KR20240048393A - 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법 - Google Patents

전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240048393A
KR20240048393A KR1020220128120A KR20220128120A KR20240048393A KR 20240048393 A KR20240048393 A KR 20240048393A KR 1020220128120 A KR1020220128120 A KR 1020220128120A KR 20220128120 A KR20220128120 A KR 20220128120A KR 20240048393 A KR20240048393 A KR 20240048393A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
cooling
flow path
cooling plate
printing
Prior art date
Application number
KR1020220128120A
Other languages
English (en)
Inventor
최원준
송민재
박상군
Original Assignee
한영알코비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한영알코비스 주식회사 filed Critical 한영알코비스 주식회사
Priority to KR1020220128120A priority Critical patent/KR20240048393A/ko
Publication of KR20240048393A publication Critical patent/KR20240048393A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/40—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface
    • B05D1/42—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface by non-rotary members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Abstract

본 발명은 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리를 냉각시키기 위한 수냉식 냉각 플레이트 성형시 순환유로를 공기압을 불어 넣어서 제조함으로써 공정을 단순화시키고 비용을 절감하며 냉각효율을 우수하게 향상시킬 수 있는 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 상부에 공급되는 상판과, 하부에서 공급되는 하판으로 이루어지는 알루미늄 판재의 일면을 각각 브러싱하여 부착력을 향상시키기 위해 소정의 표면 거칠기로 표면 가공하는 브러싱 공정(S14)과; 상기 알루미늄 판재의 일면에 냉각수단이 순환되는 유로패턴을 형성하는 유로인쇄공정(S16)과; 상기 알루미늄 판재의 상부와 하부에서 압연롤러를 이용하여 가압 압착하는 열간압연공정(S20)과; 상기 열간압연공정 후, 상판과 하판이 하나가 된 냉각 플레이트(300)를 팽관지그를 이용하여 상부와 하부에서 잡아주고 냉각 플레이트(300)에 공기압을 불어넣어서 유로를 성형하는 팽창 및 유로성형공정(S30)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은, 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법은 제조공정을 단축하고 압연공정을 통하여 빠르게 제조가능하고 생산성이 우수한 효과가 있고, 냉각 플레이트 내부에 냉매를 순환시키는 수냉식을 이용하여 배터리의 냉각효율이 우수한 효과가 있으며 비용을 크게 절감하여 생산 효율성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Description

전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법{Cooling plate manufacturing method for Electric vehicle battery}
본 발명은 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리를 냉각시키기 위한 수냉식 냉각 플레이트 성형시 순환유로를 공기압을 불어 넣어서 제조함으로써 공정을 단순화시키고 비용을 절감하며 냉각효율을 우수하게 향상시킬 수 있는 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기차 또는 플러그인 하이브리드 등 배터리를 동력으로 사용하는 자동차에서 배터리의 성능유지 또는 수명단축 방지를 위해서는 배터리의 온도 관리가 필요하다.
특히, 배터리의 온도가 상승하여 과열되면 배터리의 수명 저하는 물론 과열에 의한 화재의 원인이 된다.
종래에는 배터리를 이루는 배터리 셀의 냉각 시트를 사용할 때 냉각용 유체가 순환되는 냉각판 또는 냉각 플레이트에 유로부를 형성하는 하부판과 배터리가 안치되는 평판형태의 상부판을 브레이징 접합방법으로 배터리의 열에너지를 전달하여 냉각을 시키는 구조로서 이는 배터리 모듈 또는 배터리팩 단위의 냉각방식에 주로 이용되고 있다.
배터리 셀을 포함하는 단위 모듈 상에서 상기 냉각 모듈을 이루는 냉각핀의 경우도 셀 단위로 전지와 냉각핀을 접촉시켜 냉각하는 것은 동일한 개념이다. 한편, 단위 모듈을 이루는 냉각핀의 형상, 모양 또는 배치의 차이는 있을 수 있다.
한편, 배터리 셀에서 발생하는 열을 냉각하기 위해서 상기 배터리 셀의 상하면 및 측면 상에 냉각용 플레이트를 실리콘 재질의 캡필러를 이용하여 본딩한 상태에서 배출하는 방안이 있을 수 있다.
종래의 배터리 냉각 판넬을 살펴보면, 우선 인서트 금형 상에 삽입 배치된 상부 판넬과 하부 판넬에 형성된 사출 유로 상에 플라스틱 레진과 같은 사출물을 주입하는 과정을 통해 상부 판넬과 하부 판넬을 결합하는 방식을 이용하여 냉각 판넬 상에 쿨링 채널을 형성한다.
이때, 냉각 판넬을 이루는 하단 플레이트에 형성된 쿨링채널에서의 냉각성능 저하 및 충격방지를 위해 하단 플레이트의 하단부 상으로 인설레이션 패드를 부착하게 되는데 부착 방법은 하단 플레이트와 인설레이션 패드 사이에 양면 테이프를 이용하여 접착한다. 한편, 쿨링 채널은 하단 플레이트의 냉각 성능이 좋아야 하므로 냉각시트 하단부로의 냉각손실을 최소화시켜야 한다는 기술적 필요성이 있었다.
종래에는 냉각손실을 최소화하기 위해서 배터리 사이에 간극을 두어 공기와 접할 수 있도록 공기유로를 형성함으로써 냉각시키는 공냉방식을 사용하였으나 공냉방식은 공기유로가 협소하여 냉각효율이 떨어지는 문제점이 있었고, 효과적인 열의 냉각 및 배출이 어려워서 디바이스의 작동성능이 저하되거나 신뢰성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-1983391호 한국공개특허 제10-2019-0036389호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전기차의 배터리를 수냉으로 효과적으로 냉각시킬 수 있고 브레이징 방식인 아닌 롤본드 압연공정을 이용하여 성형할 수 있는 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 금형 없이 제조가 가능하고 저비용으로 생산이 가능하며 형상을 다변화하여 다품종 소량생산할 수 있는 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 순환유로의 형상변경이 용이하고 자유로우며 냉각 플레이트의 제조공정을 단축하여 작업이 신속하고 빠르며 비용을 절감하여 생산성이 우수한 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 목적 및 그 기술적 과제는 앞서 기재한 기술적 과제에 한정되는 것이 아니다. 따라서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상부에 공급되는 상판과, 하부에서 공급되는 하판으로 이루어지는 알루미늄 판재의 일면을 각각 브러싱하여 부착력을 향상시키기 위해 소정의 표면 거칠기로 표면 가공하는 브러싱 공정(S14)과; 상기 알루미늄 판재의 일면에 냉각수단이 순환되는 유로패턴을 형성하는 유로인쇄공정(S16)과; 상기 알루미늄 판재의 상부와 하부에서 압연롤러를 이용하여 가압 압착하는 열간압연공정(S20)과; 상기 열간압연공정 후, 상판과 하판이 롤본딩되어 하나가 된 냉각 플레이트(300)를 팽관지그를 이용하여 상부와 하부에서 잡아주고 냉각 플레이트(300)의 본딩이 되지 않은 유로인쇄영역에 공기압을 불어넣어서 유로를 성형하는 팽창 및 유로성형공정(S30)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유로인쇄공정(S16)은,
일면이 브러싱 표면처리된 블랭크 판재(24)를 공급하는 블랭크 판재 공급공정(S32)과;
상기 블랭크 판재(24)의 상면부에 인쇄판을 위치시키는 인쇄판 설치공정(S34)과;
상기 인쇄판을 셋팅 한 후, 유로를 형성할 인쇄잉크를 도포하는 잉크도포공정(S36)과;
상기 인쇄판에 잉크를 도포한 후, 스퀴지를 이용하여 밀어내면서 유로패턴을 인쇄하는 스퀴지 인쇄공정(S38)과;
상기 블랭크 판재에 인쇄된 유로패턴을 확인하고 본딩 미지역(A)을 점검하는 본딩체크공정(S40)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 팽관지그는 냉각 플레이트의 일면 또는 양면에 설치되어 유로의 터짐 현상과 같은 손상을 방지하고 유로의 높이를 안정적으로 형성되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법은 제조공정을 단축하고 압연공정을 통하여 빠르게 제조가능하고 생산성이 우수한 효과가 있고, 냉각 플레이트 내부에 냉매를 순환시키는 수냉식을 이용하여 배터리의 냉각효율이 우수한 효과가 있으며 비용을 크게 절감하여 생산 효율성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법의 제조공정을 보여주는 블럭도
도 2는 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조공정을 보여주는 공정도
도 3은 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 구조를 보여주는 사시도
도 4는 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 구조를 보여주는 측단면도
도 5는 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 인쇄장치의 공정을 보여주는 도면
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'으로 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명은 상부에 공급되는 상판과, 하부에서 공급되는 하판으로 이루어지는 알루미늄 판재의 일면을 각각 브러싱하여 부착력을 향상시키기 위해 소정의 표면 거칠기로 표면 가공하는 브러싱 공정(S14)과, 상기 알루미늄 판재의 일면에 냉각수단이 순환되는 유로패턴을 형성하는 유로인쇄공정(S16)과, 상기 알루미늄 판재의 상부와 하부에서 압연롤러를 이용하여 가압 압착하는 열간압연공정(S20)과, 상기 열간압연공정 후, 상판과 하판이 하나가 된 냉각 플레이트(300)를 팽관지그를 이용하여 상부와 하부에서 고정해주고 냉각 플레이트(300)의 본딩이 되지 않은 유로인쇄영역에 공기압을 불어넣어서 유로를 성형하는 팽창 및 유로성형공정(S30)을 포함한다.
그리고, 상기 유로인쇄공정(S16)은, 일면이 브러싱 표면처리된 블랭크 판재(24)를 공급하는 블랭크 판재 공급공정(S32)과, 상기 블랭크 판재(24)의 상면부에 인쇄판을 위치시키는 인쇄판 설치공정(S34)과, 상기 인쇄판을 셋팅 한 후, 유로를 형성할 인쇄잉크를 도포하는 잉크도포공정(S36)과, 상기 인쇄판에 잉크를 도포한 후, 스퀴지를 이용하여 밀어내면서 유로패턴을 인쇄하는 스퀴지 인쇄공정(S38)과 ,상기 블랭크 판재에 인쇄된 유로패턴을 확인하고 본딩 미지역(A)을 점검하는 본딩체크공정(S40)을 포함하고, 상기 팽관지그는 냉각 플레이트의 일면 또는 양면에 설치되어 유로의 손상을 방지하고 유로의 크기를 안정적으로 형성되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 거터용 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법에 따른 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법의 제조공정을 보여주는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조공정을 보여주는 공정도이며, 도 3은 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 구조를 보여주는 사시도이다.
그리고, 도 4는 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 구조를 보여주는 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 인쇄장치의 공정을 보여주는 도면이다..
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법를 설명하여 보면, 먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법(100)은, 판재공급공정(S10), 평판화 공정(S12), 브러싱 공정(S14), 유로인쇄공정(S16), 예비가열공정(S18), 열간압연공정(S20), 쿨링공정(S22), 전단공정(S24), 팽창 및 유로성형공정(S30)을 포함한다.
그리고, 상기 유로인쇄공정(S16)은 블랭크판재공정(S32), 인쇄판설치공정(S34), 스크린인쇄공정(S36), 스퀴지인쇄공정(S38), 본딩체크공정(S40)을 포함한다.
상기 판재공급공정(S10)은, 상하부에 각가 형성된 롤에 판재형태로 권취된 알루미늄 판재를 이송시켜서 소정의 크기로 상판(302)과 하판(304)을 대칭을 이루도록 공급한다.
상기 알루미늄 판재의 하판(304)은 상기 상판(302)에 비하여 1-2배 정도 큰 강도와 두께를 갖는 재질을 사용한다.
상기 평판화공정(S12)은, 알루미늄 판재로 이루어진 상판(302)과 하판(304)이 권취롤러부터 공급되면 말려진 상태로 굴곡이 이루어진 상판(302) 및 하판(304)을 직선적으로 평판화시키기 위해 알루미늄 판재를 상부롤러 및 하부롤러를 통과시켜서 평판화시킨다.
상기 브러싱 공정(S14)은, 평판화시킨 알류미늄 판재의 표면에 묻어 있는 먼지 또는 이물질을 털어내고 알류미늄 판재의 일면을 브러싱 표면처리하여 인위적인 요철을 형성함으로써 접합계면의 면적을 증가시켜 접합력을 높이기 위하여 정밀하게 브러싱한다.
이때 상기 상판(302)은 접합면이 되는 하면을 브러싱하고 상기 하판(302)은 접합면이 되는 상면을 정밀하게 브러싱한다.
이때, 브러싱의 인위적인 요철의 형상 정밀도는 상판의 접합면에 비하여 하판의 접합면의 정밀도가 동일하거나 1-2배 정도 더 높도록 브러싱작업하고 0.1 - 100㎛의 범위에서 가공함이 바람직하다.
상기 유로인쇄공정(S16)은, 상기와 같이 브러싱 공정(S14)을 마친 후, 상기 하판(304)의 상면에 유로를 인쇄한다.
상기 유로의 인쇄시 유로를 소정의 형태와 소정의 직경 또는 소정의 반경을 갖도록 할 것인지 설정하고, 인쇄잉크부재를 이용하여 상기 하판(302)의 상면부에 냉매인 냉각수가 흐를 수 있도록 유로를 인쇄한다.
이때, 상기 유로를 인쇄하고 유로의 인쇄영역을 점검하고 확인한다.
상기 예비가열공정(S18)은, 상기 하판(304)에 유로를 형성한 후, 안내유도롤러를 이용하여 이동시키고 이동된 알루미늄 판재는 상부와 하부에서 서로 겹쳐져서 맞대어지고 상판(302)와 하판(304)이 맞대지면 소정의 온도로 가열한다.
이때, 상판(302)과 하판(304)을 가열하는 소정의 가열 온도는 400-500℃로 가열함이 바람직하다.
상기 열간압연공정(S20)은, 상기와 같이 소정의 온도로 가열된 상판(302)과 하판(304)을 계속적으로 이송시키면서 압연롤러(34,36)를 통과시켜서 알루미늄 판재가 소정의 두께를 갖도록 형성함과 동시에 상판(302)과 하판(304)이 서로 가압 압착되도록 성형한다. 이때 유로인쇄영역은 인쇄잉크로 인하여 접합되지 않는다.
상기와 같이 압연롤러(34,36)를 이용하여 고온 고압으로 접합된 알루미늄 판재를 냉각시키기 위해 이송시킨다.
상기 쿨링공정(S22)은, 상기 알루미늄 판재를 가열 압착시켜서 고온, 고압으로 본딩된 상태의 알루미늄 판재를 소정의 온도로 냉각시키되, 이때 냉각수를 분사하여 냉각시킨다.
상기 전단공정(S24)은, 쿨링공정(S22)을 마친 후, 이송되는 알루미늄 판재를 소정의 크기로 절단하기 위한 공정으로서, 배터리에 장착시키기 위해 소정의 크기와 폭으로 절단한다.
상기 팽창 및 유로성형공정(S30)은, 냉각 플레이트(300)에 유로를 성형하기 위한 공정으로서, 일면 또는 양면에 유로를 형성할 수 있으며 본 발명에서는 일면에 유로를 형성하는 것을 실시예로서 설명하는바, 상판(302)과 하판(304)이 가압 압착된 상태의 냉각 플레이트(300) 중간면 사이에 냉매 및 냉각수 등의 냉각부재가 흐를 수 있도록 인쇄영역을 팽창시키기 위해 냉각 플레이트(300)의 중간부분에 인쇄된 영역에 공기압을 불어넣으면 상방향으로 부풀어 오르면서 소정의 반경 또는 소정의 직경을 갖는 유로가 냉각판 전체에 균일하게 성형된다.
그리고 상기 유로는 소정의 직경 또는 반경 이상으로 부풀어 오르지 않도록 상부 및 하부에 각각의 팽관지그를 설치함이 바람직하다.
즉, 유로를 팽창 성형하기 위한 공정으로서, 조건에 따라 일면 또는 양면에 유로를 형성할 수 있으며 상판(302)과 하판(304) 사이 본딩된 냉각 플레이트(300)의 유로 입구부 중간면 사이에 공기압을 불어넣어 냉각유체 등의 냉각부재가 흐를 수 있도록 인쇄된 부분을 팽창 성형시켜서 상방향으로 부풀어 오르면서 소정의 높이로 유로가 성형되는 것이다.
이때, 상방향으로 부풀어 오르도록 하여 일방향의 유로를 형성하는 경우에는 상기 팽관지그를 상기 냉각 플레이트(300)의 상부에 소정의 높이 이상 팽창성형되지 않도록 유로의 성형높이만큼 떨어뜨려서 위치되도록 소정의 간격만큼 이격하여 설치하고, 팽관지그를 소정의 온도로 가열시켜서 상판을 200-300도의 온도가 되도록 가열하여 어닐링 공정없이 성형가공이 용이하도록 만들어주고 상기 상판을 팽창 성형가공이 가능하도록 만들어주며 상기 냉각 플레이트(300)의 하판은 가열이 없는 팽관지그를 부착하여 안착시킴으로써 열을 가하지 않고 부풀어 오르지 않고 성형되지 않도록 견고하게 받쳐줌으로써 유로를 성형할 수 있다.
상기와 같은 냉각 플레이트(300)에 일면에 냉각수단이 흐르도록 유로를 성형하는 공정을 수행하여 냉각 플레이트(300)를 완성 제작한다.
이때, 상기 유로인쇄공정(S16)은 먼저 블랭크판재공정(S32)을 수행하는바, 상기 블랭크판재공정(S32)은, 표면의 먼지나 이물질을 제거하고 표면을 고정도로 브러싱 처리한 블랭크 상태의 알루미늄 판재를 준비하고, 인쇄판 설치공정(S34)은, 상기 표면의 이물질이 제거되고 브러싱 표면처리이 이루어진 블랭크 처리된 알루미늄 판재의 상면에 스크린 인쇄판을 위치시키고, 스크린 인쇄공정(S36)은, 위치된 스크린 인쇄판의 일측부에 유로 패턴을 형성하기 위한 인쇄잉크를 도포하고, 스퀴지 인쇄공정(S38)은, 유로 패턴에 상기 인쇄잉크가 골고루 분포되어 유로 패턴을 인쇄하도록 스퀴지로 밀어서 인쇄하며, 본딩체크공정(S40)은 상기 인쇄잉크가 균일하게 도포되고 유로를 인쇄한 후 유로 인쇄지역과 유로 비인쇄지역을 구분하고 본딩이 이루어지지 않는 영역을 점검하는 공정으로 이루어진다.
이어서, 도2를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉각 플레이트 제조공정(100)은, 우선, 알루미늄 판재를 공급하는 공급유닛(202)과, 상기 공급유닛(202)으로부터 이송되는 알루미늄 판재를 안내하고 알루미늄 판재의 일면을 브러싱 표면처리하는 브러싱유닛(204)과, 상기 브러싱 처리된 알루미늄 판재의 일면에 유로를 인쇄하기 위한 인쇄장치(206)와, 상기 알루미늄 판재에 유로를 인쇄한 후, 소정의 온도로 가열하여 알루미늄 판재의 상판(302)와 하판(304)을 가열시키기 위한 가열장치(208)와, 상기 소정의 온도로 가열 처리된 알루미늄 판재를 상부와 하부에가 압착하여 하나의 판재로 성형하기 위한 압연장치(210)와, 상기 하나의 알루미늄 판재로 성형시킨 후 소정의 온도로 냉각시키기 위한 쿨링장치(212)와, 상기 냉각 처리된 알루미늄 판재를 소정의 크기와 폭으로 절단하는 전단장치(214)와, 상기 소정의 크기로 절단 한 후, 압착이 되지 않은 유로인쇄영역에 공기압을 불어넣어 냉매 및 냉각수 등의 냉각부재가 순환할 수 있도록 유로를 성형하는 유로성형장치(218)를 포함한다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저 공급유닛(202)은 알루미늄 판재가 권취되 상부롤러(10)와 하부롤러(12)를 구비하고 상기 상부롤러와 하부롤러에는 알루미늄 판재가 권취되어 있다.
상기 상부롤러(10)와 하부롤러(12)가 상부와 하부에 각각 대칭으로 설치되어 있고 상기 상부롤러(10)에는 알루미늄 판재가 권취되어 있고 상기 하부롤러(12)에도 알루미늄 판재가 권취되어 있다.
상기 상부롤러(10)와 하부롤러(12)가 함께 동시에 회전하면서 상기 알루미늄 판재가 공급되도록 설치된다.
상기 공급유닛(202)의 전부에는 브러싱유닛(204)이 설치되고 상기 브러싱유닛(204)은 상기 알루미늄 판재의 일면을 인위적인 요철을 형성하여 접착력을 향상시키도록 브러싱 표면처리 가공한다.
상기 브러싱유닛(204)은 상기 상부롤러(10)에서 이송되는 알루미늄 판재의 상부와 하부에 설치되어 상기 알루미늄 판재를 수평하고 직선적으로 공급하도록 상부에 설치된 상하 한 쌍의 아이들 안내롤러(14,15)와, 상기 하부롤러(12)에서 이송되는 알루미늄 판재의 상부와 하부에 설치되어 수평하고 직선적으로 공급하도록 하부에 설치된 상하 한 쌍의 아이들 안내롤러(16,17)을 구비한다.
그리고 상부에 설치되어 상부롤러(10)로 부터 공급되는 알루미늄 판재를 안내하는 상기 아이들 안내롤러(14,15)와 하부에 설치되어 하부롤러(12)로 부터 공급되는 알루미늄 판재를 안내하는 상기 아이들 안내롤러(16,17)의 중간부분에는 다수의 브러싱 롤러(18)와 다수의 브러싱 롤러(20)가 대칭으로 설치되어 있다.
이때, 상기 다수의 브러싱 롤러(18)와 대칭으로 설치된 다수의 브러싱 롤러(20) 사이에는 브러싱 롤러 브라켓(22)이 설치되어 있으며 상기 브러싱 롤러 브라켓(22)에 회전동작하면서 상기 알루미늄 판재의 일면을 브러싱하도록 설치된다.
즉, 상기 상부에 설치된 다수의 브러싱 롤러(18)는 상기 상부롤러(10)에 의해 공급되는 알루미늄 판재의 하면부를 브러싱 표면처리하도록 설치되고, 상기 하부에 설치된 다수의 브러싱 롤러(20)는 상기 하부롤러(12)에 의해 공급되는 알루미늄 판재의 상면부를 브러싱 표면처리하도록 설치되어 서로 접합되는 가공면을 브러싱 표면처리하는 것이다.
이어서 상기 하부롤러(12)에 의해서 공급되어 상기 브러싱유닛(204)에 의해 브러싱 표면처리이 이루어진 알루미늄 판재의 상면에는 유로를 인쇄하는 인쇄장치(206)가 상기 브러싱유닛(204)의 우측부 바람직하기로는 하판(304)의 상부에 위치하도록 설치되어 있다.
상기 인쇄장치(206)는 알루미늄 판재에 유로를 형성하기 위한 유로패턴을 브러싱처리된 블랭크 판재(24)의 표면에 인쇄한다.
상기 인쇄장치(206)는 유로패턴을 인쇄할 수 있도록 브러싱처리된 블랭크 판재(24)와 상기 블랭크 판재(24)의 상면에 유로를 인쇄하도록 형성된 인쇄판(26)과 상기 인쇄판(26)을 상기 블랭크 판재(24)의 상부에 위치시키고 흑연을 포함하는 인쇄잉크를 도포하는 도포기(28)와, 상기 인쇄잉크를 도포한 후 상기 유로를 인쇄하기 위한 스퀴지(30)를 포함한다.
상기 인쇄장치(206)의 우측부에는 공급되는 알루미늄 판재의 이송을 수직하게 안내하는 수직 안내유도롤러(23)가 설치되고 상기 안내유도롤러(23)의 하부에는 유로가 인쇄된 상기 블랭크 판재(24)의 상면에 접촉되도록 수평하게 안내하는 수평 안내유도롤러(25)가 설치되어 있다.
상기 수평 안내유도롤러(25)에 의해 이송되는 알루미늄 판재와 상기 알루미늄 판재의 하부에 서로 맞 접촉되도록 이송되는 블랭크 판재(24)는 우측부에 설치된 가열장치(208)로 이송된다.
상기 가열장치(208)는 유로가 인쇄된 블랭크 판재(24)와 상기 블랭크 판재(24)의 상부에 덮여지듯이 접촉되어 이송하는 알루미늄 판재의 상부에서 소정의 온도로 가열한다.
이때 상기 소정의 온도는 후술되는 압연장치(210)에 의해 블랭크 판재(24)와 알루미늄 판재의 가압 접착이 가장 잘 이루어지는 온도로서 400-500℃로 가열함이 바람직하다.
상기 압연장치(210)는 이송되는 알루미늄 판재의 상부에 설치되는 압연롤러(34)와 상기 블랭크 판재(24)의 하부에 설치되는 압연롤러(36)를 구비하고, 상기 압연롤러(34)와 압연롤러(36)가 상부 및 하부에 각각 대칭으로 설치되어 상기 알루미늄 판재와 블랭크 판재를 사이에 두고 가압하여 상부 및 하부에서 가압하여 하나의 알루미늄 판재로 형성하도록 이루어진다. 즉, 상기 상판(303)과 하판(304)를 원하는 두께 또는 압하율로 가압하여 본딩한 후, 하나의 알루미늄 판재로 형성하도록 이루어지는 것이다.
그리고 상기 압연장치(210)를 통과후, 하나의 알루미늄 판재는 가열된 상태이므로 쿨링장치(212)를 통해 소정의 온도로 냉각 처리한다.
이때, 소정의 온도는 50-90℃로 설정함이 바람직하다.
상기 쿨링장치(212)는 다수의 분사노즐(38)을 상기 알루미늄 판재의 상부에 위치하도록 구비하고 상기 다수의 분사노즐(38)은 소정의 간격만큼 이격되어 설치됨이 바람직하다.
이후 상기 냉각 처리된 알루미늄 판재를 전단장치(214)를 이용하여 소정의 크기로 절단한다.
상기 전단장치(214)는 칼날 등의 전단부재(40)를 구비함이 바람직하다.
상기 유로성형장치(218)는 상부프레스(44)과, 상기 상부프레스(44)의 하부에 대응하여 설치되는 하부프레스(46)을 구비하고 상기 상부프레스(44)과 하부프레스(46)의 사이에는 상하 한 쌍으로 이루어진 상부에 설치되는 팽관지그(48) 및 하부에 설치되는 팽관지그(50)가 설치되어 있고 상기 팽관지그(48,50)의 사이에 상기 알루미늄 판재를 넣고 컴프레셔를 이용하여 고압의 공기압을 알루미늄 판재 사이에 불어넣어 본딩이 되지 않은 유로인쇄영역에 유로를 형성한다.
상기 고압의 공기압은 100bar - 200bar 범위를 사용함이 바람직하다.
이때, 상부의 상기 팽관지그(48)에 열을 가하여 소정의 온도가 되도록 가열하고 하부의 팽관지그(50)에는 열을 가하지 않도록 함으로써 상기 알루미늄 판재의 유로가 상방향으로 볼록하게 형성되도록 하거나 상기 상부의 팽관지그(48)는 열을 가하지 않고 상기 하부의 팽관지그(50)에 열을 가하여 소정의 온도가 되도록 가열하여 상기 알루미늄 판재의 유로가 하방향으로 볼록하게 형성되도록 성형 할 수 있으며 상기 상부의 팽관지그(48) 및 하부의 팽관지그(50)에 양측에 열을 가하여 소정의 온도가 되도록 함으로써 상방향과 하방향으로 볼록한 원형형태의 유로를 성형할 수 있다.
상기와 같이 알루미늄 판재에 유로를 성형하면 상기 유로를 통하여 냉매 냉각유체 등의 냉각부재가 순환되며, 입출구 유로와 파이프를 연결하는 후공정을 통하여 냉각부재 순환유로(312)가 형성된 성형완제품(220)이 생산된다.
한편, 도 3은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 냉각 플레이트의 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 냉각 플레이트의 측단면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 우선, 냉각 플레이트(300)는 사각판재로 이루어진 플레이트 몸체(310)가 형성되어 있고, 상기 플레이트 몸체(31)의 일측면에는 바람직하기로는 상방향으로는 다수의 순환유로(312)들이 일정한 간격으로 형성되어 있다.
상기 플레이트 몸체(310)은 상판(302)과 하판(304)을 구비한다.
그리고 상기 순환유로(312)의 우측 상부에는 외측방향으로 돌출되는 관형의 유입구(314)가 용착 성형되어 용착부(315)가 형성되고, 상기 순환유로(312)의 좌측 하부에는 외측방향으로 돌출되는 관형의 배출구(316)가 용착 성형되어 용착부(315)가 성형되어 있다.
이때, 상기 유입구(314)와 순환유로(312)의 중간부분에는 다수의 유입분기유로(318)가 성형되어 있고, 상기 배출구(316)와 순환유로(312)의 중간부분에는 다수의 배출분기유로(32)가 성형되어 있다.
본 발명에서는 바람직한 실시예로 유입구(314)와 배출구(316)에 각각 연결되는 4개의 분기유로가 형성되어 있다.
도 4는 본 발명의 냉각 플레이트의 구조를 보여주는 측단면도로서, 상판(302)와 하판(304)으로 이루어진 냉각 플레이트(300)가 형성되고 상기 냉각 플레이트(300)에는 상방으로 볼록한 반원형상의 다수의 순환유로(312)가 형성되어 있으며, 상기 냉각 플레이트(300)에는 유입구(314)와 배출구(316)가 각각 형성되어 있다.
이때 상기 순환유로(312)의 내주면에는 흑연으로 이루어진 잉크인쇄층(322)이 코팅 형성되어 있다.
도 5는 본 발명의 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 인쇄장치의 공정을 보여주는 도면으로서, 먼저, 표면이 브러싱 처리된 블랭크 판재(24)를 준비하고, 상기 블랭크 판재(24)의 상부에 인쇄판(26)을 위치시키며, 상기 인쇄판(26)을 위치시킨 후, 도포기(28)를 이용하여 잉크를 도포한다.
이후, 상기 잉크가 도포된 인쇄판(26)을 스퀴지(30)를 이용하여 밀어주면서 유로패턴을 형성한다.
상기 유로패턴은 상기 블랭크 판재(24)의 상면에 형성되며 유로가 형성되어야 하므로 본딩 미지역(A)으로 남는다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양하게 실시할 수 있으며 이러한 범위내의 기술적 변경은 본 발명의 범위내에 있다고 할 것이다.
10 : 상부롤러 12 : 하부롤러
14,15 : 아이들안내롤러 16,17 : 아이들 안내롤러
18,20 : 브러싱 롤러 22 : 롤러 브라켓
24 : 블랭크 판재 26 : 인쇄판
28 : 도포기 30 : 스퀴지
32 : 히팅수단 34,36 : 압연롤러
38 : 분사노즐 40 : 전단부재
42 : 가열로 44 : 상부프레스
46 : 하부프레스 48,50 : 팽관지그
100 : 냉각 플레이트 제조공정 202 : 공급유닛
204 : 브러싱유닛 206 : 인쇄장치
208 : 가열장치 210 : 압연장치
212 : 쿨링장치 214 : 전단장치
218 : 유로성형장치 220 : 성형완제품
300 : 냉각 플레이트 302 : 상판
304 : 하판
310 : 플레이트 몸체 312 : 순환유로
314 : 유입구 316 : 배출구
318 : 유입분기유로 320 : 배출분기유로
322 : 인크인쇄층 A : 본딩 미지역

Claims (3)

  1. 상부에 공급되는 상판과, 하부에서 공급되는 하판으로 이루어지는 알루미늄 판재의 일면을 각각 브러싱하여 부착력을 향상시키기 위해 소정의 표면 거칠기로 표면을 브러싱 가공하는 브러싱 공정(S14)과;
    상기 알루미늄 판재의 일면에 냉각수단이 순환되는 유로패턴을 형성하는 유로인쇄공정(S16)과;
    상기 알루미늄 판재의 상부와 하부에서 압연롤러를 이용하여 가압 압착하는 열간압연공정(S20)과;
    상기 열간압연공정 후, 상판과 하판이 본딩되어 하나가 된 냉각 플레이트(300)를 팽관지그를 이용하여 상부와 하부에서 잡아주고 냉각 플레이트(300)에 공기압을 불어넣어서 유로를 성형하는 팽창 및 유로성형공정(S30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유로인쇄공정(S16)은,
    일면이 브러싱 처리된 블랭크 판재(24)를 공급하는 블랭크 판재 공급공정(S32)과;
    상기 블랭크 판재(24)의 상면부에 인쇄판을 위치시키는 인쇄판 설치공정(S34)과;
    상기 인쇄판을 셋팅 한 후, 유로를 형성할 인쇄잉크를 도포하는 잉크도포공정(S36)과;
    상기 인쇄판에 잉크를 도포한 후, 스퀴지를 이용하여 밀어내면서 유로패턴을 인쇄하는 스퀴지 인쇄공정(S38)과;
    상기 블랭크 판재에 인쇄된 유로패턴을 확인하고 본딩 미지역(A)을 점검하는 본딩체크공정(S40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 팽관지그는 냉각 플레이트의 일면 또는 양면에 설치되어 유로의 손상을 방지하고 유로의 크기를 안정적으로 형성되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법.


KR1020220128120A 2022-10-06 2022-10-06 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법 KR20240048393A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220128120A KR20240048393A (ko) 2022-10-06 2022-10-06 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220128120A KR20240048393A (ko) 2022-10-06 2022-10-06 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240048393A true KR20240048393A (ko) 2024-04-15

Family

ID=90715768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220128120A KR20240048393A (ko) 2022-10-06 2022-10-06 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240048393A (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190036389A (ko) 2017-09-27 2019-04-04 엠에이치기술개발 주식회사 냉각플레이트 제조방법
KR101983391B1 (ko) 2012-11-13 2019-05-28 에스케이이노베이션 주식회사 전지모듈 냉각장치 및 이를 포함하는 전지모듈 어셈블리

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101983391B1 (ko) 2012-11-13 2019-05-28 에스케이이노베이션 주식회사 전지모듈 냉각장치 및 이를 포함하는 전지모듈 어셈블리
KR20190036389A (ko) 2017-09-27 2019-04-04 엠에이치기술개발 주식회사 냉각플레이트 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0749824B1 (en) Press apparatus and methods for fusing overlapped thermoplastic sheet materials
US8283601B2 (en) Bonding apparatus and method of metal plate
US11133514B2 (en) Resin frame equipped membrane electrode assembly and method of producing the same
JPH08208281A (ja) 板ガラスの積層方法及び装置
KR20240048393A (ko) 전기 자동차 배터리용 냉각 플레이트의 제조방법
CN102207302B (zh) 面状采暖器的制造方法和面状采暖器的制造装置
TW201132219A (en) Method of manufacturing planar heater
US20010052388A1 (en) Method and machine for welding thermoformed sheets of plastics material
US20150156821A1 (en) Heating element for a plastic-tube butt-welding machine, method for manufacturing a panel-type radiator, and plastic-tube butt-welding machine
KR100813649B1 (ko) 면상발열체 제조장치
JP3877877B2 (ja) 配線基板の製造方法
JP5549799B2 (ja) 床暖房パネルユニットの製造方法
CN111250912B (zh) 一种轨道车体底板的焊接控制装置及方法
KR960013173B1 (ko) 열교환기용 박막 전열 열교환판의 제조방법
JP4257682B1 (ja) 熱可塑牲樹脂シ−トを金属板回転ベルト上で連続して凹凸成形させるベルトの製造方法及びそれによる樹脂シ−ト成形装置並びに成形ベルトの冷却方法及びその製造装置。
CN112290103B (zh) 一种卷绕式锂浆料电池的电芯的制备方法、设备及电芯
CN217777771U (zh) 增强复合管的封口设备
KR100382622B1 (ko) 플라스틱 튜브벤딩장치 및 제조방법
CN220923293U (zh) 增强复合管的封口设备
KR20200076315A (ko) 이형 통전 가열기를 이용한 핫 프레스 포밍 방법
CN218918981U (zh) 一种电芯热压组件和电芯热压装置
KR102526983B1 (ko) 배터리 냉각플레이트 교정장치 및 교정방법
CN115384877B (zh) Mylar膜短边包覆热熔机
CN115816808A (zh) 增强复合管的封口方法和封口设备
CN214606024U (zh) 皮带硫化机补接头加热片