KR102041494B1 - 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법 - Google Patents

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조영광
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Abstract

본 발명은 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전기차에 사용되는 다수개의 배터리를 전기적으로 연결하는 버스바를 불량없이 용이하게 제조할 수 있는 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법은, 전기차의 배터리를 전기적으로 연결하는 버스바의 제조방법에 있어서, 금속판을 프레스로 버스바 형상으로 펀칭하여 절단하는 절단단계와; 상기 절단단계에서 상기 버스바의 모서리 부분에 형성된 버를 제거하는 버제거단계와; 상기 버스바의 양단에 형성된 단자부에 캡을 덮어 마스킹하는 마스킹단계와; 양단이 마스킹된 버스바의 외주면에 절연성의 코팅층을 형성하는 코팅단계와; 상기 버스바의 양단에 씌워진 캡을 제거하는 마스킹제거단계와; 상기 캡 제거 후 상기 캡에 인접한 부분의 코팅층을 일부 더 제거하는 코팅제거단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법 { CONNECTING BUSBAR MANUFACTURING METHOD OF BATTERY FOR ELECTRIC VEHICLE }
본 발명은 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전기차에 사용되는 다수개의 배터리를 전기적으로 연결하는 버스바를 불량없이 용이하게 제조할 수 있는 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법에 관한 것이다.
최근 차량에는 다양한 전기장치들이 모듈화된 형태로 내장되고 그러한 전기장치의 각 모듈 내 협소한 공간 내에 충분한 통전 능력을 갖는 플렉서블한 형태의 전원 케이블이 요구된다.
특히, 전기차의 출현으로 인하여, 주어진 좁은 공간 내에서 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 케이블이 요구되고 있으며, 이러한 요구는 빌딩이나 건물 내의 계장박스나 전원 공급박스 등에도 마찬가지라 할 수 있다.
상술한 요구를 해결하기 위해, 버스바가 제공되고 있으며, 버스바는 판형 도체를 복수 개 길이방향으로 적층하고 피복시킨 형태로서, 그 유연성으로 인해 필요한 형태로 절곡이 가능하고, 그로 인해 좁은 공간에서의 설치가 용이할 뿐만 아니라, 높은 통전 능력을 제공함으로써, 최근 많은 전기장치 모듈 내지 박스에 빈번하게 사용되고 있다.
그리고, 버스바의 표면에는 절연 등을 위해 코팅층이 형성되게 된다.
기존의 버스바는 금속재질의 버스바의 표면에 합성수지를 사출하여 코팅층을 형성하거나, 다수개의 판형도체를 튜브에 끼워 코팅층을 형성하였다.
그러나, 위와 같은 종래의 제조방법은, 버스바의 형상이 복잡할 경우 균일한 두께의 코팅층이 버스바의 표면에 밀착되어 형성하기가 어렵고, 제조과정에서 버스바와 코팅층 상호간에 간극일 발생하게 되는 등의 문제가 있었다.
공개특허 10-2018-0037363 공개특허 10-2017-0068371
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 복잡한 형상의 버스바일지라도 버스바의 표면에 균일한 두께의 코팅층이 밀착 형성되도록 하여 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있는 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법은, 전기차의 배터리를 전기적으로 연결하는 버스바의 제조방법에 있어서, 금속판을 프레스로 버스바 형상으로 펀칭하여 절단하는 절단단계와; 상기 절단단계에서 상기 버스바의 모서리 부분에 형성된 버를 제거하는 버제거단계와; 상기 버스바의 양단에 형성된 단자부에 캡을 덮어 마스킹하는 마스킹단계와; 양단이 마스킹된 버스바의 외주면에 절연성의 코팅층을 형성하는 코팅단계와; 상기 버스바의 양단에 씌워진 캡을 제거하는 마스킹제거단계와; 상기 캡 제거 후 상기 캡에 인접한 부분의 코팅층을 일부 더 제거하는 코팅제거단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 버제거단계에서는 다이의 라운딩 홈에 상기 버스바의 모서리 부분을 배치한 후 가압하여 버를 제거한다.
상기 마스킹단계에서는 내열소재의 캡을 상기 버스바의 양단에 씌우고, 상기 코팅단계에서는 상기 버스바를 가열한 후 파우더 형태의 도료를 상기 버스바의 표면에 부착시켜 상기 코팅층을 형성한다.
상기 코팅단계는, 상기 버스바를 가열하는 예열단계와; 가열된 상기 버스바를 파우더 형태의 도료에 넣는 디핑단계와; 상기 버스바를 파우더 형태의 도료로부터 꺼낸 후, 상기 버스바를 가열하여 상기 버스바의 외측에 부착되어 있는 파우더를 녹여 경화시킴으로서 상기 코팅층을 형성하는 후열단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 마스킹단계에서는 단자부보다 작은 크기의 캡을 씌우고, 상기 코팅제거단계에서는 상기 캡의 제거 후 상기 단자부에 씌워진 코팅층을 미리 설정된 치수에 맞게 상기 단자부 끝선까지 레이저로 제거한다.
상기 금속판은 구리로 이루어지고, 상기 버제거단계와 마스킹단계 사이에는, 구리로 이루어진 버스바의 산화를 방지하기 위하여 버스바의 표면에 니켈도금을 하는 도금단계;를 더 포함하여 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 파우더를 버스바의 표면에 융착시켜 코팅되도록 함으로써, 버스바의 표면에 균일한 두께의 코팅층을 형성할 수도 있고, 버스바의 형상이 복잡한 형상으로 이루어지더라도 버스바의 표면에 코팅층이 균일한 두께로 밀착되어 형성되도록 할 수 있으며, 작업이 용이하여 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 프레스에 의한 금속판의 펀칭시 발생하는 버를 제거하여, 코팅층이 버스바의 모든 부위에서 균일한 두께로 형성되도록 함으로써, 버스바에 고전압이 인가될 경우 특정부위에서 절연 코팅층이 파괴는 것을 방지할 수 있다.
또한, 버스바의 양단에 정확한 크기의 단자부가 외부로 노출되도록 하고, 나머지 부분에서는 코팅층이 균일한 두께로 형성되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법의 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 절단단계 및 버제거단계의 과정도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마스킹단계와 코팅단계의 과정도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스킹제거단계와 코팅제거단계의 과정도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 전기차용 배터리 연결 버스바의 사시도.
본 발명은 전기차의 배터리를 전기적으로 연결하는 버스바의 제조방법에 관한 것으로써 도 1에 도시된 바와 같이, 절단단계(S10)와, 버제거단계(S20)와, 도금단계(S30)와, 마스킹단계(S40)와, 코팅단계(S50)와, 마스킹제거단계(S60)와, 코팅제거단계(S70)를 포함하여 이루어진다.
상기 절단단계(S10)는 도 2(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 프레스 등을 이용하여 금속판을 버스바(10) 형상으로 펀칭하여 절단하는 단계이다.
본 실시예의 도면에 도시된 버스바(10)의 형상은 그 예를 도시한 것으로써, 상기 버스바(10)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
프레스로 금속판을 펀칭하여 버스바(10) 형상으로 절단하게 되면, 도 2(b)의 단면을 도시한 도 2(c)에 도시된 바와 같이 버스바(10)의 모서리 부분에는 버(11,burr)가 발생하게 된다.
상기 버제거단계(S20)에서는 상기 절단단계(S10)에서 상기 버스바(10)의 모서리 부분에 형성된 버(11)를 제거하는 단계이다.
상기 버스바(10)의 모서리 부분에 형성된 버(11)를 제거하지 않게 되면, 상기 버스바(10)에 코팅층(20)을 형성할 때 버(11)가 형성된 모서리 부분에 국부적으로 코팅층(20)이 얇게 되어, 고전압 인가시 코팅층(20)이 파괴되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 상기 버제거단계(S20)에서 상기 버스바(10)의 모서리 부분의 버(11)를 제거하도록 한다.
상기 버(11)를 제거하는 방법으로는 단조 또는 버핑 등이 있다.
본 실시예에서는 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 라운드 홈이 형성된 다이를 준비하고, 다이의 라운딩 홈에 상기 버스바(10)의 모서리 부분을 배치한 후 가압함으로써, 도 2(e)에 도시된 바와 같이 상기 버스바(10)의 모서리 부분에서 버(11)를 제거하도록 하였다.
상기 도금단계(S30)는 상기 버스바(10)의 표면에 니켈도금을 하는 단계로써, 상기 금속판이 구리로 이루어진 경우에 상기 버스바(10)의 산화 방지를 위해 수행하도록 한다.
상기 금속판이 구리로 이루어지지 않은 경우에는, 상기 도금단계(S30)를 생략할 수도 있다.
니켈 도금층의 두께는 약 3~8㎛가 되도록 함이 바람직하다.
상기 마스킹단계(S40)는 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 버스바(10)의 양단에 형성된 단자부(12)에 캡(30)을 덮어 마스킹하는 단계이다.
이때, 상기 캡(30)은 연질의 신축성이 있는 내열소재로 이루어져, 상기 버스바(10)의 양단에 씌워지도록 한다.
그리고, 상기 마스킹단계(S40)에서는 최종적으로 형성하고자 하는 단자부(12)보다 작은 크기의 캡(30)을 씌우도록 한다.
도 3에서 최종적으로 형성하고자 하는 단자부(12)의 끝부분을 표시한 선(13)보다 작은 캡(30)을 씌웠다.
따라서, 상기 마스킹단계(S40)에서 상기 버스바(10)의 양단에 캡(30)을 씌우게 되면, 상기 단자부(12)의 일부는 상기 캡(30)에 의해 덮혀지지만, 단자부(12)의 끝부분을 표시한 선(13)을 포함한 일부는 외부로 노출된 상태가 된다.
상기 코팅단계(S50)는 양단이 마스킹된 버스바(10)의 외주면에 절연성의 코팅층(20)을 형성하는 단계이다.
상기 코팅단계(S50)에서는 상기 버스바(10)를 가열한 후 파우더 형태의 도료를 상기 버스바(10)의 표면에 부착시켜 상기 코팅층(20)을 형성하도록 한다.
본 실시예에서, 상기 코팅단계(S50)는 예열단계(S51), 디핑단계(S52) 및 후열단계(S53)를 포함하여 이루어진다.
상기 예열단계(S51)는 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 양단이 캡(30)으로 마스킹된 상기 버스바(10)를 고리 등에 걸어 약 250℃의 온도로 가열하는 단계이다.
상기 디핑단계(S52)는 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 상기 예열단계(S51)에서 가열된 상기 버스바(10)를 파우더 형태의 도료에 넣는 단계이다.
가열된 버스바(10)를 파우더 형태의 도료에 넣게 되면, 상기 버스바(10)에 접하고 있던 파우더가 일부 녹으면서 상기 버스바(10)의 표면에 부착되게 된다.
상기 후열단계(S53)는 도 3(e)에 도시된 바와 같이 상기 버스바(10)를 파우더 형태의 도료로부터 꺼낸 후, 상기 버스바(10)를 가열하는 단계이다.
상기 후열단계(S53)에 의해 상기 버스바(10)의 외측에 부착되어 있는 파우더는 녹으면서 경화되어 상기 버스바(10)의 표면 및 캡(12)의 표면에 절연성 재질의 코팅층(20)을 형성하게 된다.
위와 같은 코팅단계(S50)에 의해, 본 발명은 상기 버스바(10)의 표면에 균일한 두께의 코팅층(20)을 형성할 수도 있고, 상기 버스바(10)의 형상이 복잡한 형상으로 이루어지더라도 상기 버스바(10)의 표면에 코팅층(20)이 균일한 두께로 밀착되어 형성되도록 할 수 있으며, 작업이 용이하여 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
상기 마스킹제거단계(S60)는 상기 버스바(10)의 양단에 씌워된 캡(30)을 제거하는 단계이다.
상기 캡(30)을 제거하게 되면, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 상기 버스바(10)의 양단은 상기 코팅층(20)이 도포됨이 없는 상태로 외부로 노출되게 된다.
이때, 상기 마스킹단계(S40)에서 상기 버스바(10)의 양단에 씌워진 캡(30)의 크기가 최종적으로 형성하고자 하는 단자부(12)의 크기보다 작기 때문에, 상기 캡(30)을 제거하였을 때 최종적으로 형성하고자 하는 단자부(12)의 일부는 상기 코팅층(20)에 의해 덮혀 있게 된다.
즉, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 상기 코팅층(20)은 단자부(12)의 끝부분을 표시한 선(13)을 덮고 있다.
그리고, 상기 캡(30)을 제거하게 되면, 상기 캡(30)과 버스바(10) 사이에의 간극을 통해 분말의 파우더가 침투되어 캡(30)이 덮고 있던 위치에도 약간의 코팅층(20)이 형성되어 있을 수도 있다.
상기 코팅제거단계(S70)는 상기 캡(30)의 제거 후 상기 캡(30)에 인접한 부분의 코팅층(20)을 일부 더 제거하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 코팅제거단계(S70)에서는 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 캡(30)의 제거 후 최종적으로 형성하고자 하는 단자부(12) 위에 씌워진 코팅층(20)을 미리 설정된 치수에 맞게 상기 단자부(12)의 끝선까지 레이저로 제거한다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 단자부(12)의 끝부분을 표시한 선(13)까지 코팅층(20)을 제거한다.
상술한 바와 같이, 상기 버스바(10)의 단자부(12)에 캡(30)을 씌운다 하더라도, 미립화된 파우더가 캡(30)의 안쪽까지 유입되기 때문에, 캡(30)을 제거하였을 때 정확히 단자부(12)의 끝선까지 코팅층(20)이 없도록 하는데 한계가 있다.
또한, 캡(30)이 덮지 않고 있는 버스바(10)와 캡(30)의 접촉부위에서 두께 및 재질의 상이함 등에 의해 코팅층(20)이 균일하지 않게 되어, 캡(30)을 제거하였을 때 버스바(10)의 양단의 코팅층(20)에 결함이 발생될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 상기 캡(30)을 최종적으로 형성하고자 하는 단자부(12)의 크기 보다 작게 씌웠다.
따라서, 상기 코팅제거단계(S70)에서, 파우더가 캡(30)의 안쪽에 유입되어 형성된 코팅층(20)과, 캡(30)이 덮지 않고 있는 버스바(10)와 캡(30)이 접촉하는 부위에 형성된 결합코팅층(20)을 레이저로 제거함으로써, 최종적으로 형성하고자 하는 단자부(12)가 코팅층(20)없이 정확한 치수로 외부로 노출되도록 할 수 있다.
위와 같이 본 발명의 제조방법에 의하면, 버스바(10)의 양단에 정확한 크기의 단자부(12)가 외부로 노출되도록 하고, 나머지 부분에서는 코팅층(20)이 균일한 두께로 형성되도록 할 수 있다.
본 발명인 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
S10 : 절단단계,
S20 : 버제거단계, S30 : 도금단계,
S40 : 마스킹단계, S50 : 코팅단계, S51 : 예열단계, S52 : 디핑단계, S53 : 후열단계, S60 : 마스킹제거단계, S70 : 코팅제거단계.
10 : 버스바, 11 : 버, 12 : 단자부, 13 : 단자부의 끝부분을 표시한 선
20 : 코팅층, 30 : 캡,

Claims (6)

  1. 전기차의 배터리를 전기적으로 연결하는 버스바의 제조방법에 있어서,
    금속판을 프레스로 버스바 형상으로 펀칭하여 절단하는 절단단계와;
    상기 절단단계에서 상기 버스바의 모서리 부분에 형성된 버를 제거하는 버제거단계와;
    상기 버스바의 양단에 형성된 단자부에 연질의 신축성이 있는 내열소재의 캡을 덮어 상기 단자부를 마스킹하는 마스킹단계와;
    양단에 형성된 상기 단자부가 마스킹된 버스바의 외주면에 절연성의 코팅층을 형성하는 코팅단계와;
    상기 버스바의 양단에 씌워진 캡을 제거하는 마스킹제거단계와;
    상기 캡 제거 후 상기 캡에 인접한 부분의 코팅층을 일부 더 제거하는 코팅제거단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 마스킹단계에서는 최종적으로 형성하고자 하는 단자부의 끝부분을 표시한 선보다 작은 크기의 캡을 상기 버스바의 양단에 씌워, 상기 단자부의 끝부분을 표시한 선을 포함한 단자부의 일부는 외부로 노출되고,
    상기 코팅단계는,
    상기 버스바를 가열하는 예열단계와;
    가열된 상기 버스바를 파우더 형태의 도료에 넣는 디핑단계와;
    상기 버스바를 파우더 형태의 도료로부터 꺼낸 후, 상기 버스바를 가열하여 상기 버스바의 외측에 부착되어 있는 파우더를 녹여 경화시킴으로서 상기 버스바의 표면에 상기 코팅층을 형성하는 후열단계;를 포함하여 이루어지며,
    상기 코팅제거단계에서는 상기 캡의 제거 후 상기 단자부의 일부를 덮고 있는 코팅층을 상기 단자부의 끝부분을 표시한 선까지 레이저로 제거하는 것을 특징으로 하는 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 버제거단계에서는 다이의 라운딩 홈에 상기 버스바의 모서리 부분을 배치한 후 가압하여 버를 제거하는 것을 특징으로 하는 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항1에 있어서,
    상기 금속판은 구리로 이루어지고,
    상기 버제거단계와 마스킹단계 사이에는, 구리로 이루어진 버스바의 산화를 방지하기 위하여 버스바의 표면에 니켈도금을 하는 도금단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기차용 배터리 연결 버스바의 제조방법.
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