包括防过度熔合的结构的电池组壳体的制作方法 专利技术说明

电气元件制品的制造及其应用技术1.本技术要求于2020年11月23日提交的韩国专利申请第2020-0157624号的优先权的权益，在此通过引用将其公开的全部内容并入本技术。2.本发明涉及一种包括防过度熔合结构的电池组壳体。更具体地，本发明涉及一种包括防过度熔合结构的电池组壳体，其能够防止当执行超声波焊接用于电池组壳体的接合时由于过熔合而在电池组壳体的接合部上出现外部缺陷。背景技术：3.由彼此串联连接或并联连接的二次电池构成的电池组用作需要高输出和高容量的中型或大型设备的能源。电池组可以包括多个电池单体、被配置为在电池单体之间进行电连接的结构、被配置为控制电池单体的工作的结构以及被配置为调节电池组壳体中的电池单体的发热/散热的结构，并且在上述结构被容纳在电池组壳体中的状态下进行电池组壳体的接合以制造电池组。4.作为使用聚合物树脂制造的电池组壳体的接合方法，使用通过超声波振动利用摩擦热对熔融状态的聚合物树脂按压以实现熔合的方法。如果电池组壳体的接头被过度熔合或压力控制的不准确，则熔融树脂向外流出，从而产生毛刺。5.图1是常规电池组壳体的接合部的垂直剖视图，图2是图1的电池组壳体的接合部的正视图。6.参照图1和图2，由位于上方的第一壳体10和位于下方的第二壳体20构成电池组壳体。在第一壳体10的接合部上沿第一壳体的厚度方向d的第一壳体的中部处形成突出部11，从而突出部11从第一壳体10向下突出，并且在第二壳体20的接合部上沿第二壳体20的厚度方向d的第二壳体20的中部处形成凹槽部22，从而凹槽部22下凹。第一壳体10的突出部11插入并固定到第二壳体20的凹槽部22，从而组装电池组壳体。7.突出部11包括在其端部处形成的能量引导件(energy director)15，使得能量引导件在其厚度方向d上的宽度逐渐减小。当振动被施加到第一壳体10和第二壳体20时，能量引导件15在振动的同时在第二壳体20的凹槽部22中熔化，从而凹槽部22填充有突出部11。8.此时，如果在能量引导件15被熔化的状态下将第一壳体过度地朝向第二壳体按压，则能量引导件可能会过度熔合，由此一些熔化的能量引导件可能会流出壳体。因此，如图2所示，可能会产生毛刺30。9.图2示出了由于过度熔合而在第一壳体10和第二壳体20的接合部处产生毛刺30的状态。为了防止产生诸如毛刺的缺陷，在第一壳体和第二壳体的接合部处保持第一壳体和第二壳体之间在其高度方向上距离均匀是重要的。10.与此相关，专利文献1公开了一种电池组，其被配置为使得电池组壳体包括前壳体和后壳体，沿后壳体的边缘(即，后壳体的与前壳体接触的部分)形成由树脂制成的多个熔合突起，并且沿前壳体的边缘在前壳体的与后壳体的熔合突起接触的区域处形成被配置为防止熔合突起流出的防流出凹槽。11.然而，专利文献1中的防流出凹槽难以完全防止在熔合突起熔化时熔合突起从防流出凹槽流出。即，当前壳体和后壳体彼此接合时，需要控制时间和力，并且，如果熔合突起在熔合突起熔化的状态下从防流出凹槽流出，则难以防止在电池壳体之间发生外部缺陷，例如图2中的毛刺。12.专利文献2公开了一种树脂壳体和树脂罩之间的振动熔合结构，其能够防止当利用振动将树脂壳体和树脂罩彼此熔合时产生的毛刺泄漏到由树脂壳体和树脂罩包围的内部空间中，其中从树脂壳体和树脂罩突出的突出部通过振动彼此熔合，以在树脂壳体和树脂罩的熔合部处形成接头，并且其中形成内毛刺隐藏壁、外毛刺隐藏壁和中间毛刺隐藏壁，以防止突出部的熔化和流动。13.在专利文献2中，当熔合部熔化时，由于形成了多个隐藏壁，因此能够在一定程度上防止熔合部从树脂壳体和树脂罩的接合部流出。然而，不能像专利文献1那样完全防止毛刺从树脂壳体和树脂罩的接合部流出。14.因此，需要一种具有能够从根本上防止作为通过振动热而熔化的电池壳体的能量引导件从电池壳体中流出的结果而产生外部缺陷的结构的电池组壳体。15.韩国专利申请公开第2004-0085478号(2004.10.08)16.日本注册专利公开第4948004号(2012.03.16)技术实现要素：17.技术问题18.鉴于上述问题而提出本发明，并且本发明的目的是提供一种包括防过度熔合结构的电池组壳体，其能够防止由于电池组壳体的过度熔合而在电池组壳体的接合部上产生毛刺，从而减少外部缺陷。19.技术方案20.为了实现上述目的，本发明提供了一种电池组壳体，其被配置为容纳多个电池单体，电池组壳体包括通过互锁彼此接合的第一壳体和第二壳体，其中，在第一壳体的接合部上沿第一壳体的厚度方向的第一壳体的中部处形成有突出部，使得突出部从第一壳体突出，在第二壳体的接合部上沿第二壳体的厚度方向的第二壳体的中部处形成有凹槽部，使得突出部插入凹槽部，并且在第一壳体与第二壳体彼此接合并且热熔合的状态下，在第一壳体的突出部的外侧与第二壳体的凹槽部的外侧之间形成均匀的间隙。21.可以在第二壳体的凹槽部中形成支撑结构，支撑结构被配置为形成间隙。22.可以在第二壳体的凹槽部中形成作为支撑结构的止动肋。23.可以在与第一壳体的突出部的与止动肋对应的位置处形成有止动凹槽。24.止动凹槽的深度可以小于突出部的高度。25.在突出部被熔化之前的状态下，止动凹槽的深度可以大于止动肋的高度。26.突出部可以包括设置为通过热熔合而熔化的能量引导件和除了能量引导件之外的支撑部。27.在第一壳体与第二壳体彼此接合并且热熔合的状态下，止动肋的高度和在突出部的形成有止动凹槽的部分处的突出部的长度之和可以大于第二壳体的凹槽部的深度。28.在第一壳体与第二壳体彼此热熔合之前，在突出部和凹槽部的内表面之间可以存在间隙，并且突出部和沟槽部可以在第一壳体与第二壳体彼此热熔合的状态下彼此熔合。29.可以在第一壳体与第二壳体彼此接合的第一壳体的外周和第二壳体的外周中的每一者的至少一侧处形成有支撑结构。30.可以在第一壳体与第二壳体彼此接合的整个的第一壳体的外周和第二壳体的外周上形成支撑结构。31.有益效果32.从上述说明中明显看出，在根据本发明的电池组壳体中，在第一壳体和第二壳体的接合部处形成支撑结构，因此即使在第一壳体的突出部被熔化的状态下对第一壳体和第二壳体过度施加接合力，也能够在第一壳体和第二壳体之间保持均匀的接合距离。33.如上所述，由于第一壳体和第二壳体之间的接合距离保持均匀，因此能够防止由于在第一壳体和第二壳体的接合部处过度熔合而产生毛刺，由此能够降低外部缺陷率。附图说明34.图1是常规电池组壳体的接合部的垂直剖视图。35.图2是图1的电池组壳体的接合部的正视图。36.图3是根据本发明的第一壳体和第二壳体的接合部的垂直剖视图。37.图4是根据本发明的第一壳体的透视图。38.图5是根据本发明的第二壳体的透视图。39.图6示出是第一壳体和第二壳体彼此熔合的状态的垂直剖面图。具体实施方式40.现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例，使得本发明的优选实施例能够容易地由本发明所属技术领域的普通技术人员实施。然而，在详细描述本发明的优选实施例的工作原理时，当本说明中包含的已知功能和配置可能使本发明的主题模糊不清时，将省略对这些已知功能和设置的详细说明。41.此外，在全部附图中使用相同的附图标记来指代执行类似功能或操作的部件。在整个说明书中提到一个部件连接到另一个部件的情况下，不仅可以是指将一个部件直接连接到另一个部件，还可以是指一个部件通过又一个部件间接连接到该另一个部件。此外，包含某一元件并不意味着排除其他元件，而是意味着除非另有说明，否则可以进一步包含此类元件。42.此外，通过限制或增加来体现元件的说明可适用于所有的发明，除非有特别的限制，并不限制特定的发明。43.同样，在本发明的说明书中和本技术的权利要求中，除非另有说明，否则单数形式旨在包括复数形式。44.同样，在本发明的说明书中和本技术的权利要求书中，除非另有说明，否则“或”包括“和”。因此，“包括a或b”表示三种情况，即包括a的情况、包括b的情况以及包括a和b的情况。45.此外，除非上下文另有明确说明，否则所有数值范围包括最低值、最高值和其间的所有中间值。46.下面将参照附图详细说明本发明的实施例。47.根据本发明的电池组壳体包括彼此分离的第一壳体和第二壳体。第一壳体和第二壳体具有第一壳体和第二壳体通过互锁而彼此接合的结构。48.具体地，在第一壳体的接合部上沿第一壳体的厚度方向的第一壳体的中部处形成有突出部，使得突出部从第一壳体突出，并且在第二壳体的接合部上沿第二壳体的厚度方向的第二壳体的中部处形成有凹槽部，使得突出部插入凹槽部。因此，突出部可以插入凹槽部，从而可以实现其间的接合。49.与之相关地，图3是根据本发明的第一壳体和第二壳体的接合部的垂直剖视图。50.参照图3，图3的(a)示出在第一壳体100和第二壳体200彼此接合的状态下进行超声波焊接的状态，图3的(b)示出超声波焊接已经完成的状态。51.电池组壳体包括第一壳体100和第二壳体200。在第一壳体100的接合部上沿第一壳体100的厚度方向d的第一壳体100的中部处形成突出部110，使得突出部110从第一壳体100突出，并且在第二壳体200的接合部上沿第二外壳200的厚度方向的第二外壳200的中部处形成凹槽部220，使得突出部110插入凹槽部。突出部110插入凹槽部220，由此第一壳体和第二壳体基本上彼此接合。52.当在该状态下对第一壳体100和第二壳体200施加超声波振动时，在第一壳体100的突出部110与第二壳体200的凹槽部220之间的界面处产生摩擦热，由此突出部110的端部被熔化。即，突出部110包括配置为被热熔化的能量引导件150和除了能量引导件150之外的支撑部160。53.在第一壳体100和第二壳体200彼此热熔合之前，在突出部110与凹槽部220的内表面之间存在分离空间。图3的(a)示出了进行超声波焊接的状态，其中能量引导件150的一半以上被熔化。当在能量引导件150被熔化的同时将第一壳体100和第二壳体200按压以便彼此更加靠近时，突出部110与凹槽部220的内表面之间的分离空间被熔化的能量引导件充满。54.第二壳体200的凹槽部220被配置为具有凹形的凹槽的相对侧突出的结构。因此，当在突出部110插入凹槽部220的状态下进行超声波焊接时，能够防止突出部的弯曲并在凹槽部220中保持突出部的突出形状。55.此外，如图4和图5所示，由于根据本发明在第一壳体100和第二壳体200处形成支撑结构，因此即使在能量引导件150通过超声波焊接熔化的状态下，在第一壳体的突出部110的外侧111与第二壳体的凹槽部220的外侧222之间形成均匀的间隙h。56.如上所述，在作为第一壳体和第二壳体的接合部的第一壳体的突出部的外侧111和第二壳体的凹槽部的外侧222之间沿着其整个外周形成间隙h，由此能够解决由于电池壳体的过度熔合而在接合部上产生毛刺的常规问题。因此，能够显著减少外部缺陷。57.图4是根据本发明的第一壳体的透视图，并且图5是根据本发明的第二壳体的透视图。58.参照图4和图5，在第一壳体100的一个开口表面的外周和第二壳体200的一个开口表面的外周处形成支撑结构，以形成图3的间隙h。59.具体地，第一壳体100的突出部110包括能量引导件150和支撑部160，并且在突出部110中形成止动凹槽170。60.在第二壳体200的凹槽部220中形成止动肋270，该止动肋270是被配置为保持第一壳体100与第二壳体200之间的间隙h的支撑结构。止动肋270在凹槽部220中形成为向上突出，并且即使在突出部被过度熔化时，止动肋270也执行防止第一壳体100的突出部与凹槽部深度接合的功能。61.然而，考虑到在突出部110在一定程度上深度插入凹槽部220的状态下必须进行超声波焊接以实现稳定熔合的情况，优选在突出部110对应于止动肋270的位置处形成止动凹槽170，使得止动肋270安装在止动凹槽170中。62.此外，考虑到为了实现电池组的密封，在止动肋270安装在止动凹槽170中的状态下，能量引导件150熔化并且凹槽部220被熔化的能量引导件150填充的情况，支撑部160必须设置在形成止动凹槽170的部分处，以完全密封电池组。因此，优选止动凹槽的深度a1小于突出部的高度a2。63.同时，在形成为突出的止动肋270设置在止动凹槽170中的状态下，能量引导件被熔化，使得能量引导件的高度被减小或去除。此时，止动肋必须深度插入止动凹槽的最内侧，以将第一壳体和第二壳体彼此稳定地固定。因此，基于能量引导件被熔化前的状态，止动凹槽170的深度可以大于止动肋270的高度。64.图6是示出第一壳体和第二壳体彼此熔合的状态的垂直剖面图。65.参照图6，在第一壳体100和第二壳体200彼此接合并且热熔合的状态下，止动肋270的高度和在突出部110的形成止动凹槽的部分处的突出部110的长度之和b1大于第二壳体200的凹槽部的深度b2。即，在第一壳体和第二壳体彼此接合并且热熔合的状态下，支撑部的下端可以接合到与其接触的止动肋，并且支撑部的高度和止动肋的高度之和可以大于第二壳体的凹槽部的深度b2。66.其原因是，在第一壳体和第二壳体处形成支撑结构，使得在第一壳体和第二壳体彼此接合并且热熔合的状态下，在第一壳体的突出部的外侧111与第二壳体的凹槽部的外侧222之间形成均匀的间隙h。67.在具体示例中，可以由一对止动凹槽和止动肋构成支撑结构，并且可以在第一壳体和第二壳体彼此接合的第一壳体的外周和第二壳体的外周中的每一个的至少一侧形成支撑结构。即，可以在外周中的每一个的一侧形成一对或多对止动凹槽和止动肋。68.或者，可以在第一壳体和第二壳体彼此接合的第一壳体的外周和第二壳体的外周的整体上形成支撑结构。即，可以在外周中的每一个的一侧形成一个或多个支撑结构，并且多个支撑结构可以设置在整个外周，其中每个支撑结构由一对止动凹槽和止动肋构成。支撑结构可以设置为彼此间隔预定距离，或者可以仅设置在除了外周的角部之外的直线外周部分上。69.如上所述，根据本发明的电池组壳体包括支撑结构，该支撑结构被设置为防止作为当在第一壳体和第二壳体在彼此接合的状态下而彼此热熔合时，第一壳体和第二壳体之间过度紧密接合的结果，第一壳体和第二壳体之间过度熔合。通过提供支撑结构，第一壳体的止动凹槽被第二壳体的止动肋卡住，由此防止第一壳体进一步插入第二壳体的凹槽部。因此，能够防止熔化的电池壳体树脂从凹槽部的侧壁上流出，因此能够防止电池组壳体的接合部分处的外部缺陷。70.此外，根据本发明的电池组壳体可以是用于用作各种设备的能量源的电池组的壳体，其中，可以在电池组壳体中形成通孔，容纳在电池组壳体中的电池单体的电极端子通过该通孔向外伸出。71.或者，可以将被配置为将电池组壳体稳定地安装在各种设备中的结构(例如挂钩结构)添加到根据本发明的电池组壳体中。72.本发明所属领域的技术人员将理解，基于上述说明，在本发明的范畴内能够进行各种应用和修改。73.(附图标记说明)74.10,100：第一壳体75.11,110：突出部76.15,150：能量引导件77.20,200：第二壳体78.22、220：凹槽部79.30：毛刺80.111：突出部的外侧81.160：支撑部82.170：止动凹槽83.222：凹槽部的外侧84.270：止动肋85.a1：止动凹槽的深度86.a2：突出部的高度87.b1：止动肋的高度和突出部的形成止动凹槽的部分处的长度之和88.b2：凹槽部的深度89.d：厚度方向90.h：间隙91.工业实用性92.本发明涉及一种电池组壳体，其被配置为容纳多个电池单体，电池组壳体包括通过互锁彼此接合的第一壳体和第二壳体，其中，在第一壳体的接合部上沿第一外壳的厚度方向上的第一外壳的中部处形成有突出部，使得突出部从第一外壳突出，在第二壳体的接合部上沿第二外壳的厚度方向的第二壳体的中部处形成有凹槽部，使得突出部插入凹槽部，并且在第一壳体与第二壳体彼此接合并且热熔合的状态下，在第一壳体的突出部的外侧与第一壳体的外侧之间形成均匀的间隙，由此，防止在超声波焊接期间被熔化的突出部从第一壳体的突出部的外侧和第二壳体的凹槽部的外侧流出，因此，本发明具有工业实用性。









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