KR102098496B1 - Battery case and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강성과 내충돌특성을 높일 수 있도록 구성된 배터리 케이스와 이의 제조방법에 관한 것으로, 이 배터리 케이스는, 배터리 셀을 수납하는 케이스 본체; 상기 케이스 본체 중 상기 배터리 셀이 수납된 내측면에 고정된 적어도 하나의 제1 보강재; 및 상기 케이스 본체의 외측면에 고정된 적어도 하나의 제2 보강재를 포함하고, 상기 제1 보강재와 상기 제2 보강재는 상기 케이스 본체를 사이에 두고 서로 어긋나게 배치되어 있다. The present invention relates to a battery case configured to increase the rigidity and impact resistance, and a method for manufacturing the same, the battery case comprising: a case body for storing a battery cell; At least one first reinforcing material fixed to an inner surface of the case body in which the battery cells are housed; And at least one second reinforcing material fixed to the outer surface of the case body, and the first reinforcing material and the second reinforcing material are disposed to be offset from each other with the case body interposed therebetween.

Description

배터리 케이스와 이의 제조방법 {Battery case and method for manufacturing the same}Battery case and its manufacturing method {Battery case and method for manufacturing the same}

본 발명은 강성과 내충돌특성을 높일 수 있도록 구성되어, 예컨대 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등과 같은 차량에 장착될 수 있는 배터리 케이스와 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention is configured to increase the rigidity and impact resistance properties, for example, the present invention relates to a battery case that can be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and a manufacturing method thereof.

전기 자동차 등에 장착되는 배터리는 차량 충돌시 화재와 폭발로 이어져 운전자와 탑승자에게 심각한 위험을 초래할 수 있다. 이를 방지하기 위해 차체가 갖는 충돌 보강재와 별개로 배터리 자체에도 보강재를 구비하여 충돌 사고를 대비하고 있다.Batteries installed in electric vehicles, etc., can lead to fire and explosion in the event of a vehicle crash, which can cause serious danger to drivers and passengers. In order to prevent this, the battery itself is provided with a reinforcing material separately from the collision reinforcing material possessed by the vehicle body to prepare for a collision.

배터리의 보강재는 주로 배터리 케이스의 내부 또는 외부에 조립될 수 있는데, 이러한 배터리 케이스용 보강재는 차량 운행 중 도로면 및 차체로부터 유발되는 각종 진동, 차체의 외부로부터 받게 되는 하중, 내부 배터리 셀의 팽창으로 인한 하중 등에 대한 강성과, 내부의 배터리 셀을 보호하기 위한 내충돌특성이 요구된다. The reinforcement material of the battery can be mainly assembled inside or outside of the battery case, and these reinforcement materials for the battery case are caused by various vibrations caused by the road surface and the body during vehicle operation, the load received from the outside of the body, and the expansion of the internal battery cell. Stiffness against load and the like, and collision resistance to protect the battery cells therein are required.

한편, 보강재는 그 소재와 형상에 따라 제조공법이 결정되며, 보강재가 강재로 만들어지는 경우에 통상 프레스 성형에 의해 제조되게 된다. Meanwhile, the manufacturing method of the reinforcing material is determined according to the material and shape, and when the reinforcing material is made of steel, it is usually produced by press molding.

하지만, 예를 들어 인장강도가 1GPa 이상인 강재를 프레스 성형에 의해 배터리 케이스용 보강재로 제조할 때에는 성형에 어려움이 있으며, 특히 스프링 백이 많이 발생하고 부재의 코너 반경을 작게 하기가 곤란한 문제 등이 있다.However, for example, when a steel material having a tensile strength of 1 GPa or more is manufactured as a reinforcing material for a battery case by press molding, there is a difficulty in molding. In particular, there are a lot of springbacks and it is difficult to reduce the corner radius of a member.

(특허문헌 1) JP 5408440 B2 (Patent Document 1) JP 5408440 B2

이에 본 발명은 강성과 내충돌특성을 높일 수 있도록 구성된 배터리 케이스와 이의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery case configured to increase rigidity and crash resistance, and a method for manufacturing the same.

본 발명에 따른 배터리 케이스는, 배터리 셀을 수납하는 케이스 본체; 상기 케이스 본체 중 상기 배터리 셀이 수납된 내측면에 고정된 적어도 하나의 제1 보강재; 및 상기 케이스 본체의 외측면에 고정된 적어도 하나의 제2 보강재를 포함하고, 상기 제1 보강재와 상기 제2 보강재는 서로 평행하게 연장하면서 상기 케이스 본체를 사이에 두고 서로 어긋나게 배치된 것을 특징으로 한다. The battery case according to the present invention, the case body for storing a battery cell; At least one first reinforcing material fixed to an inner surface of the case body in which the battery cells are housed; And at least one second reinforcing material fixed to an outer surface of the case body, wherein the first reinforcing material and the second reinforcing material extend parallel to each other and are disposed to be offset from each other with the case body interposed therebetween. .

또한, 본 발명에 따른 배터리 케이스에서, 상기 제1 보강재 또는 상기 제2 보강재는 적어도 일부 길이에 걸쳐 폭 방향 치수가 변화된 것을 특징으로 한다. In addition, in the battery case according to the present invention, the first reinforcing material or the second reinforcing material is characterized in that the width direction dimension is changed over at least some length.

본 발명에 따른 배터리 케이스의 제조방법은, 케이스 본체를 준비하는 단계; 보강재를 준비하는 단계; 및 상기 보강재를 상기 케이스 본체에 결합하는 단계를 포함하고, 상기 보강재를 준비하는 단계는, 상기 보강재의 적어도 일부 길이에 걸쳐 폭 방향 치수가 변화되도록 가변 롤포밍하는 단계를 포함하며, 상기 보강재를 준비하는 단계에서는 제1 보강재와 제2 보강재를 준비하고, 상기 보강재를 상기 케이스 본체에 결합하는 단계는, 상기 제1 보강재를 상기 케이스 본체의 내측면에 고정되게 설치하는 단계, 및 상기 제2 보강재를 상기 케이스 본체의 외측면에 고정되게 설치하는 단계를 포함하며, 상기 제1 보강재와 상기 제2 보강재는 서로 평행하게 연장하면서 상기 케이스 본체를 사이에 두고 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 한다. Method of manufacturing a battery case according to the present invention, preparing the case body; Preparing a reinforcement; And coupling the reinforcing material to the case body, and preparing the reinforcing material includes variable roll forming so that a dimension in a width direction changes over at least a part of the length of the reinforcing material, and preparing the reinforcing material. In the step of preparing a first reinforcing material and a second reinforcing material, and coupling the reinforcing material to the case body, the step of installing the first reinforcing material fixedly on the inner surface of the case body, and the second reinforcing material It includes a step of being fixed to the outer surface of the case body, wherein the first reinforcing material and the second reinforcing material are arranged to be displaced from each other with the case body interposed therebetween while extending parallel to each other.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 케이스 본체 안팎의 보강재를 서로 어긋나게 배치함으로써, 보강재의 지지 면적이 증가하는 효과를 가져오기 때문에, 동일한 부품 중량에서도 배터리 케이스의 강성과 내충돌특성이 향상될 수 있게 된다. According to the present invention as described above, by arranging the reinforcing members inside and outside the case body to be shifted from each other, the effect of increasing the support area of the reinforcing material is obtained, so that the stiffness and impact resistance of the battery case can be improved even at the same component weight. .

더구나, 본 발명에 의하면, 가변 롤포밍에 의해 케이스 본체와 연결되는 연결부분의 폭이 확장되도록 보강재가 제조되고, 이러한 보강재가 넓은 면적으로 케이스 본체와 연결되게 됨으로써, 결국 배터리 케이스의 강성 및 내충돌특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Moreover, according to the present invention, a reinforcing material is manufactured so that the width of the connecting portion connected to the case body is extended by variable roll forming, and such a reinforcing material is connected to the case body with a large area, resulting in stiffness and impact resistance of the battery case. The effect of improving the characteristics can be obtained.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 케이스 중 하부 케이스를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예와 함께 보강재의 중첩 유형들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예와, 다른 중첩 유형을 가진 비교예들의 반력 해석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 가변 롤포밍을 설명하기 위한 개략도이다.
1 is a perspective view showing a lower case of the battery case according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1.
Figure 3 is a schematic view showing the overlapping types of reinforcement with an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the reaction force analysis results of the examples of the present invention and comparative examples having different superposition types.
5 is a schematic view for explaining variable roll forming.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 케이스 중 하부 케이스를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 부분 단면도이다.1 is a perspective view showing a lower case of the battery case according to the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 배터리 셀(미도시)을 수납하는 케이스 본체(10); 이 케이스 본체 중 배터리 셀이 수납되는 내측면에 고정된 적어도 하나의 제1 보강재(20); 및 케이스 본체의 외측면에 고정된 적어도 하나의 제2 보강재(30)를 포함하고, 제1 보강재와 제2 보강재는 케이스 본체를 사이에 두고 서로 어긋나게 배치되어 있다. As shown in these drawings, the battery case according to the present invention includes: a case body 10 for storing battery cells (not shown); At least one first reinforcing material 20 fixed to the inner surface of the case body in which the battery cells are stored; And at least one second reinforcing material 30 fixed to the outer surface of the case body, and the first reinforcing material and the second reinforcing material are disposed to be offset from each other with the case body interposed therebetween.

배터리 케이스는 차체를 구성하는 언더 플로어 패널(미도시)에 고정되게 설치될 수 있다. 이 배터리 케이스는 대략 직육면체의 형상을 갖고서 그 내부에는 복수의 배터리 셀이 수납될 수 있다. The battery case may be fixedly installed on an underfloor panel (not shown) constituting the vehicle body. The battery case has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a plurality of battery cells can be accommodated therein.

이러한 배터리 케이스는 상부 케이스 본체와 하부 케이스 본체를 포함하며, 이들 상부 및 하부 케이스 본체는 내부에 공간을 형성하도록 결합될 수 있다. The battery case includes an upper case body and a lower case body, and these upper and lower case bodies may be combined to form a space therein.

예를 들어, 상부 케이스 본체와 하부 케이스 본체는 각각의 테두리를 따라 플랜지부가 형성되고, 이들 플랜지부가 서로 중첩되어서 볼트 및 너트 등과 같은 고정구를 매개로 조립될 수 있다. For example, the upper case body and the lower case body may have flange portions formed along their respective edges, and these flange portions may be overlapped with each other to be assembled through fixtures such as bolts and nuts.

상부 케이스 본체는 중량 감소 및 원가 절감을 도모하면서 충분한 강도를 확보할 수 있는 고강도 플라스틱이나, 알루미늄 등과 같은 경금속으로 형성될 수 있다. 재질이 플라스틱인 경우에는 상부 케이스 본체가 사출 성형이나 압축 성형 등에 의해 형성될 수 있으며, 금속인 경우에는 상부 케이스 본체가 프레스 가공 등에 의해 소정의 형상으로 형성될 수 있다. The upper case body may be formed of a high-strength plastic that can secure sufficient strength while reducing weight and cost, or a light metal such as aluminum. When the material is plastic, the upper case body may be formed by injection molding or compression molding, and in the case of metal, the upper case body may be formed into a predetermined shape by press processing or the like.

하부 케이스 본체는 외부로 직접 노출될 수 있고 외부의 이물질에 의한 파손 및 손상의 우려가 크기 때문에, 배터리 셀을 보다 효과적으로 보호할 수 있도록 하기 위해 강재와 같은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 하부 케이스 본체는 적당한 강도를 가진 강판과 같은 소재를 프레스 가공 등에 의해 소정의 형상으로 형성함으로써 만들어질 수 있다. Since the lower case body can be directly exposed to the outside and there is a high risk of damage and damage due to external foreign matter, it is preferable to be formed of a metal such as a steel material to more effectively protect the battery cell. In this case, the lower case body can be made by forming a material such as a steel sheet having moderate strength into a predetermined shape by press working or the like.

이하에서는 편의상 하부 케이스 본체가 케이스 본체를 대표하여 본 발명에 따른 배터리 케이스가 설명된다. 다시 말해, 상부 케이스 본체에도 하부 케이스 본체와 동일한 구성요소가 모두 포함되고 동일한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, for convenience, a battery case according to the present invention is described in which the lower case body represents the case body. In other words, it is needless to say that the same components as the lower case body are all included in the upper case body and the same structure can be applied.

케이스 본체(10)에는 적어도 하나의 제1 보강재(20)와 적어도 하나의 제2 보강재(30)가 설치될 수 있다. 제1 보강재와 제2 보강재는 후술하는 연결부에서의 형상만 다소 상이하고 거의 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. At least one first stiffener 20 and at least one second stiffener 30 may be installed in the case body 10. The first reinforcing material and the second reinforcing material may be slightly different in shape from the connecting portion described later, and may have almost the same shape and size, but are not limited thereto.

제1 보강재(20)는 케이스 본체(10)의 내측면, 즉 배터리 셀이 수납되는 측면에 고정되게 설치된다. 이 제1 보강재는 점 용접 또는 레이저 용접 등과 같은 용접에 의해 고정될 수 있으나, 그 고정방법이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The first reinforcing material 20 is fixedly installed on the inner surface of the case body 10, that is, the side where the battery cells are stored. The first reinforcing material may be fixed by welding such as spot welding or laser welding, but the fixing method is not necessarily limited thereto.

제2 보강재(30)가 케이스 본체(10)를 기준으로 제1 보강재(20)의 반대측면, 즉 케이스 본체의 외측면에 고정되게 설치된다. 마찬가지로, 제2 보강재도 점 용접 또는 레이저 용접 등과 같은 용접에 의해 고정될 수 있으나, 그 고정방법이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The second reinforcing material 30 is fixedly installed on the opposite side of the first reinforcing material 20 based on the case body 10, that is, the outer surface of the case body. Similarly, the second reinforcing material may also be fixed by welding such as spot welding or laser welding, but the fixing method is not necessarily limited thereto.

이에 따라, 제1 보강재(20)와 제2 보강재(30)는 케이스 본체(10)를 사이에 두고 서로 마주보도록 케이스 본체를 향하여 위치되면서 평행하게 배치될 수 있다. Accordingly, the first reinforcing material 20 and the second reinforcing material 30 may be disposed in parallel while being positioned toward the case body so as to face each other with the case body 10 interposed therebetween.

특히, 본 발명에 따른 배터리 케이스에서, 제1 보강재(10)와 제2 보강재(20)는, 케이스 본체(10)를 직교하면서 제1 보강재와 제2 보강재에 대해 평행한 평면 상에 함께 놓이거나 정렬되지 않도록, 서로 어긋나게 배치될 수 있다. In particular, in the battery case according to the present invention, the first stiffener 10 and the second stiffener 20 are placed together on a plane parallel to the first stiffener and the second stiffener while orthogonal to the case body 10 It may be arranged to be offset from each other so as not to be aligned.

도 3은 본 발명의 실시예와 함께 보강재의 중첩 유형들을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예와, 다른 중첩 유형을 가진 비교예들의 반력 해석의 결과를 나타낸 그래프이다. 3 is a diagram schematically showing overlapping types of a reinforcement with an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the results of reaction analysis of an embodiment of the present invention and comparative examples having different overlapping types.

종래의 비교예로는 도 3의 (a)에서와 같이 제1 보강재와 제2 보강재가 서로 일치되게 마주보아 완전 대칭되도록 배치되는 완전중첩형이 있다. As a conventional comparative example, as shown in FIG. 3 (a), there is a completely overlapping type in which the first reinforcing material and the second reinforcing material are disposed to face each other to be completely symmetrical.

다른 비교예는 도 3의 (b)처럼 제1 보강재와 제2 보강재는 중첩되지 않고 케이스 본체를 사이에 둔 채 서로 어긋나 완전 교대로 배치되는 완전교대형으로 놓인다. In another comparative example, the first reinforcing material and the second reinforcing material are not overlapped, as shown in FIG.

도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 제1 보강재(20)와 제2 보강재(30)가 케이스 본체(10)를 사이에 두고 서로 어긋나면서 일부 영역이 중첩되게 배치되는 일부중첩형으로 될 수 있다. As shown in FIG. 3 (c), in the exemplary embodiment of the present invention, the first reinforcement 20 and the second reinforcement 30 are arranged to overlap some areas while being displaced from each other with the case body 10 interposed therebetween. Can be partially overlapped.

배터리 케이스의 강성과 내충돌특성은 지지하는 부재의 단면적과 비례하게 되는데, 본 발명의 실시예에서와 같이 케이스 본체(10)의 양면에서 제1 보강재(20)와 제2 보강재(30)를 서로 어긋나게 배치하면서 일부 영역이 중첩되게 하면, 보강재들이 지지하는 케이스 본체의 지지 단면이 증가하는 효과를 가져오기 때문에, 본 발명의 배터리 케이스는 동일한 부품 중량에서도 강성과 내충돌특성이 향상될 수 있게 되는 것이다. The stiffness and impact resistance of the battery case is proportional to the cross-sectional area of the supporting member. As in the embodiment of the present invention, the first reinforcement 20 and the second reinforcement 30 are placed on both sides of the case body 10. When overlapping and overlapping some regions, since the reinforcement materials have an effect of increasing the support cross-section of the case body, the battery case of the present invention can improve stiffness and collision resistance even at the same component weight. .

도 4는 이러한 제1 보강재와 제2 보강재의 중첩유형을 유한요소법에 의해 해석한 결과를 보여주고 있다. 완전중첩형(a)은 대략 331kN을 나타내고, 완전교대형(b)은 대략 344kN을 나타내며, 일부중첩형(c)은 대략 368kN을 보이고 있다. Figure 4 shows the results of analyzing the overlapping type of the first and second reinforcing materials by a finite element method. The fully overlapping type (a) shows approximately 331 kN, the fully alternating type (b) shows approximately 344 kN, and the partially overlapping type (c) shows approximately 368 kN.

이로써, 본 발명의 실시예에서와 같이 제1 보강재(20)와 제2 보강재(30)를 서로 어긋나게 배치하면서 일부 영역이 중첩되게 배치한 일부중첩형(c)의 경우가 가장 높은 반력을 나타내고 있음을 확인할 수 있다. Accordingly, as in the embodiment of the present invention, the first reinforcing material 20 and the second reinforcing material 30 are arranged in an offset manner, and some overlapping regions (c) are arranged to overlap, indicating the highest reaction force. can confirm.

한편, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 배터리 셀(미도시)을 수납하는 케이스 본체(10); 이 케이스 본체 중 배터리 셀이 수납되는 내측면에 고정된 적어도 하나의 제1 보강재(20); 및 케이스 본체의 외측면에 고정된 적어도 하나의 제2 보강재(30)를 포함하고, 제1 보강재 또는 제2 보강재는 적어도 일부 길이에 걸쳐 폭 방향 치수가 변화될 수 있다. On the other hand, the battery case according to the present invention, the case body 10 for storing a battery cell (not shown); At least one first reinforcing material 20 fixed to the inner surface of the case body in which the battery cells are stored; And at least one second reinforcing material 30 fixed to the outer surface of the case body, and the first reinforcing material or the second reinforcing material may have a widthwise dimension change over at least some length.

이와 같이 폭이 변화하는 보강재는 가변 롤포밍(Flexible Roll Forming)에 의해 제조될 수 있다. The reinforcing material having a width change as described above may be manufactured by flexible roll forming.

보강재를 롤포밍으로 제작할 경우, 인장강도가 1GPa 이상인 초고강도의 강재도 무리없이 성형이 가능하다. 더욱이, 롤포밍에서는 프레스 성형에 비해 스프링 백의 보정이 용이하며 부재의 코너 반경을 작게 할 수 있는 장점이 있다.When the reinforcing material is manufactured by roll forming, it is possible to form an ultra-high-strength steel having a tensile strength of 1 GPa or more without difficulty. Moreover, in roll forming, it is easier to calibrate the spring back than press forming, and it has an advantage of reducing the corner radius of the member.

단, 롤포밍은 동일한 단면을 가진 부품만 제작 가능한 한계가 있다. However, roll forming has a limitation in that only parts having the same cross section can be manufactured.

이러한 한계는 공급되는 소재를 순차적으로 절곡 성형하여 길이 방향을 따라 폭 또는 높이가 상이한 이형 단면을 갖는 빔 부재로 성형하는 가변 롤포밍 기술을 적용함으로써 해결할 수 있다. This limitation can be solved by applying a variable roll forming technique in which the material to be supplied is sequentially bent and formed into a beam member having a different cross-section with a different width or height along the length direction.

도 5는 가변 롤포밍을 설명하기 위한 개략도이다. 5 is a schematic view for explaining variable roll forming.

이에 도시된 바와 같이, 가변 롤포밍 유닛은 베이스 프레임에 대해 직선운동 및 회전운동을 할 수 있는 이동 스탠드에 장착된 성형롤(50)을 포함할 수 있다. As shown in this example, the variable roll forming unit may include a forming roll 50 mounted on a movable stand capable of linear and rotational movement with respect to the base frame.

예컨대, 성형롤(50)은 이동 스탠드가 실린더 구동에 의해 소재(52)의 폭 방향으로 전진 또는 후진이 가능하게 구성되며, 소재의 길이 방향 또는 진행 방향에 대해서도 모터나 실린더 구동에 의해 각도가 가변되도록 구성될 수 있다. For example, the forming roll 50 is configured such that the movable stand can move forward or backward in the width direction of the material 52 by driving the cylinder, and the angle is variable by driving the motor or cylinder in the longitudinal direction or the running direction of the material. It can be configured as possible.

이러한 가변 롤포밍 유닛은 이미 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그 상세한 설명은 생략한다. Since such a variable roll forming unit is already known, its detailed description is omitted here.

다만, 원하는 단면 형상 및 가변 치수에 맞추어 성형롤의 위치와 각도가 변경될 수 있는 가변 롤포밍 유닛을 사용함으로써, 본 발명에서는 폭 또는 높이가 상이한 이형 단면의 보강재가 성형될 수 있음을 밝혀둔다. However, by using a variable roll forming unit in which the position and angle of the forming roll can be changed according to the desired cross-sectional shape and variable dimensions, the present invention reveals that the reinforcing materials of different cross-sections having different widths or heights can be molded.

따라서, 본 발명에 따른 배터리 케이스의 보강재는, 제조방법상 롤포밍의 장점을 유지하면서 구조상으로 일부 길이에 걸쳐 폭 또는 높이가 상이한 이형 단면을 갖도록 만들어질 수 있게 된다. Therefore, the reinforcing material of the battery case according to the present invention, while maintaining the advantages of roll forming in the manufacturing method, can be made to have a cross-section of different widths or heights over some length in structure.

예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼 케이스 본체(10)의 플랜지부(11) 또는 측벽(12)에 연결되는 연결부(21)의 폭이 확장되도록 제1 보강재(20)가 제조될 수 있다. 이 연결부는 케이스 본체의 플랜지부 또는 측벽에 용접 등의 방법으로 고정되어 케이스 본체에 연결될 수 있다. For example, as illustrated in FIG. 1, the first reinforcement 20 may be manufactured such that the width of the connection portion 21 connected to the flange portion 11 or the side wall 12 of the case body 10 is expanded. The connection portion may be fixed to the flange portion or side wall of the case body by welding or the like to be connected to the case body.

이러한 경우에는 강성 모드 및 충돌 모드에서 힘을 주로 받는 연결부(21)가 넓은 지지 면적을 갖게 되므로, 본 발명의 배터리 케이스는 강성 및 내충돌특성이 향상될 수 있게 된다.In this case, since the connecting portion 21 mainly receiving the force in the stiffness mode and the collision mode has a large support area, the battery case of the present invention can improve the stiffness and collision resistance.

하지만, 보강재의 폭 확장 부위가 연결부에만 한정되지 않으며, 보강재의 중간에서도 일부 길이에 걸쳐 폭이 가변될 수 있다. 또, 폭의 확장에만 한정되지 않으며, 폭이 감소할 수도 있음은 물론이다. However, the width extension portion of the reinforcing material is not limited to the connecting portion, and the width may vary over some length even in the middle of the reinforcing material. In addition, it is needless to say that the width is not limited to the expansion of the width, and the width may be reduced.

추가로, 본 발명에 따른 배터리 케이스는, 제1 보강재(20)에 대략 직교하는 방향으로 연장하고서 케이스 본체(10)의 내측면에 고정되게 설치되는 제3 보강재(40)를 더 포함할 수 있다. In addition, the battery case according to the present invention may further include a third reinforcement 40 that extends in a direction substantially orthogonal to the first reinforcement 20 and is fixedly installed on the inner surface of the case body 10. .

제1 보강재(20)와 제3 보강재(40)는 서로 직교하는 부분에서 형상맞춤 등에 의해 결합할 수 있다. 일례로, 제1 보강재의 교차 부분에 이 제1 보강재를 가로질러 관통하는 오목홈(22)이 절개되어 형성되고, 이 오목홈에 제3 보강재가 형상맞춤되어 끼워질 수 있다. 그 후에, 이 결합 부위가 용접 등의 방법으로 고정될 수 있다.The first reinforcing material 20 and the third reinforcing material 40 may be combined by a shape alignment or the like at a portion orthogonal to each other. In one example, a concave groove 22 penetrating the first stiffener across the first stiffener is formed by cutting, and a third stiffener can be fitted into the recess. Thereafter, this bonding portion can be fixed by a method such as welding.

이하에서는 본 발명에 따른 배터리 케이스의 제조방법에 대해 간략히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a battery case according to the present invention will be briefly described.

본 발명에 따른 배터리 케이스의 제조방법은, 케이스 본체(10)를 준비하는 단계; 보강재(20, 30)를 준비하는 단계; 및 보강재를 케이스 본체에 결합하는 단계를 포함하고, 보강재를 준비하는 단계는 보강재의 적어도 일부 길이에 걸쳐 폭 방향 치수가 변화되도록 가변 롤포밍하는 단계를 포함하고 있다. A method of manufacturing a battery case according to the present invention comprises the steps of: preparing a case body 10; Preparing the reinforcement (20, 30); And coupling the reinforcing material to the case body, and preparing the reinforcing material includes variable roll forming such that the dimension in the width direction changes over at least some length of the reinforcing material.

케이스 본체(10)를 준비하는 단계에서는 상부 케이스 본체와 하부 케이스 본체를 준비할 수 있다. In the step of preparing the case body 10, the upper case body and the lower case body may be prepared.

상부 케이스 본체는, 재질이 플라스틱인 경우에 사출 성형이나 압축 성형 등에 의해 형성될 수 있으며, 금속인 경우에는 프레스 가공 등에 의해 소정의 형상으로 형성될 수 있다. The upper case body may be formed by injection molding or compression molding when the material is plastic, or may be formed into a predetermined shape by press processing or the like in the case of metal.

하부 케이스 본체는 적당한 강도를 가진 강판과 같은 소재를 프레스 가공 등에 의해 소정의 형상으로 형성함으로써 만들어질 수 있다. The lower case body can be made by forming a material such as a steel sheet having a suitable strength into a predetermined shape by press working or the like.

보강재를 준비하는 단계에서는 제1 보강재(20)와 제2 보강재(30)를 준비할 수 있다. In the step of preparing the reinforcing material, the first reinforcing material 20 and the second reinforcing material 30 may be prepared.

이 보강재를 준비하는 단계에는, 전술한 바와 같이 예컨대 인장강도가 1GPa 이상인 초고강도의 강재를 순차적으로 절곡 성형하여 길이 방향을 따라 폭 또는 높이가 상이한 이형 단면을 갖는 대략 빔 형상의 부재로 성형하는 가변 롤포밍 기술을 적용할 수 있다. In the step of preparing the reinforcing material, as described above, for example, a super high-strength steel having a tensile strength of 1 GPa or more may be sequentially bent and molded into a substantially beam-shaped member having a different cross-section having a different width or height along the longitudinal direction. Roll forming technology can be applied.

이에 따라, 예컨대 제1 보강재(20)는 케이스 본체(10)의 플랜지부(11) 또는 측벽(12)에 연결되는 연결부(21)의 폭이 확장되도록 형성될 수 있다. Accordingly, for example, the first reinforcing material 20 may be formed such that the width of the connecting portion 21 connected to the flange portion 11 or the side wall 12 of the case body 10 is expanded.

추가로, 보강재를 준비하는 단계에서는 제3 보강재(40)를 준비할 수 있다. In addition, in the step of preparing the reinforcing material, the third reinforcing material 40 may be prepared.

보강재를 케이스 본체에 결합하는 단계에서는 보강재를 케이스 본체에 용접 등의 방법으로 고정시킬 수 있다. In the step of coupling the reinforcing material to the case body, the reinforcing material may be fixed to the case body by welding or the like.

제1 보강재(20)는 케이스 본체(10)의 내측면, 즉 배터리 셀이 수납되는 측면에 고정되게 설치된다. The first reinforcing material 20 is fixedly installed on the inner surface of the case body 10, that is, the side where the battery cells are stored.

제2 보강재(30)가 케이스 본체(10)를 기준으로 제1 보강재(20)의 반대측면, 즉 케이스 본체의 외측면에 고정되게 설치된다. The second reinforcing material 30 is fixedly installed on the opposite side of the first reinforcing material 20 based on the case body 10, that is, the outer surface of the case body.

이때, 제1 보강재(10)와 제2 보강재(20)는, 케이스 본체(10)를 직교하면서 제1 보강재와 제2 보강재에 대해 평행한 평면 상에 함께 놓이거나 정렬되지 않도록, 서로 어긋나게 배치될 수 있다. At this time, the first reinforcing material 10 and the second reinforcing material 20 are disposed to be displaced from each other so as not to be arranged or aligned together on a plane parallel to the first reinforcing material and the second reinforcing material while orthogonal to the case body 10. You can.

특히, 제1 보강재(20)와 제2 보강재(30)는 케이스 본체(10)를 사이에 두고 서로 어긋나면서 일부 영역이 중첩되게 배치되는 일부중첩형으로 설치될 수 있다. In particular, the first reinforcing material 20 and the second reinforcing material 30 may be installed in a partially overlapping type in which some regions overlap each other while being displaced from each other with the case body 10 interposed therebetween.

제3 보강재(40)가 있는 경우에는, 제3 보강재는 케이스 본체(10)의 내측면에 고정되게 설치된다. If there is a third reinforcing material 40, the third reinforcing material is fixedly installed on the inner surface of the case body 10.

그리고 제1 보강재(20)와 제3 보강재(40)는 서로 직교하는 부분에서 형상맞춤 등에 의해 결합할 수 있다. 그 후에, 이 결합 부위가 용접 등의 방법으로 고정될 수 있다. In addition, the first reinforcing material 20 and the third reinforcing material 40 may be combined by a shape alignment or the like at a portion orthogonal to each other. Thereafter, this bonding portion can be fixed by a method such as welding.

이와 같이 구성된 하부 케이스 본체는 상부 케이스 본체와 플랜지부에서 서로 중첩되어 볼트 및 너트 등과 같은 고정구를 매개로 조립될 수 있다. The lower case body configured as described above may overlap each other at the upper case body and the flange portion and be assembled through a fastener such as a bolt and a nut.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 보강재의 단면 형상을 변화시키고 케이스 본체 안팎의 보강재를 서로 어긋나게 배치함으로써, 배터리 케이스의 강성과 내충돌특성을 높일 수 있는 효과를 얻게 된다. As described above, according to the present invention, by changing the cross-sectional shape of the reinforcing material and arranging the reinforcing materials inside and outside the case body to be offset from each other, an effect of increasing the rigidity and impact resistance of the battery case is obtained.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to describe the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10: 케이스 본체 20: 제1 보강재
30: 제2 보강재 40: 제3 보강재
50: 성형롤
10: case body 20: first reinforcement
30: second reinforcement 40: third reinforcement
50: forming roll

Claims (11)

배터리 셀을 수납하는 케이스 본체;
상기 케이스 본체 중 상기 배터리 셀이 수납된 내측면에 고정된 적어도 하나의 제1 보강재; 및
상기 케이스 본체의 외측면에 고정된 적어도 하나의 제2 보강재
를 포함하고,
상기 제1 보강재와 상기 제2 보강재는 서로 평행하게 연장하면서 상기 케이스 본체를 사이에 두고 서로 어긋나게 배치된 배터리 케이스.
Case body for storing a battery cell;
At least one first reinforcing material fixed to an inner surface of the case body in which the battery cells are housed; And
At least one second stiffener fixed to the outer surface of the case body
Including,
The first reinforcing material and the second reinforcing material extend parallel to each other, and the battery case is disposed to be offset from each other with the case body interposed therebetween.
제1항에 있어서,
상기 제1 보강재와 상기 제2 보강재는 서로 어긋나면서 일부 영역이 중첩되게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
According to claim 1,
The first reinforcing material and the second reinforcing material are characterized in that the battery case, characterized in that some areas are disposed to overlap each other.
제1항에 있어서,
상기 제1 보강재 또는 상기 제2 보강재는 적어도 일부 길이에 걸쳐 폭 방향 치수가 변화된 배터리 케이스.
According to claim 1,
The first reinforcing material or the second reinforcing material has a battery case in which the dimension in the width direction is changed over at least a part of the length.
제3항에 있어서,
상기 제1 보강재는 상기 케이스 본체에 연결되는 연결부의 폭이 확장된 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
According to claim 3,
The first reinforcing material is a battery case characterized in that the width of the connecting portion connected to the case body is extended.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 보강재에 직교하는 방향으로 연장하고서 상기 케이스 본체의 내측면에 고정된 제3 보강재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
The method of claim 1 or 3,
And a third reinforcing material extending in a direction orthogonal to the first reinforcing material and fixed to an inner surface of the case body.
제5항에 있어서,
상기 제1 보강재와 상기 제3 보강재가 직교하는 부분에서 상기 제1 보강재에는 제1 보강재를 가로질러 관통하는 오목홈이 절개되어 형성되어 있고, 상기 오목홈에 상기 제3 보강재가 형상맞춤되어 끼워지는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스.
The method of claim 5,
In the portion where the first reinforcing material and the third reinforcing material are orthogonal, the first reinforcing material is formed by cutting a concave groove through the first reinforcing material, and the third reinforcing material fits into the concave groove. Battery case characterized in that.
케이스 본체를 준비하는 단계;
보강재를 준비하는 단계; 및
상기 보강재를 상기 케이스 본체에 결합하는 단계
를 포함하고,
상기 보강재를 준비하는 단계는, 상기 보강재의 적어도 일부 길이에 걸쳐 폭 방향 치수가 변화되도록 가변 롤포밍하는 단계를 포함하며,
상기 보강재를 준비하는 단계에서는 제1 보강재와 제2 보강재를 준비하고,
상기 보강재를 상기 케이스 본체에 결합하는 단계는,
상기 제1 보강재를 상기 케이스 본체의 내측면에 고정되게 설치하는 단계, 및
상기 제2 보강재를 상기 케이스 본체의 외측면에 고정되게 설치하는 단계
를 포함하며,
상기 제1 보강재와 상기 제2 보강재는 서로 평행하게 연장하면서 상기 케이스 본체를 사이에 두고 서로 어긋나게 배치되는 배터리 케이스의 제조방법.
Preparing a case body;
Preparing a reinforcement; And
Coupling the reinforcing material to the case body
Including,
The step of preparing the reinforcing material includes the step of variable roll forming such that the dimension in the width direction is changed over at least a part of the length of the reinforcing material,
In the step of preparing the reinforcing material, the first reinforcing material and the second reinforcing material are prepared,
The step of coupling the reinforcing material to the case body,
The first reinforcing material is fixedly installed on the inner surface of the case body, and
The second reinforcing material is fixedly installed on the outer surface of the case body.
It includes,
The first reinforcing material and the second reinforcing material, while extending parallel to each other, the manufacturing method of the battery case is disposed to be offset from each other with the case body therebetween.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 보강재를 상기 케이스 본체에 결합하는 단계는,
상기 제1 보강재와 상기 제2 보강재를, 상기 케이스 본체를 사이에 두고 서로 어긋나면서 일부 영역이 중첩되게 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스의 제조방법.
The method of claim 7,
The step of coupling the reinforcing material to the case body,
And disposing the first reinforcing material and the second reinforcing material so that some areas overlap each other while being displaced from each other with the case body interposed therebetween.
제7항에 있어서,
상기 보강재를 준비하는 단계에서는 제3 보강재를 준비하고,
상기 보강재를 상기 케이스 본체에 결합하는 단계는,
상기 제3 보강재를 상기 케이스 본체의 내측면에 고정되게 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스의 제조방법.
The method of claim 7,
In the step of preparing the reinforcing material, a third reinforcing material is prepared,
The step of coupling the reinforcing material to the case body,
And installing the third reinforcing material to be fixed to the inner surface of the case body.
제10항에 있어서,
상기 보강재를 상기 케이스 본체에 결합하는 단계는,
상기 제1 보강재와 상기 제3 보강재를 서로 직교하는 부분에서 형상맞춤에 의해 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 케이스의 제조방법.
The method of claim 10,
The step of coupling the reinforcing material to the case body,
And combining the first reinforcing material and the third reinforcing material by fitting the shape at an orthogonal portion to each other.
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