KR20240037713A - 배터리 팩 케이스의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 배터리 팩 케이스 - Google Patents

배터리 팩 케이스의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 배터리 팩 케이스 Download PDF

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Abstract

배터리 팩 케이스의 제조 방법 및 상기 제조 방법을 통해 제조된 배터리 팩 케이스가 개시된다. 상기 배터리 팩 케이스의 제조 방법은 상기 배터리 팩 케이스의 코너에 대응되는 제1 예비 성형체를 압축 성형하는 단계; 상기 제1 예비 성형체를 상기 배터리 팩 케이스의 바디에 대응되는 제2 예비 성형체에 결합하여 복합 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 복합 성형체를 프레스 가공하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

배터리 팩 케이스의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 배터리 팩 케이스 {METHOD FOR MANUFACTURING BATTERY PACK CASE AND BATTERY PACK CASE MANUFACTURED BY THE SAME}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 배터리 팩 케이스의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 배터리 팩 케이스에 관한 것이다.
최근 들어, 전기자동차, 도심 항공 모빌리티(UAM, Urban air mobility), 및 목적 기반 모빌리티(PBV, Purpose Built Vehicle) 등 차세대 이동 수단에 대한 연구개발이 이루어진다. 이와 같은 차세대 이동 수단은 배터리 팩에 저장된 전기 에너지를 통해 구동된다. 배터리 팩은 외부 충격 시 발화, 폭발 등이 발생할 우려가 있어, 외부 충격으로부터 배터리 팩을 보호하기 위한 배터리 팩 케이스가 요구된다.
배터리 팩 케이스는 드로잉 성형을 통해 제조될 수 있다. 드로잉 성형은 플랜지 부분으로부터 재료를 유입시키면서 성형을 수행하기 때문에 깨지기 어렵지만, 유입량 차이가 발생하는 코너 부분에서는 플랜지 부분에 주름이 발생하기 쉽다.
종래의 배터리 팩 케이스 및 제조 방법은, 프레스 성형 시 코너 부분에서 과도한 주름이 발생하거나, 코너 부분이 측면 부분에 비해 과도하게 얇게 형성되거나, 또는 코너 부분이 찢어지는 문제가 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 종래의 코너 부분에서 발생되는 다양한 문제를 해결하고, 제조된 배터리 팩 케이스의 품질을 개선하고, 공정 자동화가 가능한 배터리 팩 케이스의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 배터리 팩 케이스의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 배터리 팩이 개시된다.
상기 배터리 팩 케이스의 제조 방법은 상기 배터리 팩 케이스의 코너에 대응되는 제1 예비 성형체를 압축 성형하는 단계; 상기 제1 예비 성형체를 상기 배터리 팩 케이스의 바디에 대응되는 제2 예비 성형체에 결합하여 복합 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 복합 성형체를 프레스 가공하는 단계;를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 예비 성형체를 압축 성형하는 단계는, 소정의 형상의 캐비티가 형성된 하부 다이에 프리프레그를 위치시키고, 상기 캐비티에 대응되는 형상의 돌출부를 포함하는 상부 다이로 상기 프리프레그를 압축하는 것을 포함하고, 상기 캐비티 및 상기 돌출부 각각의 소정의 형상은 상기 배터리 팩 케이스의 코너에 대응되는 형상일 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 복합 성형체를 형성하는 단계는, 상기 제2 예비 성형체를 다이의 캐비티에 배치하는 배치 단계, 및 상기 제1 예비 성형체가 상기 제2 예비 성형체에 부분적으로 중첩되도록 상기 다이의 상기 캐비티에 배치하는 인서트 단계를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 인서트 단계에서, 제1 예비 성형체는 상기 캐비티의 코너 부분에 인접하게 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 프레스 가공 단계는 상기 제1 예비 성형체와 상기 제2 예비 성형체의 중첩된 부분이 서로 열 융착되면서 상기 중첩된 부분이 다른 부분과 대응되는 균일한 두께로 가공되는 것을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제2 예비 성형체는 상면부, 상기 상면부로부터 연장된 복수의 측면부, 및 상기 복수의 측면부 각각으로부터 연장된 복수의 플랜지부를 포함하고, 상기 제1 예비 성형체는 상기 복수의 측면부 중 이웃하는 두 개의 측면부 각각과 부분적으로 중첩되는 제1 부분, 상기 제1 부분의 일 단부로부터 일 측으로 연장되며 상기 상면부에 적어도 부분적으로 중첩되는 제2 부분, 및 상기 제1 부분의 타 단부로부터 타 측으로 연장되며 상기 플랜지부에 적어도 부분적으로 중첩되는 제3 부분을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 배터리 팩 케이스의 측면은 상기 제1 예비 성형체의 상기 제1 부분과 상기 제2 예비 성형체의 상기 이웃하는 두 개의 측면부가 열 융착됨으로써 형성되고, 상기 배터리 팩 케이스의 상면은 상기 제1 예비 성형체의 상기 제2 부분과 상기 제2 예비 성형체의 상기 상면부가 열 융착됨으로써 형성되고, 상기 배터리 팩 케이스의 플랜지는 상기 제1 예비 성형체의 상기 제3 부분과 상기 제2 예비 성형체의 상기 상면부가 열 융착됨으로써 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 예비 성형체의 상기 제1 부분은 상기 배터리 팩 케이스의 높이에 대응되는 길이로 연장될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 예비 성형체 및 상기 제2 예비 성형체는 동일한 열 경화성 수지를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따른 배터리 팩 케이스의 제조 방법 및 배터리 팩 케이스는, 코너에 대응되는 제1 예비 성형체와 바디에 대응되는 제2 예비 성형체를 별도로 준비하고, 제1 예비 성형체와 제2 예비 성형체를 충분히 중첩되도록 결합시킨 후 프레스 성형을 수행함으로써, 종래의 코너 부분에서 발생되는 다양한 문제를 해결하고, 제조된 배터리 팩 케이스의 품질을 개선할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시 예들에 따른 배터리 팩 케이스의 제조 방법은, 제1 예비 성형체와 제2 예비 성형체 각각을 PCM 공정을 이용하여 성형하고, 중첩 배치된 복합 성형체를 프레스함으로써, 제조 방법의 상당 부분을 자동화할 수 있는 유리한 효과를 가진다.
이로써, 제조 공정의 사이클 타임이 개선되고, 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 균일한 품질의 배터리 팩 케이스를 제조할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스를 제조하기 위한 제1 예비 성형체를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스를 제조하기 위한 제2 예비 성형체 및 제1 예비 성형체를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스를 제조하기 위한 복합 성형체를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스(10)를 도시한 도면이다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따른 배터리 팩 케이스(10)는 배터리 팩이 수용되도록 구성될 수 있다. 배터리 팩 케이스(10)는 내부 공간에 수용된 배터리 팩을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 배터리 팩 케이스(10)는 전기자동차, 도심 항공 모빌리티(UAM, Urban air mobility), 또는 목적 기반 모빌리티(PBV, Purpose Built Vehicle) 등 배터리를 이용하는 다양한 장치에 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩 케이스(10)는 상면(11), 상면(11)을 둘러싸도록 형성되는 측면(12), 및 측면(12)으로부터 연장되는 플랜지(13)를 포함할 수 있다. 측면(12)은 상면(11)의 가장자리로부터 연장될 수 있다. 배터리 팩 케이스(10)에는 상면(11)과 측면(12)으로 둘러싸인 내부 공간이 규정되고, 상기 내부 공간에는 배터리 팩이 배치될 수 있다. 배터리 팩 케이스(10)는 하부가 개방되고 개방된 하부의 주변부에 플랜지(13)가 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩 케이스(10)는 네 개의 코너(C)를 포함하는 사각 형상의 단면을 가지는 것으로 도시되나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리 팩 케이스(10)는 적어도 3개의 코너(C)를 포함하는 다양한 다각형 형상으로 제공될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스(10)를 제조하기 위한 제1 예비 성형체(110)를 도시한 도면이다. 도 3은 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스(10)를 제조하기 위한 제2 예비 성형체(120) 및 제1 예비 성형체(110)를 도시한 도면이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스(10)를 제조하기 위한 복합 성형체(130)를 도시한 도면이다.
일 실시 예에서, 배터리 팩 케이스(10)는 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)를 열 융착시킴으로써 제조될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 예비 성형체(110)는 프리프레그(P)를 압축 성형함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 예비 성형체(110)는 프리프레그 압축성형(PCM, Prepreg Compression Moulding)을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 프리프레그(P)는 열 경화성 수지와 탄소 수지를 포함할 수 있다. 열 경화성 수지는 페놀수지, 에폭시수지, 멜라민수지, 요소수지, 알키드수지, 실리콘수지, 및 폴리에스터수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이외에도, 열 경화성 수지는 다양한 열 경화성 플라스틱 물질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)는 프리프레그(P)를 하부 다이(21)에 위치시키고, 프리프레그(P)를 프레스하여 소정의 형상을 형성하고, 불필요한 부분을 컷팅함으로써 형성될 수 있다.
제1 예비 성형체(110)를 제조함에 있어서, 하부 다이(21)에는 소정의 형상을 가지는 캐비티(23)가 형성되고, 상부 다이(22)에는 상기 캐비티(23)의 형상에 대응되는 돌출부(24)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 예비 성형체(110)를 제조하기 위한 하부 다이(21)에는 실질적으로 V자 형상으로 길게 연장된 캐비티(23)가 형성되고, 상부 다이(22)에는 캐비티(23)에 대응되는 삼각형 형태의 돌출부(24)가 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 캐비티(23)의 형상 및 돌출부(24)의 형상은 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C)의 형상에 대응될 수 있다. 예를 들어, 캐비티(23)는 제조하려는 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C)의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)의 적어도 일부는 완성된 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C)를 형성할 수 있다. 제1 예비 성형체(110)는 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C), 캐비티(23)의 형상 또는 돌출부(24)의 형상과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)는 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C)에 대응되는 형상으로 형성되는 제1 부분(111), 제1 부분(111)의 제1 단부로부터 일 측으로 연장되는 제2 부분(112), 및 제1 부분(111)의 제2 단부로부터 타 측으로 연장되는 제3 부분(113)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)의 제1 부분(111)은 서로 다른 각도로 연장된 제1 영역(111a)과 제2 영역(111b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 예비 성형체(110)는, 길이 방향에 수직한 방향의 단면으로 볼 때, 제1 영역(111a)과 제2 영역(111b)이 서로 소정의 각도를 형성하도록 제공될 수 있다. 이 때, 상기 소정의 각도는 배터리 팩 케이스(10)의 형상과 관련될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 사각 형태의 배터리 팩 케이스(10)의 경우, 제1 예비 성형체(110)의 제1 영역(111a)과 제2 영역(111b)은 실질적으로 90도 각도로 경사질 수 있다.
일 실시 예에서, 프레스 가공 전에 준비되는 복합 성형체(130)에서, 제1 예비 성형체(110)의 제1 부분(111)은 제2 예비 성형체(120)의 서로 이웃하는 제1 측면부(122a)와 제2 측면부(122b) 각각에 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 예를 들어, 프레스 가공 전에 준비되는 복합 성형체(130)에서, 제1 예비 성형체(110)의 제1 영역(111a)은 제2 예비 성형체(120)의 제1 측면부(122a)에 접촉하고, 제1 예비 성형체(110)의 제2 영역(111b)은 제2 예비 성형체(120)의 제2 측면부(122b)에 접촉할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)는 배터리 팩 케이스(10)의 높이에 대응되는 길이로 연장될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)의 제2 부분(112)은 제1 예비 성형체(110)의 제1 단부로부터 일 측으로 연장되며 평평한 영역을 포함할 수 있다. 제1 예비 성형체(110)의 제2 부분(112)은 완성된 배터리 팩 케이스(10)의 상면의 일부를 형성할 수 있다. 제1 예비 성형체(110)의 제2 부분(112)은 제1 부분(111)의 연장 방향(예: 배터리 팩 케이스(10)의 높이 방향)에 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레스 가공 전에 준비되는 복합 성형체(130)에서, 제1 예비 성형체(110)의 제2 부분(112)은 제2 예비 성형체(120)의 상면부(121)에 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)의 제3 부분(113)은 제1 예비 성형체(110)의 제2 단부로부터 타 측으로 연장되며 평평한 영역을 포함할 수 있다. 제1 예비 성형체(110)의 제3 부분(113)은 완성된 배터리 팩 케이스(10)의 플랜지(13)의 일부를 형성할 수 있다. 제1 예비 성형체(110)의 제3 부분(113)은 제1 부분(111)의 연장 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레스 가공 전에 준비되는 복합 성형체(130)에서, 제1 예비 성형체(110)의 제3 부분(113)은 제2 예비 성형체(120)의 플랜지부(123)에 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)의 제2 부분(112)과 제3 부분(113)은 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다. 제1 예비 성형체(110)의 제3 부분(113)은 제2 부분(112)에 비해 넓은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 제2 부분(112)은 제1 부분(111)으로부터 배터리 팩 케이스(10)의 내측으로 연장되고, 제3 부분(113)은 제1 부분(111)으로부터 배터리 팩 케이스(10)의 외측으로 연장될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2 예비 성형체(120)는 프리프레그(P)를 프레스함으로써 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 예비 성형체(120)는 상면부(121), 상면부(121)로부터 연장되는 복수의 측면부(122), 및 복수의 측면부(122) 각각으로부터 연장되는 복수의 플랜지부(123)를 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 측면부(122)는 상면부(121)를 부분적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 복수의 측면부들(122)은 서로 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제2 예비 성형체(120)의 코너 부분은 개방된 형태로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 사각 형태의 배터리 팩 케이스(10)의 경우, 이웃하는 두 개의 측면부(122a, 122b)는 90도 간격으로 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 예비 성형체(120)의 상면부(121)는 완성된 배터리 팩 케이스(10)의 상면(11)에 대응되고, 제2 예비 성형체(120)의 복수의 측면부(122)는 완성된 배터리 팩 케이스(10)의 측면(12)에 대응되고, 제2 예비 성형체(120)의 복수의 플랜지부(123)는 완성된 배터리 팩 케이스(10)의 플랜지(13)에 대응될 수 있다.
즉, 제2 예비 성형체(120)의 복수의 측면부(122)는 제1 예비 성형체(110)가 결합된 상태로 프레스 가공 단계가 수행됨으로써 하나의 측면으로 가공될 수 있다. 제2 예비 성형체(120)의 복수의 플랜지부(123)는 제1 예비 성형체(110)가 결합된 상태로 프레스 가공 단계가 수행됨으로써 하나의 플랜지(13)로 가공될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 복합 성형체(130)는 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)가 결합됨으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 예비 성형체(110)는 제2 예비 성형체(120)에 적어도 부분적으로 중첩되도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 예비 성형체(120)는 프레스 가공을 위한 다이의 캐비티에 배치되고, 제1 예비 성형체(110)는 제2 예비 성형체(120)에 중첩되도록 캐비티 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 예비 성형체(110)는 상기 캐비티(23)의 코너 부분에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 복합 성형체(130)에서, 제1 예비 성형체(110)의 제1 부분(111)은 제2 예비 성형체(120)의 이웃하는 두 개의 측면부(122a, 122b)에 각각 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 예비 성형체(110)의 제1 영역(111a)은 제2 예비 성형체(120)의 제1 측면부(122a)에 접촉하고, 제1 예비 성형체(110)의 제2 영역(111b)은 제2 예비 성형체(120)의 제2 측면부(122b)에 접촉할 수 있다. 이 때, 제1 예비 성형체(110)는 제2 예비 성형체(120)의 코너 부분의 개수에 대응되게 복수(예: 도면에 도시된 예시의 경우, 4개)로 제공될 수 있다.
일 실시 예에서, 복합 성형체(130)에서, 제1 예비 성형체(110)의 제2 부분(112)은 제2 예비 성형체(120)의 상면부(121)에 중첩되고, 제1 예비 성형체(110)의 제3 부분(113)은 제2 예비 성형체(120)의 플랜지부(123)에 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 예비 성형체(110)는 제2 예비 성형체(120)의 내측에 위치할 수 있다. 즉, 복합 성형체(130)의 외관을 볼 때, 제1 예비 성형체(110)는 이웃하는 두 개의 측면부(122a, 122b) 사이, 및 이웃하는 두 개의 플랜지부(123a, 123b) 사이를 통해 부분적으로 노출될 수 있다. 복합 성형체(130)의 외관의 대부분은 제2 예비 성형체(120)로 형성될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 팩 케이스의 제조 방법(500)을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리 팩 케이스의 제조 방법(500)은 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C)에 대응되는 제1 예비 성형체(110)를 성형하는 단계(S1), 제1 예비 성형체(110)를 배터리 팩 케이스(10)의 바디에 대응되는 제2 예비 성형체(120)에 결합하여 복합 성형체(130)를 형성하는 단계(S2), 및 복합 성형체(130)를 프레스 가공하는 단계(S3)를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩 케이스(10)의 바디는 도 1에 도시된 배터리 팩 케이스(10)의 측면(12), 상면(11), 및 플랜지(13) 각각의 적어도 일부분을 포함하는 것으로 규정될 수 있다.
제1 예비 성형체(110)를 성형하는 단계(S1)는, 프리프레그(P)를 이용한 압축 성형을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리프레그(P)를 하부 다이(21)에 위치시키고, 프리프레그(P)를 상부 다이(22)로 프레스하여 소정의 형상을 형성하고, 불필요한 부분을 컷팅함으로써 형성될 수 있다. 이 때, 하부 다이(21)에는 소정의 형상을 가지는 캐비티(23)가 형성되고, 상부 다이(22)에는 상기 캐비티(23)의 형상에 대응되는 돌출부(24)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 다이(21)에는 실질적으로 V자 형상으로 길게 연장된 캐비티(23)가 형성되고, 상부 다이(22)에는 캐비티(23)에 대응되는 삼각형 형태의 돌출부(24)가 형성될 수 있다. 이 때, 캐비티(23), 돌출부(24), 및 제1 예비 성형체(110)의 연장 방향은 실질적으로 배터리 팩 케이스(10)의 높이 방향에 대응될 수 있다.
복합 성형체(130)를 형성하는 단계(S2)는 제2 예비 성형체(120)를 다이의 캐비티에 배치하고, 제1 예비 성형체(110)가 제2 예비 성형체(120)에 부분적으로 중첩되도록 제1 예비 성형체(110)를 캐비티에 배치하는 것을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 예비 성형체(110)는 다이의 캐비티의 코너 부분에 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 예비 성형체(110)는 제2 예비 성형체(120)가 둘러싸는 공간의 내측에 위치할 수 있다. 제1 예비 성형체(110)는 제2 예비 성형체(120)의 코너 부분에 배치될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 복합 성형체(130)를 형성하는 단계(S2)에서, 제1 예비 성형체(110)의 제1 부분(111)은 제2 예비 성형체(120)의 이웃하는 두 개의 측면부(122a, 122b)에 각각 접촉하도록 배치될 수 있다. 제1 예비 성형체(110)의 제2 부분(112)은 제2 예비 성형체(120)의 상면부(121)에 접촉하도록 배치될 수 있다. 제1 예비 성형체(110)의 제3 부분(113)은 제2 예비 성형체(120)의 플랜지부(123)에 접촉하도록 배치될 수 있다.
복합 성형체(130)에서, 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)가 중첩된 부분(예: 코너 부분, 플랜지부)은 중첩되지 않은 다른 부분에 비해 두꺼울 수 있다.
프레스 가공 단계(S3)에서, 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)는 열 융착될 수 있다. 예를 들어, 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)는 동일한 열 경화성 물질을 포함할 수 있다. 프레스 가공 단계(S3)는 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)가 경화 가능한 고온에서 수행될 수 있다. 프레스 가공 단계(S3)에서, 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)가 중첩되어 상대적으로 두께가 두꺼운 부분(예: 코너 부분, 플랜지부)은 중첩되지 않은 부분의 두께와 균일하게 가공될 수 있다. 이로써, 프레스 가공이 완료된 후, 중첩된 부분은 서로 열 경화되어 일체로 형성되고, 다른 부분(예: 측면부)과 균일한 두께로 형성될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 배터리 팩 케이스의 제조 방법(500) 및 이를 통해 제조된 배터리 팩 케이스(10)이 개시된다.
상기 배터리 팩 케이스의 제조 방법(500)은 상기 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C)에 대응되는 제1 예비 성형체(110)를 압축 성형하는 단계(S1); 상기 제1 예비 성형체(110)를 상기 배터리 팩 케이스(10)의 바디에 대응되는 제2 예비 성형체(120)에 결합하여 복합 성형체(130)를 형성하는 단계(S2); 및 상기 복합 성형체(130)를 프레스 가공하는 단계(S3);를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 예비 성형체(110)를 압축 성형하는 단계(S1)는, 소정의 형상의 캐비티(23)가 형성된 하부 다이(21)에 프리프레그(P)를 위치시키고, 상기 캐비티(23)에 대응되는 형상의 돌출부(24)를 포함하는 상부 다이(22)로 상기 프리프레그(P)를 압축하는 것을 포함하고, 상기 캐비티(23) 및 상기 돌출부(24) 각각의 소정의 형상은 상기 배터리 팩 케이스(10)의 코너(C)에 대응되는 형상일 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 복합 성형체(130)를 형성하는 단계(S2)는, 상기 제2 예비 성형체(120)를 다이의 캐비티에 배치하는 배치 단계, 및 상기 제1 예비 성형체(110)가 상기 제2 예비 성형체(120)에 부분적으로 중첩되도록 상기 다이의 상기 캐비티에 배치하는 인서트 단계를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 인서트 단계에서, 제1 예비 성형체(110)는 상기 캐비티의 코너 부분에 인접하게 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 프레스 가공 단계(S3)는 상기 제1 예비 성형체(110)와 상기 제2 예비 성형체(120)의 중첩된 부분이 서로 열 융착되면서 상기 중첩된 부분이 다른 부분과 대응되는 균일한 두께로 가공되는 것을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제2 예비 성형체(120)는 상면부(121), 상기 상면부(121)로부터 연장된 복수의 측면부(122), 및 상기 복수의 측면부(122) 각각으로부터 연장된 복수의 플랜지부(123)를 포함하고, 상기 제1 예비 성형체(110)는 상기 복수의 측면부(122) 중 이웃하는 두 개의 측면부(122a, 122b) 각각과 부분적으로 중첩되는 제1 부분(111), 상기 제1 부분(111)의 일 단부로부터 일 측으로 연장되며 상기 상면부(121)에 적어도 부분적으로 중첩되는 제2 부분(112), 및 상기 제1 부분(111)의 타 단부로부터 타 측으로 연장되며 상기 플랜지부(123)에 적어도 부분적으로 중첩되는 제3 부분(113)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 배터리 팩 케이스(10)의 측면(12)은 상기 제1 예비 성형체(110)의 상기 제1 부분(111)과 상기 제2 예비 성형체(120)의 상기 이웃하는 두 개의 측면부(122a, 122b)가 열 융착됨으로써 형성되고, 상기 배터리 팩 케이스(10)의 상면(11)은 상기 제1 예비 성형체(110)의 상기 제2 부분(112)과 상기 제2 예비 성형체(120)의 상기 상면부(121)가 열 융착됨으로써 형성되고, 상기 배터리 팩 케이스(10)의 플랜지(13)는 상기 제1 예비 성형체(110)의 상기 제3 부분(113)과 상기 제2 예비 성형체(120)의 상기 상면부(121)가 열 융착됨으로써 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 예비 성형체(110)의 상기 제1 부분(111)은 상기 배터리 팩 케이스(10)의 높이에 대응되는 길이로 연장될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 예비 성형체(110) 및 상기 제2 예비 성형체(120)는 동일한 열 경화성 수지를 포함할 수 있다.
종래의 배터리 팩 케이스 및 제조 방법은, 프레스 성형 시 코너 부분에서 과도한 주름이 발생하거나, 코너 부분이 측면 부분에 비해 과도하게 얇게 형성되거나, 또는 코너 부분이 찢어지는 문제가 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따른 배터리 팩 케이스의 제조 방법(500) 및 배터리 팩 케이스(10)는, 코너(C)에 대응되는 제1 예비 성형체(110)와 바디에 대응되는 제2 예비 성형체(120)를 별도로 준비하고, 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120)를 충분히 중첩되도록 결합시킨 후 프레스 성형을 수행함으로써, 종래의 코너 부분에서 발생되는 다양한 문제를 해결하고, 제조된 배터리 팩 케이스(10)의 품질을 개선할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시 예들에 따른 배터리 팩 케이스의 제조 방법(500)은, 제1 예비 성형체(110)와 제2 예비 성형체(120) 각각을 PCM 공정을 이용하여 성형하고, 중첩 배치된 복합 성형체(130)를 프레스함으로써, 제조 방법의 상당 부분을 자동화할 수 있는 유리한 효과를 가진다. 이로써, 제조 공정의 사이클 타임이 개선되고, 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 균일한 품질의 배터리 팩 케이스(10)를 제조할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.

Claims (10)

  1. 배터리 팩 케이스의 제조 방법에 있어서,
    상기 배터리 팩 케이스의 코너에 대응되는 제1 예비 성형체를 압축 성형하는 단계;
    상기 제1 예비 성형체를 상기 배터리 팩 케이스의 바디에 대응되는 제2 예비 성형체에 결합하여 복합 성형체를 형성하는 단계; 및
    상기 복합 성형체를 프레스 가공하는 단계;를 포함하는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 예비 성형체를 압축 성형하는 단계는, 소정의 형상의 캐비티가 형성된 하부 다이에 프리프레그를 위치시키고, 상기 캐비티에 대응되는 형상의 돌출부를 포함하는 상부 다이로 상기 프리프레그를 압축하는 것을 포함하고,
    상기 캐비티 및 상기 돌출부 각각의 소정의 형상은 상기 배터리 팩 케이스의 코너에 대응되는 형상인 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복합 성형체를 형성하는 단계는,
    상기 제2 예비 성형체를 다이의 캐비티에 배치하는 배치 단계, 및 상기 제1 예비 성형체가 상기 제2 예비 성형체에 부분적으로 중첩되도록 상기 다이의 상기 캐비티에 배치하는 인서트 단계를 포함하는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 인서트 단계에서, 제1 예비 성형체는 상기 캐비티의 코너 부분에 인접하게 배치되는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레스 가공 단계는 상기 제1 예비 성형체와 상기 제2 예비 성형체의 중첩된 부분이 서로 열 융착되면서 상기 중첩된 부분이 다른 부분과 대응되는 균일한 두께로 가공되는 것을 포함하는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 예비 성형체는 상면부, 상기 상면부로부터 연장된 복수의 측면부, 및 상기 복수의 측면부 각각으로부터 연장된 복수의 플랜지부를 포함하고,
    상기 제1 예비 성형체는 상기 복수의 측면부 중 이웃하는 두 개의 측면부 각각과 부분적으로 중첩되는 제1 부분, 상기 제1 부분의 일 단부로부터 일 측으로 연장되며 상기 상면부에 적어도 부분적으로 중첩되는 제2 부분, 및 상기 제1 부분의 타 단부로부터 타 측으로 연장되며 상기 플랜지부에 적어도 부분적으로 중첩되는 제3 부분을 포함하는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 배터리 팩 케이스의 측면은 상기 제1 예비 성형체의 상기 제1 부분과 상기 제2 예비 성형체의 상기 이웃하는 두 개의 측면부가 열 융착됨으로써 형성되고,
    상기 배터리 팩 케이스의 상면은 상기 제1 예비 성형체의 상기 제2 부분과 상기 제2 예비 성형체의 상기 상면부가 열 융착됨으로써 형성되고,
    상기 배터리 팩 케이스의 플랜지는 상기 제1 예비 성형체의 상기 제3 부분과 상기 제2 예비 성형체의 상기 상면부가 열 융착됨으로써 형성되는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 예비 성형체의 상기 제1 부분은 상기 배터리 팩 케이스의 높이에 대응되는 길이로 연장되는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 예비 성형체 및 상기 제2 예비 성형체는 동일한 열 경화성 수지를 포함하는 배터리 팩 케이스의 제조 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩 케이스의 제조 방법을 통해 제조된 배터리 팩 케이스.
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