KR20200111987A - Manufacturing method of battery module case for electric vehicle - Google Patents

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KR20200111987A
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하상진
손성만
박병학
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Abstract

Disclosed is a manufacturing method of a battery module case for an electric vehicle which increases watertightness and has an excellent heat radiation property. According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method of a battery module case for an electric vehicle to manufacture a battery module case of a box shape to store a plurality of battery modules therein comprises: a sheet preparing step of preparing a sheet for forming an upper plate by cutting an aluminum alloy plate; a press forming step of forming an upper plate having a forming shape to cut both ends on the sheet; a friction stir welding step of performing friction stir welding on both side plates with a mounting bracket protruding to a prescribed height in the longitudinal direction of a cross section while bringing both side plates into contact with both ends of the upper plate; a trim forming step of forming a trim line along with a hole on the upper plate joined to both side plates in the friction stir welding step; a bending step of bending both side plates along both forming shapes on the upper plate by 90 degrees with respect to the upper plate; and a plate joining step of joining a front plate, a rear plate, and a lower plate along the edges of both side plates and the upper plate.

Description

전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법{Manufacturing method of battery module case for electric vehicle}Manufacturing method of battery module case for electric vehicle {Manufacturing method of battery module case for electric vehicle}

본 발명의 실시 예는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 함금판재로 이루어지는 상판에 알루미늄 압출재로 이루어지는 양 측판을 접합하여 수밀성과 방열성이 우수한 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle, and more particularly, a battery module case for an electric vehicle excellent in watertightness and heat dissipation by bonding both side plates made of an aluminum extruded material to an upper plate made of an aluminum alloy plate material. It relates to a method of manufacturing.

최근 고유가 및 환경 규제에 따라 하이브리드 자동차 및 전기 자동차에 대한 관심이 높아지고 있으며, 2025년을 기점으로 많은 자동차 메이커에서는 전기 자동차를 주력으로 하는 사업계획을 발표하고 있는 실정이다.In recent years, interest in hybrid and electric vehicles is increasing due to high oil prices and environmental regulations, and starting in 2025, many automakers are announcing business plans focusing on electric vehicles.

이러한 전기 자동차는 친환경 및 저렴한 유지비 등의 장점이 있는 반면, 배터리와 관련하여 짧은 주행거리 및 긴 충전시간의 단점이 있으며, 이를 극복하기 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다. While such an electric vehicle has advantages such as eco-friendliness and low maintenance costs, there are disadvantages of a short driving distance and a long charging time in relation to the battery, and research and development to overcome this has been continuously conducted.

도 1은 일반적인 전기 자동차에 장착되는 배터리 모듈을 배터리 하우징에 수납한 상태의 투영도이다. 1 is a projection view of a state in which a battery module mounted in a general electric vehicle is accommodated in a battery housing.

도 1을 참조하면, 전기 자동차의 배터리 모듈은 배터리 모듈 케이스(100)의 내부에 다수개가 내장된 상태로, 차체 플로워 패널(미도시)의 하부에 고정되는 배터리 하우징(110)의 내부에 배터리 모듈 케이스를 통해 복렬로 수납된다. Referring to FIG. 1, a plurality of battery modules of an electric vehicle are embedded in the battery module case 100, and a battery module is provided in the battery housing 110 fixed to the lower part of the vehicle body follower panel (not shown). It is stored in a double row through a case.

한편, 상기한 배터리 모듈 케이스는 복수개의 배터리 모듈을 수납한 상태로, 배터리 모듈의 충전 및 방전 시, 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있도록 방열성과 수밀성이 우수하고, 가벼우면서도 배터리 모듈을 견고하게 보호할 수 있도록 하는 것이 중요하다.On the other hand, the battery module case has excellent heat dissipation and watertightness so as to effectively dissipate heat generated when charging and discharging the battery module in a state in which a plurality of battery modules are housed, and it is lightweight and firmly protects the battery module. It is important to be able to do it.

이에, 상기한 바와 같은 배터리 모듈 케이스의 조건들을 모두 만족하면서도 제작단가를 최소화하기 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다. Accordingly, research and development for minimizing the manufacturing cost while satisfying all the conditions of the battery module case as described above are continuously conducted.

최근에는 이러한 배터리 모듈 케이스의 고강도 경량화를 위해 알루미늄(Al)에 Mg와 Si를 주첨가 성분으로 하는 6000계 열처리 합금, 또는 알루미늄에 Zn을 주첨가 성분으로 하지만, 여기에 Mg를 첨가한 7000계 고강도 열처리 합금을 적용하여 제작하는 추세이다. In recent years, in order to reduce the high strength and weight of the battery module case, a 6000 series heat treatment alloy containing Mg and Si as the main components of aluminum (Al), or Zn as the main additive component of aluminum, but 7000 series high strength with Mg added thereto. There is a trend of manufacturing by applying heat-treated alloys.

이러한 6000계 및 7000계 열처리 합금은 용접성, 내식성이 양호하고, 열처리에 의한 인장강도가 250MPa 이상을 나타내는 등의 이점은 있으나, 연신율이 10% ~ 16% 범위 내에 있어 성형 및 가공을 위해 적용되는 생산기술이 매우 제한적이고, 이는 생산성 및 제작단가에 영향을 주게 된다. These 6000 series and 7000 series heat treated alloys have good weldability and corrosion resistance, and have advantages such as having a tensile strength of 250 MPa or more due to heat treatment, but the elongation is within the range of 10% to 16%, so it is applied for molding and processing. The technology is very limited, which affects productivity and manufacturing cost.

따라서 전기 자동차의 대중화가 가속되는 현시점에 이와 같은 초고강도 알루미늄 합금판재를 이용하여 최적화된 배터리 모듈 케이스의 생산을 위한 연구개발이 요구된다. Therefore, research and development for the production of an optimized battery module case using such an ultra-high strength aluminum alloy plate is required at the present moment when the popularization of electric vehicles is accelerated.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art are only for enhancing an understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

본 발명의 실시 예는 알루미늄 함금판재로 프레스 성형하여 이루어지는 상판에 압출재를 이용하여 마운팅 브라켓이 일체로 형성된 양 측판을 마찰교반 용접한 후, 절곡 성형을 통하여 일체로 성형하여 용접부의 최소화로 수밀성을 높이면서도 방열성이 우수한 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법을 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to increase watertightness by minimizing the welding part by friction stir welding both side plates on which mounting brackets are integrally formed using an extruded material on an upper plate formed by press-molding an aluminum alloy plate, and then integrally forming through bending molding. It is intended to provide a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle with excellent heat dissipation.

또한, 하판과 전판 및 후판은 성형을 최소화하여 상판과 양 측판에 접합하여 생산성을 향상시키는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle that improves productivity by bonding the lower plate, the front plate, and the rear plate to the upper plate and both side plates by minimizing molding.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 내부에 복수개의 배터리 모듈을 수납하기 위한 박스 형상의 배터리 모듈 케이스를 제조하기 위한 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 있어서, 알루미늄 합금판재를 절단하여 상판을 성형할 시트를 준비하는 시트 준비단계; 상기 시트 상에 양 단부를 절곡하기 위한 포밍 형상을 갖는 상판을 성형하는 프레스 성형단계; 단면의 길이방향을 따라 마운팅 브라켓이 일정 높이로 돌출 형성된 양 측판을 상기 상판의 양 측단에 맞댄 상태로 마찰교반 접합하는 마찰교반 용접단계; 상기 마찰교반 용접단계에서, 양 측판과 접합된 상판 상에 홀과 함께 트림라인을 성형하는 트림 성형단계; 상기 상판 상의 양측 포밍 형상을 따라 상기 양 측판을 상기 상판에 대하여 90도로 절곡 성형하는 절곡 성형단계; 및 상기 상판과 양 측판의 각 테두리를 따라 전판과 후판 및 하판을 각각 접합하는 판재 접합단계를 포함하는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법이 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, in a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle for manufacturing a box-shaped battery module case for accommodating a plurality of battery modules therein, the upper plate is cut by cutting an aluminum alloy plate. Sheet preparation step of preparing a sheet to be molded; A press forming step of forming an upper plate having a forming shape for bending both ends on the sheet; A friction stir welding step of friction stir welding of both side plates with mounting brackets protruding to a predetermined height along the longitudinal direction of the cross-section in a state of contacting both side ends of the upper plate; In the friction stir welding step, a trim forming step of forming a trim line together with a hole on an upper plate joined to both side plates; A bending molding step of bending the side plates at 90 degrees with respect to the upper plate according to the forming shape of both sides of the upper plate; And there may be provided a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle including a plate bonding step of bonding each of the front plate, the rear plate, and the lower plate along respective edges of the upper plate and both side plates.

상기 프레스 성형단계와 상기 마찰교반 용접단계 사이에는 상기 상판을 설정 온도로 열처리하여 포밍 성형에 의한 잔류응력을 제거하는 상판 열처리 단계를 더 포함할 수 있다.Between the press forming step and the friction stir welding step, the upper plate heat treatment step of heat-treating the upper plate at a set temperature to remove residual stress caused by the forming molding may be further included.

또한, 상기 절곡 성형단계와 상기 판재 접합단계 사이에는 상기 상판과 양 측판의 용접 시, 부착된 용접 이물질을 세척하는 세척단계를 더 포함할 수 있다.In addition, between the bending forming step and the plate bonding step, when welding the upper plate and both side plates, a washing step of washing the attached welding foreign matter may be further included.

여기서, 상기 알루미늄 합금판재는 인장강도가 170MPa ~ 200MPa 범위의 6000계 합금판재로 이루어질 수 있다.Here, the aluminum alloy plate may be made of a 6000-based alloy plate having a tensile strength of 170 MPa to 200 MPa.

또한, 상기 알루미늄 합금판재는 두께가 3.0mm ~ 4.0 mm범위의 6000계 합금판재로 이루어질 수 있다.In addition, the aluminum alloy plate may be made of a 6000-based alloy plate having a thickness of 3.0 mm to 4.0 mm.

상기 양 측판은 알루미늄 압출재를 가공하여 마운팅 브라켓이 일체로 형성될 수 있다.Both side plates may be integrally formed with mounting brackets by processing an aluminum extrusion material.

상기 상판 열처리 단계는 설정 온도가 250℃ ~ 270℃ 범위에서 설정될 수 있다.In the heat treatment of the upper plate, a set temperature may be set in the range of 250°C to 270°C.

또한, 상기 마찰교반 용접단계는 상판의 양 측단에 각 측판을 맞댄 상태로, 맞댄 면을 따라 마찰교반 용접툴을 이용하여 마찰교반 용접하여 접합할 수 있다. In addition, in the friction stir welding step, each side plate is abutted to both side ends of the upper plate, and may be joined by friction stir welding along the abutting surface using a friction stir welding tool.

또한, 상기 판재 접합단계는 상기 상판과 양 측판의 각 테두리에 전판과 후판 및 하판의 각 테두리를 레이저 용접하여 접합할 수 있다.In addition, the plate material bonding step may be bonded by laser welding each edge of the front plate, the rear plate, and the lower plate to each edge of the upper plate and both side plates.

본 발명의 실시 예는 알루미늄 함금판재로 프레스 성형하여 이루어지는 상판의 양 측단에 압출재를 이용하여 마운팅 브라켓이 일체로 형성된 양 측판을 마찰교반 용접한 후, 절곡 성형을 통하여 상판과 양 측판을 일체로 성형하는 것으로, 케이스 상의 용접부를 최소화하여 수밀성을 높이면서도 방열성이 우수한 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스를 제조할 수 있다. In an embodiment of the present invention, after friction stir welding both side plates with mounting brackets integrally formed using an extruded material on both sides of the upper plate made by press-molding aluminum alloy plate, the upper plate and both side plates are integrally formed through bending molding. By doing so, it is possible to manufacture a battery module case for an electric vehicle with excellent heat dissipation while increasing water tightness by minimizing the welding part on the case.

또한, 하판과 전판 및 후판은 성형을 최소화하여 상판과 양 측판에 레이저 용접을 통하여 접합하여 생산성을 향상시킬 수 있다. In addition, the lower plate, the front plate, and the rear plate can be joined to the upper plate and both side plates through laser welding by minimizing molding to improve productivity.

도 1은 일반적인 전기 자동차에 장착되는 배터리 모듈을 배터리 하우징에 수납한 상태의 투영도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 따른 공정 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 따른 각 단계별 공정도이다.
도 4는 도 3의 마찰교반 용접단계(S30)를 설명하기 위한 공정 사시도이다.
도 5는 도 3의 판재 접합단계(S60)를 설명하기 위한 공정 사시도이다.
1 is a projection view of a state in which a battery module mounted in a general electric vehicle is accommodated in a battery housing.
2 is a block diagram of a process according to a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a process diagram of each step according to a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a process for explaining the friction stir welding step (S30) of FIG. 3.
5 is a perspective view of a process for explaining the plate material bonding step (S60) of FIG. 3.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same or similar components are described by applying the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.Since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to what is shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 따른 공정 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 따른 각 단계별 공정도이다. 2 is a block diagram illustrating a process according to a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a process diagram of each step according to a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. to be.

도 2와 도 3을 참조하면, 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 적용되는 배터리 모듈 케이스(1)는 내부에 복수개의 배터리 모듈(미도시)을 수납하기 위한 직육면체의 박스 형상으로 형성될 수 있으며, 상판(F1)과 하판(F2), 전판(F3)과 후판(F4) 및 양 측판(F5)(F6)을 포함한다. 2 and 3, first, a battery module case 1 applied to a method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention accommodates a plurality of battery modules (not shown) therein. It may be formed in a box shape of a rectangular parallelepiped for, and includes an upper plate (F1) and a lower plate (F2), a front plate (F3) and a rear plate (F4), and both side plates (F5) (F6).

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법은 시트 준비단계(S10), 프레스 성형단계(S20), 마찰교반 용접단계(S30), 트림 성형단계(S40), 절곡 성형단계(S50), 및 판재 접합단계(S60)를 포함한다. That is, the manufacturing method of the battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a sheet preparation step (S10), a press forming step (S20), a friction stir welding step (S30), a trim forming step (S40), and bending molding. Step (S50), and a plate material bonding step (S60).

본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 적용되는 소재는 두께가 3.5mm이고, 인장강도가 170MPa ~ 250MPa 범위의 6000계 알루미늄 합금판재를 적용하여 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 두께는 3.0mm ~ 4.0mm의 범위에서 설정될 수 있으며, 필요에 따라서 인장강도가 250MPa 이상의 7000계 알루미늄 합금판재가 적용될 수 있다.The material applied to the method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is described by applying a 6000 series aluminum alloy plate having a thickness of 3.5 mm and a tensile strength of 170 MPa to 250 MPa, but is limited thereto. It is not, and the thickness can be set in the range of 3.0mm ~ 4.0mm, and if necessary, a 7000 series aluminum alloy plate having a tensile strength of 250MPa or more can be applied.

먼저, 상기 시트 준비단계(S10)는 알루미늄 합금판재를 직사각형의 일정 규격으로 절단하여 상판(F1)을 성형할 시트(10)를 준비한다.First, in the sheet preparation step (S10), an aluminum alloy plate is cut into a predetermined size of a rectangle to prepare a sheet 10 to form an upper plate F1.

이때, 상기 시트(10)는 상판(F1)의 폭을 고려하여 테두리를 별도로 트림 성형하지 않아도 되도록 계산된 치수로 절단 성형된다.At this time, the sheet 10 is cut and molded in the calculated dimensions so that the frame does not need to be trimmed separately in consideration of the width of the upper plate F1.

상기 프레스 성형단계(S20)는 상기 시트(10) 상에 양 단부를 절곡 성형하기 위한 포밍 형상을 갖도록 상판(F1)의 양 단부를 전후방향으로 구획하는 포밍 형상(FM)의 성형을 진행한다. In the press-forming step (S20), a forming shape (FM) for partitioning both ends of the upper plate F1 in the front and rear direction so as to have a forming shape for bending both ends on the sheet 10 is performed.

즉, 상기 프레스 성형단계(S20)에서는 상판(F1) 상의 양 단부를 따라 성형되는 포밍 형상은 상판(F1)에 대하여 단차지게 성형된다. That is, in the press forming step (S20), the forming shape formed along both ends of the upper plate (F1) is formed to be stepped with respect to the upper plate (F1).

상기 프레스 성형단계(S20)에 이어서, 상기 상판(F1)에 대하여 설정 온도로 열처리(HT)를 통하여 포밍 성형에 의한 잔류응력을 제거하는 상판 열처리 단계(S21)를 진행할 수 있다. Following the press forming step (S20), the upper plate heat treatment step (S21) of removing residual stress due to the forming molding may be performed through heat treatment (HT) with respect to the upper plate F1 at a set temperature.

이때, 상기 열처리 설정 온도 250℃ ~ 270℃의 범위에서 설정될 수 있다.In this case, the heat treatment set temperature may be set in the range of 250°C to 270°C.

상기 마찰교반 용접단계(S30)는 단면의 길이방향을 따라 마운팅 브라켓(B)이 일정 높이로 돌출 형성된 양 측판(F5)(F6)을 상기 상판(F1)의 양 측단에 맞댄 상태로 마찰교반 접합한다. In the friction stir welding step (S30), the mounting brackets (B) protrude to a certain height along the longitudinal direction of the cross-section. do.

도 4는 도 3의 마찰교반 용접단계(S30)를 설명하기 위한 공정 사시도이다. 4 is a perspective view of a process for explaining the friction stir welding step (S30) of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 상기 양 측판(F5)(F6)은 알루미늄 압출재로 이루어지며, 이를 가공하여 마운팅 브라켓(B)을 일체로 형성한다. Referring to FIG. 4, the side plates F5 and F6 are made of an aluminum extruded material, and the mounting brackets B are integrally formed by processing them.

이러한 마찰교반 용접단계(S30)는 각 측판(F5)(F6)에 상기 상판(F1)의 양 측단에 맞댄 상태로, 맞댄 면을 따라 마찰교반 용접툴(5)을 이용하여 마찰교반 용접하여 접합하는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 접합부의 열변형 등을 고려하여 레이저 용접을 통하여 접합할 수 있다. In this friction stir welding step (S30), each side plate (F5) (F6) is abutted to both sides of the top plate (F1), along the abutting surface, by friction stir welding using a friction stir welding tool (5). However, it is not necessarily limited thereto, and may be joined through laser welding in consideration of thermal deformation of the joint.

상기 트림 성형단계(S40)는 상기 마찰교반 용접단계(S30)에서, 양 측판(F5)(F6)과 접합된 상판(F1) 상에 냉각라인을 연결하기 위한 홀(H)과 함께, 케이블 등의 연결을 위한 트림라인(T) 등을 동시에 성형하는 트림 성형을 진행한다. In the trim forming step (S40), in the friction stir welding step (S30), along with a hole (H) for connecting the cooling line on the upper plate (F1) bonded to both side plates (F5) (F6), cables, etc. Trim molding is carried out to simultaneously mold the trim line (T) for connection of

상기 절곡 성형단계(S50)는 상기 상판(F1) 상의 양측 포밍 형상(FM)을 따라 상판(F1)의 양 단부를90도로 하향 절곡하여 상판(F1)에 대하여 양 측판(F5)(F6)을 절곡 성형한다.In the bending forming step (S50), both ends of the upper plate F1 are bent downward by 90 degrees along the forming shapes FM on both sides of the upper plate F1 to form both side plates F5 and F6 with respect to the upper plate F1. Bending and molding.

상기 절곡 성형단계(S50)에 이어서, 상기 상판(F1)에 양 측판(F5)(F6)의 용접 시, 부착된 용접 이물질을 세척수를 이용하여 세척하는 세척단계(S51)를 진행할 수 있다. Following the bending forming step (S50), when welding both side plates (F5) and (F6) to the upper plate (F1), a washing step (S51) of washing the attached welding foreign material using washing water may be performed.

상기 판재 접합단계(S60)는 상기 상판(F1)과 양 측판(F5)(F6)의 각 테두리를 따라 전판(F3)과 후판(F4) 및 하판(F2)을 각각 접합한다.In the plate joining step (S60), the front plate F3, the rear plate F4, and the lower plate F2 are respectively joined along the respective edges of the upper plate F1 and both side plates F5 and F6.

도 5는 도 3의 판재 접합단계(S60)를 설명하기 위한 공정 사시도이다. 5 is a perspective view of a process for explaining the plate material bonding step (S60) of FIG. 3.

도 5를 참조하면, 상기 판재 접합단계(S60)는 상기 상판(F1)과 양 측판(F5)(F6)의 각 테두리에 전판(F3)과 후판(F4) 및 하판(F2)의 각 테두리를 레이저 스캐너(3)로부터 조사되는 초점구간의 레이저빔을 이용하여 레이저 용접하여 접합한다.Referring to Figure 5, the plate material bonding step (S60) is the front plate (F3), the rear plate (F4) and each edge of the lower plate (F2) on each rim of the upper plate (F1) and both side plates (F5) (F6). Bonding is performed by laser welding using a laser beam in the focal section irradiated from the laser scanner 3.

통상은 알루미늄 합금판재의 접합에 용접성이 좋은 TIG 용접을 적용하나, 본 발명의 실시 예에서는 열변형을 고려하여 레이저 용접을 통한 접합을 진행하는 것이 이상적이다.Usually, TIG welding with good weldability is applied to the bonding of the aluminum alloy plate, but in an embodiment of the present invention, it is ideal to proceed with the bonding through laser welding in consideration of thermal deformation.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법은 알루미늄 함금판재로 프레스 성형하여 이루어지는 상판(F1)의 양 측단에 알루미늄 압출재를 이용하여 마운팅 브라켓(B)이 일체로 형성된 양 측판(F5)(F6)을 마찰교반 용접한 후, 절곡 성형을 통하여 상판(F1)과 양 측판(F5)(F6) 및 마운팅 브라켓(B)이 절곡 성형 전에 일체로 성형하는 것으로, 케이스 상의 용접부를 최소화하고, 수밀성을 높이면서도 방열성이 우수한 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스를 제조할 수 있도록 해준다. Therefore, the manufacturing method of the battery module case for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is a mounting bracket (B) integrally formed on both sides of the top plate (F1) formed by press-molding an aluminum alloy plate using an aluminum extrusion material. (F5) After friction stir welding of (F6), the upper plate (F1), both side plates (F5) (F6) and mounting brackets (B) are integrally formed before bending molding through bending molding. It minimizes, increases watertightness, and makes it possible to manufacture battery module cases for electric vehicles with excellent heat dissipation.

또한, 마운팅 브라켓(B)은 압출재로 이루어지는 양 측판(F5)(F6)에 별도의 용접 작업 없이 일체로 제작하여 용접에 따른 케이스의 열변형을 최소화할 수 있다. In addition, the mounting bracket (B) can be manufactured integrally with both side plates (F5) (F6) made of extruded material without a separate welding operation, thereby minimizing thermal deformation of the case due to welding.

또한, 하판(F2)과 전판(F3) 및 후판(F4)은 성형을 최소화하여 상판(F1)과 양 측판(F5)(F6)의 각 테두리를 따라 고속으로 용접이 가능한 레이저 용접을 통하여 접합하여 생산성을 향상시킬 수 있다. In addition, the lower plate (F2), the front plate (F3) and the rear plate (F4) are joined through laser welding, which can be welded at high speed along each edge of the upper plate (F1) and both side plates (F5) (F6) by minimizing molding. It can improve productivity.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to implement various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is natural to fall within the scope of the invention.

1: 배터리 모듈 케이스
3: 레이저 스캐너
5: 마찰교반 용접툴
10: 시트
F1: 상판
F2: 하판
F3: 전판
F4: 후판
F5, F6: 측판
H: 홀
FM: 포밍 형상
T: 드림라인
B: 마운팅 브라켓
1: battery module case
3: laser scanner
5: friction stir welding tool
10: sheet
F1: top
F2: lower plate
F3: Front
F4: back plate
F5, F6: shroud
H: Hall
FM: Forming shape
T: Dreamline
B: Mounting bracket

Claims (9)

내부에 복수개의 배터리 모듈을 수납하기 위한 박스 형상의 배터리 모듈 케이스를 제조하기 위한 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법에 있어서,
알루미늄 합금판재를 절단하여 상판을 성형할 시트를 준비하는 시트 준비단계;
상기 시트 상에 양 단부를 절곡하기 위한 포밍 형상을 갖는 상판을 성형하는 프레스 성형단계;
단면의 길이방향을 따라 마운팅 브라켓이 일정 높이로 돌출 형성된 양 측판을 상기 상판의 양 측단에 맞댄 상태로 마찰교반 접합하는 마찰교반 용접단계; 및
상기 마찰교반 용접단계에서, 양 측판과 접합된 상판 상에 홀과 함께 트림라인을 성형하는 트림 성형단계;
상기 상판 상의 양측 포밍 형상을 따라 상기 양 측판을 상기 상판에 대하여 90도로 절곡 성형하는 절곡 성형단계;
상기 상판과 양 측판의 각 테두리를 따라 전판과 후판 및 하판을 각각 접합하는 판재 접합단계;
를 포함하는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
In the method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle for manufacturing a box-shaped battery module case for accommodating a plurality of battery modules therein,
Sheet preparation step of preparing a sheet to form an upper plate by cutting the aluminum alloy plate;
A press forming step of forming an upper plate having a forming shape for bending both ends on the sheet;
A friction stir welding step of friction stir welding of both side plates with mounting brackets protruding to a predetermined height along the longitudinal direction of the cross-section in a state of contacting both side ends of the upper plate; And
In the friction stir welding step, a trim forming step of forming a trim line together with a hole on an upper plate joined to both side plates;
A bending molding step of bending the side plates at 90 degrees with respect to the upper plate according to the forming shape of both sides of the upper plate;
A plate joining step of joining the front plate, the rear plate, and the lower plate along respective edges of the upper plate and both side plates;
Method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle comprising a.
제1항에 있어서,
상기 프레스 성형단계와 상기 마찰교반 용접단계 사이에는
상기 상판을 설정 온도로 열처리하여 포밍 성형에 의한 잔류응력을 제거하는 상판 열처리 단계를 더 포함하는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
Between the press forming step and the friction stir welding step
The method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle further comprising the step of heat-treating the upper plate to remove residual stress due to foaming by heat-treating the upper plate at a set temperature.
제1항에 있어서,
상기 절곡 성형단계와 상기 판재 접합단계 사이에는
상기 상판과 양 측판의 용접 시, 부착된 용접 이물질을 세척하는 세척단계를 더 포함하는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
Between the bending forming step and the plate joining step
A method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle further comprising a washing step of washing the attached welding foreign matter when welding the upper plate and both side plates.
제1항에 있어서,
상기 알루미늄 합금판재는
인장강도가 170MPa ~ 200MPa 범위의 6000계 합금판재로 이루어지는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
The aluminum alloy plate is
A method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle made of a 6000 series alloy plate having a tensile strength of 170 MPa to 200 MPa.
제1항에 있어서,
상기 알루미늄 합금판재는
두께가 3.0mm ~ 4.0 mm범위의 6000계 합금판재로 이루어지는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
The aluminum alloy plate is
A method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle made of a 6000 series alloy plate with a thickness ranging from 3.0mm to 4.0mm.
제1항에 있어서,
상기 양 측판은
알루미늄 압출재를 가공하여 마운팅 브라켓이 일체로 형성되는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
The side plates are
A method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle in which a mounting bracket is integrally formed by processing an extruded aluminum material.
제1항에 있어서,
상기 상판 열처리 단계는
설정 온도가 250℃ ~ 270℃ 범위에서 설정되는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
The upper plate heat treatment step
A method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle in which the set temperature is set in the range of 250℃ to 270℃.
제1항에 있어서,
상기 마찰교반 용접단계는
상판의 양 측단에 각 측판을 맞댄 상태로, 맞댄 면을 따라 마찰교반 용접툴을 이용하여 마찰교반 용접하여 접합하는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
The friction stir welding step
A method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle in which each side plate is abutted to both side ends of the upper plate by friction stir welding using a friction stir welding tool along the abutted surface.
제1항에 있어서,
상기 판재 접합단계는
상기 상판과 양 측판의 각 테두리에 전판과 후판 및 하판의 각 테두리를 레이저 용접하여 접합하는 전기 자동차용 배터리 모듈 케이스의 제조방법.
The method of claim 1,
The plate joining step
A method of manufacturing a battery module case for an electric vehicle in which the front plate, the rear plate, and each edge of the lower plate are laser-welded to each edge of the upper plate and both side plates.
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