KR102494984B1 - Battery case for electric vehicles and its manufacturing methods - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기자동차용 배터리 케이스에 관한 것으로서, 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판재를 준비하여, 소정의 크기로 전개된 배터리 케이스의 외형을 절단하여 배터리 케이스 판재를 제조하는 블랭킹공정과 상기 블랭킹공정으로 제조된 배터리 케이스 판재의 장측편에는 보강을 위한 2개의 돌출부가 형성되고, 포밍하는 공정으로 사각관체로 형성한 후, 양쪽 단측편의 내측에는 보조판을 접착하여 구성된 것이며, 포밍가공에 의하면, 압출에 비하여 두께를 얇게 하여도 변형을 방지할 수 있어 전기자동차용 배터리 케이스의 경량화와 원자재 비용절감 및 품질을 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a battery case for an electric vehicle, which is manufactured by a blanking process of preparing an aluminum plate having a predetermined thickness and cutting the outer shape of the battery case developed to a predetermined size to manufacture the battery case plate and the blanking process. Two protrusions for reinforcement are formed on the long side of the battery case plate, and after forming into a square tube in the forming process, auxiliary plates are attached to the inside of both short sides. According to the forming process, compared to extrusion, Even if the thickness is thin, deformation can be prevented, which has the effect of reducing the weight of the battery case for an electric vehicle, reducing raw material costs, and improving quality.
Description
본 발명은 전기자동차용 배터리 케이스 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차에서 핵심부품이라 할 수 있는 배터리셀을 보호하는 배터리 케이스의 생산성 향상과 경량화 할 수 있는 구조를 갖는 전기자동차용 배터리 케이스와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery case for an electric vehicle and a method for manufacturing the same, and more particularly, for an electric vehicle having a structure capable of improving productivity and reducing weight of a battery case that protects a battery cell, which is a core component in an electric vehicle. It relates to a battery case and its manufacturing method.
주지하는 바와 같이 자동차의 엔진을 구동하는 주된 연료인 휘발유, 경유와 같은 화석연료를 사용하면, 엔진에서 연소하는 과정에서 동력을 발생함과 동시에 이산화탄소를 배출하고 이렇게 배출되는 이산화탄소는 지구온난화에 의한 기후변화의 원인이 되어 전세계적으로 이산화탄소 배출을 규제하고 있다.As is well known, when fossil fuels such as gasoline and diesel, which are the main fuels for driving the engine of a vehicle, are used, power is generated in the process of combustion in the engine and carbon dioxide is emitted at the same time. The change is regulating carbon dioxide emissions worldwide.
그래서 자동차를 구동시키는 엔진분야에서도 화석연료를 조금이라도 대체할 수 있는 엔진과 구동모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)와, 배터리의 전기로 모터를 구동시켜 자동차를 주행하게 하는 전기자동차(Electric Vehicle, EV)가 개시되고 있다.So, even in the field of engines that drive cars, hybrid electric vehicles (HEVs) that run with engines and drive motors that can replace fossil fuels even a little, and electric cars that drive cars by driving motors with electricity from batteries. (Electric Vehicle, EV) is being disclosed.
상기한 전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와 상기 구동모터를 구동시키는 에너지원으로 전력을 공급하는 축전수단으로서 니켈-수소, 리튬-폴리머 계열의 배터리가 사용되고 있다.In the electric vehicle (EV) described above, nickel-hydrogen and lithium-polymer batteries are used as a power storage means for supplying electric power as a drive motor for driving the vehicle and an energy source for driving the drive motor.
상기한 배터리는 배터리 모듈 복수 개가 직렬 또는 병렬로 조합된 배터리 팩으로 구성되어 배터리 케이스에 수납된 상태에서 전기 자동차에 장착된다.The battery is composed of a battery pack in which a plurality of battery modules are combined in series or in parallel, and is mounted in an electric vehicle while being accommodated in a battery case.
상기한 배터리 케이스는 알루미늄으로 제조되는데, 그 제조과정을 살펴보면, 알루미늄 빌렛을 소정의 형성으로 구성된 압출다이를 통해서 사각관체형으로 압출한 후, 소정의 길이로 절단하고 절단된 양쪽면을 기계적인 연삭가공 및 디버링가공을 통해서 제조하였는데 배터리 케이스의 두께가 얇고 면적이 넓기 때문에 절삭가공시에 변형 및 떨림, 코너의 직각가공 등 가공이 난이하여 생산성이 떨어지는 관계로 제조원가가 많이 소요되는 단점이 있다.The battery case described above is made of aluminum. Looking at the manufacturing process, an aluminum billet is extruded into a rectangular tubular shape through an extrusion die configured in a predetermined shape, then cut into a predetermined length, and both sides of the cut are mechanically ground. It was manufactured through machining and deburring, but since the thickness of the battery case is thin and the area is wide, it is difficult to process such as deformation and vibration during cutting, right angle machining of corners, etc.
상기와 같이 배터리 케이스의 두께가 얇은 점에 의해서 발생하는 단점을 해결하기 위하여 두껍게 압출할 수밖에 없기 때문에 배터리의 경량화에 역행하는 동시에 그에 따른 원자재 비용이 많이 소요되는 등의 문제가 있다.As described above, since the battery case has no choice but to be thickly extruded in order to solve the disadvantages caused by the thinness of the battery case, there is a problem that the battery is counterweighted and raw material costs are high accordingly.
또, 압출다이를 통해서 사각관체형으로 배터리 케이스를 구성하는 장측편과 단측편의 두께를 다르게 압출하는 경우에는 압출 후 냉각되는 과정에서 전체적으로 비틀림에 의한 변형이 발생하기 때문에 배터리 케이스의 품질이 떨어지는 문제가 있다.In addition, in the case of extruding different thicknesses of the long side and the short side constituting the battery case in the form of a square tubular body through an extrusion die, deformation due to torsion occurs as a whole during the cooling process after extrusion, which is a problem in which the quality of the battery case deteriorates. there is
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판재를 사용하여 블랭킹과 포밍하고 보조판을 추가로 접착하는 구조에 의해서 제조된 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery case manufactured by blanking and forming using an aluminum plate having a predetermined thickness and additionally bonding an auxiliary plate.
상기와 같이 구성된 배터리 케이스를 간편하고 능률적으로 제조할 수 있고, 변형을 방지하고 경량화할 수 있는 전기자동차용 배터리 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a battery case for an electric vehicle that can conveniently and efficiently manufacture a battery case configured as described above, and can prevent deformation and reduce weight.
상기 목적을 달성하기 위한 전기자동차용 배터리 케이스는 외형이 사각관체로 형성되고 연결부는 걸림홈과 걸림편으로 상호 교합되어 구성되어 있고, 일측 장측편에는 2개의 돌출부가 구비되고 양쪽 단측편의 내측에는 보조판이 접착되어 양쪽 연결부 쪽에 보조판은 걸림홈과 걸림편 사이에 틈새를 밀폐하여 기밀이 유지되도록 구성된 것이 본 발명에 특징이다.A battery case for an electric vehicle to achieve the above object has an external shape formed of a square tubular body, and a connecting portion is configured by interlocking a locking groove and a locking piece, and has two protrusions on one long side and on the inside of both short sides. The feature of the present invention is that the auxiliary plate is attached to both connecting parts to seal the gap between the locking groove and the locking piece so that airtightness is maintained.
상기한 전기자동차용 배터리 케이스의 제조방법은, 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판재를 준비하여, 소정의 크기로 전개된 배터리 케이스의 외형을 절단하여 배터리 케이스 판재를 제조하는 블랭킹공정과 상기 블랭킹공정으로 제조된 배터리 케이스 판재의 장측편에는 보강을 위한 2개의 돌출부가 형성되고, 포밍하는 공정으로 사각관체로 형성한 후, 양쪽 단측편의 내측에는 보조판을 접착하는 방법으로 제조되는 것을 포함하는 것이 본 발명에 특징이다.The method for manufacturing the battery case for an electric vehicle described above includes a blanking process of preparing an aluminum plate having a predetermined thickness and cutting the outer shape of the battery case developed to a predetermined size to manufacture the battery case plate and the blanking process. Two protrusions for reinforcement are formed on the long side of the battery case plate, formed into a square tube in a forming process, and then an auxiliary plate is attached to the inside of both short side pieces. characteristic.
본 발명에 의한 전기자동차용 배터리 케이스의 제조방법에 의하면, 알루미늄 판재를 포밍가공을 통해서 배터리 케이스를 제조하기 때문에 가공성이 우수하여 생산성을 향상시키는 효과가 있다.According to the method of manufacturing a battery case for an electric vehicle according to the present invention, since the battery case is manufactured through forming of an aluminum plate material, workability is excellent and productivity is improved.
또, 포밍가공에 의하면, 압출에 비하여 두께를 얇게 하여도 변형을 방지할 수 있어 전기자동차용 배터리 케이스의 경량화와 원자재 비용절감 및 품질을 향상시키는 효과가 있다. In addition, according to the forming process, deformation can be prevented even if the thickness is reduced compared to extrusion, and there is an effect of reducing the weight of the battery case for an electric vehicle, reducing raw material costs, and improving quality.
또한, 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판재를 사용하여 블랭킹과 포밍하고 보조판을 추가로 접착하는 구조에 의해서 제조되기 때문에 두께를 얇게 하여도 변형을 방지할 수 있어 전기자동차용 배터리 케이스의 품질을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since it is manufactured by using an aluminum plate having a predetermined thickness for blanking and forming and additionally bonding an auxiliary plate, deformation can be prevented even when the thickness is thin, thereby improving the quality of the battery case for an electric vehicle. there is
도 1은 본 발명에 의한 배터리 케이스의 전개도
도 2는 본 발명에 의한 배터리 케이스의 단계별 성형상태를 보인 측면도
도 3은 본 발명에 의한 배터리 케이스의 단계별 성형상태를 보인 사시도
도 4는 본 발명에 의한 배터리 케이스의 사시도1 is an exploded view of a battery case according to the present invention
Figure 2 is a side view showing a step-by-step forming state of the battery case according to the present invention
Figure 3 is a perspective view showing a step-by-step forming state of the battery case according to the present invention
4 is a perspective view of a battery case according to the present invention
본 발명에 의한 전기자동차용 배터리 케이스 및 그의 제조방법에 대하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.A detailed look at a battery case for an electric vehicle and a manufacturing method thereof according to the present invention are as follows.
이하, 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 구성 실시 예를 설명함에 있어 본 발명의 기술적 사상을 본 문서에 기재된 실시 예에 기재된 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents) 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Hereinafter, in describing preferred configuration embodiments for implementing the present invention, the technical spirit of the present invention is not intended to be limited to the embodiments described in the embodiments described in this document, and various modifications and equivalents of the embodiments of the present invention It will be understood to include equivalents and/or alternatives.
아울러, 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.In addition, even if the operational effects according to the configuration of the present invention are not explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.
본 발명에 의한 배터리 케이스(10)는 외형이 사각관체로 형성되고 양쪽 연결부는 걸림홈(12)과 걸림편(13)으로 상호 교합되어 구성되어 있으며, 일측 장측편(14)에는 보강을 위한 2개의 돌출부(14-1)가 구비되고, 장측편과 연결되는 양쪽 단측편(15)의 내측에는 보조판(15-1)이 각각 접착되어 있는데, 상기 양쪽 단측편(15)의 내측에 접착된 보조판(15-1)은 스폿용접 또는 강력접착제에 의해서 접착되어 양쪽 연결부 쪽에 보조판은 걸림홈(12)과 걸림편(13) 사이에 틈새를 밀폐하여 기밀이 유지되도록 구성된다.The
상기와 같이 외형이 사각관체로 구성된 배터리 케이스(10)에 의하면, 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판재를 사용하여 블랭킹가공과 포밍가공을 하고 보조판을 추가로 접착하는 구조에 의해서 제조되기 때문에 배터리 케이스(10)를 전체적으로 두께를 얇게 제조할 수 있어 경량화에 기여할 수 있으며, 또, 단측편과 장측편의 두께가 다른 배터리 케이스(10)를 제조하는 경우에도 배터리 케이스(10)의 변형을 방지할 수 있는 것이다.As described above, according to the
특히, 배터리 케이스(10)를 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판재를 사용하여 블랭킹가공과 포밍가공을 하게 되면, 압출된 배터리 케이스에 비하여 정확한 규격으로 제조할 수 있고, 배터리 케이스(10)의 코너가 이루는 각도를 정밀하고 정확하게 가공할 수 있기 때문에 배터리 케이스 내부에 배터리셀을 넣고 배터리 케이스와 사이드커버(11)을 정확하게 밀착시켜 완벽하게 레이져용접을 할 수 있는 것이다.In particular, when the
상기와 같이 구성된 배터리 케이스(10)의 원재료는 알루미늄이며, 이러한 배터리 케이스(10)의 제조방법을 살펴본다.The raw material of the
먼저, 알루미늄 원재료의 선택은, 내식성, 용접성(레이져용접), 성형성, 강도를 감안하여 선택하고, 성형방법은 냉간 프레스 가공 및 포밍가공이며, 알루미늄 판재의 두께는 종래 압출에 의한 배터리 케이스 보다 얇게 하여 소재를 절감하는 동시에 배터리 케이스의 경량화에 기여한다.First, the selection of aluminum raw material is selected in consideration of corrosion resistance, weldability (laser welding), formability, and strength, and the forming method is cold press processing and forming processing, and the thickness of the aluminum plate is thinner than that of battery cases by conventional extrusion. This reduces materials and contributes to the weight reduction of the battery case.
제 1공정1st process
배터리 케이스에 알맞은 두께를 갖는 알루미늄 판재를 준비하여, 블랭킹공정으로 소정의 크기로 전개된 배터리 케이스의 외형을 절단하여 전개된 배터리 케이스 판재(1)를 제조하는데, 상기 전개된 배터리 케이스 판재(1)의 양쪽 연결부에 각각의 걸림홈(12)과 걸림편(13)을 교대로 형성하되, 배터리 케이스로 포밍하였을 때 한쪽의 걸림편(13)을 맞은편 걸림홈(12)에 서로 결합되게 형성한다.An aluminum plate having a thickness suitable for the battery case is prepared, and the unfolded
제 1-1공정Step 1-1
배터리 케이스(10)의 단측편(15)에 접착할 보조판(15-1)으로 알맞은 두께를 갖는 알루미늄 판재를 준비하여, 블랭킹공정으로 보조판(15-1)을 절단하여 제조한다.The auxiliary plate 15-1 to be adhered to the
제 2공정2nd process
상기 블랭킹공정으로 가공된 배터리 케이스 판재(1)를 포밍가공에 의해서 배터리 케이스(10)로 성형시 장측편(14)에 2개의 돌출부(14-1)를 프레스 금형에 의해서 성형한다.When the
제 3공정3rd process
제 1공정 및 제 2공정에 의해서 전개되고 배터리 케이스 판재(1)로 배터리 케이스(10)를 성형시 장측편(14)에 2개의 돌출부(14-1)가 형성된 배터리 케이스 판재(1)를 포밍가공으로 도 2, 3에서 보는 바와 같이 단측편(15)의 연결부에 형성된 걸림홈(12)과 걸림편(13)이 맞물리기 직전까지 가절곡한다.Forming the
제 4공정4th process
상기 가절곡된 상태에서 프레스 금형에서 가압하여 연결부의 양쪽에 형성된 걸림홈(12)과 걸림편(13)이 서로 정밀하게 결합되도록 가압하는데, 특히 배터리 케이스(10)의 각 코너가 정확하게 직각이 되도록 제조한다.In the temporarily bent state, the press mold pressurizes the
제 5공정5th process
상기 제 4공정에 의해서 제조된 배터리 케이스(10)의 양쪽 단측편(15)의 내면에 제 1-1공정에 의해서 제조된 보조판(15-1)을 밀착시켜 스폿용접 또는 강력접착제로 양쪽 단측편(15)의 내면에 보조판(15-1)을 일체로 접착하여 걸림홈(12)과 걸림편(13) 사이에 틈새를 밀폐시켜 기밀이 유지되도록 한다The auxiliary plate 15-1 manufactured in the 1-1 process is closely adhered to the inner surface of both
제 6공정6th process
상기 공정에 의해서 완성된 전기자동차용 배터리 케이스(10)의 내부에 배터리셀을 넣고 배터리 케이스의 양단에 사이드커버(11)를 결합하여 레이져용접하는 것으로 전기자동차용 배터리가 완성된다.A battery for an electric vehicle is completed by inserting a battery cell into the
상기한 전기자동차용 배터리 케이스의 제조방법에 의해서 제조된 전기자동차용 배터리 케이스(10)는 외형이 사각관체로 형성되고 연결부는 걸림홈(12)과 걸림편(13)으로 상호 교합되어 있기 때문에 배터리 케이스(10)가 사각관체를 유지하는데 무리가 없을 뿐만 아니라, 특히 배터리 케이스(10)의 양쪽 단측편(15)의 내면에 보조판(15-1)이 접착되어 있기 때문에 견고한 상태를 유지할 수 있고, 양쪽 연결부 쪽에 보조판은 걸림홈(12)과 걸림편(13) 사이에 틈새를 밀폐하여 기밀을 유지할 수 있다.Since the
상기 배터리 케이스(10)는 알루미늄 판재를 블랭킹가공과 프레스가공 및 포밍가공으로 제조하기 때문에 알루미늄 판재로 제조된 경우에는 두께가 얇아도 변형을 방지할 수 있다.Since the
따라서, 종래 압출에 의해서 제조된 배터리 케이스와 비교해서 두께가 얇게 형성된 배터리 케이스를 제공하여 경량화와 원가를 절감할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to reduce weight and reduce cost by providing a battery case formed with a thin thickness compared to a battery case manufactured by conventional extrusion.
또한, 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판재를 사용하여 블랭킹과 포밍하고 보조판을 추가로 접착하는 구조에 의해서 제조되기 때문에 단측편과 장측편의 두께가 다른 배터리 케이스(10)를 제조하는 경우에도 두께 차이에 따른 변형을 방지할 수 있어 전기자동차용 배터리 케이스의 품질을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since it is manufactured by blanking and forming a structure using an aluminum plate having a predetermined thickness and additionally bonding an auxiliary plate, even when manufacturing the
1: 배터리 케이스 판재
10: 배터리 케이스
12: 걸림홈
13: 걸림편
14: 장측편
14-1: 돌출부
15: 단측편
15-1: 보조판1: battery case plate
10: battery case
12: catch groove
13: snag
14: long side
14-1: Protrusion
15: single side
15-1: Auxiliary board
Claims (2)
상기 배터리 케이스의 일측 장측편에는 2개의 돌출부가 성형되고, 장측편과 연결되는 양쪽 단측편의 내측에는 스폿용접 또는 강력접착제에 의해서 보조판이 각각 접착되어 양쪽 연결부 쪽에 보조판은 단측편 양쪽 연결부에 형성된 걸림홈과 걸림편 사이에 형성된 틈새를 밀폐하여 기밀이 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 케이스.The connecting parts on both sides of one side of the short side constituting the battery case having a rectangular tube shape are mutually interlocked with a locking groove and a locking piece,
Two protrusions are formed on one long side of the battery case, and auxiliary plates are attached to the inside of both short side pieces connected to the long side pieces by spot welding or a strong adhesive, so that the auxiliary plate on both sides of the connection part is formed on both short side connection parts. A battery case for an electric vehicle, characterized in that configured to maintain confidentiality by sealing a gap formed between the groove and the locking piece.
상기 제 1공정;의 블랭킹공정으로 가공된 배터리 케이스 판재를 포밍가공에 의해서 배터리 케이스로 성형시 장측편에 2개의 돌출부가 형성되도록 프레스 금형에 의해서 2개의 돌출부를 성형하는 제 2공정;
제 1공정; 및 제 2공정;에 의해서 전개되고 배터리 케이스로 성형시 장측편에 2개의 돌출부가 형성된 배터리 케이스 판재를 포밍가공으로 단측편의 연결부에 형성된 걸림홈과 걸림편이 맞물리기 직전까지 가절곡하는 제 3공정;
상기 가절곡된 상태에서 프레스 금형에서 가압하여 연결부의 양쪽에 형성된 걸림홈과 걸림편이 서로 정밀하게 결합되도록 가압하는 동시에 배터리 케이스의 각 코너가 직각이 되도록 제조하는 제 4공정;
상기 공정;에 의해서 제조된 배터리 케이스의 양쪽 단측편의 내면에 제 1-1공정;에 의해서 제조된 보조판을 밀착시켜 스폿용접 또는 강력접착제로 양쪽 단측편의 내면에 보조판을 일체로 접착하여, 연결부에 형성된 걸림홈과 걸림편 사이에 틈새를 밀폐하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 케이스의 제조방법.An aluminum plate having a thickness suitable for the battery case is prepared, and when the battery case developed to a predetermined size through the blanking process and the battery case is formed on both sides of the connection, the clamping piece on one side is prepared to be coupled to the hooking groove on the opposite side. Step 1; and a 1-1 step of preparing an aluminum plate having a thickness appropriate for the auxiliary plate of the battery case and cutting the auxiliary plate through a blanking process.
A second process of forming two protrusions by a press mold so that two protrusions are formed on the long side when the battery case plate processed in the blanking process of the first process is formed into a battery case by forming;
1st process; And the second process; A third process of tentatively bending the battery case plate material having two protrusions formed on the long side when molded into a battery case until just before the engaging groove formed on the connecting portion of the short side and the engaging piece engage with the forming process ;
A fourth step of pressurizing the press mold in the temporarily bent state so that the hooking grooves and the hooking pieces formed on both sides of the connecting part are precisely coupled to each other, and at the same time manufacturing each corner of the battery case to be at a right angle;
The auxiliary plate manufactured by step 1-1 is brought into close contact with the inner surfaces of both short side pieces of the battery case manufactured by the above process, and the auxiliary plate is integrally bonded to the inner surface of both short side pieces with spot welding or a strong adhesive. A method of manufacturing a battery case for an electric vehicle, characterized in that it comprises a; step of sealing the gap between the locking groove and the locking piece formed in.
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