KR102660363B1 - 배터리 시스템을 위한 차폐 층을 갖는 라미네이팅된 버스바 - Google Patents

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리비안 아이피 홀딩스, 엘엘씨
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Abstract

라미네이팅된 버스바 조립체가 복수의 배터리 셀에 전기적으로 결합되도록 구성되는 하나 이상의 버스바, 하나 이상의 버스바에 인접하게 배열되는 하나 이상의 절연 층, 및 하나 이상의 버스바와 복수의 배터리 셀 사이에 배열되는 강철 층을 포함한다. 강철 층은 복수의 배터리 셀들 중 하나 이상의 배터리 셀들과 연관된 열 이벤트로부터 하나 이상의 버스바를 차폐하도록 구성된다. 열 이벤트는 잔해물, 고온 기체, 스파크, 엠버, 또는 다른 발산물을 포함할 수 있다. 각각의 배터리 셀은 강철 층을 향하는, 전기 단자가 위치되는 각각의 통기 단부를 각각 포함한다. 라미네이팅된 버스바는 DC 버스를 형성하는 2개의 버스바를 포함할 수 있는 층들의 스택이고, 이때 절연물이 버스바들 사이에 그리고 강철 층과 기단부 버스바 사이에 배열된다.

Description

배터리 시스템을 위한 차폐 층을 갖는 라미네이팅된 버스바{LAMINATED BUSBAR HAVING A SHIELD LAYER FOR BATTERY SYSTEMS}
본 개시는 배터리 시스템을 위한 라미네이팅된 버스바에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열 이벤트(thermal event)에 대해 보호하기 위한 차폐 층을 갖는 버스바에 관한 것이다.
일부 실시예에서, 본 개시는 적어도 하나의 버스바, 절연 층, 및 강철 층을 포함하는 라미네이팅된 버스바 조립체에 관한 것이다. 적어도 하나의 버스바는 복수의 배터리 셀들(battery cells)에 전기적으로 결합되도록 구성된다. 절연 층은 적어도 하나의 버스바에 인접하게 배열되고 유전체이다. 강철 층은 절연 층에 인접하게 배열되고 적어도 하나의 버스바와 복수의 배터리 셀들 사이에 배열된다. 강철 층은 복수의 배터리 셀들 중 하나 이상의 배터리 셀들과 연관된 열 이벤트로부터 적어도 하나의 버스바를 차폐하도록 구성된다. 복수의 배터리 셀들은 강철 층을 향하는 각각의 통기 단부(venting end)를 각각 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 버스바는 알루미늄 재료, 구리 재료, 임의의 다른 적합한 전도성 재료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일부 실시예에서, 강철 층의 일부분이 공극(airgap)에 의해 절연 층으로부터 분리된다. 일부 실시예에서, 라미네이팅된 버스바 조립체는 공극을 통해 연장되는, 유전체 재료로 제조된 하나 이상의 스탠드오프들(standoffs)을 포함한다.
일부 실시예에서, 라미네이팅된 버스바 조립체는 단일 작업편(workpiece)으로서 설치되도록 구성된다. 예를 들어, 라미네이팅된 버스바 조립체는 단일 구성요소로서 취급될 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 버스바는 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 절연 층은 제2 버스바와 강철 층 사이에 배열되고, 라미네이팅된 버스바 조립체는 제1 버스바와 제2 버스바의 제1 면에 배열되는 제2 절연 층을 포함한다.
일부 실시예에서, 본 개시는 제1 배터리 모듈(battery module) 내에 배열되는 제1 복수의 배터리 셀들, 제2 배터리 모듈 내에 배열되는 제2 복수의 배터리 셀들, 및 제1 복수의 배터리 셀들에 그리고 제2 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성되는 라미네이팅된 버스바 조립체를 포함하는 배터리 시스템에 관한 것이다. 제1 복수의 배터리 셀들 및 제2 복수의 배터리 셀들은 각각의 통기 단부를 각각 포함한다. 예를 들어, 전기 단자들은 통기 단부에 동심으로 배열될 수 있고, 이때 단자들 사이의 영역이 통기구로서 구성된다. 제1 배터리 모듈과 제2 배터리 모듈은 서로 나란히 배열되고 직렬로 전기적으로 결합된다. 라미네이팅된 버스바 조립체는 각각의 통기 단부들을 향해 제1 배터리 모듈의 제1 부분 위에 배열된다. 라미네이팅된 버스바는 제1 복수의 배터리 셀들에 그리고 제2 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성되는 제1 버스바, 제1 복수의 배터리 셀들에 그리고 제2 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성되는 제2 버스바, 제1 버스바와 제2 버스바 사이에 배열되는 제1 절연 층, 제2 버스바에 인접하게 배열되는 제2 절연 층, 및 제2 층에 인접하게 배열되고 제2 버스바와 복수의 배터리 셀들 사이에 배열되는 강철 층을 포함한다. 강철 층은 제1 복수의 배터리 셀들 중 하나 이상의 배터리 셀들과 연관된 열 이벤트로부터 제1 버스바 및 제2 버스바를 차폐하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 라미네이팅된 버스바 조립체가 배터리 시스템 내에 단일 작업편으로서 설치된다.
일부 실시예에서, 강철 층은 전기적으로 접지되도록 구성된다.
일부 실시예에서, 라미네이팅된 버스바는 제1 절연 층으로부터 반대편에서 제1 버스바에 인접하게 배열되는 제3 절연 층을 포함한다.
일부 실시예에서, 본 개시는 각각의 복수의 배터리 셀들을 각각 포함하는 복수의 배터리 모듈들, 및 라미네이팅된 버스바 조립체를 포함하는 배터리 시스템에 관한 것이다. 배터리 모듈들은 복수의 버스바들에 의해 전기적으로 결합되고, 각각의 배터리 셀은 각각의 통기 단부를 포함한다. 라미네이팅된 버스바 조립체는 복수의 버스바들 중 적어도 하나의 버스바를 포함한다. 라미네이팅된 버스바 조립체는 제1 복수의 배터리 셀들에 그리고 제2 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성된다. 적어도 하나의 버스바는 제1 배터리 모듈의 제1 부분 위에 배열된다. 라미네이팅된 버스바 조립체는 또한 적어도 하나의 버스바에 인접하게 배열되는 절연 층, 및 적어도 하나의 절연 층에 인접하게 배열되고 적어도 하나의 버스바와 복수의 배터리 셀들 사이에 배열되는 강철 층을 포함한다. 강철 층은 복수의 배터리 모듈들 중 하나 이상의 배터리 모듈들과 연관된 열 이벤트로부터 적어도 하나의 버스바를 차폐하도록 구성된다.
본 개시는, 하나 이상의 다양한 실시예에 따라, 하기 도면을 참조하여 상세히 기술된다. 도면은 단지 예시의 목적으로 제공되며, 단지 전형적인 또는 예시적인 실시예를 도시한다. 이들 도면은 본 명세서에 개시된 개념의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되며, 이들 개념의 범위, 범주, 또는 적용가능성을 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 명확함 및 예시의 용이함을 위해, 이들 도면은 반드시 축척대로 작성된 것은 아님에 유의하여야 한다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 차폐 층을 포함하는 라미네이팅된 버스바 조립체를 갖는 예시적인 배터리 시스템의 정단면도.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 라미네이팅된 버스바 조립체를 갖는 예시적인 배터리 시스템의 정단면도.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 열 이벤트를 겪고 있는 예시적인 배터리 시스템의 정단면도.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 라미네이팅된 버스바 조립체를 갖는 예시적인 배터리 시스템의 사시도.
도 5는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 복수의 배터리 모듈을 갖는 예시적인 배터리 시스템의 평면도.
도 6은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 층들을 갖는 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체의 측단면도.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 하나 초과의 버스바를 갖는 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체의 측단면도.
도 8은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 하나 초과의 버스바를 갖는 다른 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체의 측단면도.
도 9는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 하나 초과의 차폐부(shield)를 갖는 다른 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체의 측단면도.
일부 실시예에서, 배터리 시스템이 복수의 배터리 셀을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 모듈을 포함한다. 배터리 셀들의 서브세트가 병렬로 전기적으로 접속되고, 서브세트는 일련의 집전체(current collector)(또는 버스바)에 의해 직렬로 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 단자 집전체 또는 버스바가 DC 버스를 한정하는 전위차를 나타낸다. 일부 실시예에서, 스위칭 구성요소, 퓨즈 구성요소, 배터리 모듈의 전체 전압을 운반하는 버스바, 임의의 다른 적합한 전력 전자장치, 임의의 다른 적합한 구성요소, 또는 이들의 임의의 조합이 배터리 모듈(들) 상에 또는 그 부근에 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 라미네이팅된 버스바가 구성요소들 사이의 적합한 전기 접속을 형성하기 위해 배터리 시스템의 면(예컨대, 전방, 후방, 또는 임의의 측방향 표면) 상에 배열된다. 일부 그러한 실시예에서, 라미네이팅된 버스바는 배터리 모듈의 일부분 위로 연장되고, 따라서 하나 이상의 배터리 셀 위에 배열될 수 있다(예컨대, 배터리 셀의 통기 단부). 예를 들어, 배터리 셀이 열 이벤트를 겪는 경우, 인근의 버스바가 손상될 수 있다. 따라서, 배터리 셀로부터 차폐되는, 배터리 모듈 위에 배열된 라미네이팅된 버스바를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
예시적인 예에서, 원통형 배터리 셀이 배터리 셀의 제1 축방향 단부 및 원통형 면(예컨대, 측방향 면)을 덮는 재킷(예컨대, 강철)을 포함할 수 있다. 재킷은 배터리 셀의 제2 축방향 단부에 있는 림(rim)에서 종단된다. 제2 축방향 단부는 또한 전형적으로 버튼 전극 및 재킷 림과 버튼 전극 사이의 통기 구조물을 갖는다(예컨대, 양극 전극 및 음극 전극 둘 모두가 동심 패턴으로 제2 축방향 단부에 배열됨). 배터리 셀이 과열되거나 달리 열 이벤트를 겪을 때, 기체, 그릿(grit), 화염, 스파크, 또는 이들의 조합이 통기 구조물을 통해 배출될 수 있다. 따라서, 배터리 셀의 통기 단부를 향하는 구성요소가 열 이벤트 동안 손상될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 개시는 강철 층(예컨대, 외부 층)을 갖는 라미네이팅된 버스바에 관한 것이다. 예를 들어, 강철 층은 배터리 모듈을 향하는(예컨대, 배터리 셀에 가장 가까운) 라미네이팅된 버스바의 면 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 강철 층은 라미네이팅된 버스바 아래에 배열된 배터리 셀이 열 이벤트를 겪는 경우에 라미네이팅된 버스바에 대한 열 보호를 제공하도록 구성되고 배열된다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 차폐 층(130)을 포함하는 라미네이팅된 버스바 조립체(121)를 갖는 예시적인 배터리 시스템(100)의 일부분의 정단면도를 도시한다. 배터리 시스템(100)은 배터리 모듈(110) 및 라미네이팅된 버스바 조립체(121)를 포함한다. 라미네이팅된 버스바 조립체(121)는 버스바 스택(120)과 차폐 층(130), 및 공간(예컨대, 공극)을 포함할 수 있지만 포함하지 않아도 되는 계면(140)을 포함한다. 라미네이팅된 버스바 조립체(121)의 차폐 층(130)과 배터리 모듈(110)은, 예시된 바와 같이, 공간(141)에 의해 분리된다. 배터리 모듈(110)은 배터리 셀(111, 112, 113, 114, 115, 116)(예컨대, 이는 배터리 모듈(110)의 배터리 셀들의 서브세트를 나타낼 수 있음)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 각각의 배터리 셀(111 내지 116)은 양극 단자 및 음극 단자 둘 모두가 상부 단부에(예컨대, 예시된 바와 같이, 라미네이팅된 버스바 조립체(121)를 향해) 배열된 원통형 배터리 셀을 포함할 수 있다. 라미네이팅된 버스바 조립체(121)는 단일 작업편으로서 설치되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 차폐 층(130)과 버스바 스택(120)은 유닛으로서 배터리 시스템(100)에 설치될 수 있는 층들의 스택을 형성하도록 서로 접착되거나 달리 접합될 수 있다.
예시된 바와 같이, 버스바 스택(120)은 수개의 층을 포함한다. 예를 들어, 버스바 스택(120)의 층들은 버스바(예컨대, 복수의 배터리 셀로부터 전류를 분배 또는 수집하기 위한 전기 전도성 요소), 절연 층(예컨대, 유전체 재료), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버스바 스택(120)의 하나 이상의 층은 전기 전도성 재료(예컨대, 구리, 알루미늄, 탄소 섬유)를 포함할 수 있는 한편, 하나 이상의 다른 층은 버스바 스택(120)의 전도성 층들 또는 부분들 사이의 전기 절연을 제공하기 위해 전자 절연성 재료를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어, 차폐 층(130)은 강철 층(예컨대, 플레이트 또는 시트)을 포함한다. 일부 실시예에서, 중간 층(예컨대, 예시된 바와 같은 계면(140))이 차폐 층(130)과 버스바 스택(120) 사이에 위치된다. 층(140)은 예를 들어 공극, 스탠드오프, 단열재, 임의의 다른 적합한 구성요소 또는 재료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 중간 층은 공극과 스탠드오프의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 중간 층은 예를 들어 유전체 시트와 같은 단열재 층을 포함한다. 일부 실시예에서, 층 계면(140) 및 차폐 층(130)의 두께 및 특성은 (예컨대, 배터리 셀들(111 내지 116) 중 하나 이상으로부터의) 배터리 셀 열 이벤트로부터 열 보호를 제공하기에 충분하다. 예를 들어, 계면(140)은 인접 계면을 포함할 수 있고, 이 경우 차폐 층(130)은 버스바 스택(120)에 인접한다. 추가의 예에서, 계면(140)은 간극형 계면을 포함할 수 있고, 이 경우 차폐 층(130)은 라미네이팅된 버스바(120)로부터 (예컨대, 그들 사이에 배열되는 절연물, 공극, 스탠드오프, 또는 이들의 조합에 의해) 이격된다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 계면(140)은 대략 0.5 mm 두께일 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 배터리 시스템이 전기 차량을 위해 구성될 때, 차폐 층(130)은 차량 접지에 접지될 수 있다.
예시를 위해, 배터리 시스템(100)은 배터리 모듈(110) 위의 라미네이팅된 버스바 조립체(121)의 배열을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 차폐 층(130)은 별개의 구성요소 또는 구성요소들 사이의 추가 간격을 필요로 하지 않고서 버스바 스택(120)에 열 보호를 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 차폐 층(130)은 (예컨대, 배터리 시스템(100)을 조립하기 위한 조립 시간을 감소시키기 위해) 임의의 적합한 제조 공정을 사용하여 조립된, 버스바 스택(120)의 일부로서 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 시스템(100)은 (예컨대, 패키징 밀도를 증가시키기 위해) 최소 패키징 높이로 열 보호된 버스바를 제공한다.
공간(141)은 임의의 적합한 두께, 및 라미네이팅된 버스바 조립체(121)와 배터리 모듈(110) 사이의 개재 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공간(141)은 공극, 절연 층(예컨대, 단열물, 전기 절연물, 또는 둘 모두), 하나 이상의 스탠드오프, 임의의 다른 적합한 간극 또는 층, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시를 위해, 일부 실시예에서, 라미네이팅된 버스바 조립체(121)는 조립되고 이어서 유닛으로서 배터리 모듈(110) 위에 설치된다. 추가의 예시를 위해, 일부 실시예에서, 배터리 모듈(110), 라미네이팅된 버스바 조립체(121), 또는 둘 모두는 (예컨대, 전류 캐리어, 접지된 구성요소, 또는 다른 잠재적인 전기 단락 위치 위에 배열되는) 공간(141)의 적어도 일부분 내의 전기 절연물을 포함할 수 있다.
예시를 위해, 라미네이팅된 버스바 조립체(예컨대, 라미네이팅된 버스바 조립체(121))가 전류에 대한 라우팅 및 버스바들 간의 그리고 다른 구성요소로부터의 격리를 제공하도록 배열되는, 전기 전도체 및 유전체의 다수의 층을 포함할 수 있다. 층들은 (예컨대, 임의의 적합한 전기적 특성을 갖는 임의의 적합한 접착제에 의해) 접착되거나, (예컨대, 특정된 압력 또는 두께로) 가압되거나, 가공되거나(예컨대, 가열됨, 화학적으로 처리됨, 트리밍됨(trimmed)), 달리 조합되어 단일 구성요소로서 취급될 수 있는 라미네이팅된 버스바 조립체를 형성할 수 있다. 라미네이팅된 버스바 조립체가 전류 운반 부재(예컨대, 버스바)를 라우팅 및 격리시키기 위한 구조적으로 강성이고, 윤곽형성되고, 콤팩트한 구성요소를 제공할 수 있다. 예를 들어, 예시를 위해, 라미네이팅된 버스바 조립체가 실질적으로 평면형일 수 있고(예컨대, 평면내 치수에 비해 상대적으로 작은 두께를 갖고서 평평함), 배터리 시스템 내의 이용가능한 공간에 맞춰지도록 형상화될 수 있기 때문에, 조립체는 콤팩트한 설계를 유지시키도록 더욱 용이하게 설치될 수 있다.
추가의 예시를 위해, 라미네이팅된 버스바 조립체(예컨대, 라미네이팅된 버스바 조립체(121))가 예를 들어 각각의 층 사이에 폴리이미드(PI) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 유전체 재료의 층에 의해 서로 격리되는 전자 전도체의 다수의 층을 포함할 수 있다. 전도성 층 및 유전체 층은 고온에서 배열되고, 가압되고, 베이킹되어(baked), 통합된 라미네이팅된 조립체를 생성할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 라미네이팅된 버스바 조립체(221)를 갖는 예시적인 배터리 시스템(200)의 정단면도를 도시한다. 배터리 시스템(200)은 배터리 모듈(210), 및 버스바 스택(220)과 차폐 층(230)을 포함하는 버스바 조립체(221)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 버스바 스택(220)과 차폐 층(230)은 라미네이팅된 버스바 조립체(221)로서 통합되고, 층(240)에 의해 분리된다. 라미네이팅된 버스바 조립체(221)와 배터리 모듈(210)은, 예시된 바와 같이, 공간(241)에 의해 분리된다. 배터리 모듈(210)은 배터리 셀(211, 212, 213, 214, 215, 216)(예컨대, 이는 배터리 모듈(210)의 배터리 셀들의 서브세트를 나타낼 수 있음)을 포함한다. 예를 들어, 배터리 모듈(210)은 도 1의 배터리 모듈(110)과 유사할 수 있다. 추가의 예에서, 버스바 스택(220)은 도 1의 버스바 스택(120)과 유사할 수 있다. 라미네이팅된 버스바 조립체(221)는 단일 작업편으로서 설치되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 차폐 층(230)과 버스바 스택(220)은 유닛으로서 배터리 시스템(200)에 설치될 수 있는 층들의 스택을 형성하도록 서로 접착되거나 달리 접합될 수 있다.
예시된 바와 같이, 버스바 스택(220)은 예를 들어 하나 이상의 버스바(예컨대, 복수의 배터리 셀로부터 전류를 분배 또는 수집하기 위한 전기 전도성 요소), (예컨대, 유전체 재료의) 하나 이상의 절연 층, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 수개의 층을 포함한다. 예시를 위해, 라미네이팅된 버스바 조립체(221)는, 유전체 층에 의해 분리되고 차폐 층(230) 및 임의의 다른 적합한 구성요소로부터 추가의 유전체 층(들)에 의해 절연되는, 전기 DC 버스를 한정하는 2개의 버스바를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어, 차폐 층(230)은 라미네이팅된 버스바(221)의 일부로서(예컨대, 버스바 스택(220)에 부착되도록) 구성되는 강철 트레이를 포함한다. 일부 실시예에서, 중간 층(예컨대, 예시된 바와 같은 층(240))이 차폐 층(230)과 버스바 스택(220) 사이에 형성된다. 층(240)은 예를 들어 공극, 스탠드오프, 단열재, 임의의 다른 적합한 구성요소 또는 재료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 중간 층은 공극과 스탠드오프의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 층(240) 및 차폐 층(230)의 두께 및 특성은 (예컨대, 배터리 셀들(211 내지 216) 중 하나 이상으로부터의) 배터리 셀 열 이벤트로부터 열 보호를 제공하기에 충분하다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 층(240)은 대략 0.5 mm 두께일 수 있다. 예시를 위해, 층(240)은 버스바 스택(220)으로부터 멀리 연장되는 차폐 층(230)의 스탠드오프 영역에 의해 형성된다(예컨대, 스탠드오프는 차폐 층(230)에 통합되거나 그와 별개의 구성요소일 수 있음). 일부 실시예에서, 예를 들어 배터리 시스템이 전기 차량을 위해 구성될 때, 차폐 층(230)은 차량 접지에 접지될 수 있다. 차폐 층(230)은, 임의의 적합한 두께 및 형상을 갖고 배터리 모듈(210)로부터 임의의 적합한 거리에 배열되는(예컨대, 배터리 모듈에 인접하거나 그로부터 이격됨) 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 열 이벤트(390)를 겪고 있는 예시적인 배터리 시스템(300)의 정단면도를 도시한다. 배터리 시스템(300)은 배터리 모듈(310), 및 버스바 스택(320)과 차폐 층(330)을 포함하는 라미네이팅된 버스바 조립체(321)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 버스바 스택(320)과 차폐 층(330)은 계면(340)에서 만난다. 배터리 모듈(310)은 배터리 셀(311, 312, 313, 314, 315, 316)(예컨대, 이는 배터리 모듈(310)의 배터리 셀들의 서브세트를 나타낼 수 있음)을 포함한다. 예를 들어, 배터리 모듈(310)은 도 1의 배터리 모듈(110)과 유사할 수 있고, 버스바 스택(320)은 도 1의 버스바 스택(120)과 유사할 수 있고, 차폐 층(330)은 도 1의 차폐 층(130)과 유사할 수 있다. 차폐 층(330)은 스파크(예컨대, 이온화된 기체 종(ionized gas species)), 엠버(ember), 잔해물, 고온 제트, 고온 기체, 복사 열 전달, 대류 열 전달, 또는 이들의 조합으로부터 버스바 스택(320)을 보호할 수 있다. 절연물, 공극, 스탠드오프, 또는 이들의 적합한 조합을 포함할 수 있는 계면(340)은 대류 열 전달, 전도 열 전달, 또는 이들의 조합으로부터 버스바 스택(320)에 대한 추가 차폐를 제공할 수 있다. 라미네이팅된 버스바 조립체(321)는 공간(341)에 의해 배터리 모듈(310)로부터 분리된다. 공간(341)은 접촉 계면(예컨대, 분리 없음), 공극, 스탠드오프, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 상황에서, 하나 이상의 배터리 셀은 열 이벤트를 겪을 수 있다. 예를 들어, 작동 동안, 배터리 셀은 통기, 화재, 열 폭주(thermal runaway), 과열, 아크 발생(arcing)(예컨대, 스파크 또는 플라즈마를 생성함), 전기 단락, 버스바에 대한 손상 환경을 생성할 수 있는 임의의 다른 고장 모드, 또는 이들의 임의의 조합을 겪을 수 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 배터리 셀(312)은 열 이벤트(390)를 겪고 있고, 이는 국부 온도를 상승시킨다. 예를 들어, 차폐 층(330)의 영역(331)은 열 이벤트(390)로 인해 가열되고 있고, 따라서 차폐 층(330)의 나머지 부분보다 높은 온도에 있을 수 있다. 열이 차폐 층(330)으로 전달되고 차폐 층(330) 전체에 걸쳐 전도됨에 따라, 버스바 스택(320) 부근 및 그 내부의 온도 필드는 차폐 층(330)이 존재하지 않는 경우보다 상대적으로 작을 수 있다. 예를 들어, 버스바 스택(320)의 영역(322)은 열 이벤트(390)로 인해 일정 정도의 온도 상승을 겪을 수 있다. 그러나, (예컨대, 버스바 스택(320)의 나머지 부분과 비교하여) 영역(322)의 온도 상승은 차폐 층(330)이 없는 구성과 비교하여 감소될 수 있다. 추가의 예에서, 영역(322)은 차폐 층(330)의 영역(331)보다 낮은 온도, 낮은 온도 상승, 또는 둘 모두를 겪을 수 있다. 작동 동안 라미네이팅된 버스바(320)의 더 낮은 온도, 더 낮은 온도 상승, 또는 둘 모두를 달성하는 것은 더 긴 수명, 감소된 고장 가능성, 더 양호한 작동, 더 콤팩트한 설계, 또는 이들의 조합을 허용할 수 있다. 예시를 위해, 열 이벤트(390)의 아티팩트(artifact) 및 양상(예컨대, 고온 기체, 스파크, 충돌 기체 제트, 잔해물, 복사 조도)이 버스바 스택(320)에 직접적으로 영향을 줄 수 없기 때문에, 버스바 스택(320)은 그에 따라 열 이벤트(390)로부터 차폐되고, 열 이벤트(390) 동안 요구되는 대로(예컨대, 연속적으로, 또는 셧다운 또는 고장 관리를 허용하기에 충분한 기간 동안) 작동할 수 있다.
추가의 예에서, 차폐 층(330)의 존재는 열 이벤트(390)에 의해 유발되는 잔해물이 버스바 스택(320)에 상당하게 영향을 미치는 것을 차단하거나 달리 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 열 이벤트(390)의 폭발 또는 다른 강력한 양상은 파편, 먼지, 미립자, 플라즈마, 엠버, 스파크, 또는 다른 발산물이 배터리 시스템(300)의 주위 부분으로 분출되게 할 수 있다. 일부 그러한 상황에서, 차폐 층(330)은 발산물이 라미네이팅된 버스바(320)에 도달하는 것을 차단하거나, 버스바 스택(320)에 도달하기 전에 발산물을 느리게 하거나, 버스바 스택(320)에 도달하기 전에 발산물을 냉각시키거나, 차폐 층(330)이 없는 구성과 비교하여 버스바 스택(320)에 대한 발산물의 영향을 달리 감소시킨다. 예시를 위해, 차폐 층(330)이 프레임에 접지된 강철을 포함하는 경우, 열 이벤트로부터의 발산물은 버스바 스택(320)에 악영향을 주기보다는 냉각되거나, 소멸되거나, 물리적으로 차단되거나, 달리 완화될 수 있다. 차폐 층(330)이 다른 기능성을 제공할 필요가 없기 때문에, 열 이벤트(390)로 인한 차폐 층(330)의 열화는 배터리 시스템의 작동을 약화시키거나 달리 절충할 필요가 없다. 예시를 위해, 차폐 층(330)은 상대적으로 소모성이고, 배터리 시스템(300)에서 전기 접속을 형성하기 위해 사용되기보다는 오히려 손상으로부터 버스바 스택(320)을 보호하기 위해 사용된다. 또한, 차폐 층(330)이 버스바 스택(320)에 대한 손상을 감소시킴으로써 배터리 시스템(300)이 열 이벤트(390) 동안 작동할 수 있는 시간을 연장시킬 수 있기 때문에, 제어 시스템 또는 진단 시스템이 열 이벤트(390)를 식별하고 그에 따라 배터리 시스템(300)의 작동을 조절하는 것을 가능하게 할 수 있다(예컨대, 전류 부하를 감소시키거나, 제어된 셧다운을 수행하거나, 긴급 셧다운을 수행하거나, 능동 완화 수단을 활성화하거나, 사용자에게 경고하거나, 감시 또는 다른 모니터링 시스템에 경고하거나, 이들의 조합임).
도 4는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 라미네이팅된 버스바 조립체(450)를 갖는 예시적인 배터리 시스템(400)의 사시도를 도시한다. 예시된 바와 같이, 배터리 시스템(400)은 라미네이팅된 버스바 조립체(450), 배터리 모듈(410)(예컨대, 배터리 셀(411)이 그 중 하나인 복수의 배터리 셀을 포함함), 배터리 모듈(420)(예컨대, 배터리 셀(421)이 그 중 하나인 복수의 배터리 셀을 포함함), 측벽(413, 414), 및 커버(412)를 포함한다. 라미네이팅된 버스바 조립체(450)는 하나 이상의 집전체, 하나 이상의 버스바(예컨대, 전기 절연 층에 의해 분리됨), 하나 이상의 절연 층, 하나 이상의 차폐 층, 임의의 다른 적합한 구성요소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라미네이팅된 버스바 조립체(450)는 도 1 내지 도 3의 버스바 조립체, 라미네이팅된 버스바, 및 차폐 층 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
각각의 배터리 모듈(410, 420)의 복수의 배터리 셀은 병렬로 전기적으로 결합된 배터리 셀들의 서브세트들 및 직렬로 전기적으로 결합된 서브세트들을 갖고서, 평면 내에(예컨대, 어레이, 패턴, 또는 임의의 다른 적합한 배열로) 배열될 수 있다. 예를 들어, 라미네이팅된 버스바 조립체(450)는 배터리 모듈(410, 420)의 복수의 배터리 셀의 단자 전압에 대응하는 버스바를 포함할 수 있고, 또한 DC 버스를 형성하기 위한 제2 버스바를 포함할 수 있다. (도시되지 않은) 일부 실시예에서, 하나 초과의 라미네이팅된 버스바 조립체(450)가 포함될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 복수의 배터리 모듈을 갖는 예시적인 배터리 시스템(500)의 평면도를 도시한다. 배터리 시스템(500)은, 예시된 바와 같이, 직렬로 접속된 배터리 모듈(503, 504, 505, 506, 507, 508, 509, 510, 511), 복수의 버스바(예컨대, 버스바(512, 514) 및 라미네이팅된 버스바 조립체(550)), 및 고전압 분배 시스템(예컨대, 영역(502)이 고전압 분배 시스템을 포함함)을 포함한다. 라미네이팅된 버스바(550)는 배터리 모듈(503)의 상부에 배열된다(예컨대, 배터리 모듈(503)의 대부분이 도 5에서 보이지 않음). 예시를 위해, 일부 실시예에서, 복수의 배터리 모듈의 가장 양으로 대전된 단자 및 복수의 배터리 모듈의 가장 음으로 대전된 단자를 가로지르는 전위가 300 V를 초과한다. 일부 실시예에서, 배터리의 가장 양으로 대전된 단자 및 가장 음으로 대전된 단자는 각각의 버스바(예컨대, 버스바(512) 및/또는 버스바(514))에 전기적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 배터리 시스템(500)은 비스위칭된(unswitched) 음극 단자 버스바(예컨대, 버스바(512)) 및 비스위칭된 양극 단자 버스바(예컨대, 버스바(514))를 포함할 수 있다. 비스위칭된 음극 단자 버스바 및 비스위칭된 양극 단자 버스바는 배터리 시스템(500)의 영역(502)에 도시된, 본 명세서에 기술된 고전압 분배 시스템(예컨대, 고전압 분배 시스템)의 구성요소일 수 있다.
고전압 분배 시스템이, 영역(502)에서, 배터리 시스템(500)의 최좌측에 도시되어 있지만, 고전압 분배 시스템은 본 개시의 범주로부터 벗어남이 없이 배터리 시스템(500)의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 그러한 실시예에서, 고전압 분배 시스템의 위치는 (예컨대, 전기 차량의 충돌로 인한 또는 버스바의 비스위칭된 길이로 인한) 전기 단락의 위험을 최소화하도록 선택될 수 있다. 고전압 분배 시스템은 하나 이상의 접촉기, 퓨즈, 전류 센서, 전압 센서, 온도 센서, 스위치, 전력 전자장치(예컨대, IGBT), 전기 하드웨어, 임의의 다른 적합한 구성요소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 고전압 분배 시스템은 DC 버스를 하나 이상의 다른 시스템(예컨대, 모터 드라이브, 모터, 히터, 펌프, 압축기)으로 라우팅하는 데 사용될 수 있다. 버스바 조립체(550)는 영역(502) 부근에 그리고 배터리 모듈(503) 위에(예컨대, 그리고 그에 따라 배터리 모듈(503)의 배터리 셀 위에) 배열된다. 따라서, 라미네이팅된 버스바 조립체(550)는 배터리 셀과 연관된 열 이벤트 및 다른 고장으로부터의 악영향을 완화시키거나, 방지하거나, 달리 줄이기 위해 차폐 층(예컨대, 강철 층)을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 차폐 층은 라미네이팅된 버스바 조립체(550)와 배터리 모듈(503) 사이의 계면에 (예컨대, 공극을 갖거나 갖지 않고서) 배열된다.
도 6 내지 도 9는 본 개시에 따른, 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체를 도시한다. 라미네이팅된 버스바 조립체가 도 6 내지 도 9의 층들, 특징들, 구성들, 및 배열들 중 임의의 것을 임의의 적합한 조합으로 포함할 수 있다. 예시를 위해, 도 6 내지 도 9의 라미네이팅된 버스바 조립체는 (예컨대, 전기 차량의) 배터리 시스템의 고전압 분배 시스템에 포함될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 층들을 갖는 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체(600)의 측단면도를 도시한다. 예시된 바와 같이, 라미네이팅된 버스바 조립체(600)는 층(601, 602, 603, 604, 605)을 포함한다. 5개의 층을 갖는 것으로 도시되지만, 버스바 조립체가 임의의 적합한 특성(예컨대, 전기적, 기계적, 열적)을 갖는 임의의 적합한 수의 층, 구성요소, 또는 다른 적합한 구성요소를 포함할 수 있다.
예시적인 예에서, 층(601, 604)은 유전체 절연 층을 포함할 수 있고, 층(603)은 집전체를 포함할 수 있고, 층(602)은 층(603)의 집전체에 전기적으로 결합된 집전체(예컨대, DC 버스를 한정하는 버스바 또는 단자 버스바)를 포함할 수 있고, 층(605)은 차폐 층(예컨대, 강철 층)을 포함할 수 있다. 추가의 예시적인 예에서, 층(601, 604)은 유전체 절연 층을 포함할 수 있고, 층(602)은 배터리 셀들의 서브세트에 전기적으로 결합된 버스바를 포함할 수 있고, 층(604)은 (예컨대, 스탠드오프를 갖거나 갖지 않는) 공극을 포함할 수 있고, 층(605)은 차폐 층(예컨대, 강철 층)일 수 있다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 하나 초과의 버스바를 갖는 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체(700)의 측단면도를 도시한다. 예시된 바와 같이, 라미네이팅된 버스바 조립체(700)는 층(701, 702, 703, 704, 705, 706)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 층(701, 703, 705)은 유전체 절연 층을 포함하고, 층(702, 704)은 집전체(예컨대, DC 버스를 한정하는 버스바)를 포함하고, 층(706)은 차폐 층(예컨대, 강철 층)을 포함한다. 층(702, 704)은, 예를 들어, (예컨대, 전기 차량을 위한) 배터리 시스템의 DC 버스를 한정하는 구리 버스바(또는 임의의 다른 적합한 재료)를 각각 포함할 수 있다. 따라서, 층(706)은 층(705)에 의해 층(702, 704)으로부터 전기적으로 절연될 수 있고, 층(706)은 (예컨대, 예시된 바와 같이, 층(706) 아래에 배열되는) 배터리 셀과 연관된 이벤트에 대한 차폐를 제공할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예에 따른, 하나 초과의 버스바를 갖는 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체(800)의 측단면도를 도시한다. 예시된 바와 같이, 라미네이팅된 버스바 조립체(800)는 층(801, 802, 803, 804, 805, 806)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 층(801, 802, 805)은 유전체 절연 층을 포함하고, 층(803, 804)은 집전체(예컨대, DC 버스를 한정하는 버스바)를 포함하고, 층(806)은 차폐 층(예컨대, 강철 층)을 포함한다. 층(803, 804)은, 예를 들어, (예컨대, 전기 차량을 위한) 배터리 시스템의 DC 버스를 한정하는 구리 버스바(또는 임의의 다른 적합한 재료)를 각각 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 층(803, 804)은 적층된 구성으로 배열될 필요가 없고, 대신에 부분적으로 또는 완전히 오프셋될 수 있다. 층(806)은 층(805)에 의해 층(803, 804)으로부터 전기적으로 절연되고, 층(806)은 (예컨대, 예시된 바와 같이, 층(806) 아래에 배열되는) 배터리 셀과 연관된 이벤트에 대한 차폐를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 층(802)은 층들(803, 804) 사이의 격리를 제공하기 위해 포함될 필요가 없거나(예컨대, 층(803, 804)은 동일한 평면 내에 있지만 공극에 의해 이격될 수 있음), 완전한 층으로서 연장될 필요가 없다(예컨대, 층(802)은 층들(803, 804) 사이의 공간 또는 수직 계면에만 포함될 수 있음).
도 9는 본 개시의 일부 실시예에 따른, 하나 초과의 차폐부를 갖는 다른 예시적인 라미네이팅된 버스바 조립체(900)의 측단면도를 도시한다. 예시된 바와 같이, 라미네이팅된 버스바 조립체(900)는 층(901, 902, 903, 904, 905, 906, 907)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 층(901, 903, 905)은 유전체 절연 층을 포함하고, 층(902, 904)은 집전체(예컨대, DC 버스를 한정하는 버스바)를 포함하고, 층(906, 907)은 차폐부(예컨대, 강철 층)를 포함한다. 층(902, 904)은, 예를 들어, (예컨대, 전기 차량을 위한) 배터리 시스템의 DC 버스를 한정하는 구리 버스바(또는 임의의 다른 적합한 재료)를 각각 포함할 수 있다. 층(906, 907)은 층(905)에 의해 층(902, 904)으로부터 전기적으로 절연되고, (예컨대, 예시된 바와 같이, 층(906, 907) 아래에 배열되는) 배터리 셀과 연관된 이벤트에 대한 차폐를 제공한다. 차폐 층이 단일 층, 비-연속 층, 버스바 조립체의 나머지 부분과 배터리 모듈 또는 그의 복수의 배터리 셀 사이에 배열되는 하나 이상의 차폐부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버스바 조립체가 특정 배터리 셀로부터 차폐하기 위해 하나 이상의 부분을 따른 차폐를 포함할 수 있다(예컨대, 차폐는 개별 배터리 모듈에 대응할 수 있고, 층들(906, 907) 사이의 예시된 간극은 층들 아래에 배열된 2개의 인접한 배터리 모듈들 사이의 간극 위에 위치될 수 있음).
도 6 내지 도 9를 참조한 예시적인 예에서, 전기 절연 층은 고무, 플라스틱, 분말 코팅, 히트 싱크(heat shrink), 센서, 임의의 다른 적합한 유전체 재료, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 임의의 적합한 전기 절연 재료(들)를 포함할 수 있다. 도 6 내지 도 9를 참조한 예시적인 예에서, (예컨대, 다수의 전기 구성요소에 전기적으로 결합될 수 있는) 전기 전도성 층은 금속, 금속성 재료(예컨대, 합금, 혼합물, 고용체), 플레이트, 시트, 센서, 와이어, 전기 전도성 구성요소에 더하여 절연 구성요소, 임의의 다른 적합한 구성요소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시를 위해, 전기 차량과 관련하여, 도 6 내지 도 9의 임의의 전기 전도성 층 내의 버스바가 공조 압축기와 같은 차량 액세서리 구성요소와 연관된 스위칭된 300 V 전력 라인에 전기적으로 결합될 수 있다. 도 6 내지 도 9의 임의의 전기 전도성 층 내의 버스바가 배터리의 비스위칭된 단자에 전기적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 버스바의 일부분이 임의의 적합한 물리적 및 전기적 결합 방법을 사용하여 배터리의 단자에 물리적으로 결합될 수 있다.
추가의 예에서, 라미네이팅된 버스바 조립체가 복수의 배터리 셀에 전기적으로 결합되도록 구성되는 (예컨대, 구리, 알루미늄, 또는 다른 전기 전도성 재료로 제조된) 적어도 하나의 버스바, 적어도 하나의 버스바에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 절연 층 - 적어도 하나의 절연 층은 유전체임 -, 및 적어도 하나의 절연 층에 인접하게 배열되고 적어도 하나의 버스바와 복수의 배터리 셀 사이에 배열되는 (예컨대, 전기적으로 접지될 수 있는) 강철 층을 포함할 수 있다. 강철 층은 복수의 배터리 셀들 중 하나 이상의 배터리 셀과 연관된 열 이벤트로부터 적어도 하나의 버스바를 차폐하도록 구성될 수 있다. 라미네이팅된 버스바 조립체의 강철 층의 일부분이 공극에 의해 적어도 하나의 절연 층으로부터 분리될 수 있다. (예컨대, 유전체 재료로 제조된) 하나 이상의 스탠드오프가 공극을 통해 연장될 수 있다. 예시를 위해, 적어도 하나의 버스바는 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 절연 층은 제1 버스바의 제1 면 상에 배열되는 제1 절연 층; 제1 면 반대편의 제1 버스바의 제2 면 상에 그리고 제1 버스바와 제2 버스바의 제1 면 사이에 배열되는 제2 절연 층; 및 제1 면 반대편의 제2 버스바의 제2 면 상에 배열되는 제3 절연 층을 포함할 수 있다. 강철 층은 제3 절연 층에 인접하게 배열될 수 있다. 그러한 구성은 서로 절연된 버스바 및 다른 구성요소, 예컨대 강철 층을 포함할 수 있다.
전술한 내용은 단지 본 개시의 원리를 예시하는 것이며, 다양한 수정이 본 개시의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 전술된 실시예는 제한이 아닌 예시의 목적으로 제시된다. 본 개시는 또한 본 명세서에 명시적으로 기술된 것 이외의 많은 형태를 취할 수 있다. 따라서, 본 개시는 명시적으로 개시된 방법, 시스템, 및 장치로 제한되지 않고, 하기 청구의 범위의 사상 내에 있는 그에 대한 변형 및 그의 수정을 포함하는 것으로 의도된다는 것이 강조된다.

Claims (20)

  1. 라미네이팅된 버스바 조립체(laminated busbar assembly)로서,
    복수의 배터리 셀들(battery cells)에 전기적으로 결합되도록 구성되는 적어도 하나의 버스바;
    상기 적어도 하나의 버스바에 인접하게 배열되는, 유전체인 절연 층; 및
    상기 절연 층에 인접하게 배열되고 상기 적어도 하나의 버스바와 상기 복수의 배터리 셀들 사이에 배열되는 강철 층을 포함하고, 상기 강철 층은 상기 복수의 배터리 셀들 중 하나 이상의 배터리 셀들과 연관된 열 이벤트(thermal event)로부터 상기 적어도 하나의 버스바를 차폐하도록 구성되고, 상기 복수의 배터리 셀들은 상기 강철 층을 향하는 각각의 통기 단부(venting end)를 각각 포함하는, 라미네이팅된 버스바 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 버스바는 알루미늄 재료 또는 구리 재료 중 적어도 하나를 포함하는, 라미네이팅된 버스바 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 강철 층의 일부분이 공극(airgap)에 의해 상기 절연 층으로부터 분리되는, 라미네이팅된 버스바 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 하나 이상의 스탠드오프들(standoffs)을 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 스탠드오프들은 유전체 재료를 포함하고, 상기 하나 이상의 스탠드오프들은 상기 공극을 통해 연장되는, 라미네이팅된 버스바 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라미네이팅된 버스바 조립체는 단일 작업편(workpiece)으로서 설치되도록 구성되는, 라미네이팅된 버스바 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 버스바는 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고;
    상기 절연 층은 상기 제2 버스바와 상기 강철 층 사이에 배열되고;
    상기 라미네이팅된 버스바 조립체는 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바의 제1 면 사이에 배열되는 제2 절연 층을 추가로 포함하는, 라미네이팅된 버스바 조립체.
  7. 배터리 시스템으로서,
    제1 배터리 모듈(battery module) 내에 배열되는 제1 복수의 배터리 셀들 - 상기 제1 복수의 배터리 셀들은 각각의 통기 단부를 각각 포함함 -;
    제2 배터리 모듈 내에 배열되는 제2 복수의 배터리 셀들 - 상기 제1 배터리 모듈과 상기 제2 배터리 모듈은 서로 나란히 배열되고, 상기 제1 배터리 모듈과 상기 제2 배터리 모듈은 직렬로 전기적으로 결합됨 -;
    상기 제1 복수의 배터리 셀들에 그리고 상기 제2 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성되는 라미네이팅된 버스바 조립체를 포함하고, 상기 라미네이팅된 버스바 조립체는 상기 각각의 통기 단부들을 향해 상기 제1 배터리 모듈의 제1 부분 위에 배열되고, 상기 라미네이팅된 버스바 조립체는,
    상기 제1 복수의 배터리 셀들에 그리고 상기 제2 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성되는 제1 버스바,
    상기 제1 복수의 배터리 셀들에 그리고 상기 제2 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성되는 제2 버스바,
    상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이에 배열되는 제1 절연 층,
    상기 제2 버스바에 인접하게 배열되는 제2 절연 층, 및
    제2 절연 층에 인접하게 배열되고 상기 제2 버스바와 상기 복수의 배터리 셀들 사이에 배열되는 강철 층을 포함하고, 상기 강철 층은 상기 제1 복수의 배터리 셀들 중 하나 이상의 배터리 셀들과 연관된 열 이벤트로부터 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바를 차폐하도록 구성되는, 배터리 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 버스바는 알루미늄 재료 또는 구리 재료 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 버스바는 알루미늄 재료 또는 구리 재료 중 적어도 하나를 포함하는, 배터리 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 강철 층의 일부분이 공극에 의해 상기 제2 절연 층으로부터 분리되는, 배터리 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 하나 이상의 스탠드오프들을 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 스탠드오프들은 유전체 재료를 포함하고, 상기 하나 이상의 스탠드오프들은 상기 공극을 통해 연장되는, 배터리 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 강철 층은 전기적으로 접지되도록 구성되는, 배터리 시스템.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 절연 층으로부터 반대편에서 상기 제1 버스바에 인접하게 배열되는 제3 절연 층을 추가로 포함하는, 배터리 시스템.
  13. 제7항에 있어서, 상기 라미네이팅된 버스바 조립체는 상기 배터리 시스템 내에 단일 작업편으로서 설치되는, 배터리 시스템.
  14. 배터리 시스템으로서,
    각각의 복수의 배터리 셀들을 각각 포함하는 복수의 배터리 모듈들 - 상기 배터리 모듈들은 복수의 버스바들에 의해 전기적으로 결합되고, 복수의 배터리 셀들은 각각의 통기 단부를 각각 포함함-;
    상기 복수의 버스바들 중 적어도 하나의 버스바를 포함하는 라미네이팅된 버스바 조립체를 포함하고, 상기 라미네이팅된 버스바 조립체는 상기 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 결합되도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 버스바는 배터리 모듈의 제1 부분 위에 배열되고, 상기 라미네이팅된 버스바 조립체는,
    상기 적어도 하나의 버스바에 인접하게 배열되는 절연 층, 및
    적어도 하나의 절연 층에 인접하게 배열되고 상기 적어도 하나의 버스바와 상기 복수의 배터리 셀들 사이에 배열되는 강철 층을 추가로 포함하고, 상기 강철 층은 상기 복수의 배터리 모듈들 중 하나 이상의 배터리 모듈들과 연관된 열 이벤트로부터 상기 적어도 하나의 버스바를 차폐하도록 구성되는, 배터리 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 버스바는 알루미늄 재료 또는 구리 재료 중 적어도 하나를 포함하는, 배터리 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 강철 층의 일부분이 공극에 의해 상기 절연 층으로부터 분리되는, 배터리 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 하나 이상의 스탠드오프들을 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 스탠드오프들은 유전체 재료를 포함하고, 상기 하나 이상의 스탠드오프들은 상기 공극을 통해 연장되는, 배터리 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 상기 강철 층은 전기적으로 접지되도록 구성되는, 배터리 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 상기 절연 층은 제1 절연 층이고, 상기 배터리 시스템은 상기 제1 절연 층으로부터 반대편에서 상기 적어도 하나의 버스바에 인접하게 배열되는 제2 절연 층을 추가로 포함하는, 배터리 시스템.
  20. 제14항에 있어서, 상기 라미네이팅된 버스바 조립체는 상기 배터리 시스템 내에 단일 작업편으로서 설치되는, 배터리 시스템.
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