KR101806260B1 - 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법 - Google Patents

전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101806260B1
KR101806260B1 KR1020150185241A KR20150185241A KR101806260B1 KR 101806260 B1 KR101806260 B1 KR 101806260B1 KR 1020150185241 A KR1020150185241 A KR 1020150185241A KR 20150185241 A KR20150185241 A KR 20150185241A KR 101806260 B1 KR101806260 B1 KR 101806260B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
plate
forming
nickel
zinc layer
Prior art date
Application number
KR1020150185241A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170075500A (ko
Inventor
박용석
성영록
Original Assignee
희성정밀(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 희성정밀(주) filed Critical 희성정밀(주)
Priority to KR1020150185241A priority Critical patent/KR101806260B1/ko
Publication of KR20170075500A publication Critical patent/KR20170075500A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101806260B1 publication Critical patent/KR101806260B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/022—Making the fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/26—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being integral with the element
    • F28F1/28—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being integral with the element the element being built-up from finned sections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/087—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from nickel or nickel alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—

Abstract

본 발명에 따른 서로 이격된 복수의 전지셀로 이루어진 전지셀 어셈블리에서 이웃하는 전지셀 사이에 각각 구비되어 전지셀을 냉각하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀에 있어서;
상기 냉각핀은 플레이트와, 상기 플레이트에 접합된 튜브부로 이루어지며;
상기 플레이트는 알루미늄 재질이며 사각형인 판상의 본체부와, 상기 본체부의 가장자리를 따라 가장자리의 일부에 오목하게 형성된 안착홈과, 상기 안착홈의 단부에서 외향 연장되고 상향 절곡되며 상기 안착홈의 둘레를 따라 이격 구비된 복수의 브라켓으로 이루어지며;
상기 튜브부는 알루미늄 재질로 형성되어 상기 안착홈에 안착 구비되며; 상기 튜브부는 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체로 구비되어 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡된 형상인 튜브와, 양측이 개구된 중공체로 상기 튜브의 양단부에 각각 결합된 결합부재로 이루어지며;
상기 플레이트와 튜브부는 적어도 접합되는 부분에 니켈 또는 아연층이 구비된 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀에 관한 것이다.

Description

전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법{A cooling fin for The battery cell assembly and The method thereof}
본 발명은 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법에 관한 것으로서, 냉각핀의 왜곡이 방지되어 냉각 성능과 강성이 향상된 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법에 관한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전지셀 어셈블리(10)는 판상인 2개의 엔드 플레이트(20)와, 판상인 복수의 전지셀(40)과, 판상인 복수의 냉각핀(30)과, 복수의 프레임 부재(50)로 이루어진다. 상기 전지셀 어셈블리(10)는 2개의 냉각 매니폴드(60)에 각각 유체적으로 결합된다.
상기 엔드 플레이트(20)는 면을 마주하며 서로 이격 구비된다. 상기 엔트 플레이트(20) 사이에는 상기 냉각핀(30)과, 전지셀(40)과, 프레임부재(50)가 구비된다.
상기 전지셀(40)은 상기 엔드 플레이트(20) 사이에 구비된다. 폭 방향 양측의 2개의 전지셀(40)은 일측면이 상기 엔드 플레이트(20)와 면을 마주하며 접하도록 구비되고, 타측면은 냉각핀(30)과 접하여 구비된다. 나머지 전지셀(40)은 전지셀(40)의 양측면은 이웃하는 전지셀(40)과 면을 마주하며 서로 이격 구비된다. 상기 이웃하는 전지셀(40) 사이에는 냉각핀(30)이 구비된다.
상기 냉각핀(30)은 상기 전지셀(40)을 냉각하도록 구비된다. 상기 냉각핀(30)은 상기 전지셀(40)과 이격되어 이웃하는 전지셀(40) 사이에 각각 구비된다. 상기 냉각핀(30)의 양면은 상기 전지셀(40)이 접하여 구비된다.
상기 프레임 부재(50)는 서로 접하여 이웃하는 전지셀(40) 사이에서 상기 전지셀(40)의 가장자리를 감싸도록 구비된다. 상기 프레임 부재(50)는 복수로 구비된다. 상기 프레임 부재(50)는 상기 전지셀(40)이 프레임 부재(50)와 프레임 부재(50) 사이에 고정되도록 구비된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전지셀(40)은 작동 전압을 생성한다. 상기 전지셀(40)은 파우치형 리튬 이온 전지셀이다. 상기 전지셀(40)은 다른 형태의 전지셀이 사용될 수 있다. 상기 전지셀(40)은 서로 직렬로 전기적 연결되어 있다. 상기 전지셀(40)은 사각형의 파우치(41) 및 파우치(41)의 일측 단부로부터 연장되며 서로 이격된 2개의 전극단자(43)로 이루어진다. 상기 전극단자(43) 중 한개는 (＋)단자이며, 나머지는 (－)단자이다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 냉각핀(30)은 냉각 매니폴드(60)에 유체적으로 연결되어 있다. 상기 냉각핀(30)은 상기 전지셀(40)로부터 열 에너지를 2상냉매(two-phase refrigerant) 또는 냉각핀(30)을 통한 유동에 전달하도록 제공된다. 2상 냉매가 사용되면, 냉각핀(30)은 전지셀(40)을 냉각하기 위해 2상 냉매를 냉각핀(30) 내부의 가스 냉매로 전환한다.
상기 냉각핀(30)은 사각형의 금속 플레이트(31)와, 중공 관체인 튜브(35)로 이루어진다. 상기 튜브(35)의 양측 단부에는 원통형인 결합부재(36)가 결합되며, 상기 결합부재(36)에는 오링 가스켓(36a)이 구비된다.
상기 금속 플레이트(31)에는 가장자리를 따라 가장자리의 일부에 안착홈(34)이 형성된다. 상기 안착홈(34)은 튜브(35)의 일부를 수용하기 위한 오목한 아치형으로 형성된다. 상기 금속플레이트(31)는 안착홈(34)의 외측으로 브라켓(32)을 구비한다.
상기 튜브(35)는 금속 플레이트(31)의 안착홈(34)에 결합되어 구비된다. 상기 튜브(194)는 유입부(35-1), 배출부(35-2), 및 튜브부(35a, 35b, 35c, 35d, 35e)로 이루어진다. 상기 튜브부는 대략 사각형으로 절곡되어 형성되며, 일측 변을 이루는 튜브부(35a, 35e)는 개구되어 형성된다. 상기 튜브부는 납땜을 통해 상기 금속 플레이트(31)의 안착홈(34)에 결합된다. 상기 유입부(35-1)는 상기 일측 튜브부(35a)로부터 연장 형성된다. 상기 배출부(35-2)는 상기 타측 튜브부(35e)로부터 연장 형성된다. 상기 유입부(35-1)와 배출부(35-2)는 서로 평행하게 연장된다.
종래의 냉각핀(30)은 도 5에 도시된 바와 같이 제조된다.
상기 냉각핀(30)은 금속 플레이트(31)를 성형하는 플레이트 가공단계(ST-10)와, 튜브(35)를 가공하는 튜브 가공단계(ST-20)와, 상기 플레이트(31)에 튜브(35)가 위치되는 조립단계(ST-30)와, 상기 플레이트(31)와 튜브(35)가 접합되는 가열단계(ST-40)와, 상기 가열단계(ST-40)에 의해 변형된 냉각핀(30)의 평탄도를 교정하는 교정단계(ST-50)로 이루어진다. 상기 교정단계(ST-50) 다음 단계로 냉각핀(30)에 프레임부재(50)가 인서트 사출되는 인서트 사출단계(ST-60)가 포함될 수 있다.
상기 플레이트 가공단계(ST-10)는 알루미늄합금인 AL1050 혹은 AL3003으로 이루어진 시트소재로 사각형인 판상으로 준비하는 단계(ST-11; 시트소재 준비단계)와, 상기 시트소재를 소성 가공하여 시트소재 가장자리를 따라 가장자리 일부에 안착홈(34)을 형성하는 단계(ST-13; 성형 단계)와, 상기 플레이트(31)의 안착홈(34)에 페이스트를 도포하는 단계(ST-15; 페이스트 도포 단계)로 이루어진다.
상기 페이스트는 알루미늄 부품들을 서로 접합하여 제품을 만들기 위하여 이용된다. 상기 페이스트는 알루미늄보다 융점이 낮은 브레이징재와 용매를 혼합한 것이며, 알루미늄 부품들의 접합부에 도포 또는 피복하여 브레이징 함으로써 알루미늄 부품들을 서로 접합시킨다. 이러한 브레이징재로는 Al-Si합금을 주재로 하여 이루어진 것이 주로 사용되지만 브레이징시에는 모재의 표면에 형성되는 산화피막, 즉 산화알루미늄(Al2O3)이 생성되어 브레이징재의 유동성을 방해하기 때문에 미접합부위가 발생하기 쉽고 또 접합상태도 양호하지 못한 문제점이 있다.
따라서, 비산화 분위기를 조성하여 대기중에서도 산소와 모재와의 접촉을 차단하여 산화알루미늄막의 생성을 막을 수 있도록 접합부에 플럭스를 공급하여 브레이징하는 방법이 사용된다. 비산화분위기를 조성하기 위한 플럭스로는 불화물계 플럭스가 가장 많이 사용되며, 이 불화물계 플럭스 중에서도 알칸 인터내셔널 리미티드사에서 시판하고 있는, KF 및 AlF3로 조성된 노콜록(NOCOLOK) 플럭스가 주로 사용된다.
상기 튜브 가공단계(ST-20)는 관체인 튜브소재를 준비하는 단계(ST-21;튜브소재 준비단계)와, 상기 튜브소재를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡되도록 소성 가공하여 튜브(35)를 형성하는 단계(ST-23;벤딩 단계)로 이루어진다.
상기 가열단계(ST-40)에서는 상기 플레이트(31)와 튜브(35)를 접합하기 위하여 오븐에서 590∼620℃ 범위로 가열하며 브레이징을 실시한다.
종래의 냉각핀은 알루미늄의 재결정 온도보다 높은 고온에서 가열하여 접합하므로 형상이 왜곡되며, 따라서 왜곡된 냉각핀의 평탄도를 교정하기 위한 단계가 필요하여 작업이 효율적이지 못한 문제점이 있었다. 그리고 알루미늄이 재결정됨에 따라 냉각핀의 강성이 약해지며, 오븐 내의 온도를 높이기 위한 비용과 에너지가 낭비되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0088171호(2015.07.31)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 플레이트와 튜브에 아연 또는 니켈층을 형성하여 저온에서도 플레이트와 튜브의 접합이 가능하여 공정 비용과 에너지가 절약되며, 저온에서 공정이 이루어져 냉각핀의 왜곡이 방지되며 냉각핀의 냉각 성능이 개선되고 냉각핀의 강성이 유지되는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 서로 이격된 복수의 전지셀로 이루어진 전지셀 어셈블리에서 이웃하는 전지셀 사이에 각각 구비되어 전지셀을 냉각하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀에 있어서;
상기 냉각핀은 플레이트와, 상기 플레이트에 접합된 튜브부로 이루어지며;
상기 플레이트는 알루미늄 재질이며 사각형인 판상의 본체부와, 상기 본체부의 가장자리를 따라 가장자리의 일부에 오목하게 형성된 안착홈과, 상기 안착홈의 단부에서 외향 연장되고 상향 절곡되며 상기 안착홈의 둘레를 따라 이격 구비된 복수의 브라켓으로 이루어지며;
상기 튜브부는 알루미늄 재질로 형성되어 상기 안착홈에 안착 구비되며; 상기 튜브부는 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체로 구비되어 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡된 형상인 튜브와, 양측이 개구된 중공체로 상기 튜브의 양단부에 각각 결합된 결합부재로 이루어지며;
상기 플레이트와 튜브부는 적어도 접합되는 부분에 니켈층 또는 아연층이 구비된 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀을 제공한다.
상기에서, 상기 플레이트와 튜브부에 도금된 니켈 또는 아연은 15∼30㎛ 범위의 두께로 도금되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 플레이트의 안착홈에는 솔더가 도포되어 상기 플레이트와 튜브부가 가열되어 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기의 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법에 있어서;
알루미늄 재질이며 사각형인 판상의 플레이트를 성형하는 플레이트 가공단계와, 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡 형성된 알루미늄 재질의 튜브부를 가공하는 튜브 가공단계와, 상기 플레이트에 튜브부가 위치되는 조립단계와, 상기 플레이트와 튜브부가 접합되는 가열단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법을 제공한다.
상기에서, 상기 플레이트 가공단계는 금속의 시트소재를 준비하여 사각형인 판상으로 준비하는 단계(시트소재 준비단계)와, 상기 시트소재를 소성 가공하여 안착홈이 형성된 플레이트를 성형하는 단계(성형 단계)와, 상기 플레이트에 니켈층 또는 아연층을 형성하는 단계(니켈층 형성단계)와, 상기 안착홈에 솔더를 도포하는 단계(솔더 도포 단계)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 플레이트 가공단계는 알루미늄 재질의 시트소재를 준비하여 사각형인 판상의 시트를 준비하는 단계(시트소재 준비단계)와, 상기 판상의 시트 소재에 니켈층 또는 아연층을 형성하는 단계(니켈층 형성단계)와, 상기 시트소재를 소성 가공하여 안착홈이 형성된 플레이트를 성형하는 단계(성형 단계)와, 상기 안착홈에 솔더를 도포하는 단계(솔더 도포 단계)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 튜브 가공단계는 관체인 튜브소재를 준비하는 단계(튜브소재 준비단계)와, 상기 튜브소재를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡되도록 소성 가공하여 튜브부를 형성하는 단계(벤딩 단계)와, 상기 튜브부의 외면에 니켈층 또는 아연층을 형성하는 단계(니켈층 형성단계)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 튜브 가공단계는 관체인 튜브소재를 준비하는 단계(튜브소재 준비단계)와, 상기 튜브소재에 니켈층 또는 아연층을 형성하는 단계(니켈층 형성단계)와, 상기 튜브소재를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡되도록 소성 가공하여 튜브부를 형성하는 단계(벤딩 단계)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 니켈층 또는 아연층 형성단계에서 상기 니켈 또는 아연은 15∼30㎛ 범위로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 가열 단계에서 오븐의 온도는 220∼235℃ 범위로 가열되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 가열 단계에서 상기 플레이트와 튜브부는 65∼75초 동안 220∼235℃ 범위로 가열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀은 알루미늄의 재결정 온도 이하에서 가열되어 플레이트와 튜브가 접합되어 냉각핀의 왜곡이 방지되어 냉각 성능이 개선되고, 냉각핀의 강성이 향상되며, 가열 단계에서 오븐 내의 온도를 상승시키기 위한 에너지와 비용이 절약되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전지셀 어셈블리를 도시한 사시도이며,
도 2는 종래의 전지셀 어셈블리를 도시한 단면도이고,
도 3은 종래의 전지셀 어셈블리의 전지셀을 도시한 도면이며,
도 4는 종래의 전지셀 어셈블리의 냉각핀을 도시한 도면이고,
도 5는 종래의 전지셀 어셈블리용 냉각핀의 제조 방법을 도시한 순서도이며,
도 6은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법을 도시한 순서도이고,
도 7은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀을 도시한 도면이며,
도 8은 도 7의 A-A단면을 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀의 튜브를 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법을 도시한 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀을 도시한 도면이며, 도 8은 도 7의 A-A단면을 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀의 튜브를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀은 전지셀(도시하지 않음)로 이루어진 전지셀 어셈블리에서 전지셀 사이에 구비되어 전지셀을 냉각한다.
전지셀 어셈블리를 이루는 전지셀과, 엔드 플레이트(도시하지 않음)와, 프레임부재(도시하지 않음)와, 냉각 매니폴드(도시하지 않음)에 대한 내용은 종래와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 냉각핀(100)은 사각형의 판상으로 구비된다. 상기 냉각핀(100)은 플레이트(110)와, 상기 플레이트(110)에 접합된 튜브부(130)로 이루어진다.
상기 플레이트(110)는 사각형인 판상으로 구비된다. 상기 플레이트(110)는 알루미늄 재질로 구비된다. 알루미늄 재질로는 Al3003이 이용되며, 상기 Al3003보다 열전도율이 높은 Al1000계열과 Al5000계열까지 이용 가능하다. 상기 플레이트(110)는 본체부(111)와, 안착홈(113)과, 복수의 브라켓으로 이루어진다.
상기 본체부(111)는 사각형인 판상으로 구비된다. 상기 본체부(111)에는 니켈 또는 아연층이 형성된다. 상기 니켈 또는 아연은 상기 본체부(111)의 일측면 또는 전체에 도금될 수 있다. 상기 니켈 또는 아연은 15∼30㎛ 범위의 두께로 도금된다. 상기 니켈 또는 아연층이 15㎛보다 얇게 형성되면 형성된 니켈 또는 아연층이 벗겨질 수 있고, 30㎛보다 두껍게 형성되면 본체부(111)의 성형이 용이하지 않으며 니켈 또는 아연층에 변형이 발생하는 문제점이 있다. 상기 니켈 또는 아연층이 15∼30㎛ 범위의 두께로 도금됨으로써 본체부(111)와 튜브부(130) 사이의 접착이 균일하게 이루어지고, 기존보다 접착 강도가 30％정도 향상되는 효과가 있다.
상기 안착홈(113)은 상기 본체부(111)의 가장자리를 따라 가장자리의 일부에 오목하게 형성된다. 상기 안착홈(113)에는 무연 솔더가 도포되어 솔더층이 형성된다. 상기 솔더는 주석-황동 솔더, 주석-납 솔더, 주석-은 솔더, 주석-구리 솔더 등이 있으며, 주로 주석-황동 솔더가 이용된다. 상기 솔더에 의해 플레이트(110)와 튜브부(130)가 접합된다.
상기 브라켓은 상기 안착홈(113)의 단부에서 외향 연장 형성되고 상향 절곡되어 형성된다. 상향 절곡된 상기 브라켓의 높이는 상기 안착홈(113)에 접합된 튜브부(130)의 튜브(131)의 높이보다 높거나 같게 형성된다. 상기 브라켓은 복수로 형성된다. 상기 브라켓은 상기 안착홈(113)의 단부에서 상기 안착홈(113)의 둘레를 따라 이격 구비된다. 상기 브라켓은 제1 브라켓(115)과, 제2 브라켓(117)과, 제3 브라켓으로 이루어진다.
상기 제1 브라켓(115)과 제2 브라켓(117)은 서로 마주하는 변에 각각 구비된다. 상기 제1 브라켓(115)과 제2 브라켓(117)은 서로 마주하여 구비된다. 상기 제3 브라켓(119)은 상기 제1 브라켓(115)이 구비된 안착홈(113)과 제2 브라켓(117)이 구비된 안착홈(113) 사이의 변에 구비된다. 상기 제3 브라켓(117)이 구비된 측으로 튜브부(130)의 유입부(1313)와 배출부(1315)가 구비된다.
상기 튜브부(130)는 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체로 구비된다. 상기 튜브부(130)는 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡된 형태로 형성된다. 상기 튜브부(130)는 상기 플레이트(110)의 안착홈(113)에 안착 구비된다. 상기 튜브부(130)는 알류미늄 재질로 형성된다. 본 발명에 의하면 가열에 의한 강도 저하가 방지되므로 알루미늄 재질로는 Al3003 및 상기 Al3003보다 열전도율이 높은 Al1000계열과 Al5000계열까지 이용 가능하다.
상기 튜브부(131)는 튜브(131)와 결합부재(133)로 이루어진다.
상기 튜브(131)는 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체로 구비된다. 상기 튜브(131)는 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡 형성된다. 상기 튜브(131)는 상기 안착홈(113)에 안착 구비된다. 상기 튜브(131)에는 니켈층 또는 아연층이 형성된다. 상기 니켈 또는 아연은 상기 튜브(131)의 외면에 도금된다. 상기 니켈 또는 아연은 15∼30㎛ 범위의 두께로 도금된다. 상기 니켈층 또는 아연층이 15㎛보다 얇게 형성되면 형성된 니켈 또는 아연층이 벗겨질 수 있고, 30㎛보다 두껍게 형성되면 상기 본체부(111)의 안착홈(113)과의 접합이 용이하지 않은 문제점이 있다.
상기 니켈 또는 아연층이 15∼30㎛ 범위의 두께로 도금됨으로써 본체부(111)의 안착홈(113)과 튜브(131) 사이의 접착이 균일하게 이루어지고, 기존보다 접착 강도가 30％정도 향상되는 효과가 있다.
상기 튜브(131)는 튜브몸체부(1311)와, 유입부(1313)와, 배출부(1315)로 이루어진다.
상기 튜브몸체부(1311)는 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체로 구비된다. 상기 튜브몸체부(1311)는 사각형 형상으로 절곡되어 한 변의 일부가 개구된다. 상기 튜브몸체부(1311)는 상기 본체부(111)의 안착홈(113)에 안착되어 접합 구비된다.
상기 유입부(1313)는 상기 튜브몸체부(1311)의 일측 단부에서 외향으로 절곡 연장된다. 상기 유입부(1313)는 상기 제3 브라켓(119)이 형성된 본체부(111)의 위치에서 일측 단부를 향하여 이격 구비된다.
상기 배출부(1315)는 상기 튜브몸체부(1311)의 타측 단부에서 외향으로 절곡 연장된다. 상기 배출부(1315)는 상기 제3 브라켓(1119)이 형성된 본체부(111)의 위치에서 타측 단부를 향하여 이격 구비된다. 상기 배출부(1315)는 상기 유입부(1313)와 나란하게 연장된다.
상기 결합부재(133)는 양측이 개구된 중공체로 구비된다. 상기 결합부재(133)는 2개로 구비된다. 상기 결합부재(133)는 상기 튜브(131)의 양단부에 각각 결합된다. 하나의 결합부재(133)는 상기 유입부(1313)에 결합 구비되고, 나머지 결합부재(133)는 배출부(1315)에 결합 구비된다.
이하에서, 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리의 냉각핀 제조 방법을 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전지셀 어셈블리의 냉각핀 제조 방법은 플레이트 가공단계(ST-100)와, 튜브 가공단계(ST-200)와, 조립단계(ST-300)와, 가열단계(ST-400)로 이루어진다. 상기 가열단계(ST-400)의 다음 단계로 냉각핀(100)에 프레임부재가 인서트 사출되는 인서트 사출단계(ST-500)가 포함될 수 있다.
상기 플레이트 가공단계(ST-100)에서는 알루미늄 재질인 플레이트(110)를 사각형인 판상으로 성형 가공한다. 상기 플레이트 가공단계(ST-100)는 시트소재 준비단계(ST-110)와, 성형 단계(ST-130)와, 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-150)와, 솔더 도포 단계(ST-170)로 이루어진다.
상기 시트소재 준비단계(ST-110)에서는 알루미늄 재질의 시트소재를 준비하여 사각형인 판상으로 준비한다.
상기 성형 단계(ST-130)에서는 상기 시트소재를 소성 가공하여 안착홈(113)과 브라켓이 형성된 플레이트(110)가 성형된다. 상기 성형 단계(ST-130)는 트리밍(trimming) 단계와, 피어싱(piercing) 단계와, 포밍(forming) 단계로 이루어진다. 상기 트리밍 단계에서는 상기 시트소재 준비단계(ST-110)에서 준비된 시트소재의 불필요한 테두리나 핀(fin) 등을 잘라내어 정형하는 작업을 한다. 상기 피어싱 단계에서는 상기 브라켓 등에서 홀이 형성된 위치에 펀치 등을 이용하여 홀을 형성한다. 상기 포밍 단계에서는 상기 시트소재를 프레스하여 안착홈(113)을 형성하고, 브라켓이 절곡되도록 성형한다. 상기 성형 단계(ST-130)에서 트리밍 단계와, 피어싱 단계와, 포밍 단계는 순서와 무관하게 이루어질 수 있다.
상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-150)에서는 상기 플레이트(110)에 니켈 또는 아연층을 형성한다. 상기 니켈 또는 아연층은 상기 플레이트(110)의 일면(상기 오목홈(113)이 오목하게 형성된 면) 또는 전체에 형성된다. 상기 니켈 또는 아연층은 15∼30㎛ 범위로 형성된다. 상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-150)와 성형 단계(ST-130)는 순서와 무관하게 이루어질 수 있다.
상기 솔더 도포 단계(ST-170)에서는 상기 안착홈(113)에 솔더가 도포된다. 상기 솔더는 주석-황동 무연 솔더가 이용된다. 상기 솔더는 주석-납 솔더, 주석-은 솔더, 주석-구리 솔더, 주석-니켈 솔더 등이 사용될 수 있다.
상기 플레이트 가공단계(ST-100)는 시트소재에 니켈 또는 아연층을 형성한 후(니켈 또는 아연층 형성단계;ST-150) 성형 단계(ST-130)가 이루어질 수 있다.
상기 튜브 가공단계(ST-200)에서는 알루미늄 재질이고 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡시켜 튜브부(130)로 가공한다.
상기 튜브 가공단계(ST-200)는 튜브소재 준비단계(ST-210)와, 벤딩 단계(ST-230)와, 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-250)로 이루어진다.
상기 튜브소재 준비단계(ST-210)에서는 알루미늄을 관체로 인발하여 튜브소재를 형성한다.
상기 벤딩 단계(ST-230)에서는 상기 튜브소재를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡되도록 소성 가공한다.
상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-250)에서는 상기 튜브부(130)의 외면에 니켈 또는 아연층을 형성한다. 상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-250)에서 상기 니켈 또는 아연층은 15∼30㎛ 범위로 형성된다. 상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-250)와 벤딩 단계(ST-230)는 순서와 무관하게 이루어질 수 있다.
상기 조립단계(ST-300)에서는 상기 플레이트(110)에 튜브부(130)가 위치된다. 상기 튜브부(130)는 상기 플레이트(110)의 안착홈(113)에 위치된다. 상기 튜브부(130)는 상기 안착홈(113)에 도포된 솔더 위에 구비된다.
상기 가열단계(ST-400)에서는 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)가 접합되어 냉각핀(100)이 형성된다. 상기 가열단계(ST-400)에서는 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)가 조립된 상태로 오븐에 투입된다. 상기 가열 단계(ST-400)에서 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)는 220∼235℃ 범위로 가열되고, 65∼75초 범위의 시간만큼 가열된다.
오븐의 온도가 220℃보다 낮으면 상기 솔더의 녹는점보다 낮아 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)가 접합되지 못하며, 오븐의 온도가 235℃보다 높으면 플레이트(110)와 튜브부(130)에 변형이 발생하여 평탄도가 나빠지는 문제점이 있다.
상기 오븐에 투입된 시간이 65초보다 짧으면 상기 플레이트(110)와 튜브부(130) 사이에 접합이 제대로 이루어지지 않으며, 75초보다 길면 플레이트(110)와 튜브부(130)에 변형이 발생항 평탄도가 나빠지는 문제점이 있다.
상기 가열단계(ST-400)는 종래보다 낮은 온도인 220∼235℃ 범위로 가열되어 솔더에 의해 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)가 접합된다. 종래보다 낮은 온도에서 접합되기 때문에 고온에 의한 알루미늄의 재결정이 발생하지 않아 상기 플레이트(110)와 투브부(130)의 강도와 평탄도가 유지되는 효과가 있다.
상기 인서트 사출단계(ST-500)에서는 상기 가열단계(ST-400)에서 형성된 냉각핀(100)에 프레임부재가 인서트 사출된다. 상기 냉각핀(100)은 220∼235℃ 범위에서 플레이트(110)와 튜브부(130)가 접합되어 냉각핀(100)의 강도가 유지되므로 인서트 사출시에 사출 변형 및 튜브부(130)의 변형이 발생되지 않는다.
지금까지 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 냉각핀
110 : 플레이트 111 : 본체부
113 : 안착홈 115 : 제1 브라켓
117 : 제2 브라켓 119 : 제3 브라켓
130 : 튜브부 131 : 튜브
1311 : 튜브 몸체부 1313 : 유입부
1315 : 배출부 133 : 결합부재

Claims (11)

  1. 서로 이격된 복수의 전지셀로 이루어진 전지셀 어셈블리에서 이웃하는 전지셀 사이에 각각 구비되어 전지셀을 냉각하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀(100)에 있어서; 상기 냉각핀(100)은 플레이트(110)와, 상기 플레이트(110)에 접합된 튜브부(130)로 이루어지며;
    상기 플레이트(110)는 알루미늄 재질이며 사각형인 판상의 본체부(111)와, 상기 본체부(111)의 가장자리를 따라 가장자리의 일부에 오목하게 형성된 안착홈(113)과, 상기 안착홈(113)의 단부에서 외향 연장되고 상향 절곡되며 상기 안착홈(113)의 둘레를 따라 이격 구비된 복수의 브라켓으로 이루어지며;
    상기 튜브부(130)는 알루미늄 재질로 형성되어 상기 안착홈(113)에 안착 구비되며; 상기 튜브부(130)는 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체로 구비되어 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡된 형상인 튜브(131)와, 양측이 개구된 중공체로 상기 튜브(131)의 양단부에 각각 결합된 결합부재(133)로 이루어지며;
    상기 플레이트(110)와 튜브부(130)는 적어도 접합되는 부분에 도금된 니켈 또는 아연층이 구비되고, 도금된 니켈 또는 아연층은 15∼30㎛ 범위의 두께이며;
    상기 플레이트(110)의 안착홈(113)에는 솔더가 도포되고 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)가 가열되어 솔더에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전지셀 어셈블리용 냉각핀을 제조하는 방법에 있어서;
    알루미늄 재질이며 사각형인 판상의 플레이트(110)를 성형하는 플레이트 가공단계(ST-100)와, 단면이 원형이며 양단이 개구된 관체를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡 형성된 알루미늄 재질의 튜브부(130)를 가공하는 튜브 가공단계(ST-200)와, 상기 플레이트(110)에 튜브부(130)가 위치되는 조립단계(ST-300)와, 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)가 접합되는 가열단계(ST-400)로 이루어지며;
    상기 플레이트 가공단계(ST-100)는 금속의 시트소재를 준비하여 사각형인 판상으로 준비하는 단계(ST-110;시트소재 준비단계)와, 상기 시트소재를 소성 가공하여 안착홈(113)이 형성된 플레이트(110)를 성형하는 단계(ST-130;성형 단계)와, 상기 플레이트(110)에 니켈 또는 아연층이 도금 형성되는 단계(ST-150;니켈 또는 아연층 형성단계)와, 상기 안착홈(113)에 솔더를 도포하는 단계(170;솔더 도포 단계)로 이루어지며;
    상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-150)에서 도금 형성된 니켈 또는 아연층의 두께는 15∼30㎛ 범위이고, 상기 가열단계(ST-400)에서 플레이트(110)와 튜브부(130)가 가열되어 솔더에 의하여 접합되는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제4 항에 있어서, 상기 플레이트 가공단계(ST-100)는 알루미늄 재질의 시트소재를 준비하여 사각형인 판상의 시트를 준비하는 단계(ST-110;시트소재 준비단계)와, 상기 판상의 시트 소재에 니켈 또는 아연층을 형성하는 단계(ST-150;니켈 또는 아연층 형성단계)와, 상기 시트소재를 소성 가공하여 안착홈(113)이 형성된 플레이트(110)를 성형하는 단계(ST-130;성형 단계)와, 상기 안착홈(113)에 솔더를 도포하는 단계(ST-170;솔더 도포 단계)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 튜브 가공단계(ST-200)는 관체인 튜브소재를 준비하는 단계(ST-210;튜브소재 준비단계)와, 상기 튜브소재를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡되도록 소성 가공하여 튜브부(130)를 형성하는 단계(ST-230;벤딩 단계)와, 상기 튜브부(130)의 외면에 니켈 또는 아연층을 형성하는 단계(ST-250;니켈 또는 아연층 형성단계)로 이루어지며; 상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-250)에서 도금 형성된 니켈 또는 아연층의 두께는 15∼30㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 튜브 가공단계(ST-200)는 관체인 튜브소재를 준비하는 단계(ST-210;튜브소재 준비단계)와, 상기 튜브소재에 니켈 또는 아연층을 형성하는 단계(ST-250;니켈 또는 아연층 형성단계)와, 상기 튜브소재를 한 변의 일부가 개구된 사각형으로 절곡되도록 소성 가공하여 튜브부(130)를 형성하는 단계(ST-230;벤딩 단계)로 이루어지며; 상기 니켈 또는 아연층 형성단계(ST-250)에서 도금 형성된 니켈 또는 아연층의 두께는 15∼30㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제4 항, 제6 항, 제7 항 및 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계(ST-400)에서 오븐의 온도는 220∼235℃ 범위로 가열되는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 가열 단계(ST-400)에서 상기 플레이트(110)와 튜브부(130)는 65∼75초 동안 220∼235℃ 범위로 가열되는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법.
KR1020150185241A 2015-12-23 2015-12-23 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법 KR101806260B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150185241A KR101806260B1 (ko) 2015-12-23 2015-12-23 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150185241A KR101806260B1 (ko) 2015-12-23 2015-12-23 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170075500A KR20170075500A (ko) 2017-07-03
KR101806260B1 true KR101806260B1 (ko) 2017-12-07

Family

ID=59357873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150185241A KR101806260B1 (ko) 2015-12-23 2015-12-23 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101806260B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015078789A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 三菱電機株式会社 熱交換器および熱交換器を備えた空気調和装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015078789A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 三菱電機株式会社 熱交換器および熱交換器を備えた空気調和装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170075500A (ko) 2017-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106165090A (zh) 功率模块用基板单元及功率模块
CN105180677B (zh) 热交换器及其制造方法
WO1996002348A1 (fr) Procede de brasage de tubes plats pour echangeurs thermiques stratifies
JP2005118826A (ja) ろう付け方法
US11007592B2 (en) Heat exchanger and method for producing same
KR101806265B1 (ko) 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법
KR101780735B1 (ko) 전기 자동차용 배터리 스택의 쿨링 플레이트 제조 방법 및 이에 의해 제조된 쿨링 플레이트
CN102039520A (zh) 燃气热水器用铝合金热交换器的制造方法
KR101806260B1 (ko) 전지셀 어셈블리용 냉각핀 및 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법
KR101770367B1 (ko) 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법
JP5914968B2 (ja) ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法
JPH06238432A (ja) 積層型熱交換器コアの製造方法
KR101749569B1 (ko) 전지셀 어셈블리용 냉각핀 제조 방법
CN105324626B (zh) 具有双功能分配头连接组合体的热交换器
JP5633205B2 (ja) アルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造ならびにこの接合構造を有する熱交換器
KR102328685B1 (ko) 전기 자동차용 배터리 스택의 쿨링 플레이트 제조 방법 및 이에 의해 제조된 쿨링 플레이트
CN110731010B (zh) 层叠型热交换器及该层叠型热交换器的制造方法
KR100973123B1 (ko) 방열어셈블리
JP2001241870A (ja) 細径トンネルプレートヒートパイプ
US20220069141A1 (en) Low temperature metallic interconnect for solar cell shingling
JP5469846B2 (ja) アルミニウム部材と銅部材の接合方法
JP4032508B2 (ja) プレート・フィン型熱交換器のヘッダ取付構造及びヘッダ取付方法
JP7442682B2 (ja) 熱交換器の製造方法、空気調和機の製造方法、熱交換器および空気調和機
JPS62288497A (ja) 積層型熱交換器
JP2015102318A (ja) プレート積層体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant