배터리 모듈용 방열핀 제조방법(manufacturing method of cooling fin for battery module)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년03월09일
(11) 등록번호 10-1713773
(24) 등록일자 2017년03월02일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B21D 53/02 (2006.01) B21D 37/08 (2006.01)
B21D 53/04 (2006.01) H01M 10/6551 (2014.01)
(52) CPC특허분류
B21D 53/022 (2013.01)
B21D 37/08 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2015-0188422
(22) 출원일자 2015년12월29일
심사청구일자 2015년12월29일
(56) 선행기술조사문헌
KR101072537 B1*
JP2000193388 A*
JP2007111725 A
JP2007175757 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
유진레이델 주식회사
충청남도 예산군 신암면 오신로 927-14
주식회사 티엔디
경기도 시흥시 공단1대로321번길 45, 3나 302호
(정왕동, 시화공단)
(72) 발명자
정수원
충청남도 아산시 신창면 온천대로 984 109동 101
호 (남성리,코아루에듀파크아파트)
정다운
경기도 고양시 일산서구 하이파크3로 62 504동
2301호 (덕이동,하이파크시티일산아이파크5단지아
파트)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
정영길
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 최영준
(54) 발명의 명칭 배터리 모듈용 방열핀 제조방법
(57) 요 약
본 발명은 공급되는 소재의 동일 간격 시점이 성형되는 반제품 및 완제품의 상,하단부 중심에 각각 위치토록 성
형하면서 초기 성형시 소재의 폭을 완제품의 폭보다 크게 형성하고, 그 후 공정에서 완제품의 폭보다 크게 성형
된 소재의 폭을 점차로 줄여가면서 가압성형할 때 깊이는 점차로 증가하면서 가압성형토록 하는 배터리 모듈용
방열핀 제조방법에 관한 것이다.
대 표 도
등록특허 10-1713773
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(52) CPC특허분류
B21D 53/04 (2013.01)
H01M 10/6551 (2015.04)
Y02E 60/12 (2013.01)
(72) 발명자
김재우
경기도 안산시 단원구 광덕서로 19 호수공원대림아
파트 128-303호
윤주선
서울특별시 송파구 올림픽로 525 현대아파트
105-1002호
등록특허 10-1713773
- 2 -
명 세 서
청구범위
청구항 1
삭제
청구항 2
삭제
청구항 3
삭제
청구항 4
공급되는 소재의 동일 간격 시점이 성형되는 반제품 및 완제품의 상,하단부 중심에 각각 위치토록 성형하면서
초기 성형시 소재의 폭을 완제품의 폭보다 좁게하여 성형하고,
후 공정에서 각 한 쪽씩의 면에 해당되는 깊이를 완성토록 하는 배터리 모듈용 방열핀 제조방법.
청구항 5
제4항에 있어서, 상기 방열핀은, 가압되는 소재의 폭 및 깊이에 대응토록
상부금형의 소재 진행방향을 따라 동일 폭 및 깊이를 갖는 복수개로 이루어진 한조의 제1가압부, 제1가압부보다
감소되는 폭을 구비하면서 하기 성형부의 일측면에만 밀착토록 대응되는 복수개로 이루어진 한 조의 제1측면가
압부, 제1가압부보다 감소되는 폭을 구비하면서 하기 성형부의 타측면에만 밀착토록 대응되는 복수개로 이루어
진 한 조의 제2측면가압부, 완제품을 성형하기 위해 완제품에 대응되는 최종가압부가 구비되는 상부금형과
상기 상부금형에 대응토록 제1성형부, 제1측면성형부, 제2측면성형부, 최종성형부가 구비되는 하부금형으로 성
형되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 방열핀 제조방법.
청구항 6
제5항에 있어서, 상기 제1가압부에 상부로 함몰되는 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 방
열핀 제조방법.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 공급되는 소재의 동일 간격 지점이 성형되는 반제품 및 완제품의 상,하단부 중심에 각각 위치토록 성[0001]
형하면서 초기 성형시 소재의 폭을 완제품의 폭보다 크게 형성하고, 그 후 공정에서 완제품의 폭보다 크게 성형
된 소재의 폭을 점차로 줄여가면서 가압성형할 때 깊이는 점차로 증가하면서 가압성형토록 하는 배터리 모듈용
방열핀 제조방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
친환경 차량이란, 배기가스 배출이 없는 전기자동차, 연료전지 자동차 등을 일컬으며, 이들 친환경 차량에는 주[0002]
행을 위한 모터 구동을 위하여 배터리가 탑재되어 있다.
그리고, 전기자동차의 경우, 배터리 시스템의 신뢰성과 안정성이 전기자동차의 상품성을 결정짓는 가장 중요한[0003]
요소로 작용함에 따라, 다양한 외부 온도의 변화에 따른 배터리 성능 저하 방지를 위하여 배터리 시스템의 적정
온도범위를 유지해야 한다.
이를 위해, 일반적인 기후 조건에서는 우수한 방열 성능을 지니면서도 낮은 온도 환경에서는 배터리의 적정 온[0004]
등록특허 10-1713773
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도를 유지시킬 수 있는 파우치 셀 모듈용 열 제어 시스템이 필요하다.
이와같은 기술과 관련되어 종래의 배터리 등에 사용되는 방열핀의 제조에 관한 기술이 특허 제574337호에서 제[0005]
시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 방열핀의 원소재를 롤 포밍 및 패킹하는 과정; 이어서, 롤을 이용하
여 상기 방열핀의 산 부위에만 페이스트를 도포하고 건조시키는 과정; 이어서, 상기 방열핀의 피치를 콘트롤하
는 과정; 이어서, 상기 방열핀을 커팅하는 과정을 포함하여 방열핀(1)의 산 부위(1a)에만 클래드재와 바인더가
혼합된 페이스트를 도포하여 브레이징되도록 하는 구성으로 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 방열핀은, 삼각형상으로 롤 포밍에 의해 형성되는 구성으로 직선상의 접촉면의 형성이 힘[0006]
들게 되어 접촉부에서 신속한 열전달이 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.
발명의 내용
해결하려는 과제
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 방열핀이 히트싱크몸체에 면접촉토록 되어 신[0007]
속한 열전달이 이루어지도록 하고, 상,하에서 정확한 대칭이 이루어져 어느쪽으로 장착하여도 공기흐름에 부하
발생을 최소화 하도록 하며, 자동화에 의한 대량생산으로 원가를 절감하도록 하고, 높이가 높고 직각도가 높은
방열핀의 제작이 가능토록 하는 배터리 모듈용 방열핀 제조방법를 제공하는데 있다.
과제의 해결 수단
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 공급되는 소재의 동일 간격 지점이 성형되는 반제품 및 완제품의 상,[0008]
하단부 중심에 각각 위치토록 성형하면서
초기 성형시 소재의 폭을 완제품의 폭보다 크게 형성하고, [0009]
그 후 공정에서 완제품의 폭보다 크게 성형된 소재의 폭을 점차로 줄여가면서 가압성형할 때 깊이는 점차로 증[0010]
가하면서 가압성형토록 하는 배터리 모듈용 방열핀 제조방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 가압되는 소재의 폭 및 깊이에 대응토록 [0011]
상부금형의 소재 진행방향을 따라 동일 폭 및 깊이를 갖는 복수개로 이루어진 한조의 제1가압부, 제1가압부보다[0012]
점차로 감소되는 폭 및 점차로 증가되는 깊이를 갖는 복수개로 이루어진 한 조 이상의 제N가압부가 구비되는 상
부금형과
상기 상부금형에 대응토록 제1성형부 및 제N성형부가 구비되는 하부금형으로 성형되는 배터리 모듈용 방열핀 제[0013]
조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 하부금형의 제1성형부 및 제N성형부의 깊이는 항상 일정하게 유지되는 배터리 모듈용 방열핀[0014]
제조방법을 제공한다.
한편, 본 발명은, 공급되는 소재의 동일 간격 시점이 성형되는 반제품 및 완제품의 상,하단부 중심에 각각 위치[0015]
토록 성형하면서
초기 성형시 소재의 폭을 완제품의 폭보다 좁게하여 성형하고,[0016]
후 공정에서 각 한 쪽씩의 면에 해당되는 깊이를 완성토록 하는 배터리 모듈용 방열핀 제조방법을 제공한다. [0017]
그리고, 본 발명은 가압되는 소재의 폭 및 깊이에 대응토록 [0018]
상부금형의 소재 진행방향을 따라 동일 폭 및 깊이를 갖는 복수개로 이루어진 한조의 제1가압부, 제1가압부보다[0019]
감소되는 폭을 구비하면서 하기 성형부의 일측면에만 밀착토록 대응되는 복수개로 이루어진 한 조의 제1측면가
압부, 제1가압부보다 감소되는 폭을 구비하면서 하기 성형부의 타측면에만 밀착토록 대응되는 복수개로 이루어
진 한 조의 제2측면가압부, 완제품을 성형하기 위해 완제품에 대응되는 최종가압부가 구비되는 상부금형과
상기 상부금형에 대응토록 제1성형부, 제1측면성형부, 제2측면성형부, 최종성형부가 구비되는 하부금형으로 성[0020]
형되는 배터리 모듈용 방열핀 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 제1가압부에 상부로 함몰되는 가이드부가 형성되는 배터리 모듈용 방열핀 제조방법을[0021]
제공한다.
등록특허 10-1713773
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발명의 효과
이상과 같이 본 발명에 의하면, 방열핀이 히트싱크몸체에 면접촉토록 되어 신속한 열전달이 이루어지고, 상,하[0022]
에서 정확한 대칭이 이루어져 어느쪽으로 장착하여도 공기흐름에 부하발생을 최소화하며, 자동화에 의한 대량생
산으로 원가를 절감하고, 높이가 높고 직각도가 높은 방열핀의 제작이 가능한 효과가 있는 것이다.
도면의 간단한 설명
도1 및 도2는 종래의 방열핀및 방열핀 제조방법을 도시한 순서도이다.[0023]
도3은 본 발명의 방열핀의 배터리 모듈 적용 상태도이다,
도4는 본 발명에 따른 방열핀 제조방법을 도시한 공정순서도이다.
도5 및 도6은 각각 본 발명에 따른 방열핀 제조공정을 도시한 작업도이다.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열핀 제조공정을 도시한 작업도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.[0024]
도3은 본 발명의 방열핀의 배터리 모듈 적용 상태도이고, 도4는 본 발명에 따른 방열핀 제조방법을 도시한 공정[0025]
순서도이며, 도5 및 도6은 각각 본 발명에 따른 방열핀 제조공정을 도시한 작업도이고, 도7은 본 발명의 다른
실시예에 따른 방열핀 제조공정을 도시한 작업도이다.
본 발명의 방열핀(100)은, 방열판(210)이 밀착연결되는 히트싱크(230)의 상부에 면 접촉되면서 브라켓(250)을[0026]
통하여 히트싱크(230)에 밀착고정토록 설치된다.
이때, 상기 방열핀(100)은, 수평방향에 이격되는 복수의 접촉면(110)과 접촉면에서 연장되면서 접촉면에 직교하[0027]
는 방향으로 연결되는 복수의 방열면(130)이 교대로 연속하여 형성된다.
그리고, 상기 방열핀(100)은, 소재(101)에 동일간격으로 배치되는 중심점(A1,A2,A3,A4,A5)들이 각 접촉면(110)[0028]
의 중심에 위치토록 된다.
즉, 공급되는 소재(101)의 동일 간격 중심점이 성형되는 반제품(SP) 및 완제품(P)의 상,하단부 중심에 각각 위[0029]
치토록 성형된다.
계속하여, 본 발명의 방열핀 제작은 초기 성형시 소재에 의한 반제품(SP)의 폭(D2)을 완제품(P)의 폭(D1)보다[0030]
크게 형성한다.
그리고, 후 공정에서 상기 소재의 폭을 점차로 줄여가면서 가압성형할 때 깊이는 점차로 증가하면서 가압성형토[0031]
록 한다.
이때, 상기 방열핀의 깊이는 초기 성형시 소재에 의한 반제품(SP)의 깊이(H2)가 완제품(P)의 깊이(H1)보다 적게[0032]
형성한다.
또한, 상기 방열핀(100)은 하기의 금형(M)에 의해 소재(101)가 일측으로 한 스텝씩 이동하면서 순차로[0033]
성형된다.
즉, 본 발명은 가압되는 소재(101)의 폭 및 깊이에 대응토록 소재(101)의 [0034]
진행방향을 따라 동일 폭 및 깊이를 갖는 복수개로 이루어진 한조의 제1가압(513)부, 제1가압부보다 점차로 감[0035]
소되는 폭 및 점차로 증가되는 깊이를 갖는 복수개로 이루어진 한 조 이상의 제N가압부(515)가 구비되는 상부금
형(510)과,
상기 상부금형(510)에 대응토록 제1성형부(533) 및 제N성형부(535)가 구비되는 하부금형(530)을 통하여 소재가[0036]
순차로 한 스텝씩 이동하면서 반복 가압되어 성형된다.
한편, 본 발명은 하부금형(530)의 제N성형부의 깊이는 항상 일정하게 유지되어도 좋으며, 차이를 갖는 제1성형[0037]
부에 대응되는 일정한 차이(d1)를 갖도록 설치되어도 좋다.
한편, 본 발명은, 공급되는 소재(10)의 동일 간격 시점이 성형되는 반제품 및 완제품의 상,하단부 중심에 각각[0038]
등록특허 10-1713773
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위치토록 성형하면서 초기 성형시 소재의 폭(D3)을 완제품의 폭(D1)보다 좁게하여 성형한다.
그리고, 후 공정에서 각 한 쪽씩의 면(S1)에 해당되는 깊이를 완성토록 한다.[0039]
이때, 본 발명의 다른 실시예에 의한 방열핀(100)의 제작은 소재(101) 진행방향을 따라 동일 폭 및 깊이를 갖는[0040]
복수개로 이루어진 한조의 제1가압부(513), 제1가압부보다 감소되는 폭(t)을 구비하면서 하기 성형부의 일측면
(S1)에만 밀착토록 대응되는 복수개로 이루어진 한 조의 제1측면가압부(512), 하기 성형부의 타측면(S2)에만 밀
착토록 대응되는 복수개로 이루어진 한 조의 제2측면가압부(514), 완제품을 성형하기 위해 완제품에 대응되는
최종가압부(516)가 구비되는 상부금형(510)과,
상기 상부금형에 대응토록 제1성형부(533), 제1측면성형부(532), 제2측면성형부(534), 최종성형부(536)가 구비[0041]
되는 하부금형(530)을 통하여 소재가 순차로 한 스텝씩 이동하면서 반복 가압되어 성형된다.
또한, 본 발명은 제1가압부(513)에 상부로 함몰되는 가이드부(580)가 형성되는 구성으로 이루어진다. [0042]
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.[0043]
도3 내지 도7에서 도시한 바와같이 본 발명의 방열핀(100)은, 방열판(210)이 밀착연결되는 히트싱크(230)의 상[0044]
부에 면 접촉되면서 브라켓(250)을 통하여 히트싱크(230)에 밀착고정되어 셀에 접촉되는 방열판을 통하여 셀의
발생열을 전달될 때 공기와 접촉되어 열전달을 수행하는 방열핀에 의해 방열이 이루어 진다.
그리고, 상기 방열핀(100)은, 수평방향에 이격되는 복수의 접촉면(110)과 접촉면에서 연장되면서 접촉면에 직교[0045]
하는 방향으로 연결되는 복수의 방열면(130)이 교대로 연속하여 형성되는 구성으로 금형(M)을 통한 연속공정에
의해 높이가 높고 직각도가 높은 제품의 대량 생산이 가능토록 된다.
또한, 상기 방열핀(100)은, 소재(101)에 동일간격으로 배치되는 중심점(A1,A2,A3,A4,A5)들이 각 접촉면(110)의[0046]
중심에 위치토록 되어 연속 공정에 의해 반제품 및 완제품을 완성하기 까지 항상 중심점이 동일 위치에 위치하
여 소재의 움직임 없이 깊이와 폭을 가압부와 성형부에 의해 조절하여 최종적으로 원하는 접촉면과 방열면을 갖
는 방열핀을 완성하게 된다.
이때, 본 발명의 방열핀 제작은 초기 성형시 소재에 의한 반제품(SP)의 폭(D2)을 완제품(P)의 폭(D1)보다 크게[0047]
형성하고, 후 공정에서 상기 소재의 폭을 점차로 줄여가면서 가압성형할 때 깊이는 점차로 증가하면서 가압성형
됨으로써 원하는 접촉면과 방열면을 갖는 방열핀을 완성하게 된다.
그리고, 상기 방열핀의 깊이는 초기 성형시 소재에 의한 반제품(SP)의 깊이(H2)가 완제품(P)의 깊이(H1)보다 적[0048]
게 형성하고, 상기 방열핀(100)은 하기의 금형(M)에 의해 소재(101)가 일측으로 한 스텝씩 이동하면서 순차로
성형된다.
또한, 상기 방열핀(100)을 제작하는 금형(M)은 소재의 진행방향을 따라 동일 폭 및 깊이를 갖는 복수개로 이루[0049]
어진 한조의 제1가압(513)부, 제1가압부보다 점차로 감소되는 폭 및 점차로 증가되는 깊이를 갖는 복수개로 이
루어진 한 조 이상의 제N가압부(515)가 구비되는 상부금형(510)과, 상기 상부금형(510)에 대응토록 제1성형부
(533) 및 제N성형부(535)가 구비되는 하부금형(530)을 통하여 소재가 순차로 한 스텝씩 이동하여 가압동작 즉,
초기 성형시에 반제품(SP)의 폭(D2)을 완제품(P)의 폭(D1)보다 크게 형성하고, 후 공정에서 상기 소재의 폭을
점차로 줄여갈 때 깊이는 점차로 증가하여 가압 성형한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 방열핀의 제작은, 공급되는 소재(10)의 동일 간격 시점이 성형되는 반제품[0050]
및 완제품의 상,하단부 중심에 각각 위치토록 성형하면서 초기 성형시 소재의 폭(D3)을 완제품의 폭(D1)보다 좁
게하여 성형한다.
그리고, 후 공정에서 각 한 쪽씩의 면(S1)(S2)에 해당되는 깊이를 완성하고, 최종적으로 완제품에 대응되는 깊[0051]
이와 폭을 갖도록 한다.
이때, 상기 방열핀(100)의 제작은 소재(101) 진행방향을 따라 동일 폭 및 깊이를 갖는 복수개로 이루어진 한조[0052]
의 제1가압부(513), 제1가압부보다 감소되는 폭(t)을 구비하면서 하기 성형부의 일측면(S1)에만 밀착토록 대응
되는 복수개로 이루어진 한 조의 제1측면가압부(512), 하기 성형부의 타측면(S2)에만 밀착토록 대응되는 복수개
로 이루어진 한 조의 제2측면가압부(514), 완제품을 성형하기 위해 완제품에 대응되는 최종가압부(516)가 구비
되는 상부금형(510)과, 상기 상부금형에 대응토록 제1성형부(533), 제1측면성형부(532), 제2측면성형부(534),
최종성형부(536)가 구비되는 하부금형(530)을 통하여 소재가 순차로 한 스텝씩 이동하면서 반복 가압되어 성형
한다.
등록특허 10-1713773
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또한, 본 발명은 제1가압부(513)에 상부로 함몰되는 가이드부(580)가 형성되어 상측에 호형으로 돌출되는 반제[0053]
품의 형성이 가능하게 되고, 상기 호형으로 돌출되는 부분을 가압하면 하부의 단부가 모서리 쪽으로 이동하면서
원활한 성형이 가능하게 되는 것이다.
부호의 설명
100...방열핀 101...소재[0054]
110...접촉면 130...방열면
210..방열판 230..히트싱크
250...브라켓 510...상부금형
580...가이드부
도면
도면1
등록특허 10-1713773
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도면2
등록특허 10-1713773
- 8 -
도면3
도면4
등록특허 10-1713773
- 9 -
도면5
등록특허 10-1713773
- 10 -
도면6
등록특허 10-1713773
- 11 -
도면7
등록특허 10-1713773
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