KR20210003559A - 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법 - Google Patents

자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉각수 유로손상 및 불량을 줄일 수 있고, 제조를 쉽고 빠르게 할 수 있는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법은 a) 냉각수 유로가 형성된 베이스 플레이트와 그 상부로 위치하는 커버 플레이트를 포개 고정부로 임시 고정하는 단계; b) 상기 커버 플레이트의 표면에 배터리 모듈을 고정하기 위한 복수개의 고정바를 배치하는 단계; c) 상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트의 둘레면 및 커버 플레이트와 고정바들을 한 번에 일괄적으로 접합하는 단계; 를 포함하는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 제조방법을 제공한다.

Description

자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법{BATTERY COOLING BLOCK ASSEMBLY FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각수 유로손상 및 불량을 줄일 수 있고, 제조를 쉽고 빠르게 할 수 있는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 자동차나 전기 자동차에는 배터리 팩(battery pack)이 탑재되며, 이 배터리 팩은 배터리 셀(battery cells)을 일정한 개수로 묶어 연결한 배터리 모듈(battery module)을 다수개 연결하여 구성하게 된다.
배터리 팩을 자동차에 탑재하기 위하여 배터리 팩은 배터리 냉각 블록에 장착하여 탑재하게 된다.
배터리 셀은 예를 들면 리튬이온 2차전지(lithium-ion secondary battery) 등으로 이루어질 수 있으며, 이러한 배터리 셀을 복수 개를 연결하여 하나의 배터리 모듈을 형성하고, 자동차에 요구되는 배터리 용량에 따라서 다수개의 배터리 모듈을 직렬이나 병렬 또는 직병렬 형태로 연결한 배터리 팩을 구성하여 배터리 냉각 블록에 탑재한다.
이러한 배터리 팩은 충전 및 방전 시 열이 발생하므로 배터리 팩을 냉각시키기 위하여 배터리 냉각 블록은 냉각수가 순환할 수 있도록 냉각수 유로가 형성될 수 있다.
이렇게 배터리 냉각 블록에 냉각수가 순환하면서 배터리 셀 간의 온도 편차 및 배터리 셀의 방전 온도를 낮추어 배터리 팩의 수명과 출력유지 시간을 증대 시키게 된다.
통상적으로 배터리 냉각 블록은 베이스 플레이트의 상부면에 커버 플레이트를 서로 접합하여 제작하게 되는데, 이때 베이스 플레이트와 커버 플레이트의 가장자리를 다수의 고정부로 임시로 고정한 후, 둘레면을 따라서 브레이징(brazing) 공법으로 접합하게 된다.
그리고 배터리 냉각블록의 커버 플레이트의 표면에 배터리를 고정하기 위하여 여러 개의 고정바를 아르곤 용접으로 가로 및 세로 방향으로 고정하는 방식으로 배터리 냉각 블록을 제조하게 된다.
그러나 이와 같이 베이스 플레이트와 커버 플레이트를 접합한 후, 또 다른 공정으로 배터리 고정바를 용접으로 고정하면 제조시간이 많이 소요되어 생산성이 저하된다.
또한 다수의 고정바를 아르곤 용접으로 각각 고정할 때, 배터리 냉각 블록 내부에 형성된 냉각수 유로가 손상될 수 있는데, 그러면 제조된 배터리 냉각블록은 냉각효율이 저하되어 자동차에서 요구되는 배터리 성능을 발휘할 수 없다.
한국공개특허공보 제10-2006-0091948호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수 유로손상 및 불량을 줄일 수 있고, 제조를 쉽고 빠르게 할 수 있는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 제안하는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 제조방법은 a) 냉각수 유로가 형성된 베이스 플레이트와 그 상부로 위치하는 커버 플레이트를 포개 고정부로 임시 고정하는 단계; b) 상기 커버 플레이트의 표면에 배터리 모듈을 고정하기 위한 복수개의 고정바를 배치하는 단계; c) 상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트의 둘레면 및 커버 플레이트와 고정바들을 한 번에 일괄적으로 접합하는 단계; 를 포함하는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 제조방법을 제공한다.
상기 c) 단계에서는 브레이징 공법으로 접합이 진행된다.
또한 본 발명은 냉각수 유로가 형성된 베이스 플레이트와 그 상부로 위치하는 커버 플레이트 및 상기 커버 플레이트의 표면에 배치되어 배터리 모듈을 고정하기 위한 복수개의 고정바를 포함하고,
상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트의 겹쳐진 둘레면 및 커버 플레이트와 고정바는 브레이징으로 접합된 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리를 제공한다.
상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트 및 고정바는 알루미늄으로 이루어지고, 상기 베이스 플레이트에는 냉각수 유로에 냉각수가 공급 및 배출될 수 있도록 냉각수 공급포트와 냉각수 배출포트가 각각 형성된다.
본 발명에 의한 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법은 베이스 플레이트와 커버 플레이트 및 여러 개의 고정바를 한 번에 브레이징으로 일괄적으로 접합하여 제조할 수 있으므로, 종래와 같이 베이스 플레이트와 커버 플레이트를 접합한 다음, 아르곤 용접으로 대수개의 고정바를 각각 고정할 때에 비하여 생산 공정이 단순화되어 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리의 제조를 쉽고 빠르게 할 수 있다.
또한 베이스 플레이트와 커버 플레이트 및 여러 개의 고정바를 한 번의 브레이징 용접으로 접합하여 베이스 플레이트에 형성된 냉각수 유로의 불량 발생을 줄이거나 없앨 수 있다.
또한 고정바 전체가 브레이징으로 접합되므로 고정바의 용접구간이 종래의 부분 용접으로 접합할 때에 비하여 확대되므로 고정바를 견고하게 고정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법을 설명하기 위한 배터리 냉각 블록 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 접합이 완료된 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 및 그 제조방법을 설명하기 위한 배터리 냉각 블록 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에서 접합이 완료된 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리의 사시도이다.
본 발명에 따른 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차에 제공되는 배터리 팩(battery pack)(미도시)을 탑재하기 위하여 배터리 팩이 장착될 수 있도록 이루어지고, 또 자동차에 탑재된 배터리 팩을 냉각시킬 수 있도록 구성된다.
이러한 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리는 배터리 팩이 장착되어 지지될 수 있는 충분한 강도를 갖는 금속으로 이루어질 수 있는데, 예를 들면 무게가 가벼우면서도 열전도율이 높아 냉각효율이 큰 알루미늄 재질로 제작될 수 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리는 냉각수 유로(4)가 형성된 베이스 플레이트(6)와, 이 베이스 플레이트(6)의 상부에 위치하는 커버 플레이트(8)와, 상기 커버 플레이트(8)의 표면에 설치되어 자동차에서 사용되는 배터리(미도시)를 고정하기 위한 다수의 고정바(10)(12)를 포함한다.
베이스 플레이트(6)와 커버 플레이트(8)는 직사각형의 형상으로 이루어질 수 있으며, 베이스 플레이트(6)에는 냉각수 유로(4)가 형성되어 냉각수가 유동하면서 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈의 충전 및 방전 과정에서 발생되는 열을 냉각시킬 수 있도록 구성된다.
그리고 냉각수 유로(4)에 냉각수가 공급 및 배출될 수 있도록 커버 플레이트(8)에는 냉각수 유로(4)의 양쪽 끝단부와 연결되는 냉각수 공급포트(14) 및 냉각수 배출포트(16)가 각각 형성된다.
이렇게 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리에 냉각수 유로(4)를 형성하는 이유는 배터리 모듈의 충전 및 방전 과정에서 발생된 열을 빠르게 냉각시키지 못하면 열 축적이 일어나 결과적으로 배터리 모듈의 열화가 촉진되고, 경우에 따라서는 배터리 팩의 발화 또는 폭발이 일어날 수 있다. 따라서 본 발명에서는 고출력 대용량의 배터리 팩이 탑재되는 배터리 냉각 블록 어셈블리는 내부를 따라서 냉각수를 순환시켜 탑재된 배터리 모듈 들을 냉각시키게 된다.
이렇게 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리는 내부에 냉각수 유로(4)가 형성되므로 냉각수가 외부로 유출되지 않도록 배터리 냉각 블록 어셈블리는 둘레면을 기밀하게 접합해야 한다.
그리고 복수개의 고정바(10)(12)를 커버 플레이트(8)의 표면에 가로 방향 및 세로방향을 따라서 각각 고정하게 된다.
가로 고정바(10)는 커버 플레이트(8)의 표면 가로 방향을 따라서 간격을 유지하며 복수개가 각각 고정되고, 세로 고정바(12)는 커버 플레이트(8)의 표면 세로방향을 따라서 복수개가 각각 고정된다.
본 발명에서는 이와 같은 베이스 플레이트(4)와 커버 플레이트(6)의 접합 및 커버 플레이트(6)와 고정바(8)(10)의 접합을 한 번에 브레이징 공법으로 일괄적으로 접합하여 제조할 수 있다.
즉, 베이스 플레이트(6)와 커버 플레이트(8)를 포개 고정부재 등으로 임시로 고정시킨 다음, 커버 플레이트(8)의 표면에 고정바(10)(12)들을 배치시킨 후, 또 다른 고정부재로 고정바(10)(12)를 임시로 고정시켜 배터리 냉각 블록 어셈블리를 가조립 한다.
이렇게 가조립된 된 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리를 브레이징 로에 투입하여 베이스 플레이트(6)와 커버 플레이트(8) 및 고정바(10)(12)를 브레이징 공법으로 한 번에 모두 접합한다.
이러한 공정으로 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리를 제조하면, 종래에 비하여 생산 공정이 단순화되어 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리의 제조를 쉽고 빠르게 할 수 있고, 한 번의 브레이징 용접으로 접합부재들을 모두 접합하여 베이스 플레이트(6)에 형성된 냉각수 유로(4)의 불량을 줄이거나 원천적으로 차단할 수 있고, 고정바(10)(12)의 하부 전체면이 커버 플레이트(8)에 접합되어 고정바(10)(12)를 견고하게 고정할 수 있다.
이렇게 제작된 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리는 커버 플레이트(8)에 고정된 고정바(10)(12)에 배터리 셀로 이루어진 복수개의 배터리 모듈을 장착하는 방법으로 하나의 배터리 팩을 구성하여 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 탑재하면 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.
4: 냉각수 유로
6: 베이스 플레이트
8: 커버 플레이트
10, 12: 고정바
14: 냉각수 공급포트
16: 냉각수 배출포트

Claims (5)

  1. a) 냉각수 유로가 형성된 베이스 플레이트와 그 상부로 위치하는 커버 플레이트를 포개 고정부로 임시 고정하는 단계;
    b) 상기 커버 플레이트의 표면에 배터리 모듈을 고정하기 위한 복수개의 고정바를 배치하는 단계;
    c) 상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트의 둘레면 및 커버 플레이트와 고정바들을 한 번에 일괄적으로 접합하는 단계;
    를 포함하는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 c) 단계에서는 브레이징 공법으로 접합이 진행되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리 제조방법.
  3. 냉각수 유로가 형성된 베이스 플레이트와 그 상부로 위치하는 커버 플레이트 및 상기 커버 플레이트의 표면에 배치되어 배터리 모듈을 고정하기 위한 복수개의 고정바를 포함하고,
    상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트의 겹쳐진 둘레면 및 커버 플레이트와 고정바는 브레이징으로 접합된 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트 및 고정바는 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에는 냉각수 유로에 냉각수가 공급 및 배출될 수 있도록 냉각수 공급포트와 냉각수 배출포트가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 냉각 블록 어셈블리.
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KR102269221B1 (ko) 2021-01-20 2021-06-24 황채익 전기 자동차 배터리 냉각 장치
KR20230063031A (ko) * 2021-11-01 2023-05-09 주식회사 세원정공 전기차의 배터리 하우징 제조방법 및 그 방법을 수행하는 지그장치

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KR20060091948A (ko) 2005-02-16 2006-08-22 기아자동차주식회사 하이브리드 차량의 배터리 트레이

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