ａ 未接合部
３１ｂ ノッチ
３２ フライヤー部
３２ａ 未接合部
３３ カバー部
４０ 下部プレート
４１ フライヤー部
４１ａ 未接合部
４２ フライヤー部
４２ａ 未接合部
４３ カバー部
１００ バッテリーモジュールハウジング
２００ バッテリーセル

Claims (15)

1. バッテリーセルを収納可能な内部空間が形成された角管状のバッテリーモジュールハウジングであって、
   相互対向して起立配置された第１側面プレート及び第２側面プレートであって、長さ方向に沿った上端及び下端と特定されるターゲット部、及び前記ターゲット部から垂直に突出したスペーサを備えた第１側面プレート及び第２側面プレートと、
   前記第１側面プレート及び第２側面プレートの上部及び下部にそれぞれ水平に配置された上部プレート及び下部プレートであって、前記第１側面プレート及び第２側面プレートのスペーサによって支持されて前記ターゲット部との間にギャップを維持した状態で前記ターゲット部に接合されるフライヤー部を備える上部プレート及び下部プレートと、
   を含むことを特徴とするバッテリーモジュールハウジング。
2. 前記フライヤー部は、前記上部プレート及び下部プレートの両端部と特定され、
   前記上部プレート及び下部プレートは、それぞれ両端部２ヶ所に位置した前記フライヤー部の間に前記フライヤー部より厚く形成されたカバー部を含み、前記カバー部が前記第１側面プレートのスペーサと前記第２側面プレートのスペーサとの間の空間に嵌め込まれて前記第１側面プレート及び第２側面プレートに対して位置決めされることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュールハウジング。
3. 前記スペーサは、前記内部空間に近い前記ターゲット部の一側端に設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリーモジュールハウジング。
4. 前記フライヤー部と前記カバー部とは段差を形成し、
   前記スペーサは断面が方形であって、前記フライヤー部と前記カバー部との段差面に面接触することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーモジュールハウジング。
5. 前記スペーサは、前記内部空間に向かう一側部がラウンド構造を有して前記カバー部に接することを特徴とする、請求項２又は４に記載のバッテリーモジュールハウジング。
6. 前記スペーサは、前記一側部の反対側に位置した他側部が面取り構造を有することを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーモジュールハウジング。
7. 前記フライヤー部は、電磁気パルス接合の前に前記ターゲット部の長さよりも長く延びて前記ターゲット部と接合されない未接合部を備え、電磁気パルス接合時の衝撃によって前記未接合部が切断されるように誘導するノッチを含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールハウジング。
8. 電磁気パルス接合技術を適用してバッテリーセルを収納可能な内部空間が形成された角管状のバッテリーモジュールハウジングを製造する方法であって、
   板状構造物として、長さ方向に沿った上端及び下端と特定されるターゲット部と、前記ターゲット部から垂直に突出したスペーサとを備えた第１側面プレート及び第２側面プレート、及び両端部２ヶ所と特定されるフライヤー部を備えた上部プレート及び下部プレートを用意する段階と、
   前記第１側面プレート及び第２側面プレートを相互対向して起立配置し、前記上部プレートまたは下部プレートを前記第１側面プレート及び第２側面プレートに対して水平に配置するが、前記フライヤー部が前記第１側面プレート及び第２側面プレートのスペーサによって支持されて前記ターゲット部と対面しながら前記ターゲット部との間にギャップを維持するようにする電磁気パルス接合のための位置決め段階と、
   前記フライヤー部に誘導電流を形成して電磁気力で前記フライヤー部を前記ターゲット部に接合させるＥＭＰ接合段階と、
   を含むことを特徴とするバッテリーモジュールハウジングの製造方法。
9. 前記上部プレート及び下部プレートは、両端部と特定される２ヶ所の前記フライヤー部の間に前記フライヤー部より厚く形成されたカバー部を備え、
   前記位置決め段階では、前記第１側面プレートのスペーサと前記第２側面プレートのスペーサとの間の空間に嵌め込まれて前記第１側面プレート及び第２側面プレートに対して位置決めされることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーモジュールハウジングの製造方法。
10. 前記スペーサは、前記内部空間に近い前記ターゲット部の一側端に設けられることを特徴とする、請求項８又は９に記載のバッテリーモジュールハウジングの製造方法。
11. 前記フライヤー部と前記カバー部とは段差を形成し、
    前記スペーサは断面が方形であって、前記フライヤー部と前記カバー部との段差面に面接触することを特徴とする、請求項９に記載のバッテリーモジュールハウジングの製造方法。
12. 前記スペーサは、前記内部空間に向かう一側部がラウンド構造を有して前記カバー部に接することを特徴とする、請求項９又は１１に記載のバッテリーモジュールハウジングの製造方法。
13. 前記スペーサは、前記一側部の反対側に位置した他側部が面取り構造を有することを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリーモジュールハウジングの製造方法。
14. 前記フライヤー部は、電磁気パルス接合の前に前記ターゲット部の長さよりも長く延びて前記ターゲット部と接合されない未接合部を含むことを特徴とする、請求項８から１３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールハウジングの製造方法。
15. 前記フライヤー部は、前記ＥＭＰ接合段階で、接合時の衝撃によって前記未接合部が切断されるように誘導するノッチをさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載のバッテリーモジュールハウジングの製造方法。

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