KR102301439B1 - Battery cooling panel structure to reduce the stress concentration in the cooling channel - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cooling panel structure of a battery. According to the cooling panel structure of the present invention, a lower plate (100) put on an insert mold and an upper plate (200) placed on the lower plate (100) are combined, and the upper plate (200) and the lower plate (100) are coupled through a resin supplied through a resin filling hole (210) formed in the upper plate (200). The lower plate (100) comprises: a cooling flow path (110) continuously formed through both ends thereof, an injection flow path (130) spaced apart between the cooling flow path (110), and a flow path partition wall (140) disposed on the cooling flow path (110) and the injection flow path (130). When the upper plate (200) and the lower plate (100) are combined, the cooling flow path (110) is closed by the upper plate (200). The upper plate (200) includes a partition wall coupling groove (230) so that an upper part of the flow path partition wall (140) is coupled to each other. The resin filling hole (210) formed in the upper plate (200) is arranged to correspond to the injection flow path (130), and resin bonding with the injection flow path (130) is performed. The present invention is to overcome the weakness in the area where smooth bonding is not achieved due to a small bonding area in the injection bonding process between the lower plate and the upper plate, by having a partition wall coupling groove having a forming shape to an upper plate.

Description

냉각 채널의 응력 집중을 저감하기 위한 배터리의 냉각 판넬 구조{Battery cooling panel structure to reduce the stress concentration in the cooling channel}Battery cooling panel structure to reduce the stress concentration in the cooling channel

본 발명은 배터리를 이루는 전지 셀을 냉각하기 위한 냉각 판넬의 구조에 관한 것으로서, 냉각 판넬 내에서 냉각수의 유동으로 인해 발생하는 냉각 채널의 응력 집중을 저감하기 위한 기술이다.The present invention relates to a structure of a cooling panel for cooling battery cells constituting a battery, and is a technique for reducing stress concentration in a cooling channel caused by the flow of cooling water in the cooling panel.

전기차 또는 플러그인 하이브리드 등 배터리를 동력으로 쓰고 있는 자동차에서 배터리의 성능 유지 또는 수명 단축 방지를 위해서는 배터리의 온도 관리가 필요하다.In a vehicle powered by a battery, such as an electric vehicle or a plug-in hybrid, it is necessary to manage the temperature of the battery in order to maintain the performance of the battery or to prevent shortening of its lifespan.

특히, 배터리의 온도가 관리되지 않아 과열되면 배터리의 수명 저하는 물론 과열에 의한 화재의 원인이 된다.In particular, if the temperature of the battery is not managed and overheated, the lifespan of the battery is reduced as well as a fire caused by overheating.

종래에 배터리를 이루는 연료 전지 셀의 냉각 시트는 냉각용 유체가 흐르는 관에 알루미늄의 열전도 시트가 브레이징 용접 또는 전지의 열에너지를 전달하도록 구성되어 있다. 이는 연료 전지 셀 단위의 냉각 방식으로 많이 사용되고 있다.Conventionally, a cooling sheet of a fuel cell constituting a battery is configured such that a heat-conducting sheet of aluminum is brazed to a tube through which a cooling fluid flows or heat energy of the battery is transferred. This is widely used as a cooling method in units of fuel cells.

연료 전지 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.In the case of a cooling fin constituting the cooling module on a unit module including a fuel cell, cooling by contacting the cell and the cooling fin is the same concept. On the other hand, there may be differences in the shape, shape, or arrangement of the cooling fins constituting the unit module.

한편, 연료 전지 셀에서 발생하는 열을 냉각하기 위해서, 상기 연료 전지 셀의 상하면 상에 냉각용 플레이트를 접착제를 이용한 본딩한 상태에서 배출하는 방안이 있을 수 있다.Meanwhile, in order to cool the heat generated in the fuel cell, there may be a method of discharging the cooling plate on the upper and lower surfaces of the fuel cell in a bonding state using an adhesive.

기존 배터리의 냉각 판넬을 이루는 쿨링 채널은 상판과 하판의 결합 구조로 구성되어지며, 상판은 AL 계열 재질을 적용하여, 프레스 성형을 통해 제작하고 하판은 사출 성형으로 플라스틱 재질로 구성된다. 일반적으로, 플라스틱은 PP/PPS/PPA/PBT 등 다양한 재질 적용이 가능하고, 상판과 하판 간의 접합 방식은 열융착, 사출 접합 등의 공법을 적용하여 결합한다.The cooling channel constituting the cooling panel of the existing battery is composed of a combined structure of the upper plate and the lower plate, and the upper plate is made of AL-based material by press molding, and the lower plate is made of plastic material by injection molding. In general, plastics can be applied with various materials such as PP/PPS/PPA/PBT, and the bonding method between the upper and lower plates is combined by applying methods such as thermal fusion and injection bonding.

상판과 하판 간의 결합 관계를 갖는 구조 상에서 냉각 판넬을 구성하는 쿨링 채널에 유동하는 냉각수를 통해 쿨링 채널에 작용하는 내압은 면에 수직으로 작용하기 때문에 쿨링 채널과 상판 간의 결합 틈새 부위에서 취약해지며, 특히 접합 면적이 적은 부분에서는 더욱 더 취약해지는 경향을 갖게 된다. In a structure having a coupling relationship between the upper and lower plates, the internal pressure acting on the cooling channel through the cooling water flowing in the cooling channel constituting the cooling panel acts perpendicular to the plane, so it becomes weak at the coupling gap between the cooling channel and the upper plate, In particular, it has a tendency to become more brittle in a portion having a small bonding area.

전지셀을 냉각시키기 위해 전지셀에 배치된 금속 냉각 플레이트와 관련된 기술을 제시하는 종래의 문헌으로는 한국공개특허문헌 제10-2014-0123901호를 참조할 수 있다. 상기 공개특허는 전지셀들에서 발생하는 열에너지를 상기 전지셀들에 밀착 결합된 유연성 열전도 시트(72) 및 냉각핀(40)의 튜브(70)를 통해서 방출하게 하는 내용을 개시한다.As a conventional document that presents a technology related to a metal cooling plate disposed on a battery cell to cool the battery cell, reference may be made to Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0123901. The disclosed patent discloses the content of discharging the thermal energy generated from the battery cells through the flexible heat-conducting sheet 72 and the tube 70 of the cooling fin 40 closely coupled to the battery cells.

(특허문헌 1) KR10-2014-0123901 A(Patent Document 1) KR10-2014-0123901 A

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 인서트 금형 상에 삽입 배치된 플라스틱 재질로 사전성형된 하부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 상에 놓여지는 상부 플레이트를 결합한 상태에서, 하부 플레이트와 상부 플레이트 간의 사출 접합 과정에서 작은 접합 면적으로 인해 원활한 접합이 이루어지지 않는 부위 상의 취약점을 극복하기 위해서, 상부 플레이트에 포밍 형상을 갖는 격벽 결합홈을 부여하는 한편, 하부 플레이트에서 냉각 유로와 사출 유로 사이에 형성된 유로 격벽을 포밍 부위인 상기 격벽 결합홈 상에 끼움 결합하는 방안을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, in a state where a lower plate pre-formed with a plastic material inserted and disposed on an insert mold and an upper plate placed on the lower plate are combined, injection between the lower plate and the upper plate In order to overcome the weakness in the area where smooth bonding is not achieved due to the small bonding area during the bonding process, a partition wall coupling groove having a forming shape is provided on the upper plate, while the flow path partition wall formed between the cooling flow path and the injection flow path in the lower plate. An object of the present invention is to provide a method of fitting and coupling the ribs on the partition wall coupling groove, which is a forming part.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리의 냉각 판넬 구조는 인서트 금형 상에 투입되는 하부 플레이트(100) 및 상기 하부 플레이트(100) 상에 놓여지는 상부 플레이트(200)를 결합한 상태에서, 상기 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀(210)을 통해 공급된 수지를 통해 상기 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합한 상태에서, 상기 하부 플레이트(100) 상에는 양 끝단을 통해 연속적으로 형성되는 냉각 유로(110), 상기 냉각 유로(110) 사이에 이격 배치되는 사출 유로(130), 상기 냉각 유로(110)와 사출 유로(130) 상에 배치된 유로 격벽(140)을 포함하고, 상기 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합 시에, 상기 냉각 유로(110)는 상기 상부 플레이트(200)에 의해 상부 폐쇄가 이루어지는 한편, 상기 상부 플레이트(200)에는 상기 유로 격벽(140)의 상측 일부의 결합이 이루어지도록 격벽 결합홈(230)이 형성되며, 상기 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀(210)은 상기 사출 유로(130) 상에 대응되도록 배치된 상태에서 상기 사출 유로(130)와의 수지 결합이 이루어지는 것을 특징으로 한다.The cooling panel structure of the battery according to the present invention for achieving the above object is a state in which the lower plate 100 put on the insert mold and the upper plate 200 placed on the lower plate 100 are combined, In a state in which the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled through the resin supplied through the resin filling hole 210 formed in the upper plate 200, on the lower plate 100, continuous through both ends A cooling flow path 110 formed as , when the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled, the cooling passage 110 is closed by the upper plate 200, while the upper plate 200 has the passage partition wall ( The barrier rib coupling groove 230 is formed so that the upper part of the 140 is coupled to each other, and the resin filling hole 210 formed in the upper plate 200 is disposed to correspond to the injection passage 130 . It is characterized in that the resin bonding with the injection passage 130 is made.

상기 유로 격벽의 측부 상에는 상기 냉각 유로(110) 방향을 향하여 형성된 압력 이용 돌기(150)가 형성되는 것이 바람직할 수 있다.It is preferable that the pressure using protrusion 150 formed toward the cooling passage 110 is formed on the side of the passage partition wall.

상기 수지 충진홀(210)의 둘레 또는 상기 상부 플레이트(200)의 가장자리를 따라서 하부 방향으로 연장 형성되는 플랜지의 하부 끝단은 하부 플레이트(100)와는 이격된 상태를 갖는 것이 바람직할 수 있다.It may be preferable that the lower end of the flange extending downward along the circumference of the resin filling hole 210 or the edge of the upper plate 200 is spaced apart from the lower plate 100 .

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리의 냉각 판넬은 인서트 금형 상에 삽입 배치된 플라스틱 재질로 사전 성형된 하부 플레이트(100) 및 상기 하부 플레이트(100) 상에 놓여지는 상부 플레이트(200)를 결합한 상태에서, 상기 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀을 통해 플라스틱 레진과 같은 사출물을 주입하는 과정을 통해 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합하는 것과 동시에 하부 플레이트와 상부 플레이트 간의 사출 접합 과정에서 작은 접합 면적으로 인해 원활한 접합이 이루어지지 않는 부위 상의 취약점을 극복하기 위해 상부 플레이트에 포밍 형상을 갖는 격벽 결합홈(230)을 부여하는 한편, 하부 플레이트에서 냉각 유로와 사출 유로 사이에 형성된 유로 격벽을 포밍 부위인 상기 격벽 결합홈(230) 상에 끼움 결합하는 과정을 통해서, 냉각 판넬에서 냉각수의 유동으로 인해 발생하는 냉각 채널의 응력 집중을 저감한다.The cooling panel of the battery according to the present invention as described above is a state in which the lower plate 100 pre-formed from a plastic material inserted and disposed on the insert mold and the upper plate 200 placed on the lower plate 100 are combined. In this, the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled through a process of injecting an injection product such as a plastic resin through the resin filling hole formed in the upper plate 200, and at the same time, injection bonding between the lower plate and the upper plate In order to overcome a weakness on a portion where smooth bonding is not achieved due to a small bonding area in the process, a barrier rib coupling groove 230 having a forming shape is provided on the upper plate, while a flow path formed between the cooling passage and the injection passage in the lower plate. Through the process of fitting the partition wall onto the partition wall coupling groove 230, which is a forming portion, stress concentration in the cooling channel generated due to the flow of cooling water in the cooling panel is reduced.

본 발명은 입출구를 상부 플레이트 상에 일체형으로 성형함으로써, 기존의 튜브 제작, 플레이트 제작 및 용접결합을 포함한 복잡한 공정을 인서트 사출을 통해 간단하게 하여 원가 축소를 도모한다.The present invention promotes cost reduction by simplifying complex processes including conventional tube manufacturing, plate manufacturing, and welding bonding through insert injection by integrally molding the inlet and outlet on the upper plate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 냉각 판넬에 대한 사시도를 보인다.
도 2는 배터리의 냉각 판넬을 이루는 상부 플레이트를 보인다.
도 3은 배터리의 냉각 판넬 사이에 충진된 사출물을 보인다.
도 4는 배터리의 냉각 판넬을 이루는 하부 플레이트를 보인다.
도 5는 도 1의 냉각 판넬에 대한 A-A에 따른 단면도를 보인다.
도 6은 도 5의 C에 대한 확대도를 보인다.
도 7은 도 1의 B-B에 대한 단면도를 보인다.
도 8은 도 7의 D에 대한 확대도를 보인다.1 is a perspective view of a cooling panel of a battery according to an embodiment of the present invention.
2 shows the upper plate constituting the cooling panel of the battery.
Fig. 3 shows an extrudate filled between the cooling panels of the battery.
4 shows the lower plate constituting the cooling panel of the battery.
FIG. 5 shows a cross-sectional view taken along line AA of the cooling panel of FIG. 1 .
6 is an enlarged view of C of FIG. 5 .
FIG. 7 shows a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1 .
FIG. 8 is an enlarged view of D of FIG. 7 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided for complete disclosure. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 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.In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 하부 플레이트와 상부 플레이트 간의 사출 접합 과정에서 작은 접합 면적으로 인해 원활한 접합이 이루어지지 않는 부위 상의 취약점을 극복하기 위해 상판인 상부 플레이트에 포밍 형상을 갖는 격벽 결합홈을 부여하는 한편, 하판인 하부 플레이트에서 냉각 유로와 사출 유로 사이에 형성된 유로 격벽을 상기 포밍 부위 상에 끼움 결합함으로써 문제를 극복하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a partition wall coupling groove having a forming shape to the upper plate, which is the upper plate, in order to overcome the weakness in the area where smooth bonding is not made due to the small bonding area in the injection bonding process between the lower plate and the upper plate, while the lower plate is It is characterized in that the problem is overcome by fitting the flow path partition wall formed between the cooling flow path and the injection flow path in the lower plate on the forming part.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 냉각 판넬을 설명한다.Hereinafter, a cooling panel of a battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 .

본 발명에 따른 배터리의 냉각 판넬은 인서트 금형 상에 삽입 배치된 하부 플레이트(100) 및 상기 하부 플레이트(100) 상에 놓여지는 상부 플레이트(200)를 결합한 상태에서, 상기 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀(210)을 통해 플라스틱 레진과 같은 사출물을 주입하는 과정을 통해 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합하는 것과 동시에 냉각 판넬 내에 형성되는 냉각 유로(110)의 양측 상에 결합되는 입출구(212,214)를 일체적으로 형성한 구조체를 형성한다.The cooling panel of the battery according to the present invention is formed on the upper plate 200 in a state in which the lower plate 100 inserted and disposed on the insert mold and the upper plate 200 placed on the lower plate 100 are combined. The upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled through the process of injecting an injection product such as a plastic resin through the resin filling hole 210 and at the same time coupled on both sides of the cooling passage 110 formed in the cooling panel. A structure in which the inlets and outlets 212 and 214 are integrally formed is formed.

도 3 상에서 도면 부호 10은 수지 충진홀(210)을 통해 하부 플레이트(100)의 사출 유로(130)로 공급된 상태에서 경화된 상태의 사출물을 보인다.In FIG. 3 , reference numeral 10 denotes an injection molded product in a cured state while being supplied to the injection passage 130 of the lower plate 100 through the resin filling hole 210 .

냉각 판넬을 이루는 하부 플레이트(100)는 별도로 플라스틱 사출 공법에 의해 제작된 후, 인서트 금형에 삽입된 상태에서 사출을 통해 상기 상부 플레이트(200) 본딩 결합된다.The lower plate 100 constituting the cooling panel is separately manufactured by a plastic injection method, and then the upper plate 200 is bonded to the upper plate 200 through injection while being inserted into the insert mold.

하부 플레이트(100)는 전체적으로는 입출구를 연결하는 방향을 따라서 하부 플레이트(100)의 길이 방향을 따라 냉각 유로(110)가 연속적으로 형성되는데, 구체적으로는 냉각 유로(110)는 하부 플레이트(100)의 상면 상에서 일측 상부단에서 시작하여 타측 하부단을 향하여 반복적으로 지즈재그 식으로 형성하여 냉각 면적을 증가시킴으로서 유입된 냉각유체를 통한 냉각 효율을 증대시킨다. In the lower plate 100 , the cooling passage 110 is continuously formed along the longitudinal direction of the lower plate 100 along the direction connecting the inlets and outlets as a whole. Specifically, the cooling passage 110 is the lower plate 100 . Starting from the upper end of one side and repeatedly forming a zizzag method toward the lower end of the other side, the cooling area is increased to increase the cooling efficiency through the introduced cooling fluid.

냉각 유로(110)는 일측 상부단에서 시작되어 일측 하부단으로 가로질러 형성된 후에 U턴하여 다시 하부단에서 상부단을 향하여 가로질러 형성되는 과정을 반복하여 형성된다. 한편, 하부 플레이트(100) 상에서 반복적으로 방향을 전환하여 형성되는 냉각 유로(110) 사이에 사출 유로(130)가 연속적으로 형성되는 것을 확인할 수 있다. The cooling flow path 110 is formed by repeating the process of starting from the upper end of one side and being formed across the lower end of one side, and then turning the U-turn to cross again from the lower end to the upper end. On the other hand, it can be seen that the injection passage 130 is continuously formed between the cooling passages 110 formed by repeatedly changing directions on the lower plate 100 .

즉, 하부 플레이트(100) 상에서 일측 상부단에서부터 타측 상부단까지 직선 유로 및 곡선 유로를 갖도록 연속적으로 형성된 냉각 유로(110) 사이에는 사출 유로(130)가 이격 형성되는 것을 알 수 있다. 상기 냉각 유로(110)와 사출 유로(130)는 유로 격벽(140)을 통해 분리된다.That is, it can be seen that the injection flow path 130 is spaced apart from the cooling flow path 110 continuously formed to have a straight flow path and a curved flow path from the upper end of one side to the upper end of the other side on the lower plate 100 . The cooling passage 110 and the injection passage 130 are separated through the passage partition wall 140 .

상기 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합 시에, 상기 냉각 유로(110)는 상기 상부 플레이트(200)에 의해 상부 폐쇄가 이루어지는 한편, 상부 플레이트(200)의 하부 상에는 유로 격벽(140)의 상측 일부의 결합이 이루어지도록 격벽 결합홈(230)이 형성된다. When the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled, the cooling passage 110 is closed by the upper plate 200 , while the passage partition wall 140 is disposed on the lower portion of the upper plate 200 . ), the partition wall coupling groove 230 is formed so that the upper portion of the coupling is made.

포밍 부위인 격벽 결합홈(230)의 깊이는 0~1mm 내외로 정한다. 한편, 상부 플레이트 상에서 격벽 결합홈(230)의 반대편은 돌출형성되는 것일 수 있다. 한편, 상부 플레이트의 상단부 돌출 부분은 배터리 셀과 직접 접촉하지 않고 말랑말랑한 찰흙 느낌을 갖는 TIM 재료가 열전달 매개체 역할을 수행하기에 성능 저하는 발생하지 않는다.The depth of the partition wall coupling groove 230, which is the forming part, is determined to be about 0-1 mm. On the other hand, the opposite side of the partition wall coupling groove 230 on the upper plate may be formed to protrude. On the other hand, the protruding portion of the upper end of the upper plate does not directly contact the battery cell and the TIM material having a soft clay feel serves as a heat transfer medium, so there is no performance degradation.

본 발명 상에서, 상부 플레이트는 열전도율이 높은 알루미늄 재질로 변형 문제가 있어 셀과의 간극이 발생할 수 밖에 없고, 이를 위해 실리콘 계열의 열전도율이 있는 강한 매개체(TIM,Thermal interface material)를 사용하게 된다. 또한, 배터리의 셀 간 온도편차는 중요한 문제이므로 TIM을 통한 균일한 냉각 성능을 위해 사용한다. 이러한 TIM의 두께 때문에 셀과 접착되지 않은 범위 내로 1mm 내외로 깊이를 정할 수 있다.In the present invention, the upper plate is made of an aluminum material with high thermal conductivity, and there is a problem of deformation, so a gap with the cell is inevitable. In addition, since the temperature deviation between cells of the battery is an important issue, it is used for uniform cooling performance through the TIM. Due to the thickness of the TIM, the depth can be set within 1mm within the range where the cell is not bonded.

본 발명은 기존에 상하 플레이트 결합 관계를 갖는 냉각 판넬 구조에서 냉각 유로에 가해지는 내압은 유로면에 수직으로 작용하기 때문에 상하 플레이트의 결합 틈새 부위에서 취약해지며, 특히 접합면적이 적은 부분에서는 더욱 더 취약해지는 경향을 갖게 된다. 이러한 접합면적의 차이와 접착이 되지 않는 부위에 취약점을 극복하기 위해 상부 플레이트의 하단 상에 파인 형태의 포밍 형상을 부여하고 하판 플라스틱인 하부 플레이트를 상기 포밍 부위에 끼움으로써 문제를 극복할 수 있다.In the present invention, in the conventional cooling panel structure having the upper and lower plate coupling relationship, the internal pressure applied to the cooling channel acts perpendicular to the channel surface, so it becomes weak at the coupling gap between the upper and lower plates. tend to be vulnerable. In order to overcome such a difference in bonding area and weakness in a non-adhesive area, a recessed forming shape is provided on the lower end of the upper plate and the lower plate, which is a lower plastic plate, is inserted into the forming area to overcome the problem.

상기 문제를 극복하기 위하여 본 발명은 상부 플레이트의 포밍 형상에 맞게 하부 플레이트를 사출 성형하여 결합하는 구조를 제공한다.In order to overcome the above problem, the present invention provides a structure in which the lower plate is injection molded to match the forming shape of the upper plate.

즉, 하부 플레이트 상에 형성된 유로 격벽(140)의 상부 영역이 포밍 부위인 상부 플레이트의 격벽 결합홈(230)에 결합함으로써 냉각 유로에서의 내압 발생 시에 상하 플레이트의 틈새 부위에 영향을 주지 않고 기밀성을 유지할 수 있다. 이러한 구조는 상하판 인서트 사출 결합 공법에서는 매우 중요한 기술 인자이다.That is, the upper region of the flow path partition wall 140 formed on the lower plate is coupled to the partition wall coupling groove 230 of the upper plate, which is a forming part, so that when internal pressure is generated in the cooling flow path, airtightness is not affected without affecting the gap portion of the upper and lower plates. can keep This structure is a very important technical factor in the upper and lower plate insert injection bonding method.

또한, 상기 유로 격벽의 측부 상에는 냉각 유로(110) 방향을 향하여 형성된 압력 이용 돌기(150)를 형성한다. 상기 압력 이용 돌기(150)는 유로 격벽의 측면 상단에서 시작하여 냉각 유로의 내측 방향으로 형성되는 것일 수 있다.In addition, the pressure-using protrusion 150 formed toward the cooling flow path 110 is formed on the side of the flow path partition wall. The pressure using protrusion 150 may be formed in the inner direction of the cooling passage starting from the upper end of the side of the passage partition wall.

상기와 같이, 하부 플레이트에 형성된 냉각 유로 상에 유로 격벽으로부터 돌기 형상(사다리꼴/타원형 등)의 압력 이용 돌기(150)를 반영하여 냉각 유로면에 수직 방향으로 작용하는 압력을 역으로 활용하여 상부 플레이트와의 보다 견고한 결합력을 가질 수 있게 된다. 이를 통해 틈새 부위의 취약한 구조를 개선시킬 수 있다. 즉, 냉각 유로를 통해 공급되는 냉각수는 압력 이용 돌기(150)의 하단 상에 압력을 가하게 되는데, 상기의 과정을 통해서 상부 플레이트의 하단에 압력 이용 돌기(150)에 밀착하게 되어 결합력을 증대하게 한다As described above, on the cooling passage formed in the lower plate, the pressure applied in the direction perpendicular to the cooling passage surface is reflected in the pressure using protrusion 150 of the projection shape (trapezoidal/elliptical, etc.) from the passage partition wall to the upper plate It is possible to have a stronger bonding force with Through this, it is possible to improve the weak structure of the interstitial region. That is, the cooling water supplied through the cooling passage applies pressure on the lower end of the pressure-using protrusion 150 , and through the above process, it comes into close contact with the pressure-using protrusion 150 at the lower end of the upper plate to increase the bonding force.

상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀(210)을 통해 주입된 사출물은 사출 유로(130)를 따라 유동하여 냉각 유로(110) 주위 영역으로 퍼져 나가게 된다. 유입된 사출물은 하부 플레이트(100)에 관통 형성된 제1 사출 결합홀(120) 및 상부 플레이트(200)에 관통 형성된 제2 사출 결합홀(220)을 상호 연결함으로써 사출 리벳 구조체(20)를 형성한다. 즉, 유입된 사출물은 사출 유로를 따라 연속적으로 형성되되, 사출 유로 상에서 상부 플레이트와 하부 플레이트를 따라 관통 형성되는 사출 리벳 구조체(20)가 복수개 형성된다.The injection-molded material injected through the resin filling hole 210 formed in the upper plate 200 flows along the injection passage 130 and spreads to the area around the cooling passage 110 . The injected product forms the injection rivet structure 20 by interconnecting the first injection coupling hole 120 formed through the lower plate 100 and the second injection coupling hole 220 formed through the upper plate 200 . . That is, the injected injection material is continuously formed along the injection passage, and a plurality of injection rivet structures 20 are formed through the upper plate and the lower plate on the injection passage.

상기 사출 리벳 구조체(20)는 상부 플레이트와 하부 플레이트를 따라 관통 형성되는 지지몸체(21), 상기 지지몸체(21)의 측방에서 형성되어져 상기 하부 판넬의 사출 유로(130)의 상단 상에 형성되는 날개부(23) 및 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 상에 노출 형성되는 헤드부(25)를 포함한다.The injection rivet structure 20 is formed at the side of the support body 21 penetrating along the upper plate and the lower plate, the support body 21, and is formed on the upper end of the injection passage 130 of the lower panel. It includes a wing part 23 and a head part 25 exposed on the upper plate and the lower plate.

한편, 상기 헤드부는 끝단으로 갈수록 점점 확개되는 형상을 가질 수 있다. On the other hand, the head portion may have a shape that gradually expands toward the end.

여기에서, 헤드부의 단면 형상은 원형을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 사출 리벳 구조체(20)의 상부 끝단부를 원형 형상으로 반영하는 것을 통해서 집중 응력을 완화하는 것일 수 있다.Here, it is preferable that the cross-sectional shape of the head part has a circular shape. That is, the concentration stress may be relieved by reflecting the upper end of the injection rivet structure 20 in a circular shape.

한편, 본 발명에 따른 배터리의 냉각 판넬은 상부 판넬과 하부 판넬의 가장자리에 공급되는 외측 고정부(30)를 더 포함하는 것일 수 있다.Meanwhile, the cooling panel of the battery according to the present invention may further include an outer fixing part 30 supplied to the edges of the upper panel and the lower panel.

상기 외측 고정부는 상부 판넬과 하부 판넬을 중첩한 상태에서, 상기 상하부 판넬의 벌어진 가장자리 공간을 메우는 기능을 한다. 즉, 사출재를 상부 판넬과 하부 판넬 사이 간에 공급하는 것과 동시에 상기 상부 판넬의 상단 가장자리 및 하부 판넬의 하단 가장자리를 감싸는 방식으로 통해서 상하부 판넬 가장자리에서의 벌어짐을 방지함과 동시에 상하부 판넬 가장자리를 통한 열적인 손실을 방지하는 기능을 한다.The outer fixing part serves to fill the gap between the upper and lower panels in a state in which the upper panel and the lower panel are overlapped. That is, the injection material is supplied between the upper panel and the lower panel, and at the same time, it wraps the upper edge of the upper panel and the lower edge of the lower panel to prevent splaying at the upper and lower panel edges and at the same time heat through the upper and lower panel edges. It functions to prevent damage.

한편, 상기 외측 고정부는 냉각 판넬을 이루는 상부 판넬과 하부 판넬 간의 외측 가장자리 영역을 따라 연속적으로 배치된다. Meanwhile, the outer fixing part is continuously disposed along an outer edge region between the upper panel and the lower panel constituting the cooling panel.

상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100) 결합시에, 냉각 유로(110)의 상단은 상부 플레이트(200)를 통해 폐쇄되는 상태를 갖는바, 냉각 유로(110) 상에 배치될 수 있는 복수의 유동 개선 리브는 상기 상부 플레이트(200)의 저면과는 비접촉을 유지한다. 즉, 복수의 유동 개선 리브를 통해서 냉각 유로(110)를 통해 유동하는 냉각수가 냉각 유로(110)의 폭 방향을 통한 자유로운 흐름을 가능하게 하도록 하기 위하는 것과 동시에 와류 등을 발생하도록 함으로써 열교환을 더 향상하게 한다.When the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled, the upper end of the cooling passage 110 is closed through the upper plate 200 , and a plurality of pieces that may be disposed on the cooling passage 110 . The flow improving rib maintains non-contact with the bottom surface of the upper plate 200 . That is, the cooling water flowing through the cooling passage 110 through the plurality of flow improving ribs is to enable free flow through the width direction of the cooling passage 110 and to generate a vortex at the same time to further improve heat exchange make it

상기 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합 시에, 냉각 유로(110)는 상부 플레이트(200)에 의해 상부 폐쇄가 이루어지는 한편, 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀(210)은 사출 유로(130) 상에 대응되도록 배치된 상태에서 상기 사출 유로(130)와의 수지 결합이 이루어진다.When the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled, the cooling passage 110 is closed by the upper plate 200, while the resin filling hole 210 formed in the upper plate 200 is In a state in which it is disposed to correspond to the injection passage 130 , the resin bond with the injection passage 130 is made.

상부 플레이트(200)는 Al 3XXX, 5XXX,6XXX 와 같은 합금재이며, 플라스틱 수지는 PP, POM, PBT, PPS에 Glass Fiber 또는 Carbon Fiber 와 같은 보강재가 결합 FPP 이다.The upper plate 200 is an alloy material such as Al 3XXX, 5XXX, 6XXX, and the plastic resin is FPP in which a reinforcing material such as Glass Fiber or Carbon Fiber is combined with PP, POM, PBT, and PPS.

상부 플레이트(200)에는 입출구 튜브가 결합되어 있다. 입출구 튜브는 하부 플레이트(100)의 냉각 유로(110) 상에 연통되도록 결합된다. An inlet and outlet tube is coupled to the upper plate 200 . The inlet and outlet tubes are coupled to communicate on the cooling passage 110 of the lower plate 100 .

수지 충진홀(210)은 상부 플레이트(200)와 상부 플레이트(200) 간의 결합력 증대를 위한 정홀 또는 장홀이 형성되어 있으며, 크기, 형상, 개수는 제품의 크기와 성능에 관련하여 조정될 수 있다. The resin filling hole 210 is formed with a hole or a long hole for increasing the coupling force between the upper plate 200 and the upper plate 200, and the size, shape, and number may be adjusted in relation to the size and performance of the product.

한편, 유로 격벽(140)의 상단은 사출 유로(130)와 냉각 유로(110) 사이에서 습합부를 형성한다. 인서트 금형이 형폐되고 습합될 때 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 통해 이루어지는 습합 부분은 인서트 금형으로 공급된 사출물이 유동하지 않도록 압축을 받는다. Meanwhile, the upper end of the flow path partition wall 140 forms a wetted portion between the injection flow path 130 and the cooling flow path 110 . When the insert mold is closed and wetted, the wetted portion formed through the upper plate 200 and the lower plate 100 is compressed so that the injection molded product supplied to the insert mold does not flow.

플라스틱 레진(R)을 공급하는 과정에서, 사출 유로(130)는 유입된 사출물과 반응하여 금속 및 플라스틱 접합(MPA,Metal-Plastics Adhesion)을 이루게 된다. In the process of supplying the plastic resin (R), the injection flow path 130 reacts with the injected injection material to form a metal-plastic bonding (MPA, Metal-Plastics Adhesion).

상부 플레이트(200)를 이루는 금속은 기본적으로 알루미늄, 서스, 철, 구리, 마그네슘, 티타늄을 포함한 금속 그룹 중 어느 하나의 금속일 수 있다.The metal constituting the upper plate 200 may be basically any one of a metal group including aluminum, sus, iron, copper, magnesium, and titanium.

사출물로 적용 가능한 수지는 금속 종류에 따라 접합 강도는 다르지만 PC, PP, PPA, PPS, PA6, PBT 등을 포함한 물질 중 어느 하나를 채용할 수 있다.The resin applicable to the injection molding has different bonding strength depending on the type of metal, but any one of materials including PC, PP, PPA, PPS, PA6, and PBT may be employed.

절곡 플랜지의 금속 표면을 에칭 등을 통해 약품처리하여 복수의 미세한 홈을 만든 후 홈 속에 플라스틱 수지를 인서트 사출방식으로 주입하게 한 후 상기 홈 속에서 플라스틱이 굳어져 접합되는 방식으로 진행한다.The metal surface of the bent flange is chemically treated through etching, etc. to make a plurality of fine grooves, and then a plastic resin is injected into the grooves by an insert injection method, and then the plastic is hardened and joined in the grooves.

상기와 같이, 사출 유로(130) 상에 플라스틱 수지를 주입한 상태에서 상부 플레이트(200)를 이루는 절곡 플랜지 금속 사이에 배치된 수지를 통해 접합함으로써 기존의 본딩 접착 보다 접합 성능이 뛰어나 제품 품질 향상을 가능하게 한다. As described above, by bonding through the resin disposed between the bent flange metal forming the upper plate 200 in a state in which the plastic resin is injected on the injection flow path 130, the bonding performance is superior to that of the conventional bonding bonding, thereby improving product quality. make it possible

즉, 사출 유로(130)의 내부면 상에 표면처리 만으로 인서트 사출 및 융착을 통해 접합을 실시하여 기존 공정들에 비해 적은 공정수를 가능하게 하여 단가 하락에 기여한다.That is, by performing bonding through insert injection and fusion bonding only by surface treatment on the inner surface of the injection flow path 130, fewer steps are possible compared to the existing processes, thereby contributing to a reduction in unit cost.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 배터리의 냉각 판넬은 인서트 금형 상에 삽입 배치된 플라스틱 재질로 사전 성형된 하부 플레이트(100) 및 상기 하부 플레이트(100) 상에 놓여지는 상부 플레이트(200)를 결합한 상태에서, 상기 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀을 통해 플라스틱 레진과 같은 사출물을 주입하는 과정을 통해 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합하는 것과 동시에 하부 플레이트와 상부 플레이트 간의 사출 접합 과정에서 작은 접합 면적으로 인해 원활한 접합이 이루어지지 않는 부위 상의 취약점을 극복하기 위해 상부 플레이트에 포밍 형상을 갖는 격벽 결합홈(230)을 부여하는 한편, 하부 플레이트에서 냉각 유로와 사출 유로 사이에 형성된 유로 격벽을 포밍 부위인 상기 격벽 결합홈(230) 상에 끼움 결합하는 과정을 통해서, 냉각 판넬에서 냉각수의 유동으로 인해 발생하는 냉각 채널의 응력 집중을 저감한다.As described above, the cooling panel of the battery according to the present invention is a state in which the lower plate 100 pre-formed from a plastic material inserted and disposed on the insert mold and the upper plate 200 placed on the lower plate 100 are combined. In this, the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled through a process of injecting an injection product such as a plastic resin through the resin filling hole formed in the upper plate 200, and at the same time, injection bonding between the lower plate and the upper plate In order to overcome a weakness on a portion where smooth bonding is not achieved due to a small bonding area in the process, a barrier rib coupling groove 230 having a forming shape is provided on the upper plate, while a flow path formed between the cooling passage and the injection passage in the lower plate. Through the process of fitting the partition wall onto the partition wall coupling groove 230, which is a forming portion, stress concentration in the cooling channel generated due to the flow of cooling water in the cooling panel is reduced.

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 발명에 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 spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 하부 플레이트
110 : 냉각 유로
120 : 제1 사출 결합홀
130 : 사출 유로
140 : 유로 격벽
150 : 압력 이용 돌기
200 : 상부 플레이트
210 : 수지 충진홀
220 : 제2 사출 결합홀
230 : 격벽 결합홈100: lower plate
110: cooling flow path
120: first injection coupling hole
130: injection flow path
140: euro bulkhead
150: protrusion using pressure
200: upper plate
210: resin filling hole
220: second injection coupling hole
230: bulkhead coupling groove

Claims (3)

인서트 금형 상에 투입되는 하부 플레이트(100) 및 상기 하부 플레이트(100) 상에 놓여지는 상부 플레이트(200)를 결합한 상태에서, 상기 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀(210)을 통해 공급된 수지를 통해 상기 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합한 배터리의 냉각 판넬 구조에서,
상기 하부 플레이트(100) 상에는 양 끝단을 통해 연속적으로 형성되는 냉각 유로(110), 상기 냉각 유로(110) 사이에 이격 배치되는 사출 유로(130), 상기 냉각 유로(110)와 사출 유로(130) 상에 배치된 유로 격벽(140)을 포함하고,
상기 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(100)를 결합 시에, 상기 냉각 유로(110)는 상기 상부 플레이트(200)에 의해 상부 폐쇄가 이루어지는 한편,
상기 상부 플레이트(200)에는 상기 유로 격벽(140)의 상측 일부의 결합이 이루어지도록 격벽 결합홈(230)이 형성되며,
상기 유로 격벽의 측부 상에는 상기 냉각 유로(110) 방향을 향하여 압력 이용 돌기(150)가 형성되며, 상기 압력 이용 돌기는 상기 유로 격벽의 측면 상단에서 시작하여 냉각 유로의 내측 방향으로 형성되며
상기 상부 플레이트(200)에 형성된 수지 충진홀(210)은 상기 사출 유로(130) 상에 대응되도록 배치된 상태에서 상기 사출 유로(130)와의 수지 결합이 이루어지며, 상기 수지 충진홀을 통해 유입된 사출물은 상기 하부 플레이트에 관통 형성된 제1 사출 결합홀 및 상기 상부 플레이트에 관통 형성된 제2 사출 결합홀을 상호 연결함으로써 사출 리벳 구조체를 형성하며, 상기 사출 리벳 구조체는 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트를 따라 관통 형성되는 지지몸체, 상기 지지몸체의 측방에서 형성되어져 상기 사출 유로의 상단 상에 형성되는 날개부 및 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 상에 노출 형성되는 헤드부를 포함하며, 상기 헤드부는 끝단으로 갈수록 점점 확개되는 형상을 갖는,
배터리의 냉각 판넬 구조.
In a state in which the lower plate 100 put on the insert mold and the upper plate 200 placed on the lower plate 100 are combined, the resin is supplied through the resin filling hole 210 formed in the upper plate 200 . In the cooling panel structure of the battery in which the upper plate 200 and the lower plate 100 are combined through resin,
On the lower plate 100 , a cooling passage 110 continuously formed through both ends, an injection passage 130 spaced apart from the cooling passage 110 , the cooling passage 110 and an injection passage 130 ) and a flow path partition wall 140 disposed on the
When the upper plate 200 and the lower plate 100 are coupled, the cooling passage 110 is closed by the upper plate 200,
A partition wall coupling groove 230 is formed in the upper plate 200 so that the upper portion of the flow path partition wall 140 is coupled to each other,
A pressure using protrusion 150 is formed on the side of the flow path barrier in the direction of the cooling path 110, and the pressure using protrusion starts from the upper end of the side surface of the flow path barrier and is formed in the inner direction of the cooling path.
The resin filling hole 210 formed in the upper plate 200 is disposed so as to correspond to the injection passage 130 , and the resin coupling with the injection passage 130 is made, and the resin filling hole 210 is introduced through the resin filling hole. The injection-molded product forms an injection rivet structure by interconnecting the first injection coupling hole formed through the lower plate and the second injection coupling hole formed through the upper plate, and the injection rivet structure penetrates along the upper plate and the lower plate. It includes a support body formed on the side of the support body, a wing portion formed on the upper end of the injection passage, and a head portion exposed on the upper plate and the lower plate, wherein the head portion gradually expands toward the end. having a shape,
The cooling panel structure of the battery.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 수지 충진홀(210)의 둘레 또는 상기 상부 플레이트(200)의 가장자리를 따라서 하부 방향으로 연장 형성되는 플랜지의 하부 끝단은 하부 플레이트(100)와는 이격된 상태를 갖는, 배터리의 냉각 판넬 구조.

The method of claim 1,
The lower end of the flange extending in the downward direction along the circumference of the resin filling hole 210 or the edge of the upper plate 200 is spaced apart from the lower plate 100, the battery cooling panel structure.
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