KR101933086B1 - 복수의 전력 저장 요소를 세팅하기 위한 가동 수단을 포함하는 전력 저장 모듈 - Google Patents

복수의 전력 저장 요소를 세팅하기 위한 가동 수단을 포함하는 전력 저장 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 전력 저장 요소(14)를 포함할 수 있는 전력 저장 모듈(10)에 관한 것으로, 상기 모듈은, 에너지 저장 요소들을 둘러싸는 크기이며, 폐쇄된 아웃라인을 구비하는 단품(20)으로 제조되는 적어도 다수의 측벽과 2개의 단부벽(18A; 18B)을 포함하는 하우징(16)과, 상기 하우징 벽들과 분리되어 있으며, 측벽들 중 기준벽(20A)으로 불리는 어느 하나와 실질적으로 평행하게 연장하는 에너지 저장 요소를 지지하는 지지벽(22), 지지벽이 기준벽(20A)과 제1 거리에 있는 조립 위치와, 지지벽이 기준벽(22A)에서부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리에 있는 적어도 하나의 조립 위치 사이에서, 상기 지지벽(22)의 위치를 변경시킬 수 있는 수단(24A-24B)을 포함한다.

Description

복수의 전력 저장 요소를 세팅하기 위한 가동 수단을 포함하는 전력 저장 모듈{POWER STORAGE MODULE INCLUDING MOVABLE MEANS FOR SETTING A PLURALITY OF POWER STORAGE ELEMENTS}
본 발명의 주제는 복수의 에너지 저장 요소를 포함하는 에너지 저장 모듈에 관한 것이다.
에너지 저장 요소는 컨덴서, 배터리, 슈퍼커패시터 등을 포함할 수 있다. 이들 저장 요소들 각각은 에너지를 저장하고, 적어도 하나의 양전극과 하나의 음전극, 및 전기화학 코어를 기구적으로 보호하는 강직형 외부 케이싱을 포함하는 전기화학 코어를 포함하는 것이 일반적이다. 상기 전기화학 코어는, 저장 요소의 양극 단자와 음극 단자가 저장 요소의 외부에서 접속되도록 케이싱에 연결된다.
모듈은 서로 나란하게 배열되며, 일반적으로는 전기적으로 직렬로 배열되는 복수의 에너지 저장 요소를 포함하는 조립체이다. 단일 요소들보다 더 높은 전압을 지지하고 큰 저장 능력을 제공하는 에너지 저장 요소를 단일 블록 내에 제공한다. 저장 요소를 포함하는 외에도, 모듈은 그 모듈이 정상적으로 작동하도록 하는 많은 기능 요소들(전기 절연체, 열 전도체, 저장 요소들의 부하를 밸런싱하는 요소 등)을 포함하는 것이 일반적이다.
서로 나란하게 배열되는 복수의 에너지 저장 요소를 포함하는 에너지 저장 모듈은 이미 선행 기술로 공지되어 있다. 상기 모듈은 모듈이 조립되는 중에 서로에 대해 부착되어 있는 6개의 독립된 벽을 포함하는 외면의 평행육면체 엔빌로프를 포함한다. 저장 요소들이 열전도성 매트 위에 위치하며, 상기 매트는 열을 상기 요소들로부터 모듈의 외부로 전도한다. 벽들 중 하나, 특히 모듈의 하부벽은 열을 모듈의 외부로 더 잘 배출되도록 하기 위한 냉각핀을 포함할 수도 있다.
그러한 모듈은 많은 분야에 만족스럽게 사용되고 있다. 그러나, 일부 분야에서는 모듈의 부피 용량을 개선시켜야 한다는 요구가 있다. 부피 용량을 증가시키면, 열 발생이 증가되며, 이는 열 방출을 불량하게 한다.
본 발명의 목적은 모듈의 부피 용량을 크게 증가시키지 않으면서도, 열이 배출되는 공간을 증가시키는 에너지 저장 모듈을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 복수의 에너지 저장 요소를 수용할 수 있는 에너지 저장 모듈은,
- 에너지 저장 요소들을 에워싸는 크기이며, 폐쇄된 아웃라인을 구비하는 단품(single piece)으로 제조되는 적어도 다수의 측벽과 2개의 단부벽을 포함하는 엔빌로프,
- 상기 엔빌로프의 벽들과 분리되어 있으며, 기준벽으로 불리는 측벽들 중 어느 하나와 실질적으로 평행하게 연장하는 에너지 저장 요소의 지지벽, 상기 지지벽이 기준벽과 제1 거리에 있는 적어도 하나의 조립 위치와, 지지벽이 기준벽에서부터 상기 제1 거리 보다 큰 제2 거리에 있는 작동 위치 사이에서 상기 지지벽의 위치를 변경시킬 수 있는 수단을 포함한다.
본 발명의 범위 내에서, "지지벽(supporting wall)"은 예컨대 4개의 단편들이 사각형으로 조립되어 프레임을 구성하는 고형 플레이트 또는 구멍이 형성되어 있는 플레이트를 의미하며, 각 단편은 하나 또는 그 이상의 저장 요소와 접촉하게 된다.
단일 부품(single piece) 내에 복수의 벽들을 포함하는 엔빌로프는 실제로 종래 기술에 비해 엔빌로프 내에서 열 순환이 더 잘 되도록 하는데, 이는 2개의 인접하는 벽들 사이에 소재들이 연속되어 있기 때문이다. 엔빌로프의 복수의 벽들 사이에 열이 잘 분포되고, 공기와 열 교환하는 엔빌로프의 표면이 더 커진다. 이에 따라, 엔빌로프에 핀을 부가하지 않고서도, 엔빌로프 레벨에서 배출되는 열이 용이하게 증가한다. 그러나, 본 발명은 전술한 바와 같이 모듈을 보호하는 것을 배제하지 않으며, 엔빌로프에는 핀이 조립될 수 있다. 다만, 엔빌로프의 구성 때문에, 이들 핀이 필수인 것은 아니다.
지지벽이 조립 위치에 있을 때, 지지벽으로 구성되는 설비와 지지벽의 위치를 변경하는 수단은 이들 요소들을 엔빌로프의 벽에 대해 압박함으로써 요소들을 엔빌로프 내로 용이하게 습동시키고, 엔빌로프가 작동 위치에 있을 때, 요소들로부터 모듈의 엔빌로프로 열 방출이 잘 이루어지게 된다. 마지막으로, 상기 엔빌로프와 저장 요소들 사이에 매트가 개재될 수 있다.
사실, 상기 요소들을 엔빌로프 내로 삽입하는 중에, 지지벽은 조립 위치에 있으며, 아직은 요소들이 엔빌로프의 벽들과 밀착되게 접촉하고 있지는 않다. 이에 따라, 요소들은 쉽게 삽입될 수 있으며, 부품 내에 최적의 방식으로 위치되게 된다. 이어서, 상기 수단에 의해, 작동 위치에 있을 때에, 지지벽은 상기 요소들을 열을 배출할 수 있는 엔빌로프의 벽들에 대해 압박하는 위치에 영속적으로 자리 잡게 된다.
본 발명에 따른 모듈이 다른 이점들을 가진다는 점은 자명하다. 특히,
- 열 방출벽은 중력으로 인해 요소들에 밀착 접촉되어 있는 모듈의 하부벽이 아니다. 이는, 모듈의 조립이 복잡하지 않으면서도 요소들이 모듈의 어떤 벽에 대해서도 쉽게 압박될 수 있기 때문이다. 이러한 방식으로, 열 방출벽(요소들과 접촉하는 벽, 선택적으로는 써멀 매트에 의해)을 선택하는 데에 융통성이 있게 되며, 모듈을 둘러싸는 부재들의 함수로 가장 적당한 벽이 선택될 수 있다(예를 들면, 냉각 요소에 가장 근접한 벽 또는 열을 배출하는 다른 부재로부터 가장 멀리 떨어져 있는 벽).
- 벽들 서로에 대해 벽을 위치시키는 데에 복잡한 작업이 이루어지는 것을 방지하기 위해, 미리 부분적으로 형성되어 있는 엔빌로프(복수의 벽들이 단일 부품으로 만들어져 있는)를 구비함으로써 모듈 조립 방법이 단순해진다. 또한, 엔빌로프는 엔빌로프 내의 많은 부품들 사이의 빡빡함과 같은 많은 문제들의 발생을 방지하기 위해 더 적은 부품들을 포함한다. 이에 따라, 모듈의 조립 방법이 단순해지며, 모듈의 제조 비용이 절감될 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 에너지 저장 모듈의 부피 용량을 크게 증가시키지 않으면서도, 열이 배출되는 공간을 증가시킬 수 있는 에너지 저장 모듈을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 에너지 저장 모듈의 분해도이다.
도 2는 도 1의 에너지 저장 모듈의 측면도이다.
도 3은 도 1의 에너지 저장 모듈의 단면도로, 열 배출 기구를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 에너지 저장 모듈의 모듈 코어의 사시도이다.
도 5는 도 1의 에너지 저장 모듈의 시밍 구조물에 대한 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 따른 에너지 저장 모듈의 조립 방법 중 서로 다른 중간 단계를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 실시형태의 변형예에 따른 심의 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 에너지 저장 모듈의 조립 방법 중 다른 단계에서의, 도 1의 실시형태의 변형예에 따른 에너지 저장 모듈의 측면도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 다만, 이들 도면들이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈(10, 100)은 다수의 에너지 저장 요소(14, 114)를 포함할 수 있으며, 또한,
- 에너지 저장 요소들을 둘러싸는 크기이며, 폐쇄된 아웃라인을 구비하는 단품(single piece)(20, 120)으로 제조되는 적어도 다수의 측벽과 2개의 단부벽(18A-18B)을 포함하는 엔빌로프(16),
- 상기 엔빌로프의 벽들과 분리되어 있으며, 측벽들 중 기준벽(20A, 120A)으로 불리는 어느 하나와 실질적으로 평행하게 연장하는 지지벽(22, 122),
- 지지벽이 기준벽(20A, 120A)과 제1 거리(D1)에 있는 적어도 하나의 조립 위치와, 지지벽이 기준벽(22A, 122A)에서부터 상기 제1 거리(D1) 보다 큰 제2 거리(D2)에 있는 작동 위치 사이에서, 상기 지지벽(22, 122)의 위치를 변경시킬 수 있는 수단(24A-24B; 80A-80B; 124-126)을 포함한다.
본 발명에 따른 모듈은 아래에 기재한 하나 또는 그 이상의 특징들을 또한 포함할 수 있다.
- 측벽을 포함하는 부품(20, 120)의 양 단부는 개방되어 있고, 상기 모듈은 상기 부품과 별개로 되어 있으며, 그 2개의 개방 단부에서 상기 부품의 양 단부를 밀폐시킬 수 있는 2개의 단부벽(18A-18B)을 추가로 포함한다. 상기 부품은 관상(tubular shape)이며, 연속 방식으로 제조될 수 있다. 상기 부품은 압출로 제조될 수 있다. 이에 따라, 모듈의 제조 비용이 추가로 절감된다. 선택적으로, 상기 부품은 상기 엔빌로프의 일 단부벽과 일체로 제조될 수 있으며, 일 단부만 개방되어서 상기 요소 및 종방향 부재들이 슬라이딩될 수 있다. 이에 의해, 조립 단계의 수는 감소될 수 있지만, 상기 부품을 제조하기는 더 복잡해진다.
- 엔빌로프(16)는 평행육면체이고, 상기 부품(20)은 4개의 측벽을 포함한다. 이러한 구성은 모듈의 벌크 측면에서 가장 최적의 구성이다.
- 지지벽을 위치시키는 수단은 상기 기준벽(20A)과 지지벽(22) 사이에 삽입되는 적어도 하나의 심(shim)(24A-24B; 80A-80B)을 포함한다. 상기 심은 특히 기준벽의 전장부에 걸쳐 연장하는 종방향 부재(24A-24B; 80A-80B) 형태일 수 있다. 종방향 부재들은 접촉 면적이 작고 또한 종방향 부재들은 단일 부품이기 때문에, 쉽게 삽입될 수 있음은 자명하다.
- 전술한 케이스에서, 상기 기준벽(20A)은 상기 심들 또는 적어도 하나의 심, 또는 종방향 부재(24A-24B; 80A-80B)와 함께 협동할 수 있는 적어도 하나의 가이드 레일(26A-26B)을 포함한다. 이는 종방향 부재의 모듈 내로의 삽입이 보다 용이하게 이루어지도록 한다. 상기 가이드 레일은 단순히 2개의 종방향 돌출부(38)를 포함할 수 있으며, 이들 종방향 돌출부 사이에 상기 심 또는 종방향 부재가 삽입되게 된다. 이들 돌출부들은 기준벽의 평면 내에서 심을 잡고 있으며, 기준벽은 엔빌로프 내의 다른 요소들과 상기 벽과 직교하는 방향으로 유격이 없는 상태로 상기 스택에 의해 고정된다. 이들 레일들은 쉽게 제조된다. 그러나, 이들은 예를 들어 상기 기준벽(20A)과 일정 거리 이격되어 기준벽(20A)과 평행한 정지면을 포함하는 리턴(39)과 같이 좀 더 복잡한 형상으로 되어, 기준벽과 직교하는 방향으로 상기 심 또는 종방향 부재를 막을 수 있다. 기준벽이 모듈의 하부벽인 경우, 심을 엔빌로프 내로 삽입하기 전에, 레일(26A-26B)은 기준벽으로부터 이격되어 있는 지지벽(22)을 고정하는 것을 도울 수 있다. 이렇게 함으로써, 심이 좀 더 쉽게 삽입될 수 있도록 하며, 지지벽이 갑자기 들어올려지는 것을 방지하여 지지벽 상의 요소(14)가 변위되는 것을 방지할 수 있게 된다.
- 복수의 심들 또는 종방향 부재들, 예를 들어 2개의 심은 기준벽과 지지벽 사이에 위치할 수 있다.
- 심(24A-24B)의 종방향 단부들 중 일 단부는 경사진 형상(25)일 수 있다. 이에 따라, 종방향을 따라 심의 두께가 변하게 되며, 이에 의해서, 특히 기준벽이 엔빌로프의 하부벽이고 지지벽이 요소들을 지지하고, 요소들의 무게에 의해 지지벽이 자연스럽게 기준벽(또는 레일들) 위에 놓여지는 경우에, 심이 모듈 내에 보다 쉽게 삽입될 수 있게 된다.
- 상기 지지벽의 위치를 교정하는 수단은 탄성 수단(90; 124) 및 압축된 위치에서 상기 탄성 수단을 유지시키는 수단(92; 126)을 또한 포함할 수 있다. 이 경우에서, 압축된 위치(stressed position)는 특히 기준벽과 지지벽 사이의 거리가 어셈블리 위치에서 거리(D1)가 되는 것을 보증하는 위치를 말한다. 상기 탄성 수단은 특히 압축된 상태로 유지되는 스프링이다. 이러한 방안은 모듈의 다양한 요소들의 클리어런스와 제조 공차를 효과적으로 관리할 수 있도록 한다. 사실, 엔빌로프의 부품(20, 120)의 제조 공차의 함수로서, 지지벽의 위치는 요소들이 모듈의 상부벽에 대해 눌려지도록 선택될 수 있으며, 심이 항상 강직한 것은 아니며(동작 위치의 선택 관점에서 덜 가요성인), 본 케이스에서 스프링 또는 스프링들을 압축 상태로 유지하는 수단은 상기 탄성 수단 사이에 2개의 브랜치(94-96; 132-134)를 구비하는 적어도 하나의 플라이어(92; 126)를 포함할 수 있으며, 이들 브랜치 사이의 간격은 사전에 미리 결정되어 있다. 탄성 수단을 압축 위치에서 유지시키는 수단은 상기 탄성 수단의 단부들이 위치하고 있는 곳에 대해 2개의 벽을 연결하는 적어도 하나의 탭을 포함할 수 있으며, 상기 탭은 부서지기 쉽다(breakable).
- 상기 심들(80A-80B) 또는 상기 심들(80A-80B) 중 적어도 하나의 심은 적어도 이들과 연결되어 있는 기준벽(20A)과 직교하는 방향을 따라 탄성적으로 변형할 수 있도록 구성된다. 이러한 탄성 변형은 상기 심을 포함하는 소재 또는 그 형상(예컨대 Z형)에 의해 달성될 수 있다. 이러한 심(80)은 특히 심의 하부벽(86)과 상부벽(84) 사이에 위치하는 탄성 수단 및 선택적으로는 유지 수단(92)에 연결될 수도 있다.
- 상기 모듈은 지지벽(22, 122)과 저장 요소(14, 114) 사이 및/또는 저장 요소와 기준벽(방열벽) 맞은편에 있는 엔빌로프(20B, 120B)의 측벽 사이에 위치하며, 압축성 소재로 제조되는 적어도 하나의 부재(28, 128)를 포함한다. 상기 부재는 모듈 내의 다양한 부품들의 제조 공차를 감안하여 모든 저장 요소들을 벽에 대해 압박하며, 이들 부재들이 적층 방향을 따라 클리어런스를 제공함으로써 종방향 부재들이 좀 더 쉽게 삽입될 수 있도록 한다. 상기 부재는 EPDM (ethylene - propylene - diene - monomer)과 같은 전기 절연성이지만 열전도성인 재료로 제조될 수 있으며, 특히 전술한 바와 같은 써멀 매트를 형성한다. 이 경우, 상기 부재는 방열하기 위해 선택되는 벽(특히 기준벽과 마주하는 벽)과 요소들 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 부재 또는 써멀 매트는 본질적으로 편평하고 유지 벽들 중 어느 한 벽의 표면 전체 또는 엔빌로프 표면 전체를 덮는 것이 바람직하다. 상기 모듈은 2개의 매트를 포함할 수 있는데, 각 매트는 에너지 저장 요소들의 양 단부에 각각 위치한다.
- 기준벽(120A)과 마주하는 엔빌로프의 벽(120B)은 기준벽과의 거리가 국부적으로 변하도록 구성된다. 벽(120B)은 예컨대 파형부(undulation)(121)를 포함할 수 있다. 상기 벽은 상기 거리 간격이 1㎝, 특히 5㎜를 넘지 않도록 한다. 이러한 구성은 높이가 더 작은 경우에도 클리어런스가 잘 관리되도록 하여 부재(128) 또는 써멀 매트에 손상을 주지 않으면서도 모든 저장 요소들이 상기 벽에 대해 압박하게 된다. 사실, 벽(120B)이 편평하지 않고, 상당한 높이의 요소(114)가 지지벽과 상기 기준벽과 마주하는 벽 사이에 위치하는 경우, 써멀 매트는 상당히 심하게 압축된다. 기준벽(120A)과 반대편 벽(120B) 사이의 거리가 변할 때, 부재(28)가 변형할 수 있는 공간을 남길 수 있는 영역(이 영역은 기준벽으로부터 가장 멀리 떨어져 있으며, 요소들과 접촉하지 않음)이 형성된다. 선택적으로, 부재(128)는 리세스, 특히 부재가 이러한 중공형 영역에서 변형할 수 있도록 구성되는 슬롯을 구비하는 리세스를 포함할 수 있다.
- 심들(24A-24B, 80A-80B) 또는 상기 심들(24A-24B, 80A-80B) 중 적어도 하나의 심, 탄성 수단(124) 및/또는 지지벽(22, 122)은 열전도성 소재로 제조된다. 심(24A-24B)은 이들 심이 열 절연 재료로 제조될 수도 있지만, 특히 금속으로 제조된다. 지지벽(22)은 동일한 포텐셜을 가지고 있지 않은 저장 요소들 사이가 단락(short-circuit)되는 것을 방지하기 위해 전기 절연성 소재로 제조되는 것이 바람직하다. 지지벽(22)은 금속으로 제조되고 써멀 매트로 커버될 수도 있다. 주 방열벽을 통해 열이 방출되는 것 외에, 지지벽과 심에 의해 제2의 열 방출 루트가 형성되기 때문에, 이러한 구성이 특히 유리하다. 기준벽과 직교하는 방향을 따라, 엔빌로프 내에 요소들이 유격 없이 적층되어도, 모듈 내의 다양한 부품들 사이의 접촉이 매우 긴밀하기 때문에, 열이 엔빌로프 쪽으로 매우 효율적으로 전달된다.
- 상기 모듈은 엔빌로프(16)의 하부벽 또는 상부벽으로 형성되는 단일 기준벽(20A, 120A)을 포함하고, 기준벽은 대면적의 열방출 표면을 구성하며, 이들은 모든 저장 요소들과 접촉하고 있다. 상기 모듈은 필요에 따라서는 상기 모듈이 사용 환경에 놓여질 때 수직방향으로 위치하는 다수의 기준벽을 또는 하나의 기준벽을 포함할 수 있다.
- 상기 모듈은, 전기 절연성 소재로 제조되며, 에너지 저장 요소(14, 114)를 수용하는 다수의 하우징(52)을 포함하는 저장 요소들의 시밍 구조물(50, 150)을 포함한다. 상기 구조물(50, 150)은 요소들을 서로에 대해 고정시키며, 전기적으로 절연시킨다. 본 발명에 따른 방법에서, 저장 요소(14)는 슬라이딩 되어 자리를 잡기 때문에, 이러한 구조물을 사용하는 것이 특히 유리하다. 상기 구조물은 에너지 저장 요소들을 엔빌로프 내로 삽입하기 전에 에너지 저장 요소들의 상대 위치를 부여하기 때문에, 작업자가 복잡한 조정 작업을 하지 않아도 되게 한다. 또한, 이러한 구조물은 엔빌로프 내에서 에너지 저장 요소들이 자동적으로 위치하도록 하는 프레임을 제공한다.
- 시밍 구조물(50, 150)은 지지벽(22, 122)에 대해 특히 부착되어 있는 포지셔닝 수단(70; 170)을 포함한다. 이에 따라, 종방향 부재를 모듈 내로 삽입하는 중에, 지지벽이 움직이거나 기울어지더라도 모듈 코어의 포지셔닝이 유지될 수 있게 된다.
- 시밍 구조물(50)은 다음 수단들 중 적어도 하나를 포함한다.
· 케이블(6)용 가이드 수단(58), 및/또는
· 저장 요소에 연결되어 있는 상보적 연결 수단과 연합할 수 있는 전기 커넥션을 수용하는 수단(56), 및/또는
· 전자 카드(62)에 연결되는 커넥션을 수용하는 수단(68), 및/또는
· 전자 카드(62)의 고정 수단(66), 및/또는
· 적어도 하나의 센서를 고정하는 고정 수단.
상기 구조물은 기능들을 모듈 상에 통합함으로써 모듈 제조 방법을 한층 더 단순화시키는 데에 사용된다. 모든 커넥션들은 상기 저장 요소들을 모듈 상에 위치시키기 전에 특히 상기 구조물 상에서 조립되며, 이는 메인 장착 체인 바깥쪽에서 이들 구조물을 준비시켜, 모듈 제조 방법의 비용을 절감되게 한다.
- 저장 요소들은, 각 어셈블리가 지지벽에 대해 정지해 있는 제1 단부와 상기 기준벽과 마주하는 엔빌로프의 벽에 대해 정지해 있는 제2 단부를 구비하도록 나란하게 배열된다. <<~에 대해 정지해 있는>>(stopping against)이란 표현은 저장 요소들이 상기 벽에 의해 제 위치에 유지되어 있는 것을 의미한다. 상기 요소들은 예를 들면 벽들 중 하나와 직접 접촉할 수 있다. (매트 또는 절연 포일 같은) 비-강직성 부품이 상기 저장 요소들과 상기 벽들 또는 상기 벽들 중 하나의 사이에 삽입될 수 있다. 비-강직성 부품은 하나의 접촉면 또는 다른 접촉면의 위치 및/또는 이들 접촉면들 간의 거리에 영향을 주지 않기 때문에, 조립이 그러한 비-강직성 부품에서 멈춰지는 것으로 생각되지는 않는다.
본 발명의 다른 목적은 엔빌로프(16) 내에 복수의 에너지 저장 요소(14; 114)를 수용하는 에너지 저장 모듈(10; 100)의 조립 방법으로, 상기 조립 방법은,
- 폐쇄된 아웃라인(closed outline)을 구비하며 저장 요소들을 수용하는 크기의 부품(piece)(20; 120) 내에 지지벽(22; 122)을 위치시키는 단계로서, 상기 부품은 모듈의 엔빌로프(16)의 일부를 형성하며, 엔빌로프의 적어도 하나의 측벽을 포함하되, 상기 지지벽(22; 122)은 평행 기준벽(20A; 120A)으로 불리는 측벽들 중 한 벽과 인접하고 상기 벽과 평행하며, 상기 지지벽이 조립된 위치에 있을 때 상기 기준벽과는 제1 거리(D1)에 위치하도록 지지벽을 위치시키는 단계,
- 상기 저장 요소(14; 114)가 삽입되면 이들 요소들이 지지벽(22; 122)과 접촉하도록, 상기 저장 요소(14; 114)를 슬라이딩시켜 상기 부품(20; 120) 내로 삽입하는 단계,
- 지지벽이 기준벽으로부터 제1 거리(D1)에 있는 조립 위치로부터, 지지벽이 기준벽으로부터 상기 제1 거리(D1) 보다 큰 제2 거리(D2) 위치에 있으며, 저장 요소들과 관련되어 있는 적어도 하나의 부재를 기준벽(20A; 120A)과 마주하는 부품의 벽(20B, 120B)에 대해 압박하는 위치인 작동 위치로 이동하도록 지지벽(22; 122)의 위치를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 조립 방법은 아래의 특징들 중 하나 또는 그 이상을 또한 포함할 수 있다.
- 상기 요소(14; 114)가 부품 내에 삽입되기 전에 지지벽(22; 122)에 대해 상대적으로 위치될 수 있으며, 상기 요소와 지지벽은 동시에 부품 내로 삽입된다.
- 지지벽(22)의 위치를 조절하는 단계는 부품 내의 기준벽(20A)과 지지벽(22) 사이에 적어도 하나의 심, 특히 하나 또는 그 이상의 종방향 부재(24A-24B; 80A-80B)를 삽입하는 단계를 포함한다.
- 지지벽(22; 122)의 위치를 조절하는 단계는 (추가로 또는 선택적으로) 미리 압축된 탄성 수단(90; 124)을 해제시키는 단계를 포함할 수 있다. 이들 수단은 특히 상기 심 또는 심들(80A-80B)과 단일 부품으로 되어 있어, 상기 심 또는 심들에 동시에 삽입될 수 있다. 이들 미리 압축된 탄성 수단을 해제시키는 단계는 특히 압축 상태에 있는 이들 탄성 수단의 유지 수단(92; 126)을 이동시키거나 파열시키는 단계이다.
- 심들 또는 종방향 부재(24A-24B; 80A-80B) 또는 상기 적어도 하나의 심들 또는 종방향 부재의 삽입은 기준벽과 단일 부품으로 배치되어 있는 가이드 레일(26A-26B)을 구비하는 종방향 부재와 협동하여 수행된다.
- 저장 요소들을 상기 부품 내로 삽입하는 단계는, 적어도 하나의 저장 요소를 각각 수용할 수 있는 복수의 하우징(52)을 포함하는 시밍 구조물(50; 150) 내로 상기 저장 요소들(14; 114)을 삽입하는 단계와, 지지벽(22; 122)에 대해 상기 저장 요소들을 포함하는 시밍 구조물(50)을 위치시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은 시밍 구조물을 위치시키는 단계 전, 특히 요소(14)를 시밍 구조물(50) 내로 삽입하기 전에, 전자 커넥터 요소, 특히 적어도 하나의 케이블(60), 적어도 하나의 전자 카드(62), 적어도 하나의 커넥터, 적어도 하나의 센서를 시밍 구조물(50) 상에 조립하는 단계를 포함한다.
이하에서, 도면들에 도시되어 있는 모듈(10)에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 1에 명확하게 도시되어 있듯이, 상기 모듈(10)은 6개의 에너지 저장 요소(14)를 포함하는 모듈 코어(12)를 포함한다. 에너지 저장 요소(14)에 대해서는 아래에서 좀 더 상세하게 설명한다.
모듈은 본질적으로 평행육면체 형상이며 6개의 벽을 포함하는 엔빌로프(16)를 또한 포함한다. 상기 엔빌로프는, 제1 단부벽(18A), 제2 단부벽(18B) 및 모듈의 모든 측벽을 포함하는 부품(20)의 3부분으로 이루어진다. 상기 부품은 관상이다. 부품은 폐쇄된 아웃라인으로 되어 있으며, 그 크기는 모듈 코어(12)와 저장 요소들(14)을 수용하는 크기로 되어 있다. 상기 엔빌로프는 일반적으로 열전도성 소재 예컨대 금속 재료로 만들어진다.
도 1 및 도 2로부터 명확하게 알 수 있듯이, 상기 모듈은 모듈의 하부벽(20A)(기준벽(20A)으로도 호칭됨)과 모듈 코어의 하부벽 사이에 위치하는 지지벽(22)을 또한 포함한다. 상기 지지벽(22)의 크기는 기준벽(20A)과 실질적으로 동일하며, 기준벽과 실질적으로 평행하게 위치하게 된다. 지지벽은 열전도성이지만, 다른 저장 요소들(14) 간에 단락이 발생되는 것을 방지하기 위해 전기절연성 소재로 만들어진다.
모듈은, 기준벽(20A)으로도 호칭되는 하부벽(20A)과 지지벽(22) 사이에 삽입되어 있는 2개의 종방향 부재(24A, 24B)를 또한 포함한다. 도 2 및 도 3에 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 종방향 부재(24A, 24B)는 기준벽(20A) 상에 배치되어 있는 가이드 레일과 협동하며, 가이드 레일(26A)과 가이드 레일(26B) 각각은 종방향 부재(24A)와 종방향 부재(24B)를 각각 수용한다. 본 실시형태에서, 가이드 레일이 평행육면체의 릿지와 실질적으로 평행한 방향으로 연장함은 자명하지만, 그렇다고 이것이 반드시 필수적인 것은 아니다. 가이드 레일은 기준벽(20A)의 종방향 크기의 일부분에 걸쳐서만 연장하지만, 그 전체 크기를 넘어서 연장할 수도 있다.
도 1로부터 명확하게 알 수 있듯이, 종방향 부재(24A, 24B)는 기준벽(20A)의 실질적으로 전장에 걸쳐 연장된다. 종방향 부재(24A, 24B)는 금속으로 제조되고, 열전도성 소재로 제조된다. 종방향 부재(24A, 24B) 각각은 종방향 경사 단부(25)를 구비한다. 상기 단부에서 종방향 부재의 두께는 종방향 두께의 최대 두께보다 작게 되며, 이에 따라 종방향 부재가 엔빌로프(20) 내로 용이하게 삽입되게 된다.
각 종방향 부재(24A, 24B)의 횡단면은 뒤집어진 T-형(또는 프로파일)이다. 이에 따라 종방향 부재(24A, 24B)는 상기 기준벽(20A)과 접촉하는 편평한 하단면(30)을 포함한다. 종방향 부재(24A, 24B)의 상단부에는 지지벽(22)을 지탱하는 돌출부(32) 및 상기 하단면(30)과 평행하며 돌출부(32) 양쪽 위에서 연장하는 2개의 정지면(34)을 포함한다.
가이드 레일(26A, 26B)은 간격이 상기 종방향 부재의 횡단면 치수에 대응되도록 선택되는 2개의 종방향 돌출부(36)를 포함한다. 돌출부(36) 각각은 기준벽(20A)과 실질적으로 직교하는 평면을 따라 연장하는 가이드부(38)를 포함한다. 상기 가이드부는 종방향 부재를 기준벽 평면 내의 제 위치에서 가이드 및 유지한다. 상기 가이드부(38)의 자유 단부에서, 상기 기준벽(20A)으로부터 이격된 위치에, 각 돌출부(36)는 상기 기준벽(20A)과 실질적으로 평행하며 가이드 레일의 다른 돌출부(36)를 지향하는 전환부(39)(return)를 포함하며, 전환부는 종방향 부재의 정지면(34)과 협동하도록 배치된다.
상기 전환부(39) 레벨에서 2개의 돌출부(36) 사이의 간격은 종방향 부재의 돌출부(32)가 통과할 수 있도록 하며, 지지벽(22)은 종방향 부재의 돌출부(32)에 의해서만 지탱되며, 좀 더 상세하게는, 모듈이 조립될 때에 가이드 레일(26)의 상단부와 지지벽(22) 사이에는 간격이 존재한다는 점은 도 2로부터 명확하게 알 수 있다.
모듈은 모듈 코어(12)의 상단부와 부품(20)의 상부벽(20B) 사이에 개재되는 써멀 매트(28)를 또한 포함한다. 상기 써멀 매트는 EPDM(에틸렌-폴리프로필렌-디엔 모노머) 같은 전기 절연성이며 열 전도성 소재로 제조된다. 상기 소재는 탄성 변형되는데, 특히 압축성이다.
이하에서 도 4 및 도 5를 참조하여, 상기 모듈 코어(12)에 대해 상세하게 설명한다. 상기 모듈 코어는 6개의 에너지 저장 요소(14)를 포함하며, 각 요소는 통상적으로 실질적으로 원통형이며 베이스와 뚜껑(lid)(14B)을 구비하는 관상 케이싱(14A)을 포함한다. 상기 베이스는 상기 요소의 제1 전기 단자(예컨대 양극 단자)를 형성한다. 상기 뚜껑은 예컨대 뚜껑과 케이싱 사이에 삽입되는 전기 절연성 조인트에 의해 케이싱과 전기적으로 절연되어 있고, 제2 전기 단자 예컨대 음극 단자를 형성한다. 뚜껑은 단부벽과 케이싱의 측벽을 부분적으로 덮고 있는 원통형 림(15)을 포함한다. 상기 림의 직경은 상기 측벽의 측벽보다 크다.
요소들(14)은 전기 및 열 전도성 소재, 특히 금속으로 제조되는 커넥션 링크(40)에 의해 전기적으로 직렬 연결되어 있다. 이들 링크(40) 각각은 지정 요소(14)의 제1 단자를 인접 요소(14)의 제2 단자에 연결한다. 각 요소(14)는 각 요소의 각 단자에서 다른 요소들과 연결된다. 모듈 코어(12)는 링크(42)를 포함하는데, 링크(42)는 링크들이 부착되어 있는 다른 요소들 상에서 다른 요소와 연결되어 있지 않다. 이들 링크는 커넥터(44)에 의해 엔빌로프의 벽(18A) 상에 배치되어 있는 모듈의 단자(46)에 연결되어 있다. 상기 단자에 의해 모듈은 외부 요소들에 연결된다.
모듈 코어(12)는, 도 5에 좀 더 명확하게 도시되어 있는 시밍 구조물(50)을 또한 포함한다. 상기 시밍 구조물(50)은 절연 절연성 소재 특히 플라스틱 소재를 몰딩하여 제조되며, 상기 구조물은 매우 복잡하고 구조물 상에는 많은 기능들이 통합되어 있다.
시밍 구조물(50)은 각각이 에너지 저장 요소(14)를 수용하는 크기로 되어 있는 복수의 하우징(52)을 포함한다. 각 하우징은 케이싱(14A)의 측벽과 연동하는 림(54)과 요소의 축방향을 따라 요소를 센터링하고 유지하는 뚜껑(14B)의 림(15)의 자유 단부에 의해 둘러싸여 있다.
이러한 시밍 구조물(50)은 상기 하우징(52) 사이에 위치하는 홈이 있는 돌출부(56)를 포함한다. 이들 돌출부(56)는 예컨대 Faston® 타입의 러그와 같은 암형 전기 커넥터(도면에는 도시하지 않음)를 제 위치에 유지하도록 구성된다. 그러한 커넥터는 에너지 저장 요소의 전기 단자에 연결되어 있는 숫형의 상보적 커넥터와 연동한다. 본 실시형태에서, 상기 상보적 커넥터는, 에너지 저장 요소(14)의 자유 단부에서 커넥션 링크(40)의 평면과 실질적으로 직교하는 평면에서 상기 링크 상에 배치되는 탭(57)이다. 커넥터(58)가 상기 돌출부(56) 내에 꽂혀 있음은 도 4로부터 명확하게 알 수 있다.
시밍 구조물(50)은 케이블을 안내하는 가이드 수단을 또한 포함한다. 상기 가이드 수단은 가변형의 한 쌍의 탭(58)을 포함하며, 이들 탭 사이에 케이블(60)이 클리핑에 의해 삽입될 수 있다. 이들 케이블(60)은 일반적으로 에너지 저장 모듈 내에서 저장 요소들(14)을 전자 카드(62)(도 1에 명확하게 도시됨)에 연결하는 데에 사용되며, 모듈 내의 다양한 요소들(14)의 부하를 균등하게 할 수 있다. 이들은 특히 돌출부(56) 내에 위치하는 커넥터에 연결된다.
전자 카드(62)는 시밍 구조물의 일 단부에서, 시밍 구조물의 지지면(64)과 평행하게, 수직방향으로 위치한다. 시밍 구조물(50)은 전자 카드(62)의 고정 수단을 또한 포함한다. 상기 고정 수단은 상기 시밍 구조물(50) 상에 전자 카드가 나사고정되도록 하는 4개의 생크(66)를 포함한다. 시밍 구조물(50)은 상기 전자 카드와 연동하는 전기 커넥터를 부착하는 부착부(68)(placement)를 포함한다. 상기 부착부는 전자 카드 상의 커넥션을 위해 제공되는 상기 부착부 반대편의 지지면(64) 내에 만들어진 리세스이다. 리세스(68) 내에 위치하는 커넥터는 케이블(60)에 연결되며 전자 카드(62) 내에 꽂혀진다.
시밍 구조물(50)은 상기 모듈에 커넥션들을 용이하게 통합하기 위한 전술한 수단들 외에도, 상기 지지벽 상에 시밍 구조물(50)을 위치시키는 수단을 포함한다. 이들 수단은 도 3에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 하향으로 연장하며 지지벽(22)의 상보적 오리피스 내에 삽입되는 수직핀(70)을 포함한다.
전술한 바와 같은 모듈의 조립 방법에 대해 설명한다.
제1 단계에서, (케이블(60), 커넥터, 전자 카드(62) 등) 모든 커넥션들이 시밍 구조물(50) 상에 장착된다. 시밍 구조물에 의해, 사실 이 작업은 요소들이 구조물 상에 장착되기 전에 메일 조립 체인 밖에서 이루어질 수 있으며, 이는 결과적으로 시간을 절약할 수 있게 한다.
그런 다음, 요소들(14)이 이러한 효과를 위해 제공된 시밍 구조물의 하우징(62) 내에 삽입된다. 요소들(14)이 링크들에 의해 직렬로 연결되기 때문에, 요소들은 지정 요소의 제2 단자(뚜껑(14B))가 인접 요소의 제1 단자(케이싱의 베이스(14A))와 동일 평면 내에 놓이도록 위치된다. 도면들로부터 명확하게 알 수 있듯이, 이에 따라 요소들 전부가 상기 구조물(50) 내에 위치하게 된다.
이어서, 림(54)에 의해 요소들(14)이 정확하게 위치하게 되고, 링크들(40, 42)이 요소들 위에, 요소들(14)의 일 단부 위에 위치하게 된다. 링크들(40)은 링크의 탭(58)이 돌출부(56)의 리세스 내에 위치하는 러그 내에 삽입되도록 위치하며, 그런 다음 링크들은 요소들 상에서 용접된다. 모듈 코어(12)를 뒤집고, 다른 측면에서 동일한 작업을 반복한다.
링크(42)의 커넥터(46)가 벽(18A)에 의해 모듈의 단자(72)에 대해 정확하게 자리 잡도록, 모듈 코어 상의 단부면(18A)이 장착된다.
그런 다음, 상기 단부면과 조립된 모듈 코어(12)가 지지벽(22) 상에 놓여진다. 모듈 코어(12)는 전술한 수단(70)에 의해 상기 벽 위에 정확하게 위치하게 된다.
이어서, 써멀 매트(28)가 모듈 코어(12)의 상단면 상에 놓여진다.
일단 상기 서브-어셈블리가 형성되면, 도 6A에 명확하게 도시되어 있듯이, 단부벽(18A)이 부품(20)의 대응 단부에 의해 정지될 때까지, 지지벽(22)이 모듈의 하부벽에 대응되는 기준벽(20A)과 평행하게 상기 서브-어셈블리가 엔빌로프의 부품(20) 내로 미끄러져 들어간다. 이어서, 도 6B에 명확하게 도시되어 있듯이, 종방향 부재(24A, 24B)가 이러한 효과를 위해 제공된 엔빌로프의 가이드 레일(26A, 26B) 내로 미끄러져 들어간다. 상기 종방향 부재는 종방향 부재의 경사 단부(25)에 의해 레일 내로 삽입된다.
종방향 부재를 삽입하기 전에, 상기 기준벽(20A)에서부터 제1 거리(D1) 이격된 위치에서, 지지벽(22)이 부품(20)의 가이드 레일 상에 안착되어 있다. 상기 부품은, 가이드 레일(26A, 26B)의 상단부와 부품의 상부벽 사이에 그 높이가 전술한 서브-어셈블리의 높이보다 크도록 구성되며, 요소들 각각의 제조 공차와 관계없이 상기 서브-어셈블리는 모듈 내로 쉽게 미끄러져 들어간다. 서브-어셈블리와 상부벽 간에는 접촉되어 있지 않기 때문에, 이 작업은 사실 간단하다.
이어서, 종방향 부재가 부품 내로 삽입될 때, 종방향 부재가 서브-어셈블리를 들어 올려 써멀 매트(28)가 엔빌로프의 부품(20)의 상부벽(20B)과 접촉하게 한다. 상기 모듈 내에서 발생된 열이 상기 상부벽(20B)을 통해 배출되기 때문에, 상기 상부벽은 열 방출벽으로도 불린다. 지지벽(22)은 상기 기준벽(20A)으로부터 제1 거리(D1) 보다 큰 제2 거리(D2)만큼 이격된 곳에 위치한다. 상기 써멀 매트는 압축된 상태에서도 상기 상부벽과 잘 접촉되도록 한다. 써멀 매트의 이러한 가변형 특성은, 상기 종방향 부재, 부품(20) 및 요소들의 제조 클리어런스와는 관계없이, 상부벽과 긴밀하게 접촉되도록 하여, 부품(20) 내부 상에 다양한 요소들의 적층이 홀딩되지 않도록 한다.
일단 종방향 부재들이 모듈 내에 삽입되면, 벽(18B)이 부품(20) 상에 위치되도록 하며, 각 단부벽(18A, 18B)이 부품에 고정되어 최종 모듈을 얻게 된다. 부품(20)과 단부벽(18A, 18B)의 계면에 위치하는 탄성 조인트에 의해 또는 이들 요소들 중 일 요소 또는 타 요소 상에 오버몰딩되어 이들 다양한 요소들 간의 빡빡함(tightness)이 보증되게 된다.
도 3에 명확하게 도시되어 있듯이, 열이 2개의 별개의 경로: 한편으로는 써멀 매트 및 상부벽(20B)에 의해, 다른 한편으로는 지지벽(22)과 종방향 부재(24A, 24B)에 의해 열이 확산되기 때문에, 최종 모듈은 열 확산이 잘 이루어지게 된다. 이에 따라, 열은 모듈의 엔빌로프를 향해 좀 더 신속하게 배출되게 된다. 또한, 엔빌로프는 단일 부품으로 제조되어 폐쇄된 아웃라인을 구비하기 때문에, 열은 모듈의 상부벽 및/또는 하부벽으로부터 수직벽을 향해 (계면을 거치지 않고) 쉽게 확산된다. 열이 모듈 내에서 잘 분산되어, 상기 모듈의 주위환경의 다른 요소들(여기서는 예를 들면 모듈의 하부벽과 접촉하게 위치되는 차량의 샤시) 또는 대기와의 열교환면이 커지게 된다. 이 또한 열 방출을 개선시킨다.
도 7을 참조하여, 전술한 실시형태의 변형예를 설명한다. 본 실시형태에서, 종방향 부재(80A, 80B)가 종방향 부재(24A, 24B) 대신에 부품 내로 삽입되어 있다. 이들 종방향 부재도 실질적으로 기준벽의 종방향 전장을 따라 연장하며 금속으로 제조된다. 그러나 상기 종방향 부재의 프로파일은 이전에 설명한 종방향 부재(24A, 24B)의 프로파일과는 상이하며, 이에 대해서는 도 7에 도시하였다.
종방향 부재(80)는 Z-형 프로파일(82)을 포함하며, 상기 프로파일은 기준벽(20A) 상의 지지벽(84)(본 경우에서는 아래쪽)과 지지벽 상의 지지벽(86)(본 경우에서는 위쪽)을 구비한다. 이들 2개의 벽(84, 86)은 대각벽(88)에 의해 연결되며, 대각벽은 프로파일이 벽들(84, 86)(종방향 부재(80)가 부품 내에 놓여질 때 벽(20A, 22)와 직교하는 방향으로) 약간의 탄성을 가지도록 하는데, 이는 도 7로부터 알 수 있듯이, 점선과 도트로 표시한 위치들 사이에서 대각벽의 경사에 따라 프로파일의 높이가 조절될 수 있기 때문이다.
프로파일(82)은 프로파일의 대각벽 내에 프로파일의 전장에 걸쳐 분포되어 있는 복수의 개구부(미도시)를 또한 포함한다. 프로파일은 특히 그 단부 각각 근방에 형성되어 있는 개구부 및 상기 방향을 따라 프로파일의 중앙부 근방에 형성되어 있는 하나의 개구부를 포함한다.
상기 개구부 각각에는 스프링(90)이 위치하며, 스프링의 제1 단부는 프로파일의 상부벽(84)에 연결되어 있고, 제2 단부는 프로파일의 하부벽(86)에 연결되어 있다.
스프링(90)은 각각이 스프링의 단부에 부착되어 있고, 사전에 미리 결정된 길이(스프링(90)에 대응되며, 이에 따라 스프링의 자유길이보다 작은)를 갖는 2개의 브랜치(94, 96)를 포함하는 플라이어(92)에 의해 압축된 상태에서 스트레스 받은 상태로 유지된다. 즉, 그 길이는 스프링의 자유길이(resting length) 보다 작다. 선택적으로, 상기 유지 수단(holding means)은 종방향 부재(80)의 벽들(84, 86)에 연결되어 있는 하나 또는 그 이상의 수직 탭을 포함할 수 있는데, 그러한 탭은 파쇄될 수 있다.
종방향 부재(80)가 부품 내로 삽입될 때, 도 7에 점선으로 도시되어 있는 바와 같이, 스프링(90)은 플라이어(92)에 의해 압축된 상태로 되어 모듈의 어셈블리 위치를 구성한다. 상기 종방향 부재들은 부품 내로 쉽게 삽입된다. 이어서, 플라이어들이 제거되어 스프링들이 본래의 자유 길이로 회복되어 종방향 부재의 높이를 증가시킨다. 도 7에서 도트로 표시한 바와 같이, 지지벽이 작동 위치에 있을 때, 압축되지 않은 위치는 종방향 부재(80)의 구성에 대응된다.
상기 종방향 부재는, 다양한 요소들(부품(20), 요소들(14))의 제조 공차와 관계없이, 요소들을 모듈의 열 방출벽(20B)에 대해 압박한다. 사실, 종방향 부재가 강직한 경우와는 달리, 지지벽(22)과 작동 위치와 거리(D2)는 모듈의 함수로 변할 수 있다.
지정된 제조 클리어런스에서, 요소들이 최소 크기로 되고, 부품이 최대 크기로 되는 경우에도 스프링이 요소들을 열 방출벽에 대해 압박할 수 있도록 스프링의 자유 길이가 선택된다. 스프링의 자유 길이는 특히 종방향 부재가 작동 위치에 있을 때의 길이보다 크다.
도 1의 모듈의 실시형태에 대한 다른 변형 실시예가 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있다. 이들 도면들은 모듈 코어(112)가 부품(120) 내에 장착되어 유지 수단과 기준벽 사이의 거리가 D1에 있으며, 그런 다음, 모듈 코어가 부품(120) 내로 삽입되는 위치(유지 수단과 기준벽 사이의 거리가 D2)에 있는 모듈(100)의 단면을 도시한다. 본 모듈과 도 1의 모듈과 공통되는 점은 상세하게 설명하지 않는다.
도 8a 및 도 8b로부터 명확하게 알 수 있듯이, 본 변형예에 따른 모듈은, 제1 실시형태의 열 방출벽(20B)과는 달리 파동형 열 방출벽(120B)을 포함한다. 이들 파동형부(121)(undulation)는 부품의 종?향 전장에 걸쳐 연장하고 있으며, 각 요소(114)의 오른쪽에 인접하는 써멀 매트(128)가 여러 지점에서 상기 벽(120B)과 접촉할 수 있도록 충분히 근접해 있다. 이들 파동형부의 높이는, 모듈의 부피를 증가시키지 않도록 하기 위해, 1㎝를 초과하지 않는다. 이들의 간격(spread)은 특히 2㎝ 미만이다. 상부벽 상에 파동형부가 존재함에 따라 써멀 매트에 손상을 주지 않게 된다.
사실, 피스(120) 및 요소들(124)의 제조 공차의 함수로서 얻어지는 거리, 열 접촉점 내의 요소들(114)이 벽(120b)과 접촉하는 거리가 항상 동일하지 않게 되며, 이에 따라 이와 동일한 방식으로 모든 부분이 압축되지 않는다. 여기서, 다양한 요소들의 제조 공차에 관계없이, 상기 매트가 벽(120A)에 가장 근접하는 벽(120B)의 지점(160) 높이에서 상부벽과 밀접하게 접촉하게 된다. 그러나, 매트가 최대로 압축될 때, 매트의 압축 한도를 초과한다면 손상될 수도 있다. 이러한 현상은, 접촉지점들(160) 사이에 위치하는 영역(162)에 의해 방지될 수 있으며, 상기 영역(162)에서 써멀 매트(128)는 압축되지 않으며 접촉 지점의 높이에서 이루어지는 압축을 <<감쇠>>할 수 있게 된다.
이들 실시형태들이 본 발명을 한정하는 방식으로 기재된 것이 아님은 자명하다. 본 발명은 전술한 실시형태와 달리 많은 변형이 이루어질 수 있으며, 이들 역시 본 발명의 범위에 속한다. 예를 들면,
- 기준벽은 부품(20)의 벽들 중 임의의 벽일 수 있다. 부품은 또한 복수 개의 기준벽을 포함할 수 있다.
- 상기 모듈은 평행육면체가 아닐 수도 있다.
- 열 방출벽의 형상은 전술한 형상으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 파동형부에 의해 달성되는 동일한 기능을 얻기 위해, 써멀 매트는 해당 영역만큼 중공형으로 될 수 있다.
- 엔빌로프의 부품은 하나의 단부벽을 포함할 수도 있다.
- 종방향 부재의 수는 전술한 바와 상이할 수 있다.
- 종방향 부재 및/또는 지지벽은 열 절연성 소재로 제조될 수 있다.
- 종방향 부재의 형상(단면 등)은 전술한 것에 한정되지 않는다. 종방향 부재는 예컨대 경사 단부를 포함하지 않을 수도 있다.
- 지지벽(22)과 요소들(14) 사이에, 써멀 매트(38)를 대체하는 써멀 매트가 도입될 수도 있고, 또는 상기 써멀 매트(38) 외에 다른 써멀 매트가 추가로 도입될 수도 있다.
- 가이드 레일은 선택 사항이다. 가이드 레일이 제공되는 경우, 가이드 레일의 형상은 전술한 형상에 한정되는 것은 아니다.
- 탄성 수단의 유지 수단은 파쇄 가능할 수 있으며, 모듈의 두 벽 특히 심의 두 벽을 연결한다.
- 시밍 구조물은 선택 사항이다. 시밍 구조물의 형상과 기능의 통합은 전술한 바로 한정되는 것은 아니다.
이와 유사하게, 조립 방법에 있어서도, 조립 단계는 모듈 내에 요소들이 존재하는 지 여부에 따라 변할 수 있다. 조립 단계가 전술한 바로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 1과 같은 모듈의 경우, 단부벽(18A)은 조립 종료 직후, 부품(20)에 고정되기 바로 전, 또는 전자 카드가 시밍 구조물에 고정되기 전에 모듈 코어에 부착될 수 있다. 시밍 구조물(150)의 스러스트가 종방향을 따라 형성될 수도 있다.

Claims (18)

  1. 다수의 에너지 저장 요소(14, 114)를 포함하기에 적합한 에너지 저장 모듈(10, 100)로, 상기 모듈은,
    - 에너지 저장 요소들을 둘러싸는 크기이며, 폐쇄된 아웃라인을 구비하는 단품(20, 120)으로 제조되는 적어도 다수의 측벽과 2개의 단부벽(18A-18B)을 포함하는 엔빌로프(16),
    - 상기 엔빌로프의 벽들과 분리되어 있으며, 측벽들 중 기준벽(20A, 120A)으로 불리는 벽과 실질적으로 평행하게 연장하는 에너지 저장 요소의 지지벽(22, 122)을 포함하며, 상기 모듈은,
    - 기준벽(20A, 120A)과 제1 거리(D1)에 있는 적어도 하나의 조립 위치와, 상기 기준벽(20A, 120A)에서부터 상기 제1 거리(D1) 보다 큰 제2 거리(D2)에 있는 작동 위치 사이에서 상기 지지벽(22, 122)의 위치를 변경시킬 수 있는 수단(24A-24B; 80A-80B; 124-126)을 추가로 포함하되,
    상기 지지벽의 위치를 변경시키는 수단은 기준벽(20A)과 지지벽(22) 사이에 삽입되며, 종방향 부재 형상을 구비하는 적어도 하나의 심(24A-24B; 80A-80B)을 포함하고, 상기 기준벽(20A)은 상기 심(24A-24B; 80A-80B) 또는 상기 심들 중 적어도 하나와 연동할 수 있는 적어도 하나의 가이드 레일(26A-26B)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    측벽을 포함하는 상기 단품(20)은 양 단부가 개방되어 있고, 상기 모듈은 2개의 단부벽(18A-18B)을 추가로 포함하며, 각 단부벽은 상기 단품과 별개로 되어 있으며 모듈의 개방 단부를 밀폐할 수 있는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 심(80A-80B) 또는 상기 심들 중 적어도 하나는, 상기 심들 또는 상기 심들 중 적어도 하나와 연결되어 있는 기준벽(20A)과 적어도 직교하는 방향을 따라 탄성 변형될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지벽의 위치를 변경할 수 있는 수단은 탄성 수단(90; 124)과, 상기 탄성 수단을 스트레스된 상태로 유지하는 수단(92; 126)을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    탄성 수단(90)이 상기 심(80A-80B) 또는 상기 심들 중 적어도 하나와 단일 부품인 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지벽(22)과 저장 요소(14) 사이 및/또는 저장 요소와 상기 기준벽과 마주하는 엔빌로프(16)의 측벽 사이에 위치되며, 압축성 소재로 된 적어도 하나의 부재(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 심(24A-24B; 80A-80B) 또는 상기 심들 중 적어도 하나, 탄성 수단(124) 및/또는 지지벽(22; 122)은 열 전도성 소재로 제조되는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 엔빌로프의 하부벽 또는 상부벽으로 형성되는 하나의 지지벽(20A)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    기준벽(120A)과 마주하는 엔빌로프의 벽(120B)은 기준벽에 대한 거리가 국부적으로 변하도록 형성되며, 파동형부(121)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    전기 절연성 소재로 제조되며, 에너지 저장 요소(14; 114)를 수용하는 복수의 하우징(52)을 포함하는 에너지 저장 요소의 시밍 구조물(50; 150)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    시밍 구조물(50; 150)은 위치설정 수단(70; 170), 상기 지지벽(22; 122)에 대해 부착되어 있는 부착물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    시밍 구조물(50)은,
    - 케이블(60)용 가이드 수단, 및/또는
    - 저장 요소에 연결되어 있는 상보적 연결 수단과 연동할 수 있는 전기 커넥션을 수용하는 수단(56), 및/또는
    - 전자 카드(62)에 연결되는 커넥션을 수용하는 수단(68), 및/또는
    - 전자 카드(62)의 고정 수단(64), 및/또는
    - 적어도 하나의 센서를 고정하는 고정 수단 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    저장 요소들은 각 어셈블리가 상기 지지벽에 대하여 정지하는 제1 단부 및 상기 기준벽과 마주하는 엔빌로프의 벽에 대하여 정지하는 제2 단부를 포함하도록 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
  14. 엔빌로프(16) 내에 복수의 에너지 저장 요소(14; 114)를 수용하는 에너지 저장 모듈(10; 100)의 조립 방법으로, 상기 조립 방법은,
    - 폐쇄된 아웃라인을 구비하며 저장 요소들을 수용하는 크기의 단품(20; 120) 내에 지지벽(22; 122)을 위치시키는 단계로서, 상기 단품은 모듈의 엔빌로프(16)의 일부를 형성하며, 엔빌로프의 적어도 하나의 측벽을 포함하되, 상기 지지벽(22; 122)은 평행 기준벽(20A; 120A)으로 불리는 측벽들 중 한 벽과 인접하고 상기 벽과 평행하며, 상기 지지벽이 조립된 위치에 있을 때 상기 기준벽과는 제1 거리(D1)에 위치하도록 지지벽을 위치시키는 단계,
    - 일단 상기 저장 요소(14; 114)가 삽입되면 이들 요소들이 지지벽(22; 122)과 접촉하도록, 상기 저장 요소(14; 114)를 슬라이딩시켜 상기 단품(20) 내로 삽입하는 단계,
    - 지지벽이 기준벽으로부터 제1 거리(D1)에 있는 조립 위치로부터, 지지벽이 기준벽으로부터 상기 제1 거리(D1) 보다 큰 제2 거리(D2) 위치에 있으며, 저장 요소들과 관련되어 있는 적어도 하나의 부재를 기준벽(20A; 120A)과 마주하는 단품의 벽(20B, 120B)에 대해 압박하는 위치인 작동 위치로 이동하도록 지지벽(22; 122)의 위치를 변경하는 단계를 포함하되, 상기 지지벽(22)의 위치를 변경하는 단계는 적어도 하나의 심, 하나 또는 그 이상의 종방향 부재(24A-24B; 80A-80B)를 단품(20) 내, 기준벽(20A)과 지지벽(22) 사이에 삽입하는 단계를 포함하되, 상기 삽입은 적어도 하나의 심(24A-24B; 80A-80B)과 기준벽(20A)의 적어도 하나의 가이드 레일(26A-26B)과 연동하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈 조립 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    지지벽(22; 122)의 위치 변경 단계는 미리 스트레스된 탄성 수단(90; 124)을 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈 조립 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 저장 요소(14; 114)를 상기 단품(20; 120) 내로 삽입하는 단계는, 적어도 하나의 저장 요소를 각각 수용할 수 있는 복수의 하우징(52)을 포함하는 시밍 구조물(50; 150) 내로 저장 요소를 삽입하는 단계와, 상기 저장 요소를 포함하는 시밍 구조물을 지지벽(22; 122)에 대해 위치를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈 조립 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 지지벽(22) 상에 상기 시밍 구조물(50)을 위치 설정하기 전, 상기 요소(14)를 시밍 구조물(50) 내로 삽입하기 전에, 적어도 하나의 전자 커넥터 요소, 특히 적어도 하나의 케이블(60), 적어도 하나의 전자 카드(62), 적어도 하나의 커넥터, 적어도 하나의 센서를 시밍 구조물(50) 상에 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈 조립 방법.
  18. 제4항에 있어서,
    탄성 수단(90)이 상기 심(80A-80B) 또는 상기 심들 중 적어도 하나와 단일 부품인 것을 특징으로 하는, 에너지 저장 모듈.
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