KR20240072626A - 배터리 모듈 케이스 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

배터리 모듈 케이스가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스는, 복수의 배터리 셀들이 패키징 되는 것으로서, i)복수의 배터리 셀들을 지지하도록 한 쌍의 제1 사이드 면들과 제1 로워 면이 형성된 배터리 케이스와, ii)배터리 케이스의 하측에서 한 쌍의 제1 사이드 면들과 접합되는 한 쌍의 제2 사이드 면들과, 제1 로워 면과 접합되는 제2 로워 면을 포함하고, 한 쌍의 제2 사이드 면들과 제2 로워 면에 냉각수 유로부가 형성된 쿨링 플레이트를 포함할 수 있다.

Description

배터리 모듈 케이스 및 그의 제조 방법{BATTERY MODULE CASE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명의 실시 예는 배터리 모듈 케이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 셀들을 패키징 하는 배터리 모듈 어셈블리(Battery Module Assembly: BMA)의 배터리 모듈 케이스 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 환경오염 문제 및 대체 에너지 개발에 대한 노력으로 전기 자동차의 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

전기 자동차에는 차량을 구동시키기 위한 전기모터(구동모터)와, 그 전기모터에 전력을 공급하는 고전압 배터리 팩이 탑재되어 있다. 고전압 배터리 팩은 전기모터를 구동시키는 에너지원으로 인버터를 통해 고전압의 전력을 전기모터에 공급한다.

배터리 팩은 통상적으로 차체의 하부에 탑재된다. 배터리 팩은 내부 공간을 지닌 팩 케이스와, 팩 케이스의 내부 공간에 설치되는 복수의 배터리 모듈 어셈블리들, 그리고 팩 케이스를 커버링 하는 팩 커버를 구비하고 있다.

여기서, 복수의 배터리 모듈 어셈블리의 각각은 배터리 모듈 케이스를 통해 복수의 배터리 셀들을 패키징 하며, 외부의 충격 등으로부터 복수의 배터리 셀들을 보호하는 역할을 한다.

배터리 팩의 성능은 주변 환경의 온도, 복수의 배터리 셀들의 충전 및 방전 시 발생하는 열에 의해 좌우될 수 있다. 이에, 배터리 팩은 복수의 배터리 셀들에서 발생하는 열을 팩 케이스의 외부로 방출하거나 팩 케이스의 내부에서 냉각하는 쿨링 유닛이 필요하다.

이러한 쿨링 유닛은 냉각 방식(예, 수냉식, 공랭식) 및 냉각 위치(예, 팩 케이스, 배터리 모듈 어셈블리, 배터리 셀) 등에 따라 복수의 배터리 셀들의 냉각 성능이 달라질 수 있다.

이 중에서 비교적 냉각 효율이 높은 쿨링 유닛으로는 수냉식으로 복수의 배터리 모듈 어셈블리들을 개별적으로 냉각하는 방식을 예로 들 수 있다. 더 나아가, 이와 같은 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 개별 냉각 방식은 냉각수를 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 각각의 하부로 순환시키는 방식을 예로 들 수 있다.

그런데, 이와 같은 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 냉각 방식은 복수의 배터리 셀들의 냉각이 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 하부에서 이루어지기 때문에, 복수의 배터리 셀들의 열 관리 효율이 상대적으로 낮으며, 최근 이슈가 되고 있는 열 폭주 현상의 효과적으로 대처하지 못하게 있는 실정이다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 하부 및 측면 냉각 방식으로 복수의 배터리 셀들의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 배터리 모듈 케이스 및 그의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스는, 복수의 배터리 셀들이 패키징 되는 것으로서, 서로 접합된 2매의 판재로 이루어지며, 상기 2매의 판재가 절곡되어 형성된 한 쌍의 사이드부들과 로워부를 포함하고, 상기 2매의 판재 사이에 냉각수 유동 통로를 형성하며, 상기 냉각수 유동 통로가 상기 로워부에서 상기 한 쌍의 사이드부들로 연장될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 로워부에는 상기 냉각수 유동 통로와 연결되는 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 각각 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 2매의 판재는 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스는, 복수의 배터리 셀들이 패키징 되는 것으로서, i)상기 복수의 배터리 셀들을 지지하도록 한 쌍의 제1 사이드 면들과 제1 로워 면이 형성된 배터리 케이스와, ii)상기 배터리 케이스의 하측에서 상기 한 쌍의 제1 사이드 면들과 접합되는 한 쌍의 제2 사이드 면들과, 상기 제1 로워 면과 접합되는 제2 로워 면을 포함하고, 상기 한 쌍의 제2 사이드 면들과 상기 제2 로워 면에 냉각수 유로부가 형성된 쿨링 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 사이드 면들, 상기 제1 로워 면, 그리고 상기 냉각수 유로부 사이에 냉각수 유동 통로가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 배터리 케이스에는 상기 냉각수 유동 통로와 연결되는 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 각각 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 쿨링 플레이트는 상기 한 쌍의 제1 사이드 면들과 상기 제1 로워 면을 지지하도록 상기 냉각수 유로부에 형성되는 복수의 엠보싱 돌기들을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 쿨링 플레이트는 상기 냉각수 유로부를 구획하면서 상기 한 쌍의 제1 사이드 면들과 상기 제1 로워 면에 접합되는 접합 라인을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 접합 라인은 상기 쿨링 플레이트의 둘레와 상기 냉각수 유로부를 따라 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스에 있어서, 상기 접합 라인은 상기 한 쌍의 제1 사이드 면들 및 상기 제1 로워 면과 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스의 제조 방법은, (a) 제1 판재를 제공하고, 냉각수 유로부가 형성된 제2 판재를 제공하는 과정과, (b) 상기 제1 판재가 상기 제2 판재의 상측에 위치하도록 상기 제1 판재와 상기 제2 판재를 서로 겹쳐 놓고, 상기 제1 판재와 상기 제2 판재를 용접으로 접합하는 과정과, (c) 서로 접합된 상기 제1 판재와 상기 제2 판재의 양측 사이드 부분을 상측 방향으로 밴딩하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스의 제조 방법에 있어서, 상기 (a) 과정에서는 상기 냉각수 유로부에 복수의 엠보싱 돌기들이 형성된 상기 제2 판재를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스의 제조 방법에 있어서, 상기 (a) 과정에서는 상기 냉각수 유로부를 구획하는 접합 라인이 형성된 상기 제2 판재를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 모듈 케이스의 제조 방법에 있어서, 상기 (b) 과정에서는 상기 접합 라인과 상기 제1 판재를 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 배터리 모듈 어셈블리의 하부 및 측면 냉각 구조에 의하여 냉각수의 접촉 면적을 증대시킴으로써, 배터리의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스를 도시한 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스를 도시한 결합 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 발명의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 개시를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다.

본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 '포함하는' 이라는 용어는 명시된 특징들, 정수, 단계들, 작동, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계들, 작동, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '및/또는' 이라는 용어는 연관되어 나열된 하나 이상의 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.

본 명세서에서 '결합된' 이라는 용어는 컴포넌트들이 상호 간에 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 매개 컴포넌트들을 통해 간접적으로 연결되는 두 개의 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 표시한다.

여기에서 사용되는 바와 같은 차량', '차량의', '자동차' 또는 본 명세서에서 사용되는 다른 유사 용어는 일반적으로, 승용 차량, 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용 차량을 포함하는 자동차(passenger automobiles)를 포함하고, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 전기차 기반의 PBV 차량(Purpose Built Vehicle), 수소 동력 차량 및 다른 대체 연료 차량(예를 들어, 석유가 아닌 다른 리소스로부터 유도된 연료)을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스를 도시한 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스를 도시한 결합 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 친환경 차량의 차체에 장착되는 배터리 어셈블리(예, 배터리 팩)에 구성될 수 있다.

상기 친환경 차량은 하이브리드 차량, 전기 차량, 수소 동력 차량(당업자는 통상 '수소 전기차'라고도 한다), 그리고 전기차 기반의 목적 기반 모빌리티 차량(Purpose Built Vehicle: PBV 차량)을 포함할 수 있다.

하나의 예에서, 상기 배터리 어셈블리는 전기 차량의 차체에 각종 의장부품들을 조립하는 공정에서, 차체에 장착될 수 있다. 여기서, 상기 배터리 어셈블리는 차체의 로워 바디, 예를 들면 샤시 프레임, 롤링 샤시 또는 스케이트 보드 타입의 바디 구조체에 장착될 수 있다.

본 명세서에서, 하기의 구성요소를 설명하기 위한 기준 방향은, 하나의 예에서, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)를 상하 방향으로 세워 놓고 보았을 때를 기준으로 설정될 수 있다.

또한, 본 명세서에서, 구성요소의 '상단부', '상부', '상단' 또는 '상부 면'은 도면에서 상대적으로 상측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타내고, 구성요소의 '하단부', '하부', '하단' 또는 '하부 면'은 도면에서 상대적으로 하측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타낸다.

더 나아가, 본 명세서에서 구성요소의 단(예를 들어, 일측 단 또는 다른 일측 단 등)은 임의의 한 방향으로 구성요소의 끝을 나타내며, 구성요소의 단부(예를 들어, 일측 단부 또는 다른 일측 단부 등)는 그 끝을 포함하는 구성요소의 일정 부분을 나타낸다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 복수의 배터리 셀(1)들을 패키징 하며, 팩 하우징(도시하지 않음)의 내부에 장착되는 배터리 모듈 어셈블리(Battery Module Assembly: BMA)에 적용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 도 1에 도시된 바와 같은 커버(3)와, 양측 엔드 플레이트(5)를 더 포함하고 있다. 그러나, 이하에서는 커버(3)와 양측 엔드 플레이트(5)를 제외한 케이스 구조를 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 배터리 모듈 어셈블리의 개별 냉각 방식에서 복수의 배터리 셀(1)들의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위한 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 서로 접합된 2매의 판재(10, 20)로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 서로 접합된 2매의 판재(10, 20)가 절곡되어 형성된 한 쌍의 사이드부(71)들과 로워부(73)를 포함하고 있다.

여기서, 상기 2매의 판재(10, 20)는 하나의 예에서, 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합될 수 있다. 또한, 상기 2매의 판재(10, 20) 사이에는 냉각수가 유동하는 냉각수 유동 통로(81)가 형성되되, 그 냉각수 유동 통로(81)는 로워부(73)에서 한 쌍의 사이드부(71)들로 연장될 수 있다. 더 나아가, 상기 로워부(73)에는 냉각수 유동 통로(81)와 연결되는 냉각수 유입구(91)와 냉각수 유출구(92)가 각각 형성되어 있다.

더욱 구체적으로 설명하면, 이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 배터리 케이스(30)와 쿨링 플레이트(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 배터리 케이스(30)는 복수의 배터리 셀(1)들을 지지하도록 되어 있다. 상기 배터리 케이스(30)는 서로 마주하는 양 측면으로서의 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들과, 바닥 면으로서의 제1 로워 면(33)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들은 사각 형태로 이루어진 제1 로워 면(33)의 양측에서 상측 방향으로 절곡된 형태로 형성된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 쿨링 플레이트(50)는 배터리 케이스(30)에 지지된 복수의 배터리 셀(1)들에서 발생하는 열을 냉각하도록 되어 있다. 상기 쿨링 플레이트(50)는 배터리 케이스(30)의 하측에 배치된다.

상기 쿨링 플레이트(50)는 배터리 케이스(30)에 대응하는 위치에 형성되는 양 측면으로서의 한 쌍의 제2 사이드 면(51)들과, 바닥면으로서의 제2 로워 면(53)을 포함하고 있다.

상기 한 쌍의 제2 사이드 면(51)들은 사각 형태로 이루어진 제2 로워 면(53)의 양측에서 상측 방향으로 절곡된 형태로 형성된다.

여기서, 상기 한 쌍의 제2 사이드 면(51)들은 배터리 케이스(30)의 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들과 용접으로 접합되며, 제2 로워 면(53)은 배터리 케이스(30)의 제1 로워 면(33)과 용접으로 접합될 수 있다.

상기 배터리 케이스(30)의 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들과 쿨링 플레이트(50)의 한 쌍의 제2 사이드 면(51)들은 서로 접합되며, 위에서 언급한 바 있는 한 쌍의 사이드부(71)들로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 케이스(30)의 제1 로워 면(33)과 쿨링 플레이트(50)의 제2 로워 면(53)은 서로 접합되며, 위에서 언급한 바 있는 로워부(73)로 형성될 수 있다.

더 나아가, 상기 쿨링 플레이트(50)는 한 쌍의 제2 사이드 면(51)들과 제2 로워 면(53)에 형성되는 냉각수 유로부(55)를 더 포함하고 있다.

상기 냉각수 유로부(55)는 도면을 기준할 때, 쿨링 플레이트(50)의 상면에서 하측으로 오목하게 포밍된 것으로서, 하나의 예에서 지그재그 형태의 냉각수 유로를 형성할 수 있다.

상기와 같이 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들과 한 쌍의 제2 사이드 면(51)들이 서로 접합되고, 제1 로워 면(33)과 제2 로워 면(53)이 서로 접합됨에 따라, 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들, 제1 로워 면(33), 그리고 냉각수 유로부(55)의 사이에는 위에서 언급한 바 있는 냉각수 유동 통로(81)가 형성된다.

상기 냉각수 유동 통로(81)는 한쪽에서 유입되는 냉각수를 설정된 경로를 따라 유동시키며, 다른 한쪽을 통해 배출하도록 되어 있다. 이에, 상기 배터리 케이스(30)의 제1 로워 면(33)에는 위에서 언급한 바 있는 냉각수 유입구(91)와 냉각수 유출구(92)가 각각 형성되어 있다. 상기 냉각수 유입구(91)와 냉각수 유출구(92)는 냉각수 유동 통로(81)와 연결된다.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 의한 쿨링 플레이트(50)는 복수의 엠보싱 돌기(57)들과, 접합 라인(59)을 더 포함하고 있다.

상기 복수의 엠보싱 돌기(57)들은 냉각수 유동 통로(81)를 따라 흐르는 냉각수의 접촉 면적을 증대시키도록 되어 있다. 그리고, 상기 복수의 엠보싱 돌기(57)들은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)의 한 쌍의 사이드부(71)들 및 로워부(73)의 강성을 보강하며, 한 쌍의 사이드부(71)들 및 로워부(73)에 인가되는 충격력을 흡수하도록 되어 있다.

상기 복수의 엠보싱 돌기(57)들은 배터리 케이스(30)의 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들과 제1 로워 면(33)을 지지하도록 냉각수 유로부(55)에 배터리 케이스(30) 측으로 돌출되게 형성된다.

그리고, 상기 접합 라인(59)은 쿨링 플레이트(50)에 냉각수 유로부(55)를 구획하면서 배터리 케이스(30)와 쿨링 플레이트(50)를 용접으로 접합하도록 되어 있다.

상기 접합 라인(59)은 쿨링 플레이트(50)의 한 쌍의 제2 사이드 면(51)들 및 제2 로워 면(53)에서 쿨링 플레이트(50)의 둘레와 냉각수 유로부(55)에 형성된다. 상기 접합 라인(59)은 쿨링 플레이트(50)에서 배터리 케이스(30) 측으로 돌출되어 그 배터리 케이스(30)의 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들과 제1 로워 면(33)에 용접으로 접합될 수 있다.

이러한 접합 라인(59)은 한 쌍의 제1 사이드 면(31)들 및 제1 로워 면(33)과 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)의 제조 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 상부 면과 하부 면이 평평하고, 냉각수 유입구(91) 및 냉각수 유출구(92)가 형성되어 있는 사각 형태의 제1 판재(10)가 제공된다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 냉각수 유로부(55), 복수의 엠보싱 돌기(57)들, 그리고 접합 라인(59)이 형성되어 있는 사각 형태의 제2 판재(20)가 제공된다. 여기서, 상기 접합 라인(59)은 제2 판재(20)의 둘레에 형성되어 있으며, 냉각수 유로부(55)를 구획하고 있다.

이와 같은 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 판재(10)가 제2 판재(20)의 상측에 위치하도록 제1 판재(10)와 제2 판재(20)를 겹쳐 놓고, 제1 판재(10)와 제2 판재(20)를 용접으로 접합한다.

이 과정에서는 상기 제2 판재(20)의 접합 라인(59)과 제1 판재(10)를 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 접합된 제1 판재(10)와 제2 판재(20)의 양측 사이드 부분을 상측 방향으로 밴딩한다.

따라서, 상기한 바와 같이 서로 접합된 제1 판재(10) 및 제2 판재(20)의 밴딩 성형에 의하여 배터리 케이스(30)와 쿨링 플레이트(50)가 서로 접합되고, 한 쌍의 사이드부(71)들과 로워부(73)가 형성된 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)(도 1 내지 도 3 참조)를 제조할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 케이스(30)에 복수의 배터리 셀(1)들이 패키징 되고, 팩 하우징에 장착된 상태에서, 냉각수를 냉각수 유입구(91)를 통해 냉각수 유동 통로(81)로 유입하게 되면, 냉각수가 냉각수 유동 통로(81)를 따라 유동하면서 냉각수 유출구(92)를 통해 유출한다.

여기서, 상기 냉각수는 한 쌍의 사이드부(71)들과 로워부(73)에서 냉각수 유동 통로(81)를 따라 유동하며, 복수의 배터리 셀(1)들에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)에 의하면, 배터리 모듈 어셈블리의 개별 냉각 방식에서 냉각수를 한 쌍의 사이드부(71)들과 로워부(73)로 유동시킴으로써, 복수의 배터리 셀(1)들의 냉각이 배터리 모듈 어셈블리의 하부 및 측면에서 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 배터리 모듈 어셈블리의 하부 및 측면 냉각 구조를 통해 냉각수의 접촉 면적을 증대시킴으로써, 복수의 배터리 셀(1)들의 냉각 성능을 향상시킬 수 있으며, 배터리의 열 폭주 현상을 방지할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 케이스(100)는 한 쌍의 사이드부(71)들과 로워부(73)에 형성된 냉각수 유로부(55) 및 복수의 엠보싱 돌기(57)들에 의하여 한 쌍의 사이드부(71)들과 로워부(73)의 강성을 보강하면서 한 쌍의 사이드부(71)들과 로워부(73)에 인가되는 충격력을 용이하게 흡수할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 배터리 셀 3: 커버
5: 엔드 플레이트 10: 제1 판재
20: 제2 판재 30: 배터리 케이스
31: 제1 사이드 면 33: 제1 로워 면
50: 쿨링 플레이트 51: 제2 사이드 면
53: 제2 로워 면 55: 냉각수 유로부
57: 엠보싱 돌기 59: 접합 라인
71: 사이드부 73: 로워부
81: 냉각수 유동 통로 91: 냉각수 유입구
92: 냉각수 유출구 100: 배터리 모듈 케이스

Claims (14)

1. 복수의 배터리 셀들이 패키징 되는 배터리 모듈 케이스로서,
   서로 접합된 2매의 판재로 이루어지며,
   상기 2매의 판재가 절곡되어 형성된 한 쌍의 사이드부들과 로워부를 포함하고,
   상기 2매의 판재 사이에 냉각수 유동 통로를 형성하며,
   상기 냉각수 유동 통로가 상기 로워부에서 상기 한 쌍의 사이드부들로 연장되는 배터리 모듈 케이스.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 로워부에는 상기 냉각수 유동 통로와 연결되는 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 각각 형성되는 배터리 모듈 케이스.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 2매의 판재는 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합되는 배터리 모듈 케이스.
4. 복수의 배터리 셀들이 패키징 되는 배터리 모듈 케이스로서,
   상기 복수의 배터리 셀들을 지지하도록 한 쌍의 제1 사이드 면들과 제1 로워 면이 형성된 배터리 케이스; 및
   상기 배터리 케이스의 하측에서 상기 한 쌍의 제1 사이드 면들과 접합되는 한 쌍의 제2 사이드 면들과, 상기 제1 로워 면과 접합되는 제2 로워 면을 포함하고, 상기 한 쌍의 제2 사이드 면들과 상기 제2 로워 면에 냉각수 유로부가 형성된 쿨링 플레이트;
   를 포함하는 배터리 모듈 케이스.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 제1 사이드 면들, 상기 제1 로워 면, 그리고 상기 냉각수 유로부 사이에 냉각수 유동 통로가 형성되는 배터리 모듈 케이스.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 배터리 케이스에는 상기 냉각수 유동 통로와 연결되는 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 각각 형성되는 배터리 모듈 케이스.
7. 제4 항에 있어서,
   상기 쿨링 플레이트는,
   상기 한 쌍의 제1 사이드 면들과 상기 제1 로워 면을 지지하도록 상기 냉각수 유로부에 형성되는 복수의 엠보싱 돌기들
   을 더 포함하는 배터리 모듈 케이스.
8. 제4 항에 있어서,
   상기 쿨링 플레이트는,
   상기 냉각수 유로부를 구획하면서 상기 한 쌍의 제1 사이드 면들과 상기 제1 로워 면에 접합되는 접합 라인
   을 포함하는 배터리 모듈 케이스.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 접합 라인은,
   상기 쿨링 플레이트의 둘레와 상기 냉각수 유로부를 따라 형성되는 배터리 모듈 케이스.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 접합 라인은,
    상기 한 쌍의 제1 사이드 면들 및 상기 제1 로워 면과 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합되는 배터리 모듈 케이스.
11. 복수의 배터리 셀들이 패키징 되는 배터리 모듈 케이스의 제조 방법으로서,
    (a) 제1 판재를 제공하고, 냉각수 유로부가 형성된 제2 판재를 제공하는 과정;
    (b) 상기 제1 판재가 상기 제2 판재의 상측에 위치하도록 상기 제1 판재와 상기 제2 판재를 서로 겹쳐 놓고, 상기 제1 판재와 상기 제2 판재를 용접으로 접합하는 과정; 및
    (c) 서로 접합된 상기 제1 판재와 상기 제2 판재의 양측 사이드 부분을 상측 방향으로 밴딩하는 과정;
    을 포함하는 배터리 모듈 케이스의 제조 방법.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 (a) 과정에서는,
    상기 냉각수 유로부에 복수의 엠보싱 돌기들이 형성된 상기 제2 판재를 제공하는 배터리 모듈 케이스의 제조 방법.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 (a) 과정에서는,
    상기 냉각수 유로부를 구획하는 접합 라인이 형성된 상기 제2 판재를 제공하는 배터리 모듈 케이스의 제조 방법.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 (b) 과정에서는,
    상기 접합 라인과 상기 제1 판재를 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding: FSW)으로 접합하는 배터리 모듈 케이스의 제조 방법.

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