KR102146171B1 - Steel type Battery Case - Google Patents

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KR102146171B1
KR102146171B1 KR1020180169573A KR20180169573A KR102146171B1 KR 102146171 B1 KR102146171 B1 KR 102146171B1 KR 1020180169573 A KR1020180169573 A KR 1020180169573A KR 20180169573 A KR20180169573 A KR 20180169573A KR 102146171 B1 KR102146171 B1 KR 102146171B1
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박상필
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서진산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 스틸 소재 기반 배터리 케이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 상측에 배치되며 스틸로 구성되는 상부패널; 상기 배터리 모듈의 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부패널; 상기 하부패널의 하측에 배치되며 알루미늄으로 구성되는 쿨링블록; 및 상기 쿨링블록 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 타입 적용 배터리 케이스에 관한 것이다. The present invention relates to a steel material-based battery case, and more particularly, a battery module; An upper panel disposed on the upper side of the battery module and made of steel; A lower panel disposed under the battery module and made of steel; A cooling block disposed under the lower panel and made of aluminum; And a lower cover disposed under the cooling block and made of steel.

Description

스틸 타입 적용 배터리 케이스{Steel type Battery Case}Steel type battery case {Steel type Battery Case}

본 발명은 스틸 소재 기반 배터리 케이스에 관한 것이다. 보다 상세하게는 종래 배터리 케이스와 대비하여, 하부패널과 하부커버에 대하여 스틸소재를 적용한 배터리 케이스에 대한 것이다. The present invention relates to a steel material-based battery case. In more detail, compared to the conventional battery case, it is for a battery case in which a steel material is applied to the lower panel and the lower cover.

차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.A vehicle is a device that moves in a direction desired by a boarding user. A typical example is a car.

최근 전기 에너지를 이용한 전기 차량 또는 하이브리드 차량에 대한 관심이 늘어가고 있다. 전기 에너지를 이용한 차량에는 배터리 케이스가 구비되어야 한다.Recently, interest in electric vehicles or hybrid vehicles using electric energy is increasing. Vehicles using electric energy must be provided with a battery case.

배터리 케이스 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 배터리 셀을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 연결한 배터리 모듈을 포함하고 있다. 각각의 단위 배터리 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.The battery case includes a battery module in which a plurality of cell assemblies including a plurality of unit battery cells are connected to obtain high output. Each unit battery cell can be repeatedly charged and discharged by an electrochemical reaction between constituent elements, including positive and negative current collectors, separators, active materials, and electrolytes.

배터리 케이스는 모터 등의 구동부하에 대한 전력 공급 제어, 전류 또는 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(Equalization) 제어, SOC(State of Charge)의 추정 등을 위한 알고리즘이 적용되어 이차전지의 상태를 모니터링하고 제어하는 BMS(Battery Management System) 등이 추가적으로 포함될 수 있다.In the battery case, algorithms are applied to control power supply for driving loads such as motors, measure electrical characteristic values such as current or voltage, control charge/discharge, control voltage equalization, and estimate SOC (State of Charge). As a result, a battery management system (BMS) that monitors and controls the state of the secondary battery may be additionally included.

하나 이상의 배터리 모듈이 포함된 배터리 케이스는 다수의 이차 전지(배터리 셀)이 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차 전지에서 발생되는 열을 용이하게 방출하는 것이 중요하다. 이를 위해, 배터리 케이스는 배터리 모듈의 열을 냉각 시킬 수 있게 공랭식 또는 수냉식의 냉각 유로를 구비하여 배터리 모듈에 장착되는 쿨링블록을 포함한다.Since a battery case including one or more battery modules is manufactured in a form in which a plurality of secondary batteries (battery cells) are concentrated in a narrow space, it is important to easily dissipate heat generated from each secondary battery. To this end, the battery case includes a cooling block mounted on the battery module by having an air-cooled or water-cooled cooling passage to cool the heat of the battery module.

도 1은 종래 배터리 케이스(10)의 분해 사시도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 배터리 케이스(1)는 상부패널(10)과, 배터리 모듈(20), 하부패널(30), 쿨링블록(50), 하부커버(60) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 이러한 종래 배터리 케이스(1)의 상부패널(10)은 스틸소재로 구성되나, 배터리 모듈(20)과, 하부패널(30)과 하부커버(60)는 모두 알루미늄 재질로 구성된다. 따라서 종래 배터리 케이스(1)는 이러한 알루미늄 소재를 MIG 용접을 통해 결합하는 방식으로 체결되었다. 1 is an exploded perspective view of a conventional battery case 10. As shown in FIG. 1, the conventional battery case 1 includes an upper panel 10, a battery module 20, a lower panel 30, a cooling block 50, a lower cover 60, and the like. Can be seen. The upper panel 10 of the conventional battery case 1 is made of steel, but the battery module 20, the lower panel 30, and the lower cover 60 are all made of aluminum. Therefore, the conventional battery case 1 is fastened in such a way that such aluminum materials are combined through MIG welding.

대한민국 공개특허 10-2018-0110969Republic of Korea Patent Publication 10-2018-0110969

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 하부패널과, 사이드 보강재, 하부커버를 알루미늄 재질이 아닌 스틸 소재를 적용하고, 단면/구조 최적화를 통한 원가경쟁력을 확보할 수 있는 스틸 타입 적용 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was conceived to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, the lower panel, the side reinforcement, and the lower cover are made of steel instead of aluminum, and cross-section/structure optimization Its purpose is to provide a steel type applied battery case that can secure cost competitiveness through the use of.

본 발명의 실시예에 따르면, 수밀성을 확보하고 진동/충격, 압축에 대한 강건성을 확보할 수 있는 사이드 프레임을 적용하고, 알루미늄 재질의 쿨링블록과 스틸재질의 하부패널과 하부커버를 이종소재 접합방법에 의해 체결하며, 쿨링블록에 의한 냉각효과를 증대시킬 수 있는 구조를 채용한 스틸 타입 적용 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, a side frame capable of securing watertightness and robustness against vibration/shock, compression is applied, and a cooling block made of aluminum and a lower panel and a lower cover made of steel are joined with different materials. The purpose is to provide a steel-type battery case that is fastened by and adopts a structure capable of increasing the cooling effect by a cooling block.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.

본 발명의 목적은, 배터리 케이스에 있어서, 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 상측에 배치되며 스틸로 구성되는 상부패널; 상기 배터리 모듈의 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부패널; 상기 하부패널의 하측에 배치되어 상기 배터리 모듈을 냉각하기 위해 구성되는 쿨링블록; 및 상기 쿨링블록 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 타입 적용 배터리 케이스로서 달성될 수 있다. An object of the present invention, in a battery case, the battery module; An upper panel disposed on the upper side of the battery module and made of steel; A lower panel disposed under the battery module and made of steel; A cooling block disposed under the lower panel and configured to cool the battery module; And a lower cover disposed under the cooling block and made of steel. It may be achieved as a steel-type applied battery case.

그리고 상기 배터리 모듈과 상기 하부패널 사이에 구비되어 상기 배터리 모듈의 열이 상기 쿨링블록으로 전도되도록 하는 전열패드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a heat transfer pad disposed between the battery module and the lower panel to conduct heat from the battery module to the cooling block.

또한, 상기 상부패널 측단 하측에 구비되는 상단사이드패널과, 상부측이 상기 상단사이드패널과 접촉되며 하부측은 상기 하부커버에 접촉되고 평면방향이 수직방향을 갖는 측면패널과, 상단측이 상기 측면패널과 접촉되는 상부사이드보강재와, 일측 끝단이 상기 측면패널 중단에 접촉되고 중단 일측은 상기 상부사이드보강재 하단측에 접촉되는 중단사이드보강재와, 타측끝단이 상기 중단사이드보강재 타측끝단과 접촉되고, 일측 끝단은 상기 측면패널 하부측과 접촉되는 상부사이드보강재와, 상기 하부패널의 상측에 배치되며 타측 끝단은 상기 측면패널 하단과 상기 하부커버 사이에 접촉되는 하단사이드패널을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, an upper side panel provided below the side end of the upper panel, an upper side in contact with the upper side panel, a lower side in contact with the lower cover, and a side panel having a vertical direction in a plane direction, and an upper side in the side panel. An upper side stiffener in contact with the upper side stiffener, and one end of the middle side is in contact with the middle of the side panel and one end of the middle is in contact with the lower end of the upper side stiffener, and the other end is in contact with the other end of the middle side stiffener, and one end May include an upper side stiffener in contact with the lower side of the side panel, and a lower side panel disposed on the upper side of the lower panel and the other end of which is in contact between the lower side of the side panel and the lower cover.

그리고 상기 상부패널 측단하측과 상기 상단사이드패널과 상기 측면패널 상부측과 상기 상부사이드보강재 상단측 접촉면은 볼트에 의해 체결되고, 상기 수밀볼트는 상기 하단사이드패널과, 상기 하부패널 상기 쿨링블록을 체결하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the upper side lower side of the upper panel, the upper side panel, the upper side of the side panel, and the contact surface of the upper side of the upper side stiffener are fastened by bolts, and the watertight bolt is fastened to the lower side panel and the cooling block of the lower panel. It can be characterized by that.

또한, 상기 상부사이드보강재와 상기 중단사이드보강재의 접촉면, 상기 중단사이드보강재와 상기 하부사이드보강재의 접촉면, 상기 측면패널과 상기 중단사이드보강재의 접촉면, 및 상기 하부사이드보강재와 상기 측면패널과 상기 하단사이드패널과 상기 하부커버의 접촉면은 점용접되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a contact surface between the upper side stiffener and the middle side stiffener, a contact surface between the middle side stiffener and the lower side stiffener, a contact surface between the side panel and the middle side stiffener, and the lower side stiffener and the side panel and the lower side The contact surface between the panel and the lower cover may be spot welded.

그리고 상기 측면패널과 상기 하단사이드패널 간의 모서리부에는 실러 및 접착제가 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a sealer and an adhesive may be applied to a corner portion between the side panel and the lower side panel.

또한 상기 하부패널의 상면에는 복수의 쿨링블록 장착홈이 형성되며, 상기 쿨링블록은 상기 장착홈에 면접촉되며 본딩과 볼트에 의해 상기 하부패널에 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a plurality of cooling block mounting grooves are formed on the upper surface of the lower panel, and the cooling block is in surface contact with the mounting groove and is fastened to the lower panel by bonding and bolts.

본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스에 따르면, 하부패널과, 사이드 보강재, 하부커버를 알루미늄 재질이 아닌 스틸 소재를 적용하고, 단면/구조 최적화를 통한 원가경쟁력을 확보할 수 있는 장점이 있다. According to the steel type applied battery case according to the embodiment of the present invention, the lower panel, the side reinforcement, and the lower cover are made of steel material instead of aluminum, and cost competitiveness can be secured through optimization of cross section/structure. have.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스에 따르면, 수밀성을 확보하고 진동/충격, 압축에 대한 강건성을 확보할 수 있는 사이드 프레임을 적용하고, 알루미늄 재질의 쿨링블록과 스틸재질의 하부패널과 하부커버를 이종소재 접합방법에 의해 체결하며, 쿨링블록에 의한 냉각효과를 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다. And, according to the steel type applied battery case according to an embodiment of the present invention, a side frame capable of securing watertightness and robustness against vibration/shock and compression is applied, and a cooling block made of aluminum and a lower portion of the steel material are applied. It has the effect of increasing the cooling effect by the cooling block by fastening the panel and the lower cover by a method of bonding different materials.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 배터리 케이스의 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스의 사시도,
도 4는 종래 배터리 케이스의 사시도,
도 5a는 도 4의 A부분의 사시도,
도 5b는 종래 배터리 케이스의 모서리 부분의 사시도,
도 5c는 도 5b의 B-B 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스의 사시도,
도 7은 도 6의 C-C 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사이드 보강부의 단면도,
도 9a는 도 7의 D부분 단면도,
도 9b는 도 7의 E부분 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스의 사시도,
도 11은 도 10의 F부분 단면도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하부패널과 쿨링블록의 분해 사시도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하부패널과 쿨링블록의 사시도,
도 14는 도 13의 부분 단면도를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is limited to the matters described in such drawings. It is limited and should not be interpreted.
1 is an exploded perspective view of a conventional battery case,
2 is an exploded perspective view of a steel type applied battery case according to an embodiment of the present invention,
3 is a perspective view of a steel type applied battery case according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention,
4 is a perspective view of a conventional battery case,
5A is a perspective view of part A of FIG. 4;
5B is a perspective view of a corner portion of a conventional battery case,
5C is a cross-sectional view taken along BB in FIG. 5B,
6 is a perspective view of a steel type applied battery case according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention,
7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6;
8 is a cross-sectional view of a side reinforcement portion according to an embodiment of the present invention,
9A is a cross-sectional view of part D of FIG. 7;
9B is a cross-sectional view of part E of FIG. 7;
10 is a perspective view of a steel type applied battery case according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention,
11 is a cross-sectional view of part F of FIG. 10;
12 is an exploded perspective view of a lower panel and a cooling block according to an embodiment of the present invention,
13 is a perspective view of a lower panel and a cooling block according to an embodiment of the present invention,
14 is a partial cross-sectional view of FIG. 13.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Therefore, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include a change in form generated according to the manufacturing process. For example, an area shown at a right angle may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of regions illustrated in the drawings are for exemplifying a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, a number of specific contents have been prepared to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not largely related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in describing the invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)의 구성에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)의 분해 사시도를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)의 사시도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)는 배터리 모듈(20)과, 이러한 배터리 모듈(20)의 상측에 배치되며 스틸로 구성되는 상부패널(10)과, 배터리 모듈(20)의 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부패널(30)과, 이러한 하부패널(30)의 하측에 배치되며 알루미늄으로 구성되는 쿨링블록(50)과, 이러한 쿨링블록(50) 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부커버(60) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. Hereinafter, a configuration of a steel type applied battery case 100 according to an embodiment of the present invention will be described. First, FIG. 2 is an exploded perspective view of a steel type applied battery case 100 according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view showing a steel type applied battery case 100 according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the steel-type battery case 100 according to the embodiment of the present invention includes a battery module 20 and an upper panel 10 disposed above the battery module 20 and made of steel. ), a lower panel 30 disposed under the battery module 20 and composed of steel, a cooling block 50 disposed under the lower panel 30 and composed of aluminum, and such a cooling block ( 50) It can be seen that it is disposed on the lower side and includes a lower cover 60 made of steel.

본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)는 종래 배터리 케이스(1)와 대비하여 하부패널(30)과, 하부커버(60)가 알루미늄 재질로 구성됨을 알 수 있다. It can be seen that the steel type applied battery case 100 according to an embodiment of the present invention has a lower panel 30 and a lower cover 60 made of aluminum compared to the conventional battery case 1.

도 4는 종래 배터리 케이스(1)의 사시도를 도시한 것이고, 도 5a는 도 4의 A부분의 사시도를 도시한 것이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 종래 배터리 케이스(1)의 상부패널(10)은 0.7t의 두께로 스틸로 구성되며, 하부패널(30)은 압출재 적용 알루미늄 판재로 구성되며 MIG 용접을 통해 접합된다. 또한, 쿨링블록(50)은 사이드 보강부(40)에 “ㄴ”자 구조에 하단에서 전주용접(수밀방지)되며, 알루미늄 소재로 구성되는 쿨링블록(50) 하단에 알루미늄 소재로 구성되는 하부커버(60)가 단락용접으로 접합되어진다. 4 is a perspective view showing a conventional battery case 1, and FIG. 5A is a perspective view of portion A of FIG. 4. As shown in FIG. 5A, the upper panel 10 of the conventional battery case 1 is made of steel with a thickness of 0.7t, and the lower panel 30 is made of an extruded aluminum plate and joined through MIG welding. . In addition, the cooling block 50 is electro-welded (watertight prevention) from the bottom to the “b”-shaped structure on the side reinforcement part 40, and the lower cover made of aluminum material at the bottom of the cooling block 50 made of aluminum (60) is joined by short-circuit welding.

도 5b는 종래 배터리 케이스(1)의 모서리 부분의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 5c는 도 5b의 B-B 단면도를 도시한 것이다. 또한, 종래 배터리 케이스(1)는 모서리 부분에 MIG, MAG 용접을 적용하게 됨으로써 용접 비드의 발생에 의한 후가공을 해야하는 단점이 존재한다. 5B is a perspective view showing a corner portion of a conventional battery case 1. And FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 5B. In addition, since the conventional battery case 1 applies MIG and MAG welding to the corners, there is a disadvantage of having to perform post-processing due to the generation of welding beads.

본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)는 상부패널(10)과, 하부패널(30), 사이드보강부(40), 하부커버(60) 모두 스틸 재질로 구성된다. 구체적으로 80 ~ 120K급 초고장력 강판을 롤포밍, 스탬핑하여 제조된다. 또한, 이러한 부재들의 접합방법은 아크용접, 점용접(P)+실러를 통해 결합되며, 이종소재인 쿨링블록(50)과 하부패널(30)과 하부커버(60) 간에는 수밀볼트(3)에 의해 체결되게 된다. The steel-type battery case 100 according to an embodiment of the present invention is made of a steel material including the upper panel 10, the lower panel 30, the side reinforcement part 40, and the lower cover 60. Specifically, it is manufactured by roll forming and stamping an 80-120K class ultra-high tensile steel sheet. In addition, the bonding method of these members is combined through arc welding, spot welding (P) + sealer, and between the cooling block 50 and the lower panel 30 and the lower cover 60, which are heterogeneous materials, to the watertight bolt 3 It is concluded by

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 7은 도 6의 C-C 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사이드 보강부(40)의 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 9a는 도 7의 D부분 단면도를 도시한 것이며, 도 9b는 도 7의 E부분 단면도를 도시한 것이다. 6 is a perspective view showing a steel type applied battery case 100 according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention. And FIG. 7 is a cross-sectional view taken along C-C of FIG. 6. And Figure 8 shows a cross-sectional view of the side reinforcement portion 40 according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 9A is a cross-sectional view of part D of FIG. 7, and FIG. 9B is a cross-sectional view of part E of FIG. 7.

도 7에 도시된 바와 같이, 상부패널(10)과 상기 하부패널(30) 사이 양측단에는 기본적으로 스틸 소재로 구성되는 ‘ㄷ’단면을 갖는 사이드 보강부(40)가 구비됨을 알 수 있다. As shown in FIG. 7, it can be seen that side reinforcement parts 40 having a'C' cross-section made of steel are basically provided at both ends between the upper panel 10 and the lower panel 30.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(20)과 하부패널(30) 사이에 전열패드(51)가 구비되어, 배터리 모듈(20)의 열이 쿨링블록(50)으로 잘 전도되도록 구성된다. 이러한 전열패드(51)는 본 발명의 실시예에서는 2.5t 두께의 열계면소재 TIM(Thermal Interface Material)으로 구성될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 7, a heat transfer pad 51 is provided between the battery module 20 and the lower panel 30, so that heat of the battery module 20 is well conducted to the cooling block 50. . In the embodiment of the present invention, the heat transfer pad 51 may be made of a thermal interface material (TIM) having a thickness of 2.5t.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 쿨링블록(50)과 하부커버(60) 사이에는 단열패드(61)가 구비되어, 쿨링블록(50)과 하부커버(60) 사이에 단열기능을 하도록 구성될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 7, an insulation pad 61 is provided between the cooling block 50 and the lower cover 60 to perform an insulation function between the cooling block 50 and the lower cover 60 Can be.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)는, 스틸 소재로 구성된 사이드 보강부(40) 하단과, 알루미늄 소재로 구성된 쿨링블록(50)과, 스틸 소재로 구성된 하부패널(30)은 수밀볼트(3)에 의해 서로 체결되게 됨을 알 수 있다. And, as shown in Figure 7, the steel type applied battery case 100 according to the embodiment of the present invention, the lower side of the side reinforcement portion 40 made of a steel material, a cooling block 50 made of an aluminum material, It can be seen that the lower panels 30 made of steel are fastened to each other by the watertight bolts 3.

보다 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 사이드 보강부(40)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상단사이드패널(41)과, 측면패널(42)과, 120K 롤포밍, 프레스 성형에 의해 제조되는 상부사이드보강재(43)와, 중단사이드보강재(44)와, 하부사이드보강재(45)와, 마일드, 스탬핑에 의한 하단사이드패널(46)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. More specifically, the side reinforcement part 40 according to the embodiment of the present invention is used in the upper side panel 41, the side panel 42, and 120K roll forming, press forming, as shown in FIGS. 7 and 8. It can be seen that it comprises an upper side stiffener 43, a middle side stiffener 44, and a lower side stiffener 45, and a lower side panel 46 by mild and stamping.

그리고, 상단사이드패널(41)은 상부 패널 측단 하측에 구비되며, 측면패널(42)의 상부측은 상단사이드패널(41)과 접촉되며 측면패널(42)의 하부측은 하부커버(60)에 접촉되고 평면방향은 수직방향으로 구성된다. In addition, the upper side panel 41 is provided under the upper panel side end, the upper side of the side panel 42 is in contact with the upper side panel 41, and the lower side of the side panel 42 is in contact with the lower cover 60, and The plane direction consists of a vertical direction.

또한, 상부사이드보강재(43)의 상단측은 측면패널(42)의 상단측과 접촉되고, 하단단부는 중단사이드보강재(44) 중단 일측과 접촉되게 된다. 또한, 중단사이드보강재(44)는 일측 끝단이 측면패널(42) 중단에 접촉되고 중단 일측은 상부사이드보강재(43) 하단측에 접촉되며 타측 끝단부는 하단사이드보장재와 접촉되도록 구성된다. 또한, 상부사이드보강재의 타측끝단은 중단사이드보강재(44) 타측끝단과 접촉되고, 일측 끝단은 측면패널(42) 하부측과 접촉되도록 구성된다. 그리고 하단사이드패널(46)은 하부패널(30)의 상측에 배치되며 타측 끝단이 측면패널(42) 하단과 하부커버(60) 사이에 접촉되도록 구성된다. In addition, the upper side of the upper side stiffener 43 is in contact with the upper end of the side panel 42, and the lower end is brought into contact with the middle side of the middle side stiffener 44. In addition, the middle side stiffener 44 is configured such that one end of the middle side is in contact with the side panel 42, the middle one side is in contact with the lower end of the upper side stiffener 43, and the other end of the middle side is in contact with the lower side stiffener. In addition, the other end of the upper side stiffener is in contact with the other end of the middle side stiffener 44, and one end is configured to contact the lower side of the side panel 42. Further, the lower side panel 46 is disposed on the upper side of the lower panel 30 and the other end is configured to contact between the lower end of the side panel 42 and the lower cover 60.

그리고 도 7 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 상부패널(10) 측단하측과 상단사이드패널(41)과 측면패널(42) 상부측과 상부사이드보강재 상단측 접촉면은 볼트(2)에 의해 체결됨을 알 수 있다. And, as shown in Figures 7 and 9a, the upper panel 10, the lower side of the side, the upper side panel 41 and the side panel 42, the upper side and the upper side contact surface of the upper side stiffener is fastened by bolts (2). Able to know.

그리고 도 7 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 스틸소재로 구성되는 하단사이드패널(46)과, 스틸소재로 구성되는 하부패널(30)과 알루미늄 소재로 구성되는 쿨링블록(50)은 수밀볼트(3)에 의헤 체결되어짐을 알 수 있다. And, as shown in FIGS. 7 and 9B, the lower side panel 46 made of a steel material, the lower panel 30 made of a steel material, and the cooling block 50 made of an aluminum material are watertight bolts ( It can be seen that it is fastened by 3).

또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상부사이드보강재(43) 하단부와 중단사이드보강재(44)의 중단부가 접촉되는 접촉면은 실러와 점용접(P)에 의해 결합되어짐을 알 수 있다. In addition, as shown in Figs. 7 and 8, it can be seen that the contact surface to which the lower end of the upper side stiffener 43 and the middle part of the middle side stiffener 44 are in contact is coupled by a sealer and spot welding (P).

그리고 중단사이드보강재(44)의 타측끝단부와 하부사이드보강재(45)의 타측끝단부 간의 접촉면 역시 실러와 점용접(P)에 의해 결합되어 진다. 또한 측면패널(42) 중단부와 중단사이드보강재(44)의 일측끝단부 간의 접촉면, 및 상부사이드보강재 일측 끝단부와 측면패널(42) 하단부와 하단사이드패널(46)과 하부커버(60) 간의 접촉면 역시 실러와 점용접(P)되게 된다. And the contact surface between the other end of the middle side stiffener 44 and the other end of the lower side stiffener 45 is also joined by a sealer and spot welding (P). In addition, the contact surface between the side panel 42, the middle portion and one end of the middle side stiffener 44, and between one end of the upper side stiffener and the lower end of the side panel 42 and the lower side panel 46 and the lower cover 60 The contact surface is also spot welded (P) with the sealer.

또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 측면패널(42)과 하단사이드패널(46) 간의 모서리부에는 실러 및 접착제가 도포되어지게 됨을 알 수 있다. In addition, as shown in FIG. 9B, it can be seen that a sealer and an adhesive are applied to the corners between the side panel 42 and the lower side panel 46.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 스틸 타입 적용 배터리 케이스(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 11은 도 10의 F부분 단면도를 도시한 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 전방과 후방 역시 사이드 보강부가 구비되게 됨을 알 수 있다. 이러한 전, 후방 사이드 보강부는 전,후방 사이드보강재(47)와 측면패널(42)과 하단사이드패널(46)을 포함하여 구성될 수 있다. 10 is a perspective view showing a steel type applied battery case 100 according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention. And FIG. 11 is a cross-sectional view of part F of FIG. 10. As shown in FIG. 10, it can be seen that the front and rear side reinforcement portions are also provided. These front and rear side reinforcements may include front and rear side reinforcements 47, side panels 42, and lower side panels 46.

또한, 60K 프레스 성형된 전,후방 사이드보강재(47)의 상단부와 60K 프레스 성형된 측면패널(42) 간의 접촉면은 도 11에 도시된 바와 같이, 실러와 점용접(P)되어 결합되고, 측면패널(42)의 하단부와 전,후방 사이드보강재의 하단부와 하단사이드패널(46) 간의 접촉면 역시 실러와 점용접(P)되어 결합됨을 알 수 있다. In addition, the contact surface between the upper end of the 60K press-formed front and rear side stiffeners 47 and the 60K press-formed side panel 42 is bonded by spot welding (P) with a sealer, as shown in FIG. It can be seen that the contact surface between the lower end of 42 and the lower end of the front and rear side stiffeners and the lower side panel 46 is also combined by spot welding (P) with the sealer.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하부패널(30)과 쿨링블록(50)의 분해 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하부패널(30)과 쿨링블록(50)의 사시도를 도시한 것이다. 또한, 도 14는 도 13의 부분 단면도를 도시한 것이다. 12 is an exploded perspective view of the lower panel 30 and the cooling block 50 according to an embodiment of the present invention. And FIG. 13 is a perspective view showing the lower panel 30 and the cooling block 50 according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 14 is a partial cross-sectional view of FIG. 13.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하부패널(30)에는 복수의 장착홈(31)이 형성되어 짐을 알 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 스틸 재질 특성에 따른 냉각성능 저하를 방지하기 위하여 하부패널(30)에 복수의 장착홈(31)을 형성하여 이러한 장착홈(31)에 쿨링블록(50)을 면접촉시키게 됨으로써 배터리 모듈(20)에서 발생된 열에 대한 냉각성능을 최대화할 수 있도록 구성된다. 또한, 이러한 쿨링블록(50)과 하부패널(30)은 본딩과 볼트에 의해 체결되도록 구성된다. 12 to 14, it can be seen that a plurality of mounting grooves 31 are formed in the lower panel 30 according to the embodiment of the present invention. In an embodiment of the present invention, a plurality of mounting grooves 31 are formed in the lower panel 30 in order to prevent a decrease in cooling performance according to the characteristics of the steel material, so that the cooling block 50 is in surface contact with the mounting grooves 31. As a result, it is configured to maximize cooling performance for heat generated from the battery module 20. In addition, the cooling block 50 and the lower panel 30 are configured to be fastened by bonding and bolts.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the above-described apparatus and method are not limitedly applicable to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each of the embodiments may be selectively combined so that various modifications can be made. It can also be configured.

1:종래 배터리 케이스
2:볼트
3:수밀볼트
10:상부패널
20:배터리모듈
30:하부패널
31:장착홈
40:사이드보강부
41:상단사이드패널
42:측면패널
43:상부사이드보강재
44:중단사이드보강재
45:하부사이드보강재
46:하단사이드패널
47:전,후방사이드보강재
50:쿨링블록
51:전열패드
60:하부커버
61:단열패드
100:스틸 타입 적용 배터리 케이스
P:점용접1: Conventional battery case
2: bolt
3: Watertight bolt
10: upper panel
20: battery module
30: lower panel
31: mounting groove
40: side reinforcement part
41: top side panel
42: side panel
43: upper side stiffener
44: Interrupted side stiffener
45: lower side stiffener
46: bottom side panel
47: front and rear side stiffeners
50: cooling block
51: heat transfer pad
60: lower cover
61: insulation pad
100: steel type applied battery case
P: Spot welding

Claims (7)

배터리 케이스에 있어서,
배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 상측에 배치되며 스틸로 구성되는 상부패널; 상기 배터리 모듈의 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부패널; 상기 하부패널의 하측에 배치되어 상기 배터리 모듈을 냉각하기 위해 구성되는 쿨링블록; 상기 쿨링블록 하측에 배치되며 스틸로 구성되는 하부커버; 상기 배터리 모듈과 상기 하부패널 사이에 구비되어 상기 배터리 모듈의 열이 상기 쿨링블록으로 전도되도록 하는 전열패드; 및 상기 상부패널과 상기 하부패널 사이 양측단에 구비되는 스틸로 구성되는 사이드 보강부를 포함하고,
상기 사이드 보강부는, 상기 상부패널 측단 하측에 구비되는 상단사이드패널과, 상부측이 상기 상단사이드패널과 접촉되며 하부측은 상기 하부커버에 접촉되고 평면방향이 수직방향을 갖는 측면패널과, 상단측이 상기 측면패널과 접촉되는 상부사이드보강재와, 일측 끝단이 상기 측면패널 중단에 접촉되고 중단 일측은 상기 상부사이드보강재 하단측에 접촉되는 중단사이드보강재와, 타측끝단이 상기 중단사이드보강재 타측끝단과 접촉되고 일측 끝단은 상기 측면패널 하부측과 접촉되는 하부사이드보강재와, 상기 하부패널의 상측에 배치되며 타측 끝단은 상기 측면패널 하단과 상기 하부커버 사이에 접촉되는 하단사이드패널을 포함하며,
상기 상부패널 측단하측과 상기 상단사이드패널과 상기 측면패널 상부측과 상기 상부사이드보강재 상단측 접촉면은 볼트에 의해 체결되고, 수밀볼트는 상기 하단사이드패널과 상기 하부패널과 상기 쿨링블록을 체결하며,
상기 상부사이드보강재와 상기 중단사이드보강재의 접촉면, 상기 중단사이드보강재와 상기 하부사이드보강재의 접촉면, 상기 측면패널과 상기 중단사이드보강재의 접촉면, 및 상기 하부사이드보강재와 상기 측면패널과 상기 하단사이드패널과 상기 하부커버의 접촉면은 점용접되고,
상기 측면패널과 상기 하단사이드패널 간의 모서리부에는 실러 및 접착제가 도포되며,
상기 하부패널의 상면에는 복수의 쿨링블록 장착홈이 형성되며, 상기 쿨링블록은 상기 장착홈에 면접촉되며 본딩과 볼트에 의해 상기 하부패널에 체결되는 것을 특징으로 하는 스틸 타입 적용 배터리 케이스.In the battery case,
Battery module; An upper panel disposed on the upper side of the battery module and made of steel; A lower panel disposed under the battery module and made of steel; A cooling block disposed under the lower panel and configured to cool the battery module; A lower cover disposed under the cooling block and made of steel; A heat transfer pad provided between the battery module and the lower panel to conduct heat from the battery module to the cooling block; And a side reinforcing part made of steel provided at both ends between the upper panel and the lower panel,
The side reinforcement part includes an upper side panel provided below a side end of the upper panel, an upper side in contact with the upper side panel, a lower side in contact with the lower cover, and a side panel having a vertical direction in a plane direction, and an upper side. An upper side stiffener in contact with the side panel, one end of which is in contact with the middle of the side panel, and one end of the middle is in contact with the lower end of the upper side stiffener, and the other end is in contact with the other end of the middle side stiffener. One end includes a lower side stiffener in contact with the lower side of the side panel, and a lower side panel disposed on the upper side of the lower panel, and the other end thereof is in contact between the lower side of the side panel and the lower cover,
The upper side of the upper panel and the upper side panel, the upper side of the side panel, and the contact surface of the upper side of the upper side stiffener are fastened by bolts, and the watertight bolt fastens the lower side panel and the lower panel to the cooling block,
A contact surface between the upper side stiffener and the middle side stiffener, a contact surface between the middle side stiffener and the lower side stiffener, a contact surface between the side panel and the middle side stiffener, and the lower side stiffener and the side panel and the lower side panel The contact surface of the lower cover is spot welded,
A sealer and an adhesive are applied to the corner between the side panel and the lower side panel,
A plurality of cooling block mounting grooves are formed on the upper surface of the lower panel, and the cooling block is in surface contact with the mounting groove and is fastened to the lower panel by bonding and bolts. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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