KR20230066161A - 배터리용 버스 바의 제조방법 및 그로써 제조된 배터리용 버스 바 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정시간을 단축함은 물론 나아가 제조원가를 대폭 절감할 수 있는 배터리용 버스 바의 제조방법 및 그로써 제조된 배터리용 버스 바에 관한 것으로,
알루미늄 박판 플레이트(P) 3 내지 10장을 포갠 다음 안착 플레이트(10)에 안착시킨 후 세팅 가이드(11)를 기준으로 정 위치시키는 플레이트 정 위치 단계(S100)와, 상기와 같이 플레이트(P)를 정 위치시킨 후 피딩 실린더(20)를 작동시켜 플레이트(P)의 끝단이 절단하고자 하는 치수가 되도록 이송시키는 플레이트 이송단계(S200)와, 상기 플레이트 이송 후 절단되는 부분의 플레이트(P)가 미동하지 않도록 가압 실린더(30)를 하측 방향으로 작동시켜 가압 고정하는 플레이트 가압 고정단계(S300)와, 상기 플레이트 가압 고정 후 사이드 밀링커터(40)를 전진시켜 기입력된 치수로 절단을 하되, 절단시 발생하는 열이 냉각되도록 알코올을 절단되는 부분에 주입을 하면서 절단을 하는 플레이트 절단단계(S400)와, 상기 플레이트 절단 후 사이드 밀링커터(40)는 후진을 하고, 동시에 가압 실린더(30)가 상승하면, 피딩 실린더(20)가 작동하여 기입력된 치수만큼 플레이트(P)를 전진시키는 동작을 제어부에서 연속반복적으로 동작 제어를 하여 버스 바가 제조되도록 한 것이다.
알루미늄 박판 플레이트(P) 3 내지 10장을 포갠 다음 안착 플레이트(10)에 안착시킨 후 세팅 가이드(11)를 기준으로 정 위치시키는 플레이트 정 위치 단계(S100)와, 상기와 같이 플레이트(P)를 정 위치시킨 후 피딩 실린더(20)를 작동시켜 플레이트(P)의 끝단이 절단하고자 하는 치수가 되도록 이송시키는 플레이트 이송단계(S200)와, 상기 플레이트 이송 후 절단되는 부분의 플레이트(P)가 미동하지 않도록 가압 실린더(30)를 하측 방향으로 작동시켜 가압 고정하는 플레이트 가압 고정단계(S300)와, 상기 플레이트 가압 고정 후 사이드 밀링커터(40)를 전진시켜 기입력된 치수로 절단을 하되, 절단시 발생하는 열이 냉각되도록 알코올을 절단되는 부분에 주입을 하면서 절단을 하는 플레이트 절단단계(S400)와, 상기 플레이트 절단 후 사이드 밀링커터(40)는 후진을 하고, 동시에 가압 실린더(30)가 상승하면, 피딩 실린더(20)가 작동하여 기입력된 치수만큼 플레이트(P)를 전진시키는 동작을 제어부에서 연속반복적으로 동작 제어를 하여 버스 바가 제조되도록 한 것이다.
Description
본 발명은 배터리용 버스 바의 제조방법 및 그로써 제조된 배터리용 버스 바에 관한 것으로 더욱 상세히는 공정시간을 단축함은 물론 나아가 제조원가를 대폭 절감할 수 있는 배터리용 버스 바의 제조방법 및 그로써 제조된 배터리용 버스 바에 관한 것이다.
최근에는 노트북, 스마트폰 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충전 및 방전이 가능 한 고성능 2차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 현재 상용화된 2차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다.
이 중 리튬 2차 전지는 니켈 계열의 2차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전과 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 인해 각광을 받고 있으며, 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다.
이러한 리튬 2차 전지는, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 이러한 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉, 전지 케이스를 구비한다.
또한, 리튬 2차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 2차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 2차 전지로 분류할 수 있으며, 근래에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 2차 전지가 널리 사용되고 있다.
특히, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 세간의 이목이 집중되고 있음에 따라 배터리 팩은 전기 자동차에서 가장 중요한 부품 중 하나로 자리 잡고 있다.
이러한 배터리 팩에는 보통 다수의 2차 전지가 포함되며, 이러한 다수의 2차 전지들은 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량 및 출력을 향상시키는데 일반적으로 다수의 2차 전지가 적층 된 형태로 구비된 셀 어셈블리와 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하는 팩 하우징을 포함한다.
또한, 배터리 팩을 사용하기 위해서는 배터리 팩과 외부의 장치 사이가 연결용 와이어 또는 버스 바 등의 커넥터를 통해 전기적으로 연결되어야 하는데, 이러한 연결을 위해 배터리 팩에는 접속 단자가 마련된다.
전기적 연결을 위한 커넥터와 관련하여, 대용량의 전류가 흐르는 경우에는 와이어 형태의 전선으로는 대응이 어려워 구리 재질로 된 바(bar) 형태의 도체를 사용하는데 이를 통상적으로 버스 바(bus bar)라고 하며, 버스 바는 낮은 임피던스와 높은 전류용량을 갖는 도체로 이해할 수 있으며, 최근에는 구리 재질 대신 알루미늄 재질의 바를 사용하기도 한다.
이러한 버스 바는 전기 자동차의 배터리 팩뿐만 아니라 대전력을 사용하는 건물 등의 전력박스에도 사용되며, 대용량 배터리가 사용되는 차량에서도 릴레이 장치, 차량용 정션 박스(junction box), 배터리 제어장치 등에도 버스 바가 직렬 또는 병열 구조로 용접 고정되어 사용된다.
상술 된 바와 같은 종래의 버스 바는 배터리의 구조와 용도에 따라 다양한 형상이 존재할 수 있으며, 도 1에서 도시된 버스 바는 재질이 알루미늄이면서 박판의 바(bar)의 형태로 이루어진 것으로 그 제조방식은 프레스 기계를 이용한 타발 가공(Blanking)에 의한 성형 제조방식과, CNC 공작 기계에서 엔드 밀(end mill) 공구를 이용한 성형 제조 방식으로 제조가 되었다.
이외에 밴드 쏘를 이용할 수도 있겠으나 완제품의 평탄도를 감안할 때 채택할 수 있는 방식은 상술 된 타발 가공 또는 엔드 밀 가공 방식으로 제한적이었다.
상술 된 방식으로 규격에 맞는 제품 제조는 가능하나 그 후속 공정에 따른 비용 발생으로 제조원가가 상승함으로써 제품을 생산하지 않는 측면이 더 유리하게 작용하고 있는 실정이었다.
즉, 타발 가공을 할 경우 생산 수량에서는 상당한 이점이 있으나 가공 과정에서 주입되는 타발 유는 향후 용접 과정에서 용접 불량을 유도하거나 스파크를 발생시킴에 따라 별도의 세척공정을 추가하여야 하였으며, 엔드 밀 가공을 할 경우 제품 사이클 타임이 길어 제조원가를 부추기는 등 제품생산의 효율성이 하락하는 등의 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점의 인식과 그 해결책을 제안코자 하는 것으로 배터리용 버스 바의 제조에 소요되는 공정시간을 단축함은 물론 나아가 제조원가를 대폭 절감할 수 있는 배터리용 버스 바의 제조방법 및 그로써 제조된 배터리용 버스 바를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 배터리용 버스 바의 제조방법은 알루미늄 박판 플레이트(P) 3 내지 10장을 포갠 다음 안착 플레이트(10)에 안착시킨 후 세팅 가이드(11)를 기준으로 정 위치시키는 플레이트 정 위치 단계(S100)와, 상기와 같이 플레이트(P)를 정 위치시킨 후 피딩 실린더(20)를 작동시켜 플레이트(P)의 끝단이 절단하고자 하는 치수가 되도록 이송시키는 플레이트 이송단계(S200)와, 상기 플레이트 이송 후 절단되는 부분의 플레이트(P)가 미동하지 않도록 가압 실린더(30)를 하측 방향으로 작동시켜 가압 고정하는 플레이트 가압 고정단계(S300)와, 상기 플레이트 가압 고정 후 사이드 밀링커터(40)를 전진시켜 기입력된 치수로 절단을 하되, 절단시 발생하는 열이 냉각되도록 알코올을 절단되는 부분에 주입을 하면서 절단을 하는 플레이트 절단단계(S400)와, 상기 플레이트 절단 후 사이드 밀링커터(40)는 후진을 하고, 동시에 가압 실린더(30)가 상승하면, 피딩 실린더(20)가 작동하여 기입력된 치수만큼 플레이트(P)를 전진시키는 동작을 제어부에서 연속반복적으로 동작 제어를 하여 버스 바가 제조되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본원 발명의 배터리용 버스 바의 제조방법 및 그로써 제조된 배터리용 버스 바는 버스 바 제조에 소요되는 사이클 타임을 대폭 단축 시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 버(Burr) 제거 또는 별도의 세척 공정이 필요 없어 제조원가까지 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 버스 바를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예의 절단과정을 개략적으로 도시한 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예의 절단과정을 도시한 블록 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예의 절단과정을 개략적으로 도시한 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예의 절단과정을 도시한 블록 구성도
이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시 예에 따라 배터리용 버스 바의 제조방법 및 그로써 제조된 배터리용 버스 바에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에서 제공하는 배터리용 버스 바의 제조방법은 도 2 내지 3에서 도시된 바와 같이 알루미늄 박판 플레이트(P) 3 내지 10장을 포갠 다음 안착 플레이트(10)에 안착시킨 후 세팅 가이드(11)를 기준으로 정 위치시킨다(S100).
박판 플레이트(P)를 정 위치시키는 방식은 상술 된 방식 이외에도 다양한 방식이 시도될 수 있으나 결국 동일한 규격으로 절단하기 위해서는 항상 정 위치가 되어야 한다는 결론은 동일하다고 할 수 있다.
상기와 같이 플레이트(P)를 정 위치시킨 후에는 피딩 실린더(20)를 작동시켜 플레이트(P)의 끝단이 절단하고자 하는 치수가 되도록 플레이트를 이송 시킨다(S200).
상기 플레이트 이송 후에는 절단되는 부분의 플레이트(P)가 미동하지 않도록 가압 실린더(30)를 하측 방향으로 작동시켜 가압 고정하고(S300), 플레이트를 가압 고정 한 이후에는 사이드 밀링커터(40)를 전진시켜 기입력된 치수로 절단을 한다(S400).
이때 절단시 발생하는 열을 냉각시키기 위해 알코올을 절단되는 부분에 주입을 시키면서 절단을 하는데 알코올을 휘발성이 강하기 때문에 절단 이후에는 별도의 세척과정이 필요 없게 되는 것이다.
상기 플레이트 절단 후 사이드 밀링커터(40)는 후진을 하고, 동시에 가압 실린더(30)가 상승하면, 피딩 실린더(20)가 작동하여 기입력된 치수만큼 플레이트(P)를 전진시키는 동작을 제어부에서 연속반복적으로 동작 제어를 하여 버스 바가 제조되는 것이다.
이때 제어부(미도시)에는 절단하고자 하는 치수를 기입력할 수 있으며, 기입력된 수치만큼 피딩 실린더(20)가 작동을 하는 것이고, 이러한 일련의 동작을 연속 반복적으로 제어 및 실행함으써 자동화가 용이하게 되는 것이다.
상기와 같이 절단되는 버스 바(S)는 재질이 알루미늄이면서 가로(W) 20 내지 30cm, 세로(D) 0.5 내지 1cm, 높이(H) 0.5 내지 1.5mm 규격 범위 내의 버스 바를 절단 할 수 있으며, 3 내지 10장을 포갤 수도 있고 낱장을 안착시켜 절단을 할 수 있으나, 다수의 플레이트를 한 번에 절단함으로써 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 사이드 밀링커터(40)는 외경이 100mm 제품을 500rpm의 속도로 회전을 시킬 때 안정적인 절단이 될 수 있었음은 물론, 버(burr)의 발생까지 차단할 수 있음이 확인되는바, 이로 인한 후속 공정이 필요 없게 된 것이다.
본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성 요소의 부가, 변경 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
P: 박판 플레이트
S: 버스 바
10: 안착 플레이트 11: 안착 가이드
20: 피딩 실린더 21: 밀판
30: 가압 실린더 31: 가압판
40: 사이드 밀링커터
S: 버스 바
10: 안착 플레이트 11: 안착 가이드
20: 피딩 실린더 21: 밀판
30: 가압 실린더 31: 가압판
40: 사이드 밀링커터
Claims (3)
- 알루미늄 박판 플레이트(P) 3 내지 10장을 포갠 다음 안착 플레이트(10)에 안착 시킨 후 세팅 가이드(11)를 기준으로 정 위치시키는 플레이트 정 위치 단계(S100); 와,
상기와 같이 플레이트(P)를 정 위치시킨 후 피딩 실린더(20)를 작동시켜 플레이트(P)의 끝단이 절단하고자 하는 치수가 되도록 이송시키는 플레이트 이송단계(S200); 와,
상기 플레이트 이송 후 절단되는 부분의 플레이트(P)가 미동하지 않도록 가압 실린더(30)를 하측 방향으로 작동시켜 가압 고정하는 플레이트 가압 고정단계(S300); 와,
상기 플레이트 가압 고정 후 사이드 밀링커터(40)를 전진시켜 기입력된 치수로 절단을 하되, 절단시 발생하는 열이 냉각되도록 알코올을 절단되는 부분에 주입을 하면서 절단을 하는 플레이트 절단단계(S400); 와,
상기 플레이트 절단 후 사이드 밀링커터(40)는 후진을 하고, 동시에 가압 실린더(30)가 상승하면, 피딩 실린더(20)가 작동하여 기입력된 치수만큼 플레이트(P)를 전진시키는 동작을 제어부에서 연속반복적으로 동작 제어를 하여 버스 바(S)가 제조되도록 한 것을 특징으로 하는 배터리용 버스 바의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 버스 바(S)는 재질이 알루미늄이면서 가로(W) 20 내지 30cm, 세로(D) 0.5 내지 1cm, 높이(H) 0.5 내지 1.5mm인 것을 특징으로 하는 배터리용 버스 바.
- 제1항 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 배터리용 버스 바.
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