KR102588049B1 - 배터리 크러시 보호 시스템 - Google Patents

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Abstract

다음의 설명은 차량 배터리를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 차량 배터리는 리튬이온 배터리로 될 수 있고, 일련의 배터리 셀 그룹들을 형성하도록 배치되고 적층된 복수 개의 프리즘 형상의 배터리 셀들을 포함할 수 있고, 보호 케이싱들 또는 보호 케이싱의 파티션 챔버들(partitioned chambers)은 각각의 배터리 셀 그룹을 둘러싼다. 보호 케이싱 또는 보호 케이싱의 부품 세그먼트들은 일련의 리지들 및 메이팅 그루브들에 의해 서로 결합될 수 있다. 보호 케이싱은 그 대신에 복수 개의 파티션 챔버들을 포함하는 모놀리식 압출부(monolithic extrusion)로 이루어질 수 있다. 보호 케이싱은 배터리 셀 그룹들의 변형 없이 임계 압축력을 흡수하도록 구성될 수 있다.

Description

배터리 크러시 보호 시스템
본 출원은 2015년 5월 6일에 출원되고, "배터리 크러시 보호 시스템(Battery Crush Protection System)"이라는 명칭이 붙은 미국 가출원 No. 62/157,880에 대한 우선권을 주장하고, 모든 목적을 위해 그 전체가 참고 문헌으로 여기에 포함된다.
본 발명은 프리즘형 배터리 셀들을 포함하는 멀티-셀 배터리 시스템들에 관한 것이다.
많은 차량 배터리들은 차량의 전류 및/또는 전압 요구조건들을 만족시키기 위해서 직렬 및 병렬로 조립된 프리즘형 배터리 셀들을 활용한다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 그러한 차량 배터리들이 가진 잠재적인 문제점들을 인식했다.
차량 충격 또는 충돌(crash) 동안 발생된 힘들은 차량 배터리의 기능성을 감소시키고 및/또는 손상시키기에 충분히 클 수 있다. 보다 구체적으로, 리튬이온 배터리들의 증가된 사용으로 인해서, 본 발명의 발명자들은 그러한 배터리들이 견딜 수 있는 압축력의 크기가 증가될 필요성이 있다는 것을 인식했다.
본 발명은 또한 셀들을 구속 및 제한하기 위해 크러시 보호(crush protection)를 제공하는 아주 동일한 요소들을 사용해서, 배터리 내 셀들의 그룹들 및 셀들을 고정하고 조립하는 새로운 수단을 만들었다.
일 예시로서, 배터리는 하나 이상의 배터리 모듈들을 포함하고, 각각의 배터리 모듈은 하나 이상의 배터리 셀 그룹들을 포함하고, 각각의 배터리 셀 그룹은 삼각형 구성으로 배치된 오직 세 개의 원통형 배터리 셀들을 포함한다. 또한, 배터리는 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 인클로져(enclosure)를 포함한다. 모듈러 설계 접근은 어셈블리를 개선하고, 대량 생산(mass produce) 능력을 향상시키고, 서브어셈블리 수준에서 문제점들을 진단 및 교정하는 능력을 개선한다. 또 다른 예시에서, 배터리는 모듈러 설계를 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 보호 케이싱을 포함할 수 있고, 또한 내부 파티션들에 의해 분할되는 하나 이상의 내부 챔버들을 포함할 수 있다. 이러한 내부 파티션들은 보호 케이싱이 견딜 수 있는 압축력의 크기를 증가시킬 수 있다.
상기 개요는 발명의 상세한 설명에서 더 설명되는 개념들의 선택을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공되는 것으로 이해해야 한다. 청구 대상의 핵심 또는 핵심 기능을 식별하기 위한 것이 아니며, 그 범위는 상세한 설명을 따르는 청구항에 의해 고유하게 정의된다. 또한, 청구 대상은 전술된 임의의 단점들 또는 본 발명의 임의의 부분을 해결하는 구현들에 제한되지 않는다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1은 배터리를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 배터리 어셈블리의 단면도이다.
도 3은 배터리 셀 그룹을 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 3의 배터리 셀 그룹의 측면 사시도이다.
도 5는 도 1의 배터리의 일부의 측면 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 배터리의 일부의 단면도이다.
도 7은 도 3의 배터리 셀 그룹을 둘러싸는 케이싱을 개략적으로 도시한다.
도 8은 배터리 셀 그룹들을 둘러싸는 데 사용되는 케이싱들의 그룹의 분해도이다.
도 9는 도 8의 케이싱의 그룹의 사이도이다.
도 10은 도 1에 도시된 배터리의 평면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 배터리의 측면 사시도이다.
도 12는 배터리 셀 그룹들을 둘러싸는 데 사용되는 케이싱의 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 케이싱의 부품의 사시도이다.
도 14는 배터리 셀 그룹들을 둘러싸는 데 사용되는 케이싱의 단면도이다.
도 14a는 도 14의 배터리 케이싱의 단면 상세도이다.
도 15는 배터리 케이싱들을 연동시키기 위해서 사용될 수 있는 그루브의 단면도이다.
도 16은 배터리 케이싱들을 연동시키기 위해서 사용될 수 있는 리지의 단면도이다.
각각의 도면은 대략 축척으로 도시되어 있으며, 따라서 서로에 대한 부품의 상대적인 크기 및 위치를 나타낸다. 대안적인 실시예에서는, 원한다면, 상이한 상대 크기(sizing) 및/또는 위치 설정(positioning)이 사용될 수 있다.
다음의 설명들은 일부 예시들에서 리튬-이온 배터리로 될 수 있는 차량 배터리의 어셈블리 및 제조에 관한 것이다. 차량 배터리는 어레이를 형성하기 위해 적층되고, 배터리의 요구사항들을 만족시키기에 충분한 전압 및 전류를 전달하기 위해서 직렬 및/또는 병렬로 구성된 적층된 복수 개의 프리즘형 또는 원통형 셀들을 포함할 수 있다. 배터리 셀들은 그룹들로 배치될 수 있고, 각각의 그룹 내 셀들은 서로 병렬로 전기적으로 결합될 수 있다. 또한, 셀들의 그룹들은 서로 직결로 배치되고 전기적으로 결합될 수 있다. 각각의 셀 그룹은 보호 케이싱으로 둘러싸이거나, 복수 개의 챔버들을 포함하는 보호 케이싱의 챔버 내에 둘러싸일 수 있다. 보호 케이싱은 금속으로 될 수 있고, 변형 없이 배터리가 견딜 수 있는 압축력을 증가시킬 수 있다.
추가적으로, 보호 케이싱은 배터리 셀들을 고정 및 유지할 수 있어, 배터리 내 셀들의 이동이 감소될 수 있다. 따라서, 이러한 접근은 또한 배터리 셀 어셈블리의 무결성(integrity)을 개선할 수 있다. 구체적으로, 배터리 셀 어셈블리의 구조는 향상된 기계적 구조 및 내구성을 제공할 수 있다.
도 1은 차량 배터리(10)의 예시적인 실시예의 개략도(100)이다. 이 도면은 축적으로 도시되나, 다른 치수들 및 상대 축적들이 사용될 수 있다. 배터리(10)는 리튬-이온 배터리 또는 전기 에너지를 저장하기에 적합한 다른 충전가능한 배터리(예를 들어, 니켈-카드뮴(Nickel-Cadmium) (NiCd), 납-산(Lead-Acid), 니켈-메탈-수소화물(Nickel-Metal-Hydride) (NiMH), 니켈-아연(Nickel-Zinc) (NiZn) 등)로 될 수 있다. 배터리(10)는 배터리 케이스(102)를 구비한다. 도 1에 도시된 일 실시예에서, 배터리 케이스(102)는 배터리(10)의 내부 부품들을 수용하는 중공의 직사각형 프리즘으로 될 수 있다. 다른 실시예에서 트레이는 원통형으로 될 수 있다. 배터리 케이스(102)는 배터리 케이스(102)에 지지(support), 강도 및 증가된 강성을 제공하기 위해서, 배터리 케이스(102)의 표면으로부터 들어올려진(raised) 그리드(grid)를 형성하도록 배치될 수 있는 리지들(ridges)을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 케이스(102)는 플라스틱으로 마련될 수 있고, 배터리(10)의 내부 부품들로부터 전기적 및 환경적 격리(electrical and environmental isolation)를 위한 보호 배리어(protective barrier)를 제공할 수 있다. 배터리 케이스(102)는 배터리(10)의 내부 부품들을 수용한다. 따라서 보호 케이싱(106)이 배터리 케이스(102) 내부에 직접, 그리고 내부 표면에 물리적으로 결합된다. 보호 케이싱(106)은 알루미늄 같은 금속으로 마련될 수 있다. 그러나, 다른 예시들에서, 보호 케이싱(106)은 스틸 같은 다른 금속들, 나일론 같은 플라스틱들, 복합 플라스틱들, 또는 다른 구조용 복합재들로 구성될 수 있다. 일부 예시들에서, 배터리(10)는 오직 하나의 보호 케이싱(106)을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예시들에서, 배터리(10)는 하나보다 많은 보호 케이싱(106)을 포함할 수 있다. 각각의 보호 케이싱(106)은 배터리 셀 그룹(104)을 수용할 수 있다. 일부 예시들에서, 배터리 셀 그룹(104)은 오직 하나의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예시들에서, 배터리 셀 그룹(104)은 하나보다 많은 배터리 셀을 포함할 수 있다. 따라서, 각각의 보호 케이싱(106)은 배터리 셀 그룹(104)을 둘러싸는 네 개의 벽들을 포함할 수 있다. 또한, 보호 케이싱(106)은 배터리 셀 그룹(104) 상에 압축력을 제공할 수 있어, 보호 케이싱 내 배터리 셀 그룹(104)의 상대 이동이 제한될 수 있다. 일 실시예에서, 부스바들(busbars; 108 및 110)이 배터리(10) 내에 위치되어, 셀들(104)의 양극 및/또는 음극 단자들의 일부 또는 전부와, 또는 단자들의 구성된 선택(configured selection of terminals)에 전기 접촉(electrical contact)할 수 있다. 일 예시에서, 부스바(108)는 배터리(10)의 양극 단자에 전기적으로 연결된 양극 단자로 기능할 수 있고, 부스바(110)는 배터리(10)의 음극 단자에 전기적으로 연결되거나 음극 단자로 기능할 수 있다. 부스바(108)는 셀들(104)의 양극 단자들과 전기적으로 연결될 수 있거나, 특정 셀들(104)의 양극 및/또는 음극 단자들의 선택에 선택적으로 연결될 수 있고, 부스바(108)는 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 부스바들(108 및 110)을 통해 연결된 셀들(104)을 구비하는 배터리(10)의 양극 단자에 전기적으로 동등할 수 있다(equivalent). 유사하게, 부스바(110)는 셀들(104)의 음극 단자들과 전기적으로 연결될 수 있거나, 특정 셀들(104)의 양극 및/또는 음극 단자들의 선택에 선택적으로 연결될 수 있도록 위치 및/또는 구성될 수 있고, 부스바(110)는 직렬 또는 병렬로 부스바(110)를 통해 연결된 셀들(10)을 구비하는 배터리(10)의 음극 단자에 전기적으로 동등할 수 있다. 절단면(110)은 도 2에 도시된 배터리(10)의 단면을 정의한다.
도 2로 이동해서, 그것은 도 1에 관하여 도시된 절단면(110)을 따라 절단된 배터리(10)의 단면도의 개략도(200)이다. 도 1에 이미 안내된 부품들은 도 2에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 단면도(200)는 배터리(10)의 내부를 도시한다. 세 개의 배터리 셀들 그룹들(104)은 세 개의 보호 케이싱들(106) 사이에 배치된 것으로 도시된다. 제4 배터리 셀 그룹(104)은 배터리(10) 내 조립되기 전으로 도시된다. 각각의 배터리 셀 그룹(104)의 구조는 도 3을 참조하여 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 3으로 돌아가서, 그것은 도 1 및 2를 참조하여 도시된 배터리(10)의 배터리 셀 그룹(104)의 개략도(300)이다. 도 1에서 이미 안내된 부품들은 도 3에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 셀 그룹(104)은 하나 이상의 배터리 셀들(304), 하나 이상의 유연 패드들(compliant pads; 306), 및 하나 이상의 엔드 플레이트들(end plates; 302)을 포함한다. 유연 패드들(306)은 각각의 배터리 셀 그룹들(104)의 각각의 배터리 셀들(304) 사이에 위치될 수 있고, 개방 또는 폐쇄된 셀 폼(an open or closed cell foam) 또는 그것의 조합으로 마련될 수 있고, 탄력을 포함하는 특성들을 포함할 수 있다. 엔드 플레이트들(302)은 도 1을 참조하여 도시된 보호 케이싱(106) 및 배터리 셀들(304) 사이에 전기적 전류 전달을 감소시키도록 비유전으로 사이징될 수 있다(dielectric sized). 도 3에 도시된 바와 같이, 셀 그룹(104)은 세 개의 배터리 셀들(304)을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예시들에서, 셀 그룹(104)은 더 많거나 더 적은 배터리 셀들(304)을 포함할 수 있다.
도 4로 돌아가서, 그것은 도 1-3을 참조하여 도시된 배터리(10)의 배터리 셀 그룹(104)의 측면 사시도이다. 도 1-3에서 이미 안내된 부품들은 도 4에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 배터리 셀 그룹(104)은 셀 그룹(104)의 반대되는 단부들 상에 위치된, 두 개의 엔드 플레이트들(302)을 포함할 수 있다. 엔드 플레이트(302) 중간에, 배터리 셀들(304) 및 유연 패드들(306)은 교대하는 방식으로 배치되어, 배터리 셀들(304)이 유연 패드(306)에 의해 바로 따라진다. 따라서 유연 패드(306)는 각각의 배터리 셀(304) 사이에 위치된다. 또한 유연 패드(306)는 각각의 엔드 플레이트(302) 및 엔드 플레이트(302)에 인접한 배터리 셀(304) 사이에 위치될 수 있다.
각각의 배터리 셀(304)은 양극 단자(305) 및 음극 단자(307)를 포함할 수 있다. 배터리 셀들(304)은 파우치 유형 프리즘형의 셀들로 될 수 있다. 이와 같이, 도 4에 도시된 예시에서, 배터리 셀들(304)은 병렬로 배치될 수 있다. 따라서, 일부 예시들에서, 셀 그룹(104) 내 배터리 셀들(304)은 모두 배터리의 전류 요구조건들을 만족시키기 위해서 병렬로 배치될 수 있다. 그러나, 다른 예시들에서, 배터리 셀들(304)은 직렬로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 도 5에 도시된 측벽(506)의 내부 벽면일 수 있는, 보호 케이스(106)의 벽면은 엔드 플레이트(302)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다(face-sharing contact). 벽면은 엔드 플레이트(302) 같은, 대체로 편평한 형상을 구비하는 배터리 셀 부품의, 또는 측벽(506) 같은 벽의 메이저(major) 또는 메인(main) 면으로 고려될 수 있다. 엣지 면은 대체로 편평한 부품의 마이너(minor) 면인 벽면과 구별될 수 있고, 엣지 면은 인접한 벽면과 접촉하지 않을 수 있는, 엔드 플레이트(302)의 얇은 엣지 면, 또는 측벽(5)의 상부 또는 하부 엣지로 될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 엔드 플레이트(302)의 벽면은 보호 케이싱의 파티션 벽 또는 (도 5에 안내된) 측벽(506)의 내부 벽면 같은, 보호 케이싱의 내부 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 제1 엔드 플레이트의 반대되는 벽면은 제1 셀(304)의 벽면과 면-공유 접촉하는 제1 유연 패드(306)의 반대되는 벽면을 구비하여, 제1 유연 패드(306)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 제1 셀(304)의 반대되는 벽면은 제2 유연 패드(306)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있고, 제2 유연 패드(306)의 반대되는 벽면은 제2 셀(304)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 제2 셀(304)의 반대되는 벽면은 제3 유연 패드(306)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 제3 유연 패드(306)의 반대되는 벽면은 제3 셀(304)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 제3 셀(30)의 반대되는 벽면은 제4 유연 패드(306)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 제4 유연 패드(306)의 반대되는 벽면은 제2 엔드 플레이트(302)의 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 제2 엔드-플레이트(302)의 반대되는 벽면은 제2 측벽(506) 같은, 보호 케이싱의 파티션 벽 또는 보호 케이싱의 제2 벽면과 면-공유 접촉할 수 있다. 배터리 셀 그룹은 보호 케이싱의 어느 다른 챔버 내 다른 셀 그룹으로부터 전기적으로 인슐레이트되고(insulated) 보호 케이싱의 챔버 또는 포켓 내에 포함될 수 있다. 상기 인슐레이트된 셀 그룹은 그 대신에 부스바(108) 및/또는 부스바(110) 같은 부스바를 통해서 보호 케이싱의 다른 챔버들 내 셀 그룹들에 전기적으로 연결될 수 있으나, 다른 전기적 연결을 통하지 않을 수 있다.
도 5로 돌아가서, 그것은 보호 케이싱 내에 배치된 배터리 셀 그룹의 개략도(500)이다. 구체적으로, 도 5는 보호 케이싱(106)으로 감싸지고, 도 1-4를 참조하여 설명된 배터리 셀 그룹(104)을 도시한다. 도 1-4에서 이미 안내된 부품들은 도 5와 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 배터리 셀 그룹(104)은 보호 케이싱(106) 내에 둘러싸인 것으로 도시된다. 보호 케이싱은 네 개의 벽들, 두 개의 측벽들(506) 및 두 개의 엔드 벽들(504)을 포함한다. 절단면(502)은 도 6에 도시된 단면을 정의한다.
도 6으로 돌아가서, 그것은 절단면(502)을 따라 절단된 도 5에 도시된 보호 케이싱(106)의 단면의 개략도(600)이다. 도 1-5에서 이미 안내된 부품들은 도 6에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 배터리 셀 그룹(104)은 보호 케이싱(106)의 두 개의 측벽들(506) 사이에 유지된다. 배터리 셀들(304), 유연 패드들(206) 및 엔드 플레이트들(302)은 보호 케이싱(106)의 두 개의 측벽들 사이에 함께 프레스된다. 따라서 보호 케이싱(106)은 셀 그룹(104)의 부품들(예를 들어, 배터리 셀들(304), 유연 패드들(306) 및 엔드 플레이트들(302))의 상대적인 측방향, 수평 이동(relative lateral, horizontal movement)을 감소시키는 압축력을 제공할 수 있다. 추가적으로, 유연 패드들(306)은 그것들의 탄력 및 접착 특성들에 의해서 셀 그룹(104)의 부품들 사이에 상대 이동을 제한할 수 있다. 또한, 패드들(306)은 보호 케이싱(106) 안으로 셀 그룹(104)의 삽입 전에 셀 그룹의 압축을 수월하게 하기 위한 주된 수단으로 기능할 수 있다. 패드들(306)은 또한 셀들의 정상 및 비-정상 작동(nominal and off-nominal operation) 동안 셀들(304)의 팽창 및 수축을 흡수할 수 있다. 추가적으로, 패드들(306)은 구조적 제약을 위한 셀들(304) 사이의 기계적 상호 연결을 제공할 수 있고, 작동 동안 셀들(304)에 전달되는 충격 하중들(shock loads) 및 외부-발생 진동을 약화시킬 수 있다.
또한, 보호 케이싱들(106)은 알루미늄 같은 금속으로 마련될 수 있다. 추가적으로, 보호 케이싱들(106)은 변형 없이 임계 압축력을 견디도록 제작될 수 있다. 따라서 보호 케이싱들(106)은 셀 그룹들(104)에 성능 저하 없이 임계 압축력을 흡수하도록 설계될 수 있다. 일부 예시들에서 변형 없이 견딜 수 있는 보호 케이싱(106)의 임계 압축력은 150kN이다. 추가적인 예시들에서, 압축력의 임계는 대략적으로 50kN에서 250kN까지의 범위로 될 수 있다.
도 7로 돌아가서, 그것은 두 개의 보호 케이싱들(106)의 결합의 사시도 또는 개략도(700)이다. 도 1-6에서 이미 안내된 부품들은 도 7에 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 엔드 플레이트들(302)은 일측에서 보호 케이싱(106)의 측벽(506)과, 타측에서 셀 그룹(104)과 물리적 접촉할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 보호 케이싱들(106)은 텅 및 그루브 구성(tongue and groove configuration)으로 서로 결합될 수 있다. 따라서, 보호 케이싱의 각각의 측벽(506)은 일련의 텅들 또는 리지들(702) 및 그루브들 또는 슬롯들(704)을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 보호 케이싱 유닛의 엣지들 또는 코너들에서 텅들 또는 리지들(702) 및 그루브들 또는 슬롯들(704)이 있을 수 있다. 하나의 보호 케이싱들(106)의 각각의 리지(702)는 인접한 보호 케이싱(106)의 메이팅 그루브(mating groove; 704) 안으로 미끄러질 수 있다. 이와 같이, 두 개의 보호 케이싱들(106)은 일련의 교대하는 리지들 및 메이팅 그루브들(704)을 통해서 서로에게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 측벽(506)은 교대하는 텅들(702) 및 그루브들(704)을 포함할 수 있고, 제2 측벽(506)은 교대하는 텅들(702) 및 그루브들(704)을 더 포함하여 메이팅될 수 있다(mated). 다른 실시예에서, 제1 측벽(506)은 일련의 텅들(702)을 포함할 수 있고, 제2 측벽(506)은 일련의 그루브들(704)을 포함하여 메이팅될 수 있다. 측벽들(506)은 텅들(702) 및/또는 그루브들(704) 사이에 공간들(708)을 더 포함할 수 있고, 텅, 그루브, 또는 조인트가 존재하지 않을 수 있다. 텅 또는 그루브 조인트들은 측벽(506) 상에서 이격 배치될 수 있고, 그 사이에 더 큰 공간들(708)이 구비될 수 있다. 텅 및 그루브 조인트들을 또한 함께 더 밀접하게 이격 배치될 수 있고, 그 사이에 더 작은 공간들(708)이 구비되거나, 반드시 그 사이에 공간이 존재하지 않을 수 있다. 교대하는 공간(710)은 텅(702) 사이에, 또는 그루브(704) 사이에, 그리고 대안적인 연동하는 엔드 조인트(interlocking end joint; 712) 같은 연결 하드웨어의 다른 피스 사이에 존재할 수 있다. 텅 및 그루브 조인트들 또는 대안적인 연동하는 하드웨어 사이의 다양한 공간들이 특정 배치들에서 필요할 수 있다.
보호 케이싱(106)의 각각의 엔드 벽(504)은 엔드 벽(504)으로부터 연장하는 압출 부분들(extruded portions; 706)을 포함할 수 있다. 따라서, 압출 부분들(706)은 엔드 벽들(504)의 표면으로부터 들어올려진 리지들(ridges)로 될 수 있다. 압출 부분들(706)은 엔드 벽들(504)의 표면 영역을 증가시키고, 도 1에 도시된 케이스(102)에 대한 접착(adhesion)을 증가시킨다. 압출 부분들(706)은 적절한 압출 공정을 사용하여 제작될 수 있다. 다른 실시예들에서, 보호 케이싱(106)은 매끄러운 벽들을 포함할 수 있다.
도 8로 이동해서, 그것은 어떻게 다수의 보호 케이싱들(106)이 도 1에 도시된 배터리(10) 내에서 조립될 수 있는지를 도시하는 개략도(800)이다. 도 1-7에서 이미 안내된 부품들은 도 8에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 구체적으로, 도 8은 배터리(10) 내에 배치된 다수의 보호 케이싱들(106)의 분해도이다. 또한, 엔드 플레이트들(802)은 보호 케이싱들의 그룹들의 단부에 결합될 수 있다. 엔드 플레이트들(802)은 도 7을 참조하여 전술된 리지 및 그루브 특징들을 포함하여, 보호 케이싱들(106)이 서로 결합되는 것과 동일한 방식으로 엔드 플레이트들(802)이 보호 케이싱들(106)에 물리적으로 결합될 수 있다.
도 9로 돌아가서, 그것은 네 개의 보호 케이싱들(106) 및 거기에 물리적으로 결합된 엔드 플레이트들(802)의 조립된 모습의 개략도(900)이다. 도 9에 도시된 예시에서, 네 개의 보호 케이싱들(106)은 직렬로 함께 결합된다. 그러나, 다른 예시들에서, 네 개보다 많거나 작은 보호 케이싱들(106)은 어느 한 단부에서 엔드 플레이트들(802)과 직렬로 함께 결합될 수 있다.
도 10으로 돌아가서, 그것은 배터리(10)의 평면의 개략도(1000)이다. 배터리 케이스(102)는 보호 케이싱들(106)을 둘러싸고 유지한다. 포켓들(1002)은 보호 케이싱들(106)의 벽들 사이에 형성된 캐비티들이다. 도 1을 참조하여 도시된 각각의 배터리 셀들 그룹들(104)은 포켓들(1002) 내에 삽입될 수 있다. 따라서, 일부 예시들에서, 하나의 배터리 셀 그룹(104)은 각각의 포켓들(1002) 안에 삽입될 수 있다. 다른 방식으로, 각각의 보호 케이싱(106)은 중공으로 될 수 있다.
도 11로 돌아가서, 그것은 도 1에 도시된 배터리 그룹들(104)이 없이, 배터리(10)의 측면 사시도의 개략도(1100)이다. 보호 케이싱들(106)은 배터리 케이스(102) 내 유지된다.
이전 예시들에서, 보호 케이싱 또는 일련의 연동된 보호 케이싱들 내 포함된 복수 개의 적층된 셀 그룹들을 포함하는 배터리에 대한 구조가 설명된다. 다음의 예시들에서, 대안적인 실시예들이 제공되고, 보호 케이싱, 그것의 부품들의 구조 또는 연동 특징들의 구조의 변형들이 예시된다.
도 12로 이동해서, 그것은 배터리(10) 내에서 사용될 수 있는 보호 케이싱의 대안적인 예시의 측면 사시도의 개략도(1200)이다. 도 1-11에서 이미 안내된 부품들은 도 12에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 보호 케이싱(1202)이 도시되고 복수 개의 부품 세그먼트들(a plurality of component segments; 1204)을 포함할 수 있다. 다수의 세그먼트들(1204)은 보호 케이싱(1202)을 조립하기 위해서 서로 연동되거나 물리적으로 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 세그먼트들(1204)은 그루브들(1210) 안에 끼워질 수 있는 리지들(1209)에 의해서 물리적으로 결합되거나 연동될 수 있다. 도 12에 도시된 예시에서, 네 개의 세그먼트들(1204)이 함께 결합된다. 다른 예시들에서, 네 개보다 적거나 많은 세그먼트들이 함께 결합될 수 있다. 보호 케이싱(1202)은 적어도 하나의 리지 또는 리지들(1209) 및/또는 그루브 또는 그루브들(1210)을 포함하는 편평한 파티션 벽의 평태를 구비할 수 있고, 보호 케이싱(1202)의 단부에서 챔버 또는 포켓(1002)을 둘러싸고 세그먼트(1204)와 연동될 수 있다. 보호 케이싱(1202)은, 엔드 플레이트(1206)에 추가될 수 있고, 보호 케이싱(1202)의 단부에서 파티션 벽(1208) 또는 엔드 플레이트(1206)에 인접하게 위치될 수 있는, 추가적인 엔드 플레이트(미도시)를 더 포함할 수 있고, 배터리 케이스(102) 같은 배터리 케이스와 결합 또는 부착을 위한 인터페이스(interface) 또는 표면을 제공할 수 있다. 일 예시에서, 추가적인 엔드 플레이트는 배터리 케이스(102)의 부착을 위해 증가된 표면 영역을 제공하는, 1212와 유사한 압출부들(extrusions)을 구비하는 표면을 제공할 수 있다. 다른 예시에서, 추가적인 엔드 플레이트는 매끄럽게 될 수 있고, 보호 케이싱(1202)의 더 편평한 외부(flatter exterior)를 제공할 수 있고, 및/또는 보호 케이싱(1202)의 외면 상에 임의의 돌출부들을 받칠 수 있다(shore up).
보호 케이싱(1202)은 도 10에 도시된 포켓들(1002)과 기능적으로 유사할 수 있는, 복수 개의 포켓들(1002)을 포함할 수 있다. 셀 그룹(104)(미도시) 같은 배터리 셀 그룹은 각각의 포켓(1002) 내에 둘러싸일 수 있다. 배터리는 보호 케이싱(1202)을 둘러싸는 배터리 케이스(102)(미도시) 같은 배터리 케이스를 구비할 수 있다. 엔드 플레이트(1206)를 임의로 포함할 수 있는 보호 케이싱(1202)은 그 안에 셀 그룹들을 둘러쌀 수 있는, 직사각형 프리즘 내에 배치된 네 개의 외벽들을 포함할 수 있다. 보호 케이싱(1202)은 보호 케이싱(1202)의 내부 영역을 많은 포켓들(1002)로 분할할 수 있는 파티션 벽들(1208)을 더 포함할 수 있다. 일부 예시들에서, 파티션 벽들은 각각 부품 세그먼트(1204)의 일부가 될 수 있다. 일 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 세 개의 파티션 벽들(1208) 및 네 개의 포켓들(1002)이 있을 수 있다. 다른 예시들에서, 세 개보다 많거나 적은 파티션 벽들(1208)이 있을 수 있고, 네 개보다 많거나 적은 포켓들(1002)이 있을 수 있다. 보호 케이싱(1202)의 외부 표면은 보호 케이싱(1202)의 외벽으로부터 연장할 수 있는 압출 부분들(1212)을 포함할 수 있다. 압출 부분들(1212)은 보호 케이싱(1202)의 표면으로부터 들어올려지고, 보호 케이싱 외부의 표면 영역을 증가시켜 배터리 케이스(102)(미도시)에 대한 부착을 증가시키는 리지들로 될 수 있다. 압출 부분들(1212)은 또한 보호 케이스(1202), 및/또는 리지들(1209), 그루브들(1210), 또는 그 사이의 조인트들에 강도, 지지 및 강성을 제공할 수 있다. 파티션 벽들(1208)은 파티션 벽의 내부 매스(interior mass) 안으로 일부 길이로 연장할 수 있는 파티션 벽의 상면 상의 홀이 될 수 있는, 적어도 하나의 보어 홀(bore hole) 또는 커넥터 홀(connector hole)(1214)을 구비할 수 있다. 커넥터 홀(1214)은 파티션 벽(1208)의 매스(mass)를 통해서 완전히 또는 부분적으로 연장할 수 있다. 다른 예시에서, 커넥터 홀은 보호 케이싱의 외벽들의 상면 또는 하면 상에 있을 수 있다. 커넥터 홀은 내부에 끼울 수 있는 배터리 케이스의 돌출부(protrusion)와 메이팅될 수 있거나 돌출부를 수용할 수 있다. 커넥터 홀(1214)은 배터리 케이스(102)의 일부가 될 수 있는, 배터리 케이스의 일부 또는 배터리 케이스의 위치를 안내 또는 고정할 수 있다. 커넥터 홀(1214)은 또한 나사산(threads) 또는 내부 장착 기하학형상(internal securing geometry)을 포함할 수 있는 스크류 홀(screw hole)로 되거나, 패스너의 어떠한 다른 형상을 허용할 수 있다.
도 13으로 돌아가서, 그것은 보호 케이싱 부품 세그먼트(1204)의 측면 사시도의 개략도(1300)이다. 도 1-12에서 이미 안내된 부품들은 도 13에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 다수의 세그먼트들(1204)은 도 12에 도시된 바와 같이 보호 케이싱(1202)을 구성하기 위해서 서로 연동되거나 물리적으로 결합될 수 있다. 도 13에서 예시된 실시예에서, 세그먼트(1204)는 세-벽의 "C"-형상으로 된 브라켓을 형성하는, 직사각형 프리즘의 세 측면들의 형태를 구비할 수 있다. 세그먼트(1204)는 금속으로 마련될 수 있고, 일부 예시들에서 알루미늄 또는 스틸로 될 수 있다. 세그먼트(1204)는 나일론 같은 플라스틱, 복합 플라스틱, 또는 구조용 복합재로 마련될 수 있다. 세그먼트(1204)의 중앙 벽은 보호 케이싱(1202)의 부품으로 포함될 때 파티션(1208)을 형성할 수 있다. 부품 세그먼트(1204)는 파티션(1208)의 각각의 단부에 수직 각도로 엔드 벽들(end walls; 1302)을 더 포함할 수 있다. 또한, 다수의 세그먼트들(1204)이 연결될 때 그루브(1210)와 연동될 수 있는 리지(1209)가 도시된다. 또한 압출 부분(1212)이 도시된다.
도 14로 돌아가서, 그것은 배터리(10)의 추가적인 실시예의 측면 사시도의 개략도(1400)이다. 도 1-13에서 이미 안내된 부품들은 도 14에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 한 세트의 실시예들에서, 배터리(10)는 모놀리식 구조(monolithic construction)의 보호 케이싱(1402)을 포함할 수 있고, 보호 케이싱(1402)의 내부 파티션들(1404) 및 외벽들은 압출 재료의 단일 피스로 마련될 수 있다. 다른 실시예들에서, 보호 케이싱(1402)은 압출되지 않은 재료의 단일 피스로 마련될 수 있고, 일부 예시들에서 재료는 캐스트(cast)될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 보호 케이싱(1402)은 함께 용접되거나, 퓨즈되거나, 부착되는 섹션들 또는 피스들로 구성될 수 있다. 보호 케이싱(1402)은 들어올려진 리지(1410)를 구비하여, 보호 케이싱(1402), 파티션 벽(1404) 또는 그 사이의 조인트의 외벽에 지지, 강도 및 증가된 강성을 제공할 수 있다. 보어 홀 또는 커넥터 홀(1214)은 파티션 벽들(1404) 또는 외벽들의 상면 또는 하면 상에 포함될 수 있다. 배터리(10)는 다른 실시예들에서 설명된 배터리 케이스들(102)과 유사할 수 있는 배터리 케이스(102)를 더 포함할 수 있다. 배터리 케이스(102)는 배터리 케이스(102)의 표면으로부터 들어올려진 리지들(1408)을 포함하여, 배터리 케이스(102)에 지지, 강도, 및 증가된 강성을 제공할 수 있다. 보호 케이싱(1402)을 포함하는 배터리(10)의 실시예들에서, 셀 그룹들(104)(미도시) 같은 배터리 셀 그룹들은 여기에서 다른 실시예들에 설명된 것과 유사한 방식으로 보호 케이싱(1402)의 중공의 공간들 내에 감싸질 수 있다. 배터리(10)는 보호 케이싱(1402)의 배치를 안내 및 고정할 수 있는 노치(1406)를 지지하는 케이스 플로어(case floor; 1405)를 더 포함할 수 있다. 일 예시에서, 노치(1406)는 측벽(1404)의 위치를 고정할 수 있다.
도 14a로 돌아가서, 그것은 도 14의 배터리 케이싱의 상세사항의 단면도의 개략도(1401)이다. 도 1-14에서 이미 안내된 부품들은 도 14a에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 케이싱 플로어(1405)는 배터리 케이싱(1402)의 파티션 벽(1404)의 위치를 안내 및 고정할 수 있는 노치(1406)를 지지할 수 있다. 다른 실시예들에서, 노치(1406)는 보호 케이싱(106) 또는 보호 케이싱(1202) 같은 보호 케이싱을 지지할 수 있다. 파티션 벽(1404)은 그루브(1414) 같은 그루브 내에 안착될 수 있다. 다른 예시들에서, 보호 케이싱의 외벽 또는 다른 부품은 그루브(1414) 내에 안착될 수 있다. 그루브(1414)는 또한 노치(1406)의 들어올려진 높이로 될 수 있는 깊이를 구비할 수 있다. 파티션 벽(1404)은 그루브(1414)의 폭보다 약간 적거나 대략적으로 그루브(1414)의 폭으로 될 수 있는 두께(1412)를 구비하여, 파티션 벽(1404)이 그루브(1414) 내에 딱 맞게(snugly) 및 단단하게(securely) 끼워질 수 있다.
도 15로 돌아가서, 그것은 그루브(1210)의 단면도의 개략도(1500)이다. 도 1-14에서 이미 안내된 부품들은 도 15에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 그루브(1210)는 부품 세그먼트(1204) 같은 보호 케이싱의 부품, 또는 보호 케이싱(106) 같은 보호 케이싱 내 오목 영역(concave area)이다. 그루브(1210)는 또한 그루브(704)의 실시예를 대표할 수 있다. 그루브(1210)는 그루브(1210) 안으로 미끄러져서 연동될 수 있는, 리지(1209) 또는 리지(702) 같은 텅 또는 리지를 수용하기 위해서 사용될 수 있다. 그루브(1210)의 오목 영역은 원형 또는 타원형을 구비할 수 있는 단면 영역을 구비하거나, 다른 실시예들에서 다각형 형상을 구비할 수 있다. 그루브(1210)는 반경(1512)을 포함할 수 있고 임의로 제2 반경(1514)을 구비할 수 있다. 반경(1512 및 1514)의 길이는 균일하거나 서로로부터 변화할 수 있고, 일부 예시들에서 그루브(1210)의 오목 단면(cross-section of the concavity)이 원형 단면 형상, 그리고 다른 예시들에서 타원형, 불규칙한 곡선 또는 호 형상으로 제공될 수 있다. 그루브(1210)의 오목 영역의 단면은 그것 안에 안착된 유사한 단면 형상의 리지를 부분적으로 둘러쌀 수 있는 원형 또는 타원형 섹션을 구비하여, 리지(1209) 또는 리지(702)로 될 수 있는, 리지 및 리지에 장착된 하드웨어가 그루브(1210) 없이 당길 수 없다(may not pull free of the groove). 외부 코너(1516)는 반경을 포함할 수 있는 곡선 피니시(curved finish)를 구비할 수 있다. 그루브(1210)의 오목 영역은 오목의 깊이에 대해 직각으로 보호 케이싱의 매스 안으로 연장하는 편심(1518)을 구비할 수 있다. 그루브(1210)는 깊이(1520)의 외부 개구를 포함할 수 있다. 개구에 인접하게 노치(1522)가 있을 수 있고, 노치는 임의로 반경 단면 프로파일(radiused cross-sectional profile)을 구비할 수 있고, 추가적으로 리지(1209) 같은 연동된 리지의 지지 하드웨어 및 공간이 부품 섹션(1204)의 엔드 벽(1302)이 될 수 있는, 보호 케이스(1202)의 외벽의 외부 엣지와 같은 높이로 안착되게 한다(sit). 그루브(1210)의 외부 엣지는 폭(1526) 및 깊이(1528)를 구비하는 레일링(railing; 1524)을 구비할 수 있고, 그것은 그루브(1210)의 외부 부분을 지지하고 강성을 제공할 수 있다. 레일링(1524)의 하나 이상의 코너들은 둥근 또는 베벨된 엣지(beveled edge)를 구비할 수 있다. 레일링(1524)은 파티션 벽(1208)과 교차점(1532)에서 교차하는 면들을 구비하거나 인접하게 될 수 있다. 교차점(1532)은 둥근 또는 베벨된 엣지를 구비할 수 있다. 파티션 벽(1208)은 폭(1534)을 구비할 수 있고, 일 예시에서 그루브(1210)의 오목 영역의 폭을 초과할 수 있다. 그루브(1210)의 오목 영역의 폭은 반경(1514)의 두 배로 될 수 있다. 또한, 그루브(1210)에 강도 및 강성을 더 추가할 수 있는 내부 레일링(1530)이 있을 수 있다. 여기에서 곡선 또는 반경 엣지들을 구비하여 설명될 수 있는, 평면들의 모든 코너들 및 교차들은, 그 대신에 어떠한 각도의 날카로운 코너들을 포함하는 단면 프로파일 또는 베벨되거나 챔퍼처리된(chamfered) 엣지 프로파일을 구비할 수 있다.
도 16으로 돌아가서, 그것은 리지(1209)의 단면도의 개략도(1600)이다. 도 1-15에서 이미 안내된 부품들은 도 16에서 유사하게 번호 붙여지고 다시 안내되지 않을 수 있다. 리지(1209)는 부품 세그먼트(1204) 또는 보호 케이싱(106) 상에 돌출된 텅이다. 리지(1209)는 또한 리지(702)의 실시예로 될 수 있다. 리지(1209)는 그루브(1210)와 연동되고 및/또는 그루브(1210) 안으로 미끄러질 수 있다. 리지(1209)의 메인 돌출부는 원형 또는 타원형을 구비하는 단면 형상을 구비할 수 있거나, 불규칙한 곡선 또는 다각형 형상을 구비할 수 있다. 리지(1209)의 메인 돌출부는 엔드 벽(1302)의 표면으로부터 올라간 높이(1616)를 구비할 수 있다. 리지(1209)의 메인 돌출부의 단면은 반경(1602)을 구비할 수 있고, 임의로 제2 반경(1604)을 구비할 수 있다. 리지(1209)의 단면 형상은 그루브(1210)의 단면 형상에 대응하여 리지(1209)가 그루브(1210) 안으로 미끄러지고 스너그 조인트(snug joint)를 형성할 수 있다. 리지(1209)의 메인 돌출부는 편심(1606)을 구비할 수 있다. 리지(1209)의 메인 돌출부의 단면은 또한 리지(1209)가 부품 섹션(1204)의 엔드 벽(1302)에 결합되는 영역이 될 수 있는, 넥(neck; 1610)을 구비할 수 있다. 이러한 "넥(neck)"은 리지(1209)에 더 나은 지지 및 강성을 제공하기 위해 더 넓게 마련되거나, 리지(1209)가 더 멀리 돌출되거나 더 확실한 조인트를 형성하기 위해서 그루브(1210)가 리지(1209)를 완전히 둘러쌀 수 있도록 더 좁게 마련된 폭(1608)을 구비할 수 있다. 넥(1610)은 둥근 또는 베벨된 엣지를 구비할 수 있다. 리지(1610)에 인접하게 돌출부(1612)가 있을 수 있는데, 돌출부(1612)는 둥근 또는 날카로운-코너 엣지를 구비할 수 있다. 돌출부(1612)는 노치(1522) 안으로 끼워져서 보호 케이싱(1202)의 외벽이 인접한 부품 케이싱들(1204)의 엔드 벽들(1302)을 가로질러 같은 높이가 될 수 있다. 엔드 벽(1302)은 두께(1614)를 구비할 수 있다. 여기에서 둥근 또는 반경(radiused) 엣지들을 구비하는 것으로 설명될 수 있는, 평면들의 모든 코너들 및 교차점들은 그 대신에 어떠한 각도의 날카로운 코너들을 포함하는 단면 프로파일들, 또는 베벨되거나 챔퍼처리된 엣지 프로파일을 구비할 수 있다.
여기에 설명된 예시적인 실시예들에서, 배터리(10)의 보호 케이싱은 일련의 보호 케이싱 부품 세그먼트들을 포함하는 단일 보호 케이싱으로 고려될 수 있다. 일부 실시예들에서 이러한 부품 세그먼트들은 네 개의 벽들을 구비할 수 있고, 각각의 개별적인 부품 세그먼트는 그 자체로 보호 케이싱이 될 수 있고, 및/또는 복수 개의 챔버들, 캐비티들 또는 포켓들을 구비하는 더 큰 보호 케이싱의 부품으로 될 수 있다. 이러한 포켓들은 균일한 크기 및 형상으로 되거나 변화된 크기들 및/또는 형상들을 구비할 수 있다. 다른 실시예들에서, 보호 케이싱의 부품 세그먼트들은 배터리 셀 그룹을 위한 인클로져를 개별적으로 제공할 수 없으나, 부품 세그먼트들이 함께 결합될 때 셀 그룹들의 인클로져를 위해서 캐비티들, 챔버들, 또는 포켓들을 포함하는 보호 케이싱을 제공할 수 있는 3-측면 구조들(three-sided structures)로 될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 배터리(10)의 보호 케이싱은 셀 그룹들의 인클로져를 위해서 캐비티들, 챔버들, 또는 포켓들을 포함하는, 단일의, 모놀리식 압출부를 포함할 수 있고, 모놀리스(monolith)는 연동된 부품 세그먼트들로 이루어지지 않은 단단한 구조이다. 모놀리식 보호 케이싱은 그 대신에 모놀리스를 구성하기 위해서 용접되거나, 퓨즈되거나, 부착된 피스들로부터 조립될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 셀 그룹들의 인클로져를 위해 하나 이상의 캐비티들 또는 챔버들을 포함하는 보호 케이싱은 유연하게 압출 기술들이 그것의 제조를 허용하는 실시예들에서 압출 부품들을 포함할 수 있고, 상기 보호 케이싱은 보호 케이싱이 예를 들어 단일 모놀리스 같이 압출되도록 매우 큰 실시예들에서 더 작은 부품 세그먼들로 구성될 수 있다.
여기에서 설명된 예시들에서, 보호 케이싱 어셈블리 또는 모놀리스는 보호 케이싱의 내부를 가로지르는(spanning) 적어도 하나의 파티션에 의해서 분리되는 하나 이상의 내부 챔버들, 캐비티들 또는 포켓들을 구비하는 네 개의 벽들을 포함할 수 있다. 파티션 벽은 인접한 보호 케이싱과 연동된 보호 케이싱의 측벽으로 되거나, 다른 예시들에서 보호 케이싱을 조립하는 데 사용되는 3-측면 부품 세그먼트의 일부가 될 수 있다. 추가적인 예시들에서, 파티션 벽들은 모놀리식 보호 케이싱의 일부가 될 수 있다. 내부 파티션 벽들을 특징으로 하는 보호 케이싱의 실시예들에서, 보호 케이싱은 기계적 강도를 제공하는 구조적으로 중요한 형태를 구비할 수 있고, 보호 케이싱은 변형 없이 압축력 또는 충격의 상당한 크기를 견딜 수 있다.
다른 표현(representation)에서, 배터리는 일련의 배터리 셀 그룹들을 형성하도록 배치되고 적층된 복수 개의 프리즘 형상의 배터리 셀들을 포함할 수 있고, 그룹들은 단일 배터리 양극 및 음극 서플라이(supply)를 형성하기 위해서 전기적으로 결합되고, 그룹들은 배터리 셀들을 공유하지 않는 별개의 그룹들이다. 모든 배터리 셀들은 하우징 내에 전부 위치될 수 있다. 배터리는 각각의 배터리 셀 그룹을 각각 둘러싸는 압출된 보호 케이싱을 더 포함하고, 케이싱은 하우징의 벽들에 의해 둘러싸인 외부 측벽들을 구비한다. 하우징의 벽들은 대체로 평면으로 되고, 또한 유사하게 대체로 평면으로 될 수 있는 케이싱의 벽들과 면 공유 접촉할 수 있다. 보호 케이싱은 복수 개의 내부 포켓들을 포함할 수 있고, 각각의 내부 포켓은 별개의 배터리 셀 그룹들을 둘러싸고, 포켓들은 케이싱의 내부 파티션 벽들에 의해 형성된다. 내부 벽들은 또한 대체로 평면으로 되고 일 예시에서 하우징의 벽들의 내부 표면들과 면 공유 접촉하는 그것들의 메이저 표면을 구비하지 않는다. 일부 예시들에서, 케이싱은 공압출(common extrution)을 통해서 모놀리식으로 형성될 수 있다. 다른 예시들에서, 케이싱은 슬라이드-조인트(slide-joint)를 통한 다수의 별개의 모놀리식 압출부들을 결합하는 것에 의해서 형성될 수 있고, 함께 결합된 적어도 두 개의 별개의 모놀리식 압출부들은 그것들의 압출된 형상과 동일할 수 있다.
다른 표현에서, 차량 시스템의 배터리가 제공될 수 있고, 차량 시스템은 내연기관 또는 내연기관 없이 전기 모터를 구비하는 전기 파워트레인을 포함할 수 있다. 배터리는 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 형성하도록 배치되고 적층된 복수 개의 프리즘 형상의 배터리 셀들; 각각 별개의 배터리 셀 그룹들을 둘러싸는 복수 개의 내부 포켓들을 포함하는 보호 케이싱;을 포함할 수 있고, 복수 개의 내부 포켓들은 적어도 하나의 파티션 벽에 의해 분리되고, 보호 케이싱의 외부는 배터리의 외부를 둘러싸는 환경에 노출되지 않는다. 보호 케이싱은 보호 케이싱을 형성하는 부품들 사이의 다른 연결들 없이, 슬라이드-핏 연결들로부터 형성될 수 있다. 그 대신에, 케이싱은 함께 보호 케이싱의 일부들을 연결하는 임의의 연결들 없이, 모놀리스로 형성될 수 있다. 보호 케이싱은 케이싱의 벽들의 단부들 내 홀들에 결합되는 커넥터들을 통해 하우징에 결합될 수 있다.
도 1-16은 다양한 부품들의 상대 위치를 구비하는 예시 구성들을 도시한다. 만약 서로 직접 접촉하거나 직접 결합되는 것으로 도시된다면, 그러한 요소들은, 적어도 하나의 예시에서, 각각, 직접 접촉하거나 직접 결합되는 것을 언급될 수 있다. 유사하게, 서로 인접하거나 근접(contiguous)하게 도시된 요소들은, 적어도 하나의 예시에서, 각각 서로 인접하거나 근접할 수 있다. 일 예시에서, 서로 면-공유 접촉해서 놓이는 부품들은 면-공유 접촉으로 언급될 수 있다. 다른 예시로서, 적어도 하나의 예시에서 그 사이에 공간만을 구비하고 다른 부품들이 없이 서로 이격되게 위치된 요소들은 이와 같이 언급될 수 있다. 또 다른 예시에서, 서로 상부/하부에, 서로 반대되는 측면들에, 또는 서로 좌측/우측에 도시된 요소들은 서로에 대해서, 이와 같이 언급될 수 있다. 또한, 도면들에서 도시된 바와 같이, 적어도 일 예시에서, 최상 요소(topmost element) 또는 요소의 지점(point)은 부품의 "상부(top)"로 언급될 수 있고, 최하 요소(bottommost element) 또는 요소의 지점은 부품의 "하부(bottom)"로 언급될 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 상부(top)/하부(bottom), 더 높은(upper)/더 낮은(lover), 위에(above)/아래에(below)는 도면들의 수직축에 대해서 될 수 있고 서로에 대한 도면들의 요소들의 위치를 설명하기 위해서 사용될 수 있다. 이와 같이 다른 요소들보다 위에 도시된 요소들은 일 예시에서 다른 요소들보다 수직으로 위에 위치된다. 또 다른 예시에서와 같이 도면들 내에 도시된 요소들의 형상들은 그러한 형상들(예를 들어, 원형, 직선, 평면, 곡선, 둥근, 챔퍼처리된, 각진 등)을 구비하는 것으로 언급될 수 있다. 또한, 서로 교차하는 것으로 도시된 요소들은 적어도 하나의 예시에서, 서로 교차하는 또는 교차하는 요소들로 언급될 수 있다. 또한, 다른 요소의 외부에 도시된 또는 다른 요소 내 도시된 요소는 일 예시에서 이와 같이 언급될 수 있다.
본 발명에 개시된 구성 및 루틴(routines)은 본질적으로 예시적인 것이며, 다양한 변형이 가능하기 때문에 이들 특정 실시예는 제한적인 의미로 고려되어서는 안됨을 알 것이다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 이미 설명된 바와 같이, 다양한 실시예들의 특징들은 명시적으로 기술되거나 설명되지 않을 수 있는 본 발명의 추가적인 실시예들을 형성하기 위해서 결합될 수 있다. 본 발명의 청구대상은 여기에 개시된 다양한 시스템들 및 구성들, 및 다른 특징들, 기능들 및/또는 특성들의 모든 신규하고 비-자명한 조합 및 서브-조합을 포함한다.
다양한 실시예들이 하나 이상의 특징들에 대해서 종래 기술의 구현들 또는 다른 실시예들에 대해 바람직하거나 이점들을 제공하는 것으로 설명되었으나, 당업자들은 하나 이상의 구성들 또는 특징들이 구체적인 적용 및 구현에 의존하는, 바람직한 전체 시스템 속성들을 달성하기 위해서 타협될 수 있다는 것을 인정한다. 이러한 속성들은, 비용, 강도, 내구성, 생애주기 비용, 시장성, 외관, 포장, 크기, 실용성, 중량, 제조 능력, 조립의 용이 등을 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 이와 같이 하나 이상의 특징들에 대해서 종래 기술의 구현들 또는 다른 실시예들보다 덜 바람직하게 설명된 실시예들은 본 발명의 범위 밖에 있지 않고 특수한 적용들을 위해서 바람직할 수 있다.
이어지는 청구항들은 특히 신규하고 비-자명한 것으로 간주되는 특정 조합들 및 서브-조합들을 언급한다. 이러한 청구항들은 "하나의(an)" 요소 또는 "제1(a first)" 요소 또는 그것의 등가물을 언급할 수 있다. 그러한 청구항들은 하나 이상의 그러한 요소들의 포함을 포함하도록 이해되어야 하고, 둘 이상의 요소들을 요구하거나 배제하지 않는다. 개시된 특징, 기능, 요소 및/또는 특성의 다른 조합들 및 서브-조합들은 본 청구항의 보정을 통해 또는 본 출원 또는 관련 출원에서 새로운 청구항의 제시를 통해 청구될 수 있다. 그러한 청구항들은, 원래의 청구항들보다 범위가 넓거나, 더 좁거나, 동일하거나 또는 상이할지라도, 본 발명의 청구대상 내에 포함되는 것으로 간주된다.
10: 차량 배터리
102: 배터리 케이스
104: 배터리 셀 그룹
106: 보호 케이싱
110: 절단면
302: 엔드 플레이트
304: 배터리 셀들
306: 유연 패드들

Claims (20)

  1. 일련의 배터리 셀 그룹들을 형성하도록 배치되고 적층된(stacked) 복수 개의 프리즘 형상의 배터리 셀들; 및
    배터리 케이스 내 모놀리식 구조의 보호 케이싱, 상기 보호 케이싱은 각각 상기 일련의 배터리 셀 그룹들 내 별개의 배터리 셀 그룹을 둘러싸는 복수 개의 내부 포켓들을 포함함;
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 내부 포켓들은 상기 보호 케이싱의 적어도 하나의 파티션 벽에 의해서 분리되고, 상기 파티션 벽은 상기 배터리를 가로질러 측방향으로 연장되고 상기 일련의 배터리 셀 그룹들 내 연속적인 배터리 셀 그룹들 사이에 삽입되고, 상기 파티션 벽은 상기 보호 케이싱의 외벽과 단일 피스의 재료로 형성되고; 및
    상기 배터리 케이스는 상기 보호 케이싱의 배치를 안내 및 고정하기 위한 노치를 지지하는 케이스 플로어를 포함하는 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호 케이싱은 상기 배터리 셀들의 변형 없이 임계 압축력을 견딜 수 있는 배터리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀 그룹들은 하나 이상의 배터리 셀들, 유연 패드들(compliant pads) 및 엔드 플레이트들(end plates)을 포함하는 배터리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엔드 플레이트들은 비유전 물질을 포함하고 인접한 셀 그룹들 사이에 전류 흐름(current flow)을 제한하는 배터리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엔드 플레이트들은 각각 보호 케이싱들의 측벽 및 유연 패드 사이에 위치되는 배터리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유연 패드들은 각각의 배터리 셀들 중간에(in-between) 위치되는 배터리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보호 케이싱은 배터리 셀 그룹 상에 압축력을 제공해서 상기 셀 그룹 내 상기 배터리 셀들, 유연 패드들 및 엔드 플레이트들의 상대 이동을 제한하는 배터리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호 케이싱은 알루미늄, 스틸, 복합 플라스틱 또는 구조용 복합재(structural composite)로부터 선택된 재료로 이루어지는 배터리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 케이스는 상기 보호 케이싱들 및 상기 배터리 셀 그룹들을 수용하는 배터리.
  10. 제1항에 있어서,
    보호 케이싱들의 엔드 벽들은 압출된 리지들(extruded ridges)을 포함하고, 상기 엔드 벽들은 배터리 케이스에 물리적으로 결합되는 배터리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보호 케이싱을 둘러싸는 배터리 케이스는 플라스틱으로 이루어지는 배터리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 네 개의 내부 포켓들을 포함하고, 각각의 포켓은 하나의 배터리 셀 그룹을 포함하는 배터리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 보호 케이싱은 일련의 결합된 부품 세그먼트들(a series of coupled component segments)을 포함하고, 상기 부품 세그먼트들은 연동하는(interlocking) 리지들(ridges) 및 메이팅 그루브들(mating grooves)과 결합되는 배터리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 결합된 부품 세그먼트들은 직사각형 프리즘들의 형상을 구비하고, 상기 리지들 및 메이팅 그루브들은 보호 케이싱 부품 세그먼트들의 측벽들 상에 배치되는 배터리.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 결합된 부품 세그먼트들은 C-브라켓들의 형상을 구비하고, 상기 리지들 및 메이팅 그루브들은 상기 부품의 코너들에서 연결되는 배터리.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 배터리는 하나 이상의 보호 케이싱 부품 세그먼트들의 측벽들 및 배터리 케이스의 내벽들에 결합되고 사이에 위치된 두 개의 엔드 커버들(end covers)을 더 포함하는 배터리.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 보호 케이싱은 본질적으로(essentially) 압출 재료의 모놀리식 피스(monolithic piece)로 이루어지는 배터리.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 리튬-이온 배터리인 배터리.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀 그룹들은 직렬로(in series) 배치되고 서로 전기적으로 결합되는 배터리.
  20. 제1항에 있어서,
    각각의 배터리 셀 그룹 내 배터리 셀들은 병렬로(in parallel) 배치되고 서로 전기적으로 결합되는 배터리.
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KR1020177033169A KR102588049B1 (ko) 2015-05-06 2016-05-06 배터리 크러시 보호 시스템

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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3386001B1 (de) * 2017-04-03 2022-11-23 hofer powertrain innovation GmbH Traktionsakkumulator länglicher bauart mit benachbart zueinander angeordneten elektrochemischen sekundärzellen und verfahren zur kontrolle des wärmehaushalts
DE202017101961U1 (de) * 2017-04-03 2018-07-04 Hofer Mechatronik Gmbh Traktionsakkumulator, insbesondere länglicher Bauart mit benachbart angeordneten Lithium-Ionen-Sekundärzellen
KR102162968B1 (ko) * 2017-04-07 2020-10-07 주식회사 엘지화학 확장형 배터리 모듈 구조를 갖는 배터리 팩
KR102249494B1 (ko) * 2017-06-20 2021-05-06 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
US11637325B2 (en) * 2017-08-10 2023-04-25 International Business Machines Corporation Large capacity solid state battery
US10381617B2 (en) * 2017-09-28 2019-08-13 GM Global Technology Operations LLC Polymeric battery frames and battery packs incorporating the same
US10581041B2 (en) * 2017-10-24 2020-03-03 Ford Global Technologies, Llc Battery array plate assembly with pressure retention pad
AU2018385435B2 (en) * 2017-12-13 2022-11-17 Cadenza Innovation, Inc. Lithium ion battery
JP2019169337A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 本田技研工業株式会社 バッテリパック
US10797279B2 (en) * 2018-06-28 2020-10-06 Caterpillar Inc. Battery housing systems
CN109065774A (zh) * 2018-07-09 2018-12-21 深圳市诚思品科技有限公司 一种锂电池模组
KR20200021609A (ko) 2018-08-21 2020-03-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 및 이의 제조방법
JP7016818B2 (ja) * 2019-01-25 2022-02-07 本田技研工業株式会社 蓄電モジュール
FR3093481B1 (fr) * 2019-03-07 2021-02-19 Psa Automobiles Sa Vehicule automobile equipe d’un dispositif de protection contre les chocs des elements sous plancher
DE102019109715B4 (de) * 2019-04-12 2023-08-31 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu dessen Herstellung
JP7297524B2 (ja) * 2019-05-20 2023-06-26 リョービ株式会社 車載用のバッテリケース
JP7335100B2 (ja) * 2019-06-21 2023-08-29 本田技研工業株式会社 蓄電モジュール
US20220255115A1 (en) 2019-07-10 2022-08-11 Honda Motor Co., Ltd. Power storage module and manufacturing method for power storage module
CN210576106U (zh) * 2019-09-20 2020-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组、电池包及车辆
KR20220017741A (ko) * 2020-08-05 2022-02-14 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 스웰링을 흡수할 수 있는 구조를 갖는 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
US20220140298A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Locus Solutions, Llc Systems and methods for a battery protector for an electronic device
DE102021104637A1 (de) * 2021-02-26 2022-09-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Traktionsbatterie mit Batteriegehäuseteil zur unfallbedingten Kraftaufnahme sowie Kraftfahrzeug
WO2022223666A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 Northvolt Ab A battery cell comrising a casing which mechanically interlocks with a neighbouring adjacent battery cell casing.
US20230291047A1 (en) * 2022-03-10 2023-09-14 Rivian Ip Holdings, Llc Battery module cell carrier and method of assembly
EP4329065A1 (de) * 2022-08-22 2024-02-28 Nemak, S.A.B. de C.V. Batterieträgermodul zur bildung eines batterieträgers sowie batterieträger
DE102022209041A1 (de) 2022-08-31 2024-02-29 Mahle International Gmbh Gehäuse und Anordnung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128122A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Sdi Co Ltd 電池モジュール
JP2015049930A (ja) * 2013-08-29 2015-03-16 古河電気工業株式会社 電池モジュール、及び電池パック

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2603671A (en) * 1947-02-07 1952-07-15 Burns Howard Clifton Battery assembly
US4587183A (en) 1982-06-07 1986-05-06 General Motors Corporation Extruded compartmentalized container
US20050255379A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Michael Marchio Battery assembly with heat sink
US7507499B2 (en) * 2004-05-24 2009-03-24 General Motors Corporation Battery pack arrangements
KR20060037598A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP2007048637A (ja) * 2005-08-10 2007-02-22 Nissan Motor Co Ltd 電池パックおよび電池パック用ケース
US8026698B2 (en) * 2006-02-09 2011-09-27 Scheucher Karl F Scalable intelligent power supply system and method
CN101369643B (zh) * 2007-08-17 2011-09-14 深圳市比克电池有限公司 一种隔绝锂电池连锁爆炸的存储方法及装置
JP2009277433A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Toshiba Corp バッテリパック
US8999546B2 (en) 2009-01-12 2015-04-07 A123 Systems Llc Structure of prismatic battery modules with scalable architecture
US20100266878A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Ioxus, Inc. Prismatic polymer case for electrochemical devices
US8563154B2 (en) * 2009-05-06 2013-10-22 GM Global Technology Operations LLC Battery assembly with immersed cell temperature regulating
JP5537111B2 (ja) * 2009-09-30 2014-07-02 株式会社東芝 二次電池装置
CN201737747U (zh) * 2010-04-23 2011-02-09 普家康兴业股份有限公司 原废水共用容器
DE102010020065A1 (de) 2010-05-11 2011-11-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeichermodul aus mehreren prismatischen Speicherzellen und Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichermoduls
KR101289282B1 (ko) * 2010-05-28 2013-07-24 주식회사 엘지화학 콤팩트한 구조의 전지팩
JP5315311B2 (ja) * 2010-08-31 2013-10-16 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
JP2012077839A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Nikkeikin Aluminium Core Technology Co Ltd 形材の接合構造
KR101281744B1 (ko) * 2010-11-18 2013-07-04 주식회사 엘지화학 안전성의 향상을 위한 부재를 전지셀들 사이에 포함하고 있는 전지모듈
CN102569807B (zh) * 2011-11-10 2014-11-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种包覆改性的锰酸锂正极材料及其制备方法
JP6049276B2 (ja) * 2012-03-14 2016-12-21 株式会社東芝 二次電池装置
CN202797112U (zh) * 2012-07-23 2013-03-13 淄博正大电源有限公司 方型密封电池组
DE102012015818B4 (de) * 2012-08-10 2023-10-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag Kraftfahrzeugbatterie
JP6098179B2 (ja) * 2013-01-17 2017-03-22 住友電気工業株式会社 坑井用電源システム
JP2014179215A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Toshiba Corp 二次電池装置
JP6191200B2 (ja) * 2013-03-29 2017-09-06 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
US10381614B2 (en) * 2013-04-17 2019-08-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
JP6271178B2 (ja) * 2013-07-23 2018-01-31 三洋電機株式会社 バッテリ装置とこのバッテリ装置を備える電動車両及び蓄電装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128122A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Sdi Co Ltd 電池モジュール
JP2015049930A (ja) * 2013-08-29 2015-03-16 古河電気工業株式会社 電池モジュール、及び電池パック

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