KR101087057B1

KR101087057B1 - 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101087057B1
Application number: KR1020110004000A
Authority: KR
Inventors: 고시진
Original assignee: 주식회사 범천정밀
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2011-11-30

Abstract

본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 내압이 규정치 이상으로 상승시 안전변이 전지의 상승한 내압을 해소할 수 있는 충분한 크기로써 항상 파열하는 전기자동차용 배터리 캡플레이트를 프레스 코킹을 통한 조립과정을 거쳐 안전변을 형성하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법 있어서,
캡플레이트용 금속재료인 플레이트를 준비하는 제1과정과; 상기 플레이트의 상부 양쪽에 각각 관통공을 형성하는 제2과정과, 상기 관통홀의 상부 외측에 안전변장착홈을 형성하며 상기 안전변장착홈 상부 외측으로 돌출된 코킹부를 형성하는 제3과정과, 상기 관통공의 상부를 막으며 상기 안전변장착홈에 안전변을 안착시키는 제4과정과, 상기 안전변의 상부 외측을 상기 코킹부가 절곡되어 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립하는 제5과정으로 이루어지며, 상기 안전변은 형상은 장공형 또는 원형으로 형성되고, 상기 안전변은 두께가 동일한 일자형 안전변과 외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변 또는외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변이 설치되며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법{The battery cap plate which has the electric automatic borrowing safety valve and the manufacturing method}

본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 내압이 규정치 이상으로 상승시 안전변이 전지의 상승한 내압을 해소할 수 있는 충분한 크기로써 항상 파열하는 전기자동차용 배터리 캡플레이트를 프레스 코킹을 통한 조립과정을 거쳐 안전변을 형성하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 전지의 안전성을 확보하고자 하는 많은 방안들이 제안되어 왔는데, 그 중, 전지내에 발생된 가스를 소정의 압력이상에서 외부로 방출시키기 위해 전지에 안전변을 채용한 것이 있다.

이와 관련된 기술로, 일본특개평9-223490호에 개시된 전지가 있다. 개시된 바에 의하면, 케이스의 뚜껑부에 안전변소자를 설치하고 있으며, 상기 안전변 소자는 관통공을 형성한 금속 기판에 대해 관통공을 폐색(閉塞)하도록 금속박판을 적층시킨 구조를 가진다. 상기와 같은 구조를 가짐에 따라, 전지내의 압력이 상승하게 되면 가장 약한 부분인 안전변이 파단됨으로써, 가스가 외부로 배출되어진다.

이 밖의 관련 기술로, 안전변을 구비하는 전지가 일본특개평11-73935호에 개시되어 있다. 그런데, 상기한 종래의 기술들에 있어서, 안전변은 별개로 제조되어 전지의 뚜껑부에 설치되므로, 제조공정이 복잡해질 수 있다. 또한, 안전변은 파단되는 지점인 관통공을 가지는 금속판에 다른 금속박판을 레이저 접합시켜 제조하게 되는데, 관통공 이외의 부분까지 전체적으로 금속박판을 접합시킬 경우, 공정은 단순해질지 모르나 접합되는 금속박판이 과다하게 사용됨으로써 비용이 증가되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안전변을 제조하는 공정이 단순해질 수 있으며 생산비용도 저감될 수 있는 이차전지와 이에 채용되는 안전변을 구비하는 캡플레이트의 제조방법이 하기와 같이 국내에 선출원하여 등록된 등록번호 10-0484104호 개시되어 있다.

이차전지는, 발전요소인 전극조립체와; 상기 전극조립체가 수용되는 캔과;

상기 캔의 상부에 설치되며, 중앙부에 단자 통공이 형성된 캡플레이트와, 상기 단자 통공을 통하여 캔의 내부로 관통되어 설치되고 그 외면에 상기 캡플레이트와의 절연을 위하여 가스켓이 개재된 전극단자를 구비하는 캡 조립체; 및 상기 캡플레이트의 일측에 통공으로 형성된 배출부와, 상기 배출부만을 폐색하기 위하여 부분적으로 상기 캡플레이트의 일측면에 금속박판으로 레이저 접합되어 형성된 파단부를 구비하는 안전변;을 포함한 것이다.

이에 따른 안전변을 구비하는 캡플레이트의 제조방법은, 캡플레이트용 금속판을 준비하는 단계; 상기 금속판에 관통공들을 소정 패턴으로 천공하여 안전변들의 각 배출부를 형성하는 단계; 상기 관통공들만을 폐색시키기 위하여 금속판의 일측면에 부분적으로 다수의 금속박판들을 접합시켜 안전변들의 각 파단부를 형성하는 단계; 및 상기와 같이 배출부와 파단부로 이루어진 안전변을 각각 구비하며 소정의 형상을 가지는 캡플레이트들을 성형하는 단계;를 포함하는 것이다.

상기와 같은 종래의 캡플레이트는 도 1,2와 같이 캡플레이트(100)와 안전변(200)을 각각 별도 공정에서 제조하여 안전변(200)을 캡플레이트(100)상에 형성한 관통공(110)에 고정 후 레이저 용접을 통한 고정이 이루어지므로 용접부위 재료조직의 변이 발생 가능 및 소둔처리로 완성하기 때문에 안전문제로 이어질 수 있다.

상기와 같이 공정증가로 인한 제조설비 및 가격부담 증가와 특히 용접부위 밀봉파열의 우려로 인한 배터리 누액현상이 생길 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 캡플레이트에 설치된 안전변을 견고하게 조립할 수 있는 전기자동차용 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 배터리 캡플레이트에 프레스 코킹을 통한 안전변을 형성하는 전기자동차용 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 캡플레이트와 안전변을 종래의 용접방법이 아닌 캡플레이트를 프레스 코킹을 통한 조립과정을 거쳐 안전변을 형성하여 안전변의 구조적 안전을 추구할 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 전기자동차용 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 있어서, 상기 캡플레이트는 일정두께의 금속재료인 플레이트와, 상기 플레이트의 상부 양쪽에 각각 하측은 좁고 상측은 넓게 단턱이 형성된 관통공과, 상기 관통공을 이룬 상부 외측에 돌출된 코킹부와, 상기 관통공의 상부에서 단턱에 안착된 안전변과, 상기 안전변의 상부 외측을 상기 코킹부가 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 있어서, 상기 캡플레이트는 일정두께의 금속재료인 플레이트와, 상기 플레이트의 상부 양쪽에 각각 형성된 관통공과, 상기 관통공과 이격된 상부에 안전변장착홈과, 상기 안전변장착홈을 이룬 상부 외측에 돌출된 코킹부와, 상기 관통공을 상부를 막으며 안전변장착홈에 안착되는 외측면이 니은자형으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변과, 상기 안전변의 상부 외측을 상기 코킹부가 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 있어서, 상기 캡플레이트는 일정두께의 금속재료인 플레이트와, 상기 플레이트의 상부 양쪽에 각각 형성된 관통공과, 상기 관통공과 이격된 상부에 안전변장착홈과, 상기 안전변장착홈을 이룬 상부 외측에 돌출된 코킹부와, 상기 관통공을 상부를 막으며 안전변장착홈에 안착되는 외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변과, 상기 안전변의 상부 외측을 상기 코킹부가 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립된 것을 특징으로 한다.

상기 캡플레이트는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 안전변은 중앙부분이 오목한 절개홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법 있어서,캡플레이트용 금속재료인 플레이트를 준비하는 제1과정과; 상기 플레이트의 상부 양쪽에 각각 관통공을 형성하는 제2과정과, 상기 관통홀의 상부 외측에 안전변장착홈을 형성하며 상기 안전변장착홈 상부 외측으로 돌출된 코킹부를 형성하는 제3과정과, 상기 관통공의 상부를 막으며 상기 안전변장착홈에 안전변을 안착시키는 제4과정과, 상기 안전변의 상부 외측을 상기 코킹부가 절곡되어 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립하는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 안전변은 형상은 장공형 또는 원형으로 형성되고, 상기 안전변은 두께가 동일한 일자형 안전변과 외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변 또는외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변이 설치되며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제5과정후 상기 캡플레이트에 단자통공 및 전해액 주입공을 가공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 캡플레이트에 설치된 안전변을 견고하게 조립할 수 있는 효과가 있다.

또한 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 프레스 코킹을 통해 안전변을 형성하여 제조설비에 따른 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 캡플레이트와 안전변을 종래의 용접방법이 아닌 캡플레이트를 프레스 코킹을 통한 조립과정을 거쳐 안전변을 형성하여 안전변의 구조적 안전을 추구할 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

종래의 용접부위 밀봉파열의 우려로 인한 배터리 누액현상이 생길 수 있는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 사시도.
도 2는 종래의 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트와 안전변이 분리된 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변을 조립하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변이 조립된 단면도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변을 조립하기 위한 단면도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변이 조립된 단면도.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변을 조립하기 위한 단면도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변이 조립된 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변을 조립하기 위한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변이 조립된 단면도 이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변을 조립하기 위한 단면도 이며, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변이 조립된 단면도 이고, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변을 조립하기 위한 단면도이며, 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기자동차용 배터리 캡플레이트에 안전변이 조립된 단면도이다.

도 3 내지 도 9을 참조하여 본 발명의 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법을 설명하면 하기와 같다.

도 4, 5에 도시한 바와 같이 본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트(10)에 있어서,

상기 캡플레이트(10)는 일정두께의 금속재료인 플레이트(11)와, 상기 플레이트(11)의 상부 양쪽에 각각 하측은 좁고 상측은 넓게 단턱이 형성된 관통공(12)과, 상기 관통공(12)을 이룬 상부 외측에 돌출된 코킹부(13)와, 상기 관통공(12)의 상부에서 단턱에 안착된 안전변(20)과, 상기 안전변(20)의 상부 외측을 상기 코킹부(13)가 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립된 것이다.

상기 캡플레이트(10)는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변(20)의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것이다.

상기 안전변(20)은 중앙부분이 오목한 절개홈이 형성된 것이다.

상기 캡플레이트(10)에 단자통공 및 전해액 주입공을 형성할 수 있다.

상기 캡플레이트(10)에는 크기와 두께가 다른 안전변(20)이 두개가 설치된 것이다.

상기 프레스 코킹은 각 재료의 이음매 부분이나 균열등에 의해서 생긴 작은 틈새에 충전하여 그것들을 수밀, 기밀하게 압착시키는 방법이다.

상기 캡프레이트(10)는 내측에서 압력발생시 코킹부위와 안전변(20)의 단차를 서로 맞물리게 하여 이차전지 내부 압력 상승시 절개홈을 통한 내압감소 효과를 유지하며, 안전변(20)이 캡플레이트(10)에서 이탈하는 위험을 방지할 수 있다.

도 6, 7에 도시한 바와 같이 본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트(10)에 있어서,

상기 캡플레이트(10)는 일정두께의 금속재료인 플레이트(11)와, 상기 플레이트(11)의 상부 양쪽에 각각 형성된 관통공(12)과, 상기 관통공(12)과 이격된 상부에 안전변장착홈(14)과, 상기 안전변장착홈(14)을 이룬 상부 외측에 돌출된 코킹부(13)와, 상기 관통공(12)을 상부를 막으며 안전변장착홈(14)에 안착되는 외측면이 니은자형으로 절곡된 절곡부(21)를 이룬 안전변(20)과, 상기 안전변(20)의 상부 외측을 상기 코킹부(13)가 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립된 것이다.

상기 캡플레이트(10)는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변(20) 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것이다.

도 8, 9에 도시한 바와 같이 본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트(10)에 있어서,

상기 캡플레이트(10)는 일정두께의 금속재료인 플레이트(11)와, 상기 플레이트(11)의 상부 양쪽에 각각 형성된 관통공(12)과, 상기 관통공(12)과 이격된 상부에 안전변장착홈(14)과, 상기 안전변장착홈(14)을 이룬 상부 외측에 돌출된 코킹부(13)와, 상기 관통공(12)을 상부를 막으며 안전변장착홈(14)에 안착되는 외측면이 하향으로 절곡된 절곡부(21)를 이룬 안전변(20)과, 상기 안전변(20)의 상부 외측을 상기 코킹부(13)가 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립된 것이다.

본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트(10) 제조방법 있어서, 캡플레이트용 금속재료인 플레이트(11)를 준비하는 제1과정과, 상기 플레이트(11)의 상부 양쪽에 각각 관통공(12)을 형성하는 제2과정과, 상기 관통공(12)의 상부 외측에 안전변장착홈(14)을 형성하며 상기 안전변장착홈(14) 상부 외측으로 돌출된 코킹부(13)를 형성하는 제3과정과, 상기 관통공(12)의 상부를 막으며 상기 안전변장착홈(14)에 안전변(20)을 안착시키는 제4과정과, 상기 안전변(20)의 상부 외측을 상기 코킹부(13)가 절곡되어 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립하는 제5과정으로 이루어진 것이다.

상기 안전변(20)은 형상은 장공형 또는 원형으로 형성되고, 상기 안전변은 두께가 동일한 일자형 안전변과 외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변 또는외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변이 설치되며, 상기 안전변(20)의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것이다.

상기 제5과정후 상기 캡플레이트(10)에 단자통공 및 전해액 주입공을 가공하는 과정을 더 포함하는 것이다.

상기 캡플레이트(10)에 마련되는 단자 통공 및 전해액 주입공은 블랭킹 가공과 동시에, 또는 추후 개별적인 성형 가공에 의해 형성될 수 있다.

상기 캡플레이트(10)에는 크기와 두께가 다른 안전변(20)이 두개가 형성된 것이다.

상기 캡플레이트(10)에 설치된 안전변(20)이 두개인 경우 크기가 큰 안전변(13)의 두께는 0.4mm이고, 크기다 작은 안전변(20)의 두께는 0.5mm로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 캡플레이트(10)에 설치되는 안전변(20)은 프레스 코킹을 통한 조립과정을 거쳐 안전변(20)을 갖는 캡플레이트(10)를 형성한 것이다.

상기 안전변을 갖는 캡플레이트(10)는 금형설계에 따라 여러 형상으로 제조하여 설치할 수 있다.

상기와 같은 캡플레이트(10)는 프레스로 제조 및 조립하는 것으로 높은 생산성과 용접 및 소둔처리 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

10:캡플레이트 11:플레이트
12:관통공 13:코킹부
14:안전변장착홈 20:안전변
21:절곡부

Claims

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전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 있어서,
상기 캡플레이트는 일정두께의 금속재료인 플레이트와, 상기 플레이트의 상부 양쪽에 각각 형성된 관통공과, 상기 관통공과 이격된 상부에 안전변장착홈과, 상기 안전변장착홈을 이룬 상부 외측에 돌출된 코킹부와, 상기 관통공을 상부를 막으며 안전변장착홈에 안착되는 외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변과, 상기 안전변의 상부 외측을 상기 코킹부가 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립되고, 상기 캡플레이트는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트.
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전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법 있어서,
캡플레이트용 금속재료인 플레이트를 준비하는 제1과정과;
상기 플레이트의 상부 양쪽에 각각 관통공을 형성하는 제2과정과,
상기 관통홀의 상부 외측에 안전변장착홈을 형성하며 상기 안전변장착홈 상부 외측으로 돌출된 코킹부를 형성하는 제3과정과,
상기 관통공의 상부를 막으며 상기 안전변장착홈에 안전변을 안착시키는 제4과정과,
상기 안전변의 상부 외측을 상기 코킹부가 절곡되어 감싸며 고정되게 프레스 코킹을 통해 조립하는 제5과정으로 이루어지며,
상기 안전변은 형상은 장공형 또는 원형으로 형성되고, 상기 안전변은 두께가 동일한 일자형 안전변과 외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변 또는외측면이 하향으로 절곡된 절곡부를 이룬 안전변이 설치되며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 제5과정후 상기 캡플레이트에 단자통공 및 전해액 주입공을 가공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법.