KR20170068371A - 전기자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

전기자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 본 발명의 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법은 버스바 스트립에 평면가공을 수행하여 단자부 몸체들을 형성하는 단계, 단자부 몸체들을 제외한 버스바 스트립에 마스킹(masking)을 하는 단계, 단자부 몸체들을 도금하여 단자부들을 형성하는 단계, 마스킹된 버스바 스트립에 디마스킹(demasking)을 하는 단계, 단자부들이 포함된 버스바 스트립에 프레스(press) 가공을 수행하여 단자부들에 각각 연결된 연결부를 구비하는 제1 버스바들을 제조하는 단계, 버스바 스트립에서 제1 버스바들을 분리하는 단계를 포함한다.

Description

전기자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법{Busbar for electric automobiles and method of manufacturing the same}
본 발명은 버스바에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적인 특성이 균일하고, 부식을 방지하는 전기 자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 화석 연료의 고갈 문제와 화석 연료의 과다 사용으로 인한 대기 환경 오염 문제의 심각화에 따라 재생 가능한 신재생 에너지의 사용과 친환경적인 운송 수단에 대한 연구와 개발이 전세계적으로 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 친환경 운송 수단 중에 전기자동차는 운행 중에 대기오염 물질을 전혀 배출하지 않으며, 소음 공해 등을 유발하지 않으므로 전세계 자동차 메이커들이 앞다투어 시장에 출시하고 있다. 또한 세계 각국은 이러한 친환경 전기자동차의 보급과 원활한 이용을 위하여 전기자동차에 대한 개발을 진행하고 있다.
한편, 전기자동차는 배터리의 충전효율을 높이는 것이 가장 중요한 과제이며, 이러한 배터리 충전을 위한 버스바에 대한 관심도 높아지고 있다. 하지만 현재 제조되는 버스바들은 고정된 틀에서 제조함으로써 상황에 따라 변형이 어렵고, 전기적인 특성이 균일하지 않은 문제점이 있다.
따라서, 상황에 따라 배터리와 연결이 용이하고, 전기적인 특성이 균일한 버스바가 필요한 실정이다.
한국등록특허공보 제10-0897091호(2009.05.04.)
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 버스바의 단자부 표면 전체에 도금이 됨으로써 전기적인 특성이 균일하고, 부식을 방지하는 전기자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 릴투릴 방식을 이용하여 대량 생산성이 가능한 전기자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법은, 버스바 스트립에 평면가공을 수행하여 단자부 몸체들을 형성하는 단계, 상기 단자부 몸체들을 제외한 버스바 스트립에 마스킹(masking)을 하는 단계, 상기 단자부 몸체들을 도금하여 단자부들을 형성하는 단계, 상기 마스킹된 버스바 스트립에 디마스킹(demasking)을 하는 단계, 상기 단자부들이 포함된 버스바 스트립에 프레스(press) 가공을 수행하여 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부를 구비하는 제1 버스바들을 제조하는 단계, 상기 버스바 스트립에서 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계를 포함한다.
또한 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계 이후에 수행되는, 상기 분리된 제1 버스바들에 각각 제2 버스바를 용착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 버스바를 용착하는 단계는, 초음파 용접을 이용하여 용착하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 버스바는, 상기 용착되는 부분이 도금 또는 미도금되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계 이후에 수행되는, 상기 분리된 제1 버스바들을 초음파 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계는, 상기 단자부 몸체들에 각각 전기적인 접속이 되는 단자홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계는, 상기 단자부 몸체들에 단조가공을 수행하여 두께가 얇아지게 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단자부들을 형성하는 단계는, 니켈, 주석, 동, 금, 은 중 어느 하나의 금속으로 도금하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 버스바들을 제조하는 단계는, 상기 단자부들과 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부 사이에 단차가 형성되도록 절곡을 시켜 요철 형상의 단차부들을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계 및 상기 제1 버스바들을 제조하는 단계는, 상기 버스바 스트립의 일면에 코킹(caulking)을 수행하여 오목한 C 형상의 비드(bead)를 형성하고, 타면에서 상기 비드의 중심방향으로 절삭(cutting) 또는 펀칭(punching)을 수행하여 상기 버스바 스트립을 절단하거나, 상기 버스바 스트립을 절삭 또는 펀칭하여 절단하고, 상기 절단된 절단면에 코킹을 수행하여 오목한 C 형상의 비드를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계, 상기 마스킹을 하는 단계, 상기 단자부들을 형성하는 단계, 상기 디마스킹을 하는 단계, 상기 제1 버스바들을 제조하는 단계 및 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계 중 적어도 하나의 단계는, 릴투릴(real to real) 방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계, 상기 마스킹을 하는 단계, 상기 단자부들을 형성하는 단계, 상기 디마스킹을 하는 단계, 상기 제1 버스바들을 제조하는 단계 및 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계는, 인라인(in-line) 방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는, 알루미늄, 동, 주석, 철 중 어느 하나의 금속이 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 버스바 및 제2 버스바는, 서로의 두께가 다른 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는, 동종금속 또는 이종금속으로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 버스바는, 외부와 전기적인 접속이 되고, 표면에 도금층이 형성되는 제1 단자부와, 상기 제1 단자부에 연결되는 제1 연결부와, 상기 제1 단자부 및 상기 제1 연결부 사이에 단차가 형성되도록 절곡이 되는 제1 단차부를 형성하는 제1 버스바 및 상기 제1 연결부와 용착되는 제2 연결부와, 상기 제2 연결부와 연결되고, 단차가 형성되도록 절곡이 되는 제2 단차부를 형성하는 제2 버스바를 포함한다.
또한 상기 제2 버스바는, 상기 제2 연결부와 연결되고, 외부와 전기적인 접속이 되며, 표면에 도금층이 형성되는 제2 단자부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 버스바 제조장치는, 일단에 설치되어 버스바 스트립을 공급하는 공급릴, 타단에 설치되어 상기 공급릴에서 공급되는 버스바 스트립을 감는 수거릴 및 상기 공급릴과 상기 수거릴 사이에서 상기 버스바 스트립에 버스바들을 제조하여 분리하는 버스바 공정부를 포함하되, 상기 버스바 공정부는, 상기 공급릴에 이웃하게 설치되며, 상기 공급릴에서 제공되는 상기 버스바 스트립에 평면가공을 수행하여 단자부 몸체들을 형성하는 평면가공부, 상기 평면가공부에 이웃하게 설치되며, 상기 평면가공부를 통과한 상기 버스바 스트립 중 상기 단자부 몸체들을 제외한 버스바 스트립 부분에 마스킹을 하는 마스킹부, 상기 마스킹부에 이웃하게 설치되며, 상기 마스킹부를 통과한 상기 버스바 스트립의 단자부 몸체들을 도금하여 단자부들을 형성하는 도금부, 상기 도금부에 이웃하게 설치되며, 상기 도금부를 통과한 상기 버스바 스트립에 디마스킹을 하는 디마스킹부, 상기 디마스킹부에 이웃하게 설치되며, 상기 디마스킹부를 통과한 상기 버스바 스트립을 프레스 가공을 수행하여 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부를 구비하는 제1 버스바들을 제조하는 프레스 가공부 및 상기 프레스 가공부와 상기 수거릴 사이에 설치되며, 상기 프레스 가공부를 통과한 상기 버스바 스트립에서 상기 제1 버스바들을 분리하는 분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 프레스 가공부는, 상기 단자부들과 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부 사이에 단차가 형성되도록 절곡을 시켜 요철 형상의 단차부들을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수거릴은, 제1 버스바들이 제거되고 남은 버스바 스트립을 수거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 버스바 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 버스바의 단자부 표면 전체에 도금이 됨으로써 전기적인 특성이 균일하고, 부식을 방지할 수 있다.
또한 릴투릴 방식을 이용하여 대량 생산성이 가능하여 가격경쟁력을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2(a) 내지 도 2(g)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 버스바를 제조하는 순서를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 버스바 제조장치를 설명하기 하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 버스바는 버스바의 단자부 표면 전체에 도금이 됨으로써 전기적인 특성이 균일하고, 부식을 방지한다. 전기자동차용 버스바는 릴투릴(real to real) 방식을 이용하여 대량 생산성이 가능하며, 이를 통해 가격경쟁력을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 제1 버스바(100)는 대량으로 생산된 전기자동차용 버스바 중 하나의 버스바이다. 제1 버스바(100)는 제1 단자부(10), 제1 단차부(20) 및 제1 연결부(30)를 포함한다.
제1 단자부(10)는 외부와 전기적인 접속이 되는 제1 단자부 몸체와, 제1 단자부 몸체의 표면에 도금 처리가 되는 도금층(15)을 포함한다.
제1 단자부 몸체는 제1 단자홀(11)이 형성되어 배터리(미도시) 단자 또는 전기 전극 등과 전기적인 접속을 용이하게 한다. 제1 단자홀(11)은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 원형으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 단자홀(11)은 볼트(미도시)가 삽입되어 조여짐에 따라 배터리의 내부 또는 외부에 형성된 전극과 전기적인 접속이 이루어질 수 있다.
제1 단자부 몸체는 도금층(15)이 표면 전체에 형성된다. 즉, 제1 단자부 몸체는 절단면에도 도금처리가 되어 전기적인 특성을 균일하게 하고, 부식을 방지하여 품질에 대한 성능을 높인다.
제1 단차부(20)는 제1 단자부(10)와 연결되고, 단차가 형성되도록 절곡이 된다. 이 때, 단차는 계단 형상으로 절곡될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 연결부(30)는 제1 단차부(20)와 연결되고, 제1 단자부(10)와 제1 단차부(20)를 지지한다. 특히, 제1 연결부(30)는 제2 버스바가 용착되는 경우, 제2 버스바와 용착이 되는 부분일 수 있다.
도 2(a) 내지 도 2(g)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 버스바의 제조과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2(a)내지 도 2(g)를 참조하면, 제1 버스바(100)는 대량생산이 가능한 제조과정를 통하여 가격절감을 한다. 제1 버스바(100)는 하기 과정에 따라 제조될 수 있다.
먼저, 버스바 스트립(busbar strip)(40)이 준비된다. 버스바 스트립(40)은 제1 버스바(100)들을 제조하는 스트립으로써, 알루미늄, 동, 주석, 철 중 어느 하나의 금속이 포함된다. 버스바 스트립(40)은 릴투릴(real to real) 방식을 이용하여 가공될 수 있다.
버스바 스트립(40)이 준비되면, 버스바 스트립(40)은 평면가공을 통하여 복수의 제1 단자부 몸체(13)들이 형성된다. 여기서, 평면가공은 버스바 스트립(40)에 절삭(cutting), 파단(fracture), 펀칭(punching), 단조(forging) 등을 수행하여 평면상에서 가공하는 것을 의미한다. 즉, 평면가공은 제1 단자부 몸체(13)들의 형상을 형성하는 가공이고, 릴투릴 방식을 이용하여 릴 프레스를 할 수 있다. 특히, 평면가공은 버스바 스트립(40)의 일면에 코킹(caulking)을 수행하여 오목한 C 형상의 비드(bead)를 형성한 후, 버스바 스트립(40)의 타면에서 비드의 중심방향으로 절삭 또는 펀칭을 수행하여 버스바 스트립(40)을 절단할 수 있다. 또한 평면가공은 버스바 스트립(40)을 절삭 또는 펀칭하여 절단하고, 상기 절단된 절단면에 코킹을 수행하여 오목한 C 형상의 비드를 형성할 수 있다. 즉, 평면가공은 전술된 2가지 방법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 이를 통해, 절단면은 원천적으로 버(burr)의 발생을 방지할 수 있다.
여기서, 제1 단자부 몸체(13)들은 각각 중앙부를 관통하는 제1 단자홀(11)을 포함한다. 제1 단자홀(11)은 원형, 타원형, 삼각형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성되며, 바람직하게는 원형으로 형성될 수 있다.
이 때, 버스바 스트립(40)은 평면가공을 통하여 복수의 가이드 홀(41)들, 제1 프레임(43) 및 제2 프레임(45)이 형성된다. 복수의 가이드 홀(41)들은 버스바 스트립(40)의 상부와 하부에 형성되고, 릴과 연결되어 버스바 스트립(40)을 고정시킨다. 이를 통해, 복수의 가이드 홀(41)들은 추후 제조되는 제1 버스바(100)들의 위치를 정렬하여 릴투릴 방식에서 위치가 틀어지는 현상을 방지할 수 있다. 제1 프레임(43) 및 제2 프레임(45)은 제1 단자부 몸체(13)들의 형상을 형성하기 위해 스트립이 절단되고 남은 가이드 프레임이다. 상세하게는, 제1 프레임(43)은 제1 단자부 몸체(13)들과 평행하면서 버스바 스트립(40)의 길이방향으로 형성되며, 제2 프레임(45)은 버스바 스트립(40)의 폭방향으로 형성된다. 특히, 제2 프레임(45)은 제1 프레임(43)과 수직되게 형성될 수 있으며, 두 개의 제1 단자부 몸체(13) 사이마다 형성될 수 있다. 이러한 제1 프레임(43)과 제2 프레임(45)의 구조는 릴투릴 방식을 이용하면서 발생될 수 있는 스트립의 휨 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제1 단자부 몸체(13)들은 단조가공을 통해 두께를 얇게 형성시켜 추후 수행되는 도금공정에서 도금되는 금속량을 줄이고, 전기 전도율을 높일 수 있다.
평면가공이 완료되면, 제1 단자부 몸체(13)들을 제외한 버스바 스트립은 표면에 마스킹(masking)이 된다. 여기서, 마스킹은 릴투릴 방식을 이용하여 마스크(50)를 제1 단자부 몸체(13)들을 제외한 버스바 스트립의 표면에 형성하는 공정이다. 마스크(50)는 테이프, 잉크 등일 수 있다.
마스킹이 완료되면, 버스바 스트립(40)은 도금처리가 된다. 이 때, 도금은 마스킹이 되지 않은 부분, 즉 제1 단자부 몸체(13)들만 도금이 된다. 여기서, 도금은 니켈, 주석, 동, 금, 은 중 어느 하나의 금속으로 도금되며, 릴투릴 방식을 이용하여 릴 도금이 이루어져서 일정한 두께로 대량의 도금할 수 있다.
특히, 제1 단자부 몸체(13)들은 평면가공으로 파단된 면에도 도금이 됨으로써, 전기적인 특성이 균일해지고, 추후 발생될 수 있는 부식을 방지하여 신뢰성을 확보할 수 있다.
도금이 완료되면, 마스킹된 버스바 스트립(40)은 디마스킹(demasking)이 수행된다. 여기서, 디마스킹은 마스킹된 마스크(50)를 제거하는 공정이다. 예를 들면, 디마스킹은 마스크(50)가 테이프인 경우 부착된 테이프를 제거하는 공정이다.
디마스킹이 완료되면, 버스바 스트립(40)은 프레스(press) 가공을 통하여 제1 단차부(20)들 및 제1 연결부(30)들이 형성하고, 이를 통해 제1 버스바(100)들을 제조한다. 여기서, 프레스 가공은 릴투릴 방식을 이용하여 릴 프레스를 하는 것으로, 2단계로 나눌 수 있다. 1단계는 절삭 또는 펀칭하는 단계이고, 2단계는 절곡하는 단계이다.
1단계는 도금이 되지 않은 버스바 스트립(40)에 절곡되지 않은 평면 상태로 절삭 또는 펀칭을 하여 제1 연결부(30)들을 형성한다. 여기서, 평면 상태의 형상은 2개씩 짝을 이루어 좌우대칭이 될 수 있으며, 2개씩 짝을 이룬 버스바 스트립(40)은 사이사이 마다 제2 프레임(45)이 형성될 수 있다. 또한 평면 상태의 현상은 제1 연결부(30)들의 끝단에 지지바(47)들이 형성된다. 지지바(47)는 버스바 스트립(40)과 제1 연결부(30)들을 연결하여 지지하는 역할을 한다.
특히, 1단계는 버스바 스트립(40)의 일면에 코킹을 수행하여 오목한 C 형상의 비드를 형성한 후, 버스바 스트립(40)의 타면에서 비드의 중심방향으로 절삭 또는 펀칭을 수행하여 버스바 스트립(40)을 절단할 수 있다. 또한 1단계는 버스바 스트립(40)을 절삭 또는 펀칭하여 절단하고, 절단된 절단면에 코킹을 수행하여 오목한 C 형상의 비드를 형성할 수 있다. 즉, 1단계는 전술된 2가지 방법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 이를 통해, 절단면은 원천적으로 버의 발생을 방지할 수 있다.
2단계는 제1 단자부(10)가 포함된 버스바 스트립을 절곡시켜 제1 단차부(20)들을 형성한다. 이 때, 제1 단차부(20)는 계단 형상으로 절곡이 이루어져 단차가 형성될 수 있다. 도 1에서는 계단 형상의 단차를 도시하였지만 이에 한정하지 않고, 적어도 1번 이상의 절곡을 통하여 요철 형상을 형성할 수 있다.
여기서, 제1 버스바(100)가 단차없이 평면 형상으로 형성될 경우, 전술된 1단계만 수행하고, 2단계를 수행하지 않을 수 있으며, 이를 통해 제1 버스바(100)는 제1 단차부(10)를 형성하지 않을 수 있다.
프레스 가공이 완료되면, 지지바(47)들은 프레스 가공을 통하여 절단되어 버스바 스트립(40)과 제1 버스바(100)들이 분리가 된다. 이를 통해, 제1 버스바(100)들이 개별로 분리가 될 수 있다.
여기서, 개별로 분리된 제1 버스바(100)들은 초음파 세척을 통해 표면에 부착된 불순물을 제거할 수 있다.
도 2(a) 내지 도 2(g)는 도 1에 도시된 제1 버스바(100)의 제조과정을 도시하였지만 이에 한정하지 않으며, 제1 버스바(100)의 형상이 변경되는 경우, 변경된 형상에 맞게 프레스 가공을 수행할 수 있다.
또한 도 2(a) 내지 도 2(g)는 인라인(in-line) 방식을 통하여 순차적으로 공정을 수행할 수 있고, 적어도 하나의 공정이 릴투릴 방식을 통하여 공정을 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 버스바 제조장치를 설명하기 하기 위한 개략도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전기자동차용 버스바 제조장치(60)는 릴투릴 방식으로 제1 버스바(100)를 대량생산을 할 수 있다. 여기서, 릴투릴 방식은 공급릴(61) 및 수거릴(62) 사이에 버스바 스트립(40)이 이동되면서 공정을 수행하는 방식이다.
전기자동차용 버스바 제조장치(60)는 일단에 설치된 공급릴(61)에서 버스바 스트립(40)을 공급하고, 타단에 설치된 수거릴(62)에서 버스바 스트립(40)을 수거한다. 여기서, 수거릴(62)이 수거하는 버스바 스트립(40)은 버스바 스트립(40) 중 제1 버스바(100)들이 제거되고 남은 버스바 스트립일 수 있다. 전기자동차용 버스바 제조장치(60)는 공급릴(61)과 수거릴(62) 사이에 버스바들을 제조하는 버스바 공정부를 포함한다.
버스바 공정부는 평면가공부(63), 마스킹부(64), 도금부(65), 디마스킹부(66), 프레스가공부(67) 및 분리부(68)를 포함한다.
평면가공부(63)는 공급릴(61)과 이웃하게 설치된다. 평면가공부(63)는 공급릴(61)에서 제공되는 버스바 스트립(40)에 평면가공을 수행하여 제1 단자부 몸체(13)들을 형성한다.
마스킹부(64)는 평면가공부(63)와 이웃하게 설치된다. 마스킹부(64)는 평면가공부(63)에서 통과한 버스바 스트립(40) 중 제1 단자부 몸체(13)들을 제외한 버스바 스트립 부분에 마스킹을 한다.
도금부(65)는 마스킹부(64)와 이웃하게 설치된다. 도금부(65)는 마스킹부(65)를 통과한 버스바 스트립(40)의 제1 단자부 몸체들(13)들을 도금하여 제1 단자부(10)들을 형성한다.
디마스킹부(66)는 도금부(65)와 이웃하게 설치된다. 디마스킹부(66)는 도금부(65)를 통과한 버스바 스트립(40)에 디마스킹을 한다.
프레스 가공부(67)는 디마스킹부(66)에 이웃하게 설치된다. 프레스 가공부(67)는 디마스킹부(66)를 통과한 버스바 스트립(40)을 프레스 가공을 수행하여 제1 단자부(10)들에 각각 연결된 제1 연결부(30)를 구비하는 제1 버스바(100)들을 제조한다. 이 때, 프레스 가공부(67)는 제1 단자부(10)들과 제1 연결부(30)들 사이에 단차가 형성되도록 절곡을 시켜 요철 형상의 제1 단차부(20)들을 더 형성할 수 있다.
분리부(68)는 프레스 가공부(67)와 수거릴(62) 사이에 설치된다. 분리부(68)는 프레스 가공부(67)를 통과한 버스바 스트립40)에서 제1 버스바(100)들을 분리한다. 따라서, 분리부(68)에서는 각각으로 분리된 제1 버스바(100)들을 수거할 수 있다.
여기서, 전기자동차용 버스바 제조장치(60)는 모든 공정을 인라인 방식으로 수행되는 것이 바람직하지만 제조환경에 따라 각각의 공정이 개별적인 릴투릴 방식으로 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 전기자동차용 버스바는 복수의 버스바가 용접되어 하나의 버스바로 제조될 수 있다. 전기자동차용 버스바는 제1 버스바(100) 및 제2 버스바(200)를 포함한다.
제1 버스바(100)는 제1 단자부(10), 제1 단차부(20) 및 제1 연결부(30)를 포함한다. 제1 단자부(10)는 배터리 단자 또는 전기 전극 등과 전기적인 접속이 되는 제1 단자부 몸체와, 제1 단자부 몸체의 표면에 도금 처리가 되는 도금층(15)을 포함한다. 특히, 제1 단자부(10)는 중앙부를 관통하는 제1 단자홀(11)이 형성되며, 제1 단자홀(11)은 배터리의 내부 또는 외부에 형성된 전극과 전기적인 접속을 할 수 있다. 제1 단차부(20)는 제1 단자부(10)와 연결되고, 단차가 형성되도록 절곡이 된다. 이 때, 단차는 계단 형상으로 형성될 수 있다. 제1 연결부(30)는 제1 단차부(20)와 연결되고, 제1 단자부(10)와 제1 단차부(20)를 지지한다. 여기서, 제1 버스바(100)는 도 2(a) 내지 도 2(g)에 도시된 제조과정에 따라 제조될 수 있으며, 이를 통해 제1 단자부(10)는 절단면에도 도금처리가 될 수 있다.
제2 버스바(200)는 제1 버스바(100)와 다른 형상으로 형성되고, 제2 단자부(71), 제2 단차부(74) 및 제2 연결부(75)를 포함한다. 제2 단자부(71)는 배터리 단자 또는 전기 전극 등과 전기적인 접속이 되는 제2 단자부 몸체와, 제2 단자부 몸체의 표면에 도금 처리가 되는 도금층(73)을 포함한다. 특히, 제2 단자부(71)는 중앙부를 관통하는 제2 단자홀(72)이 형성되며, 제2 단자홀(72)은 배터리의 내부 또는 외부에 형성된 전극과 전기적인 접속을 할 수 있다. 제2 단차부(74)는 제2 단자부(71)와 연결되고, 단차가 형성되도록 절곡이 된다. 이 때, 단차는 요철 형상으로 형성될 수 있다. 제2 연결부(75)는 제2 단차부(74)와 연결되고, 제2 단자부(71)와 제2 단차부(74)를 지지한다. 여기서, 제2 버스바(100)는 도 2(a) 내지 도 2(g)에 도시된 제조과정에 따라 제조될 수 있으며, 이를 통해 제2 단자부(71)는 절단면에도 도금처리가 될 수 있다.
제1 단자부(10) 및 제2 단자부(70)는 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있고, 니켈, 주석, 동, 금, 은 중 어느 하나의 금속으로 도금될 수 있다. 또한 제1 단자홀(11) 및 제2 단자홀(71)은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제1 단자홀(11) 및 제2 단자홀(71)은 원형일 수 있다.
제1 버스바(100) 및 제2 버스바(200)는 용착하여 하나의 전기자동차용 버스로 제조될 수 있다. 제1 버스바(100) 및 제2 버스바(200)는 초음파 용접으로 서로 용착이 될 수 있다. 즉, 제1 버스바(100)의 제1 연결부(30) 중 일부에 제2 버스바(200)의 제2 연결부(90) 중 일부가 용착되거나, 제2 버스바(200)의 제2 연결부(75) 중 일부에 제1 버스바(100)의 제1 연결부(30) 중 일부가 용착될 수 있다. 여기서, 제1 연결부(30)에서 용착되는 부분은 제1 용착부이고, 제2 연결부(75)에서 용착되는 부분은 제2 용착부(76)이다. 특히, 제2 용착부(76)는 표면에 도금이 되거나 미도금이 될 수 있다.
제1 버스바(100) 및 제2 버스바(200)는 알루미늄, 동, 주석, 철 중 적어도 하나의 금속을 포함한다. 제2 버스바(200)는 제1 버스바(100)와 동종금속 또는 이종금속일 수 있으며, 제1 버스바(100) 및 제2 버스바(200)는 서로의 두께가 다르게 형성될 수 있다.
이를 통해, 제1 버스바(100) 및 제2 버스바(200)는 외부환경에 맞게 재질과 두께를 조절하여 최적화된 전도율을 만들 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 전기자동차용 버스바는 제3 버스바(300) 및 제4 버스바(400)를 포함한다. 여기서, 제4 버스바(400)는 제4 연결부(91)만 형성될 수 있다.
제3 버스바(300)는 제3 단자부(81), 제3 단차부(84) 및 제3 연결부(85)를 포함한다. 제3 단자부(81)는 배터리 단자 또는 전기 전극 등과 전기적인 접속이 되는 제3 단자부 몸체와, 제3 단자부 몸체의 표면에 도금 처리가 되는 도금층(83)을 포함한다. 특히, 제3 단자부(81)는 중앙부를 관통하는 제3 단자홀(82)이 형성되며, 제3 단자홀(82)은 배터리(미도시)의 내부 또는 외부에 형성된 전극과 전기적인 접속을 할 수 있다. 제3 단차부(84)는 제3 단자부(81)와 연결되고, 단차가 형성되도록 절곡이 된다. 이 때, 단차는 계단 형상으로 형성될 수 있다. 제3 연결부(85)는 제3 단차부(84)와 연결되고, 제3 단자부(81)와 제3 단차부(84)를 지지한다. 여기서, 제3 버스바(300)는 도 2(a) 내지 도 2(g)에 도시된 제조과정에 따라 제조될 수 있으며, 이를 통해 제3 단자부(81)는 절단면에도 도금처리가 될 수 있다.
제4 버스바(400)는 제3 버스바(300)와 용착되는 제4 연결부(91)를 포함한다. 즉, 제3 버스바(300)와 용착되는 부분은 제4 용착부이고, 제4 용착부는 제3 연결부(85) 일부인 제3 용착부(86)와 초음파 용접을 이용하여 용착될 수 있다. 여기서, 제4 연결부(91)는 중앙이 볼록하게 절곡되는 형상의 제4 단차부(92)와 일단이 계단 형상으로 절곡되는 제5 단차부(93)를 포함한다. 이때, 제4 연결부(91)는 적어도 1번 이상의 절곡을 통하여 요철 형상을 형성할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 1 개의 버스바로 형성되거나 2 개의 버스바가 결합하여 하나의 버스바로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않으며 설치되는 환경에 따라 다른 형상으로 이루어진 n개의 버스바들이 서로 결합하여 하나의 버스바로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제5 버스바(500)는 도 1에 도시된 제1 버스바(100)의 변형된 버스바일 수 있다. 제5 버스바(500)는 제1 단자부(10), 제1 날개 단자부(14), 제2 날개 단자부(17), 제1 단차부(20) 및 제1 연결부(30)를 포함한다.
제1 단자부(10)는 배터리 단자 또는 전기 전극 등과 전기적인 접속이 되는 제1 단자부 몸체와 제1 단자부 몸체의 표면에 도금처리가 되는 도금층(16)을 포함한다. 특히, 제1 단자부(10)는 중앙부를 관통하는 제1 단자홀(11)이 형성되며, 제1 단자홀(11)은 배터리의 내부 또는 외부에 형성된 전극과 전기적인 접속을 할 수 있다. 제1 단차부(20)는 제1 단자부(10)와 연결되고, 단차가 형성되도록 절곡이 된다. 이 때, 단차는 계단 형상으로 형성될 수 있다. 제1 연결부(30)는 제1 단차부(20)와 연결되고, 제1 단자부(10)와 제1 단차부(20)를 지지한다. 제1 연결부(30)는 제1 날개 단자부(14)와 제2 날개 단자부(17)와 연결된다.
제1 날개 단자부(14)는 제1 연결부(30)의 길이방향 일측면에 형성되고, 배터리 단자 또는 전기 전극 등과 전기적인 접속이 되는 제1 날개 단자부 몸체와 제1 날개 단자부 몸체의 표면에 도금처리가 되는 도금층(16)을 포함한다. 특히, 제1 날개 단자부(14)는 중앙부를 관통하는 제1 날개 단자홀(15)이 형성되며, 제1 날개 단자홀(15)은 배터리의 내부 또는 외부에 형성된 전극과 전기적인 접속을 할 수 있다. 제2 날개 단자부(17)는 길이방향 타측면에 형성되고, 배터리 단자 또는 전기 전극 등과 전기적인 접속이 되는 제2 날개 단자부 몸체와 제2 날개 단자부 몸체의 표면에 도금처리가 되는 도금층(19)을 포함한다. 특히, 제2 날개 단자부(17)는 중앙부를 관통하는 제2 날개 단자홀(18)이 형성되며, 제2 날개 단자홀(18)은 배터리의 내부 또는 외부에 형성된 전극과 전기적인 접속을 할 수 있다.
여기서, 제5 버스바(500)는 도 2(a) 내지 도 2(g)에 도시된 제조과정에 따라 제조될 수 있으며, 이를 통해 제1 단자부(10), 제1 날개 단자부(14) 및 제2 날개 단자부(17)는 절단면에도 도금처리가 될 수 있다.
또한 제5 버스바(500)는 날개 단자부가 2개로 한정되었지만 이에 한정되지 않고, 적어도 하나 이상의 날개 단자부가 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2(a) 내지 도 2(g) 및 도 7을 참조하면, 제1 버스바(100)는 대량으로 생산된 전기자동차용 버스바 중 하나의 버스바이며, 전기적인 특성이 균일하고, 대량 생산을 하여 가격절감을 할 수 있다.
버스바 스트립(40)은 평면가공이 수행되어 제1 단자부 몸체(13)들이 형성된다(S10). 버스바 스트립(40)은 절삭 또는 펀칭으로 제1 단자부 몸체(13)들이 형성된다. 이 때, 버스바 스트립(40)은 릴투릴 방식을 이용하여 릴 프레스를 할 수 있다.
제1 단자부 몸체(13)들을 제외한 버스바 스트립(40)은 표면에 마스킹이 된다(S11). 여기서, 마스킹은 테이프, 잉크 등의 마스크(50)를 사용한다.
마스킹된 부분이 제외된 제1 단자부 몸체(13)들은 도금처리가 되어 제1 단자부(10)들이 형성된다(S12). 이 때, 도금은 니켈, 주석, 동, 금, 은 중 어느 하나의 금속으로 도금되며, 릴투릴 방식으로 릴 도금이 이루어진다.
마스킹된 버스바 스트립(40)은 디마스킹된다(S13).
제1 단자부(10)들이 포함된 버스바 스트립(40)은 프레스 가공으로 제1 버스바(100)들을 제조한다(S14). 여기서, 프레스 가공은 릴 프레스 방식을 이용한 가공이다. 제1 단자부(10)들이 포함된 버스바 스트립(40)은 절삭 또는 펀칭을 통해 제1 연결부(30)들이 형성되고, 이를 통해 제1 단자부(10)들에 각각 연결된 제1 연결부(30)를 구비하는 제1 버스바(100)들이 제조된다. 이 때, 제1 버스바(100)들은 추가적인 프레스 가공을 통해 제1 단자부(10)와 제1 연결부(30) 사이에 단차가 형성되도록 절곡을 하여 제1 단차부(20)들이 형성될 수 있다.
버스바 스트립(40)과 제1 버스바(100)들은 서로 간에 분리가 된다(S15). 버스바 스트립(40)과 제1 버스바(100)들을 연결하는 지지바(47)는 절삭 또는 펀칭에 의해 절단이 된다. 이를 통해, 버스바 스트립(40) 및 제1 버스바(100)들이 서로 분리가 되어 복수의 제1 버스바(100)들이 분리가 된다.
바람직하게는, 분리된 제1 버스바(100)는 초음파 세척 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 제1 단자부 11: 제1 단자홀
12: 제1 단자부 몸체 13, 16, 19, 73, 83: 도금층
14: 제1 날개 단자부 15: 제1 날개 단자홀
17: 제2 날개 단자부 18: 제2 날개 단자홀
20: 제1 단차부 30: 제1 연결부
40: 버스바 스트립 41: 가이드홀
43: 제1 프레임 45: 제2 프레임
47: 지지바 50: 마스크
60: 전기자동차용 버스바 제조장치 61: 공급릴
62: 수거릴 63: 평면가공부
64: 마스킹부 65: 도금부
66: 디마스킹부 67: 프레스 가공부
68: 분리부 71: 제2 단자부
72: 제2 단자홀 74: 제2 단차부
75: 제2 연결부 76: 제2 용착부
81: 제3 단자부 82: 제3 단자홀
84: 제3 단차부 85: 제3 연결부
86: 제3 용착부 91: 제4 연결부
92: 제4 단차부 93: 제5 단차부
100: 제1 버스바 200: 제2 버스바
300: 제3 버스바 400: 제4 버스바
500: 제5 버스바

Claims (20)

  1. 버스바 스트립에 평면가공을 수행하여 단자부 몸체들을 형성하는 단계;
    상기 단자부 몸체들을 제외한 버스바 스트립에 마스킹(masking)을 하는 단계;
    상기 단자부 몸체들을 도금하여 단자부들을 형성하는 단계;
    상기 마스킹된 버스바 스트립에 디마스킹(demasking)을 하는 단계;
    상기 단자부들이 포함된 버스바 스트립에 프레스(press) 가공을 수행하여 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부를 구비하는 제1 버스바들을 제조하는 단계;
    상기 버스바 스트립에서 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계;
    를 포함하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 버스바들을 분리하는 단계 이후에 수행되는,
    상기 분리된 제1 버스바들에 각각 제2 버스바를 용착하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 버스바를 용착하는 단계는,
    초음파 용접을 이용하여 용착하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 버스바는,
    상기 용착되는 부분이 도금 또는 미도금되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 버스바들을 분리하는 단계 이후에 수행되는,
    상기 분리된 제1 버스바들을 초음파 세척하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바 제조하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계는,
    상기 단자부 몸체들에 각각 전기적인 접속이 되는 단자홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계는,
    상기 단자부 몸체들에 단조가공을 수행하여 두께가 얇아지게 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 단자부들을 형성하는 단계는,
    니켈, 주석, 동, 금, 은 중 어느 하나의 금속으로 도금하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 버스바들을 제조하는 단계는,
    상기 단자부들과 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부 사이에 단차가 형성되도록 절곡을 시켜 요철 형상의 단차부들을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계 및 상기 제1 버스바들을 제조하는 단계는,
    상기 버스바 스트립의 일면에 코킹(caulking)을 수행하여 오목한 C 형상의 비드(bead)를 형성하고, 타면에서 상기 비드의 중심방향으로 절삭(cutting) 또는 펀칭(punching)을 수행하여 상기 버스바 스트립을 절단하거나,
    상기 버스바 스트립을 절삭 또는 펀칭하여 절단하고, 상기 절단된 절단면에 코킹을 수행하여 오목한 C 형상의 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계, 상 기 마스킹을 하는 단계, 상기 단자부들을 형성하는 단계, 상기 디마스킹을 하는 단계, 상기 제1 버스바들을 제조하는 단계 및 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계 중 적어도 하나의 단계는,
    릴투릴(real to real) 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 단자부 몸체들을 형성하는 단계, 상기 마스킹을 하는 단계, 상기 단자부들을 형성하는 단계, 상기 디마스킹을 하는 단계, 상기 제1 버스바들을 제조하는 단계 및 상기 제1 버스바들을 분리하는 단계는,
    인라인(in-line) 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는,
    알루미늄, 동, 주석, 철 중 어느 하나의 금속이 포함되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 버스바 및 제2 버스바는,
    서로의 두께가 다른 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  15. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는,
    동종금속 또는 이종금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바를 제조하는 방법.
  16. 외부와 전기적인 접속이 되고, 표면에 도금층이 형성되는 제1 단자부와, 상기 제1 단자부에 연결되는 제1 연결부와, 상기 제1 단자부 및 상기 제1 연결부 사이에 단차가 형성되도록 절곡이 되는 제1 단차부를 형성하는 제1 버스바; 및
    상기 제1 연결부와 용착되는 제2 연결부와, 상기 제2 연결부와 연결되고, 단차가 형성되도록 절곡이 되는 제2 단차부를 형성하는 제2 버스바;
    를 포함하는 전기자동차용 버스바.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제2 버스바는,
    상기 제2 연결부와 연결되고, 외부와 전기적인 접속이 되며, 표면에 도금층이 형성되는 제2 단자부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바.
  18. 일단에 설치되어 버스바 스트립을 공급하는 공급릴;
    타단에 설치되어 상기 공급릴에서 공급되는 버스바 스트립을 감는 수거릴; 및
    상기 공급릴과 상기 수거릴 사이에서 상기 버스바 스트립에 버스바들을 제조하여 분리하는 버스바 공정부;를 포함하되,
    상기 버스바 공정부는,
    상기 공급릴에 이웃하게 설치되며, 상기 공급릴에서 제공되는 상기 버스바 스트립에 평면가공을 수행하여 단자부 몸체들을 형성하는 평면가공부;
    상기 평면가공부에 이웃하게 설치되며, 상기 평면가공부를 통과한 상기 버스바 스트립 중 상기 단자부 몸체들을 제외한 버스바 스트립 부분에 마스킹을 하는 마스킹부;
    상기 마스킹부에 이웃하게 설치되며, 상기 마스킹부를 통과한 상기 버스바 스트립의 단자부 몸체들을 도금하여 단자부들을 형성하는 도금부;
    상기 도금부에 이웃하게 설치되며, 상기 도금부를 통과한 상기 버스바 스트립에 디마스킹을 하는 디마스킹부;
    상기 디마스킹부에 이웃하게 설치되며, 상기 디마스킹부를 통과한 상기 버스바 스트립을 프레스 가공을 수행하여 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부를 구비하는 제1 버스바들을 제조하는 프레스 가공부; 및
    상기 프레스 가공부와 상기 수거릴 사이에 설치되며, 상기 프레스 가공부를 통과한 상기 버스바 스트립에서 상기 제1 버스바들을 분리하는 분리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바 제조장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 프레스 가공부는,
    상기 단자부들과 상기 단자부들에 각각 연결된 연결부 사이에 단차가 형성되도록 절곡을 시켜 요철 형상의 단차부들을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바 제조장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 수거릴은,
    제1 버스바들이 제거되고 남은 버스바 스트립을 수거하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 버스바 제조장치.
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