KR20190070549A - 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전기 자동차용 배터리와 일체로 구성된 수냉식 냉각장치의 제조방법으로서, 전기 자동차에 장착되는 배터리 냉각 장치의 중량을 줄일 수 있도록 다수의 배터리팩이 상측에 안착될 수 있는 박판형 메인트레이를 다이캐스팅 주조 공정에 의해 일체형으로 제작하고, 후가공공정에서 메인트레이의 하측 외면에 작동 유체가 유동할 수 있는 유로의 일부를 형성하고, 나머지 유로의 일부를 하부플레이트에 형성하여 메인트레이와 하부플레이트가 상호 결합할 때 배터리를 냉각할 수 있는 작동 유체가 유동할 수 있는 완전한 유로가 형성되도록 하여 냉각 장치의 제조공정을 단순화할 수 있고, 경제성을 도모할 수 있는 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 다수의 배터리팩이 나란하게 장착될 수 있도록 내면에 길이방향으로 소정간격 이격되어 다수의 분리패널이 형성되며, 내면 및 분리패널의 상측 및 측면에 이젝터핀돌기가 형성되고, 양 측면에는 플랜지부가 형성되는 메인트레이를 포함하고, 메인트레이의 일 측면에 용탕이 유입되는 비스킷, 러너, 및 게이트가 상호 순차적으로 연결되어 형성되며, 메인트레이의 타 측면에는 주조시 발생하는 가스를 배출하기 위해 메인트레이의 중심부를 기준으로 좌측 및 우측에 각각 순차적으로 연결되는 오버플로우, 에어벤트, 및 칠벤트가 상호 대칭되는 형상으로 위치하는 금형에 용탕을 주입하여 주조물을 생성하는 주조물생성공정; 주조물생성공정에서 생성된 주조물에서 메인트레이를 제외한 비스켓, 러너, 게이트, 오버플로우, 에어벤트, 및 칠벤트를 제거하는 트리밍공정; 메인트레이의 내면과 분리패널의 상면 및 측면에 형성된 이젝터핀돌기 제거를 포함한 표면가공, 분리패널의 양 측면에 배터리케이블이 통과할 수 있는 케이블연결홈가공, 및 메인트레이의 하면 외측에 제1 테두리부가 양각 형태로 형성되며, 중앙부에는 일측이 제1 테두리부와 연결되고 타측은 제1 테두리부와 소정거리 이격된 제1 중앙분리부가 양각 형태로 형성되고, 제1 중앙분리부을 기준으로 좌측 및 우측에 다수의 제1 측면분리부가 소정간격 이격되어 양각 형태로 형성되며, 제1 중앙분리부를 사이에 두고 소정 간격 이격되어 복수 개의 포트관통공이 나란하게 형성되고, 양각 형태로 형성된 제1 테두리부, 제1 중앙분리부, 및 제1 측면분리부 사이를 따라 트레이유로가 음각 형태로 형성되게 하는 트레이유로가공을 포함하는 후가공공정; 메인트레이와 하부플레이트에 각각 형성된 제1 테두리부와 제2 테두리부가 상호 밀착시켜 접합하고, 제1 중앙분리부와 제2 중앙분리부, 및 제1 측면분리부와 제2 측면분리부 상호 간을 본딩 접합하여 메인트레이에 형성된 트레이유로와 하부플레이트에 형성된 플레이트유로가 대칭되는 형상으로 합쳐져 작동 유체가 유동할 수 있도록 다수의 유로를 형성되도록 메인트레이의 하측과 하부플레이트를 상호 접합하는 하부플레이트접합공정; 및 메인트레이의 제1 중앙분리부을 기준으로 각 포트관통공에 작동유체가 유입되는 작동유체유입포트 및 작동유체가 유출되는 작동유체유출포트를 압입하여 결합시키는 포트결합공정을 포함하는 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법을 제공한다.

Description

다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법 {Manufacturing method of integrated die-casting type water-cooled battery pack cooling apparatus}

본 발명은 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전기 자동차용 배터리와 일체로 구성된 수냉식 냉각장치의 제조방법으로서, 전기 자동차에 장착되는 배터리 냉각 장치의 중량을 줄일 수 있도록 다수의 배터리팩이 상측에 안착될 수 있는 박판형 메인트레이를 다이캐스팅 주조 공정에 의해 일체형으로 제작하고, 후가공공정에서 메인트레이의 하측 외면에 작동 유체가 유동할 수 있는 유로의 일부를 형성하고, 나머지 유로의 일부를 하부플레이트에 형성하여 메인트레이와 하부플레이트가 상호 결합할 때 배터리를 냉각할 수 있는 작동 유체가 유동할 수 있는 완전한 유로가 형성되도록 하여 냉각 장치의 제조공정을 단순화할 수 있고, 경제성을 도모할 수 있는 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전 및 방전 가능한 전지로서, 전기 자동차의 모터 구동용 배터리의 경우, 다수의 전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 대용량의 이차 전지를 구성하게 된다.

다수의 모듈이 직렬로 연결된 배터리팩은 충/방전 시 셀에서 열이 발생하고, 셀의 온도에 따라 배터리의 충방전 전력이 달라지게 된다. 따라서, 배터리의 내부온도가 예를 들어 25~40도로 운전되도록 셀의 온도를 적절한 범위로 유지하여야 한다.

현재 사용되고 있는 전기 자동차용 배터리의 냉각방식은 크게 공랭식과 수냉식으로 나눌 수 있으며, 공냉 및 수냉식 냉각방식은 배터리 모듈 단위로 이루어지는 것이 일반적이다.

공랭식 냉각방식은 냉각팬을 배터리 트레이에 부착하고, 공기를 외부에서 흡입하여 배터리 트레이의 입구 쪽부터 냉각을 시켜 배터리 트레이의 뒤쪽 출구로 공기를 배기시킨다. 그러나 배터리의 냉각성능은 입구 단에서 데워진 공기가 뒤쪽으로 전달됨으로 배터리의 위치에 따라 냉각특성에 차이가 발생할 수 있으며, 특히 앞쪽보다는 뒤쪽에 위치한 배터리의 냉각효율이 떨어진다고 볼 수 있으며, 전체적으로 공기에 의한 냉각속도가 느린 단점이 있다.

또한, 발열이 상대적으로 많은 배터리 모듈에 대해 수냉판으로 냉각수를 유입시켜 배터리팩을 냉각시키는 수냉식 냉각방식이 주로 사용되고 있다.

그러나, 종래의 수냉식 냉각장치는 배터리팩 케이스가 일체형이 아닌 배터리 모듈의 하측에 히트 싱크 또는 배터리팩에 냉각 파이프를 직접 삽입시켜 배터리 모듈을 냉각하고 있는데 이러한 방식은 별도의 부품으로 구성되어 부품수 증가 및 제조 공정이 복잡해 지고, 누수에 의한 화재 발생을 포함한 2차 사고의 위험성인 높고, 중량 상의 문제로 전기 자동차의 주행거리가 줄어드는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 종래의 수냉식 냉각 장치는 주로 다이캐스팅에 의한 주조 방식으로 제작되는데 다이캐스팅 주조 특성상 제품의 구조가 복잡하거나, 제품의 두께를 얇게 제작하는데 어려움이 있다.

따라서, 수냉식 냉각채널을 배터리팩 케이스와 일체로 하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있고, 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 냉각 장치의 중량을 줄여 전기 자동차의 주행거리를 늘릴 수 있는 새로운 배터리 냉각 장치가 필요한 실정이며, 특히, 급냉조직에 금형의 적정온도유지, 용탕의 흐름성 개선, 성형성 개선을 위한 기계적 조건 개선, 용탕의 적정온도유지를 포함하여 냉각 장치를 박판형으로 제작할 수 있는 새로운 제조기술이 요구된다.

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1431550호(2014.08.12. 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전기 자동차용 배터리와 일체로 구성된 수냉식 냉각장치의 제조방법으로서, 전기 자동차에 장착되는 배터리 냉각 장치의 중량을 줄일 수 있도록 다수의 배터리팩이 상측에 안착될 수 있는 박판형 메인트레이를 다이캐스팅 주조 공정에 의해 일체형으로 제작하고, 후가공공정에서 메인트레이의 하측 외면에 작동 유체가 유동할 수 있는 유로의 일부를 형성하고, 나머지 유로의 일부를 하부플레이트에 형성하여 메인트레이와 하부플레이트가 상호 결합할 때 배터리를 냉각할 수 있는 작동 유체가 유동할 수 있는 완전한 유로가 형성되도록 하여 냉각 장치의 제조공정을 단순화할 수 있고, 경제성을 도모할 수 있는 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법은 다수의 배터리팩이 나란하게 장착될 수 있도록 내면에 길이방향으로 소정간격 이격되어 다수의 분리패널이 형성되며, 내면 및 분리패널의 상측 및 측면에 이젝터핀돌기가 형성되고, 양 측면에는 플랜지부가 형성되는 메인트레이를 포함하고, 메인트레이의 일 측면에 용탕이 유입되는 비스킷, 러너, 및 게이트가 상호 순차적으로 연결되어 형성되며, 메인트레이의 타 측면에는 주조시 발생하는 가스를 배출하기 위해 메인트레이의 중심부를 기준으로 좌측 및 우측에 각각 순차적으로 연결되는 오버플로우, 에어벤트, 및 칠벤트가 상호 대칭되는 형상으로 위치하는 금형에 용탕을 주입하여 주조물을 생성하는 주조물생성공정; 주조물생성공정에서 생성된 주조물에서 메인트레이를 제외한 비스켓, 러너, 게이트, 오버플로우, 에어벤트, 및 칠벤트를 제거하는 트리밍공정; 메인트레이의 내면과 분리패널의 상면 및 측면에 형성된 이젝터핀돌기 제거를 포함한 표면가공, 분리패널의 양 측면에 배터리케이블이 통과할 수 있는 케이블연결홈가공, 및 메인트레이의 하면 외측에 제1 테두리부가 양각 형태로 형성되며, 중앙부에는 일측이 제1 테두리부와 연결되고 타측은 제1 테두리부와 소정거리 이격된 제1 중앙분리부가 양각 형태로 형성되고, 제1 중앙분리부을 기준으로 좌측 및 우측에 다수의 제1 측면분리부가 소정간격 이격되어 양각 형태로 형성되며, 제1 중앙분리부를 사이에 두고 소정 간격 이격되어 복수 개의 포트관통공이 나란하게 형성되고, 양각 형태로 형성된 제1 테두리부, 제1 중앙분리부, 및 제1 측면분리부 사이를 따라 트레이유로가 음각 형태로 형성되게 하는 트레이유로가공을 포함하는 후가공공정; 메인트레이와 하부플레이트에 각각 형성된 제1 테두리부와 제2 테두리부가 상호 밀착시켜 접합하고, 제1 중앙분리부와 제2 중앙분리부, 및 제1 측면분리부와 제2 측면분리부 상호 간을 본딩 접합하여 메인트레이에 형성된 트레이유로와 하부플레이트에 형성된 플레이트유로가 대칭되는 형상으로 합쳐져 작동 유체가 유동할 수 있도록 다수의 유로를 형성되도록 메인트레이의 하측과 하부플레이트를 상호 접합하는 하부플레이트접합공정; 및 메인트레이의 제1 중앙분리부을 기준으로 각 포트관통공에 작동유체가 유입되는 작동유체유입포트 및 작동유체가 유출되는 작동유체유출포트를 압입하여 결합시키는 포트결합공정을 포함한다.

또한, 주조물생성공정에는 주조물이 금형으로부터 분리될 때 발생할 수 있는 소착 현상을 방지하고, 용탕의 흐름 및 성형성을 개선하기 위해 메인트레이의 내측부가 위치하는 금형의 내부에는 다수의 히팅파이프가 관통하여 설치되어 주조 시 메인트레이가 형성되는 금형의 내부가 주조상태온도를 유지할 수 있도록 하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 주조물생성공정에는 용탕의 흐름을 개선하고, 주조물의 성형성을 개선하기 위해 주조시 주조물의 게이트가 위치하는 금형의 내부에 냉각파이프가 하나 이상 관통하여 설치되어 게이트로 유입되는 용탕의 온도를 주입온도보다 낮게 냉각시키는 것을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 냉각 장치를 박판형으로 제작할 수 있어 냉각 장치의 중량을 감소할 수 있어 전기 자동차의 주행거리를 늘릴 수 있는 효과가 있다.

또한, 냉각 장치의 제조 공정을 단순화할 수 있어 제조비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 작동 유체가 유동할 수 있는 유로를 다채널로 형성하고, 작동 유체의 유동 방향을 단순화하여 배터리의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 메인트레이 제조를 위한 다이캐스팅 금형을 도시한 도면,
도 2는 다이캐스팅 금형에 의해 주조된 주조물을 도시한 사시도,
도 3은 다이캐스팅 주조시 메인트레이의 플랜지부에 삽입되는 슬라이딩코어를 도시한 도면,
도 4는 메인트레이와 포트를 도시한 사시도,
도 5는 트리밍공정 후의 메인트레이를 도시한 사시도,
도 6은 메인트레이의 하측면을 도시한 도면,
도 7는 하부플레이트를 도시한 도면,
도 8은 메인트레이와 하부플레이트의 접합상태를 도시한 도면,
도 9는 커버케이스를 도시한 도면,
도 10은 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법에 의해 제조된 수냉식 냉각장치를 도시한 도면,
도 11은 다이캐스팅 금형에 설치된 히팅파이프와 냉각파이프를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 메인트레이 제조를 위한 다이캐스팅 금형을 도시한 도면, 도 2는 다이캐스팅 금형에 의해 주조된 주조물을 도시한 사시도, 도 3은 다이캐스팅 주조시 메인트레이의 플랜지부에 삽입되는 슬라이딩코어를 도시한 도면, 도 4는 메인트레이와 포트를 도시한 사시도, 도 5는 트리밍공정 후의 메인트레이를 도시한 사시도, 도 6은 메인트레이의 하측면을 도시한 도면, 도 7는 하부플레이트를 도시한 도면, 도 8은 메인트레이와 하부플레이트의 접합상태를 도시한 도면, 도 9는 커버케이스를 도시한 도면, 도 10은 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법에 의해 제조된 수냉식 냉각장치를 도시한 도면, 도 11은 다이캐스팅 금형에 설치된 히팅파이프와 냉각파이프를 도시한 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법은 주조물생성공정, 트리밍공정, 후가공공정, 하부플레이트접합공정, 포트결합공정, 커버케이스접합공정을 포함하여 이루어진다.

먼저, 본 발명에 따른 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법은 도 10에 도시된 바와 같은 전기 자동차용 배터리와 일체로 구성된 수냉식 냉각장치의 제조방법으로서, 전기 자동차에 장착되는 배터리 냉각 장치의 중량을 줄일 수 있도록 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 배터리팩이 상측에 나란하게 안착될 수 있는 박판형 메인트레이(10)를 다이캐스팅 주조 공정에 의해 일체형으로 제작하고, 후가공공정에서 메인트레이(10)의 하측 외면에 작동 유체가 유동할 수 있는 유로의 일부를 형성하고, 나머지 유로의 일부가 형성된 하부플레이트(30)를 메인트레이(10)와 상호 결합시켜 작동 유체가 유동하며 배터리를 냉각할 수 있는 완전한 유로가 형성하도록 하여 냉각 장치의 구조를 간결하여 제조공정을 단순화할 수 있고, 경제성을 도모할 수 있는 데 그 특징이 있다.

또한, 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 냉각 장치는 도 12에 도시한 바와 같이 다량의 작동 유체가 유동할 수 있도록 냉각 채널을 다채널로 유로를 형성하는 동시에 작동 유체의 유동 방향을 단순화하여 곡면에 따른 마찰 저항 및 와류발생을 줄이고, 작동 유체의 유동 속도를 높여 냉각 효율을 향상시킬 수 있는데 그 특징이 있다.

또한, 냉각 장치의 중량을 줄여 전기 자동차의 주행거리를 늘릴 수 있도록 메인트레이를 박판형으로 제작하기 위해 금형 내부에 히팅파이프와 냉각파이프를 설치하여 주조시 금형을 적정온도로 유지하여 용탕의 흐름성 개선, 및 성형성을 개선할 수 있는데 그 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법을 구성하는 제조공정에 대해 상세하게 설명한다.

주조물생성공정은 도 1에 도시한 바와 같은 다이캐스팅 금형에 용탕을 주입하여 도 2에 도시된 바와 같이, 메인트레이(10)와 주조시 용탕의 유입 및 가스 배출을 위한 비스킷(70), 러너(72), 게이트(74), 오버플로우(76), 에어벤트(78), 및 칠벤트(80)가 형성된 주조물을 생성하는 공정이다.

도 2를 참조하면, 다이캐스팅 금형에 의해 생성되는 주조물 중 메인트레이(10)에는 다수의 배터리팩이 나란하게 장착될 수 있도록 내면에 길이방향으로 소정간격 이격되어 다수의 분리패널(20)이 형성되며, 메인트레이(10)의 내면 및 분리패널(20)의 상측 및 측면에는 다이캐스팅 금형에서 주조물을 분리하기 위한 이젝터핀돌기(110)가 형성되고, 양 측면에는 플랜지부(120)가 형성된다.

또한, 메인트레이(10)의 일 측면에는 용탕이 유입되는 비스킷(70), 러너(72), 및 게이트(74)가 상호 순차적으로 연결되어 형성되며, 메인트레이(10)의 타 측면에는 주조시 발생하는 가스를 배출하기 위해 메인트레이(10)의 중심부를 기준으로 좌측 및 우측에 각각 순차적으로 연결되는 오버플로우(76), 에어벤트(78), 및 칠벤트(80)가 상호 대칭되는 형상으로 위치한다.

한편, 주조물생성공정에서 양측 칠벤트(80) 또는 양측 칠벤트(80) 중 어느 일측의 칠벤트(80)는 오버플로우(76)가 설치된 위치에 고립성 기포가 발생하는 것을 방지하기 위해 진공흡입방식으로 주조시 생성된 가스를 배출할 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 주조물생성공정에서는 메인트레이(10)의 양측에 플랜지부(120)가 형성되는 부분에는 슬라이드코어(130)가 삽입된 후 주조물을 생성하고, 이후 금형을 분리할 때 슬라이드코어(130)가 분리된다.

한편, 도 5를 참조하면, 주조물생성공정에서 메인트레이(10)에 형성되는 분리패널(20)은 다이캐스팅 빼기 구배를 위해 하부가 상부에 비해 폭이 넓은 테이프 형상이며, 아래에 서술된 후가공공정에서 분리패널(20)의 상부 및 하부는 동일한 폭이 되도록 평면절삭가공을 하게 된다.

트리밍공정은 주조물생성공정에서 생성된 주조물에서 메인트레이(10)를 제외한 비스킷(70), 러너(72), 게이트(74), 오버플로우(76), 에어벤트(78), 및 칠벤트(80)를 제거한다.

후가공공정은 주조물생성공정에서 메인트레이(10)에 부가적으로 형성된 요소를 제거하기 위한 표면가공을 포함하여 메인트레이(10)의 형상을 도 4와 같이 가공하는 공정에 해당한다.

후가공공정에서는 도 5에 도시된 바와 같이 트리밍공정을 거친 메인트레이(10)의 내면과 분리패널(20)의 상면 및 측면에 형성된 이젝터핀돌기(110) 제거를 포함한 표면가공, 메인트레이(10)에 장착되는 배터리를 상호 연결하기 위해 분리패널(20)의 측면을 통해 배터리케이블이 통과할 수 있도록 분리패널(20)의 일 측면에 케이블연결홈(22)을 가공하기 위한 케이블연결홈가공을 수행하여 도 4와 같은 메인트레이를 완성한다.

또한, 후가공공정에는 도 6을 참조하면, 메인트레이(10)의 하면 외측에 제1 테두리부(12)가 양각 형태로 형성되며, 중앙부에는 일측이 제1 테두리부(12)와 연결되고 타측은 제1 테두리부(12)와 소정거리 이격된 제1 중앙분리부(14)가 양각 형태로 형성되고, 제1 중앙분리부(14)을 기준으로 좌측 및 우측에 다수의 제1 측면분리부(16)가 소정간격 이격되어 양각 형태로 형성되며, 제1 중앙분리부(14)를 사이에 두고 소정간격 이격되어 복수 개의 포트관통공(18)이 나란하게 형성되고, 양각 형태로 형성된 제1 테두리부(12), 제1 중앙분리부(14), 및 제1 측면분리부(16) 사이를 따라 트레이유로(2)가 음각 형태로 형성되게 하는 트레이유로가공이 포함된다.

하부플레이트제작공정은 도 7을 참조하면, 메인트레이(10)의 제1 테두리부(12)와 상응하는 위치에 제2 테두리부(32)가 가장자리를 따라 돌출되게 형성되며, 메인트레이(10)의 제1 중앙분리부(14)과 상응하는 위치에 돌출된 제2 중앙분리부(34)이 형성되고, 메인트레이(10)의 제1 측면분리부(16)과 상응하는 위치에 돌출된 다수의 제2 측면분리부(36)가 형성되며, 돌출되게 형성된 제2 중앙분리부(34), 제2 테두리부(34), 및 제2 측면분리부(36) 사이를 따라 플레이트유로(4)가 오목하게 형성되도록 프레스에 의해 하부플레이트(30)를 제작한다.

하부플레이트접합공정은 도 8을 참조하면, 메인트레이(10)의 하측과 하부플레이트(30)를 상호 접합하는 공정으로서, 메인트레이(10)와 하부플레이트(30)에 각각 형성된 제1 테두리부(12)와 제2 테두리부(32)를 상호 밀착시켜 레이저 용접방식에 의해 접합한다.

또한, 메인트레이(10)와 하부플레이트(30)에 각각 형성된 제1 중앙분리부(14)와 제2 테두리부(34), 및 제1 측면분리부(16)와 제2 측면분리부(36) 상호 간을 본딩 접합하여 메인트레이(10)에 형성된 트레이유로(2)와 하부플레이트(30)에 형성된 플레이트유로(4)가 대칭되는 형상으로 합쳐져 작동 유체가 유동할 수 있도록 다수의 유로를 형성한다.

포트결합공정은 도 4를 참조하면, 메인트레이(10)의 제1 중앙분리부(14)을 기준으로 후가공공정에서 메인트레이(10)에 형성된 각 포트관통공(18)에 작동유체가 유입되는 작동유체유입포트(40) 및 작동유체가 유출되는 작동유체유출포트(50)를 억지끼워맞춤을 포함한 압입 방식으로 결합시킨다.

또한, 포트결합공정에서는 포트관통공(18)에 각 포트를 압입한 후 고주파 브레이징을 포함한 융착 방식에 의해 각 포트를 메인트레이(10)에 접합할 수도 있다.

커버케이스접합공정은 도 9에 도시된 바와 같이 측면의 상부 모서리 부분의 단부에는 배터리와 연결되는 케이블을 외측으로 인출하기 위한 케이블인출홈(62)이 형성된 커버케이스(60)를 도 10에 도시된 바와 같이 메인트레이(10)의 상측과 양 측면에 결합하여 배터리가 장착된 메인트레이(10)의 내부가 기밀상태를 유지하게 한다.

한편, 도 11을 참조하면, 주조물생성공정에는 주조물이 금형으로부터 분리될 때 발생할 수 있는 소착 현상을 방지하고, 용탕의 흐름 및 성형성을 개선하기 위해 메인트레이(10)의 내측부가 위치하는 금형의 내부에는 다수의 히팅파이프(150)가 관통하여 설치되어 주조 시 메인트레이(10)가 형성되는 금형의 내부가 주조상태온도 (약 300 ℃)를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 도 11을 참조하면, 주조물생성공정에는 용탕의 흐름을 개선하고, 주조물의 성형성을 개선하기 위해 주조시 주조물의 게이트(74)가 위치하는 금형의 내부를 관통하는 냉각파이프(160)를 하나 이상 설치하여 약 680 ℃의 주입온도로 유입되는 용탕의 온도를 게이터에서 용탕의 주입온도보다 낮게 냉각시킨다.

여기서, 금형 내부를 관통하여 설치되는 히팅파이프와 냉각파이프는 외부에 구비된 온도제어기에 의해 설정온도가 제어된다.

한편, 도 8과 도 12를 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 수냉식 냉각 장치는 메인트레이(10)와 하부플레이트(30)가 상호 결합한 상태에서 서로 밀된 제1 중앙분리부(14)와 제2 중앙분리부(34)를 기준으로 작동유체유입포트(40)에서 유입된 작동 유체는 작동유체유입포트(40)가 위치하는 방향에 형성된 다수의 유로를 따라 유동하며, 작동유체유출포트(50)가 위치하는 방향에 형성된 다수의 유로 방향으로 유동하여 작동유체유출포트(50)로 배출된다.

이때, 밀착된 제1 중앙분리부(14)와 제2 중앙분리부(34)를 기준으로 다채널의 유입 유로로 유입된 작동 유체가 다채널의 유출 유로로 전환될 때 하나의 채널로 된 유로를 통과함으로써 유체의 유동 압력을 높여 와류의 발생을 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 - 메인트레이 20 - 분리패널
30 - 하부플레이트 40 - 작동유체유입포트
50 - 작동유체유출포트 60 - 커버케이스
70 - 비스킷 72 - 러너
74 - 게이트 76 - 오버플로우
78 - 에어벤트 80 - 칠벤트
110 - 이젝터핀돌기 130 - 슬라이드코어
150 - 히팅파이프 160 - 냉각파이프

Claims (3)

1. 다수의 배터리팩이 나란하게 장착될 수 있도록 내면에 길이방향으로 소정간격 이격되어 다수의 분리패널이 형성되며, 내면 및 분리패널의 상측 및 측면에 이젝터핀돌기가 형성되고, 양 측면에는 플랜지부가 형성되는 메인트레이를 포함하고,
   메인트레이의 일 측면에 용탕이 유입되는 비스킷, 러너, 및 게이트가 상호 순차적으로 연결되어 형성되며, 메인트레이의 타 측면에는 주조시 발생하는 가스를 배출하기 위해 메인트레이의 중심부를 기준으로 좌측 및 우측에 각각 순차적으로 연결되는 오버플로우, 에어벤트, 및 칠벤트가 상호 대칭되는 형상으로 위치하는 금형에 용탕을 주입하여 주조물을 생성하는 주조물생성공정;
   주조물생성공정에서 생성된 주조물에서 메인트레이를 제외한 비스켓, 러너, 게이트, 오버플로우, 에어벤트, 및 칠벤트를 제거하는 트리밍공정;
   메인트레이의 내면과 분리패널의 상면 및 측면에 형성된 이젝터핀돌기 제거를 포함한 표면가공, 및
   분리패널의 양 측면에 배터리케이블이 통과할 수 있는 케이블연결홈가공, 및
   메인트레이의 하면 외측에 제1 테두리부가 양각 형태로 형성되며, 중앙부에는 일측이 제1 테두리부와 연결되고 타측은 제1 테두리부와 소정거리 이격된 제1 중앙분리부가 양각 형태로 형성되고, 제1 중앙분리부을 기준으로 좌측 및 우측에 다수의 제1 측면분리부가 소정간격 이격되어 양각 형태로 형성되며, 제1 중앙분리부를 사이에 두고 소정 간격 이격되어 복수 개의 포트관통공이 나란하게 형성되고, 양각 형태로 형성된 제1 테두리부, 제1 중앙분리부, 및 제1 측면분리부 사이를 따라 트레이유로가 음각 형태로 형성되게 하는 트레이유로가공
   을 포함하는 후가공공정;
   메인트레이와 하부플레이트에 각각 형성된 제1 테두리부와 제2 테두리부가 상호 밀착시켜 접합하고, 제1 중앙분리부와 제2 중앙분리부, 및 제1 측면분리부와 제2 측면분리부 상호 간을 본딩 접합하여 메인트레이에 형성된 트레이유로와 하부플레이트에 형성된 플레이트유로가 대칭되는 형상으로 합쳐져 작동 유체가 유동할 수 있도록 다수의 유로를 형성되도록 메인트레이의 하측과 하부플레이트를 상호 접합하는 하부플레이트접합공정; 및
   메인트레이의 제1 중앙분리부을 기준으로 각 포트관통공에 작동유체가 유입되는 작동유체유입포트 및 작동유체가 유출되는 작동유체유출포트를 압입하여 결합시키는 포트결합공정
   을 포함하는, 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   주조물생성공정에는 주조물이 금형으로부터 분리될 때 발생할 수 있는 소착 현상을 방지하고, 용탕의 흐름 및 성형성을 개선하기 위해 메인트레이의 내측부가 위치하는 금형의 내부에는 다수의 히팅파이프가 관통하여 설치되어 주조 시 메인트레이가 형성되는 금형의 내부가 주조상태온도를 유지할 수 있도록 하는 것
   을 포함하는, 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   주조물생성공정에는 용탕의 흐름을 개선하고, 주조물의 성형성을 개선하기 위해 주조시 주조물의 게이트가 위치하는 금형의 내부에 냉각파이프가 하나 이상 관통하여 설치되어 게이트로 유입되는 용탕의 온도를 주입온도보다 낮게 냉각시키는 것
   을 포함하는, 다이캐스팅 일체형 수냉식 배터리팩 냉각장치의 제조방법.

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