KR102688516B1 - 단일 셀, 파워 배터리 팩 및 전기 차량 - Google Patents

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Abstract

단일 셀, 파워 배터리 팩 및 전기 차량. 단일 셀은 셀 본체 - 셀 본체는 길이 L, 폭 H 및 두께 D를 가짐 - 를 포함한다. 셀 본체의 길이 L은 폭 H보다 크고, 셀 본체의 폭 H는 두께 D보다 크고, 셀 본체의 길이 L은 600mm보다 크고, 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=4-21을 충족한다.

Description

단일 셀, 파워 배터리 팩 및 전기 차량
<관련 출원들에 대한 상호 참조>
본 출원은 2019년 1월 9일에 BYD Company Limited에 의해 출원된 중국 특허 출원 번호 "제201910021244.0호", "제201910020967.9호", "제201910021246.X호", "제201910021248.9호", "제201910021247.4호", 및 "제201910020925.5호"에 대한 우선권을 주장한다. 상기 참조된 출원들의 전체 내용은 본 명세서에서 참조로 포함된다.
<기술분야>
본 출원은 배터리들의 기술 분야에 관한 것으로, 특히, 셀, 셀을 갖는 파워 배터리 팩(power battery pack) 및 파워 배터리 팩을 갖는 전기 차량에 관한 것이다.
관련 기술에서, 예를 들어, 전기 차량에 적용되는 파워 배터리 팩은 주로 팩 본체 및 팩 본체 상에 장착되는 복수의 배터리 모듈들을 포함한다. 각각의 배터리 모듈은 복수의 셀들에 의해 조립된다. 전기 차량들의 배터리 수명에 대한 사용자의 요구사항들은 점점 높아지고 있다. 그러나, 차량 본체 바닥의 공간이 제한적인 경우, 종래 기술의 파워 배터리 팩들은 공간 활용도가 낮은 문제가 있고, 이러한 파워 배터리 팩들의 에너지 밀도는 요구사항들을 충족할 수 없으므로, 점차 전기 차량들의 개발을 가로막는 중요한 요인이 되고 있다.
관련 종래 기술에서는, 셀들의 내부 저항 및 과전류로부터의 한계들로 인해, 셀들의 사이즈가 너무 크지는 않을 것이다. 셀들이 배터리 모듈로 조립된 후 배터리 모듈이 배터리 트레이 상에 배치될 때, 셀들의 2개의 대향하는 단부는 셀들의 작은 사이즈 및 짧은 길이로 인해 배터리 팩에 배열되는 2개의 대향하는 측면 빔(side beam)들에 끼워질 수 없다. 따라서, 가로 빔(transverse beam)(500') 및/또는 세로 빔(longitudinal beam)(600')(도 1에 도시됨)이 셀 조립을 용이하게 하기 위해 수용 디바이스에 제공될 필요가 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파워 배터리 팩(10')의 하우징(200")은 종종 가로 빔(500') 및 세로 빔(600')에 의해 배터리 모듈들(400')을 위한 복수의 장착 영역들로 분할된다. 배터리 모듈들(400')은 나사들 또는 다른 수단들에 의해 가로 빔(500') 또는 세로 빔(600') 상에 고정된다. 배터리 모듈(400')은 순차적으로 배열된 복수의 셀들을 포함한다. 복수의 셀들은 배열되어 셀 어레이를 형성한다. 단부 플레이트들 및/또는 측면 플레이트들이 셀 어레이 외부에 배치된다. 대개, 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들이 모두 배치된다. 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들은 고정되어 셀 어레이를 수용하기 위한 공간을 정의한다. 또한, 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들은 나사들에 의해 또는 풀 로드(pull rod)와 같은 다른 연결 부재들에 의해 연결되어, 셀 어레이를 고정한다.
본 출원인은, 배터리 모듈들(400')이 가로 빔(500') 또는 세로 빔(600') 상에 나사들에 의해 고정되기 때문에, 공간이 낭비되고 나사들 또는 다른 연결 부재들의 사용으로 인해 무게를 증가시킨다는 것을 실험들 및 분석을 통해 알게 되었다. 또한, 배터리 모듈들(400')은 모두 일정한 두께 및 높이를 갖는 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들로 설계되기 때문에, 하우징(200") 내부의 공간이 낭비되어, 하우징(200")의 부피 활용도가 낮아지게 된다. 일반적으로, 종래 기술의 파워 배터리 팩(10')의 경우, 하우징(200")의 부피에 대한 하우징(200")의 셀들의 부피들의 합의 비율이 약 50%이거나, 또는 40%보다도 더 작다.
종래 기술의 실시예들에서 제공된 파워 배터리 팩(10')의 경우, 배터리 모듈(400')의 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들, 및 파워 배터리 팩(10') 내부의 연결 및 장착 방식들은 하우징(200") 내부 공간의 활용도를 감소시킨다. 그 결과, 파워 배터리 팩(10')에서, 하우징(200")의 부피에 대한 셀들의 부피들의 합의 비율이 너무 낮고, 에너지 밀도는 전기 차량들의 배터리 수명에 대한 사용자들의 증가하는 요구사항들을 충족할 수 없다.
본 출원은 종래 기술에 존재하는 기술적 문제들 중 적어도 하나를 해결하도록 의도된다. 이러한 관점에서, 본 출원의 목적은 높은 방열(heat dissipation) 능력을 갖고 파워 배터리 팩에서의 전체 배열을 용이하게 하여 공간 활용도를 향상시키고 파워 배터리 팩의 에너지 밀도를 증가시킴으로써 파워 배터리 팩의 배터리 수명을 강화시키는 셀을 제공하는 것이다.
본 출원은 또한 셀을 갖는 파워 배터리 팩을 제공한다.
본 발명은 또한 파워 배터리 팩을 갖는 전기 차량을 제공한다.
본 출원의 제1 양태의 실시예에 따르면, 셀 본체를 포함하는 셀이 제공되고, 셀 본체는 길이 L, 폭 H 및 두께 D를 갖는다. 셀 본체의 길이 L은 폭 H보다 크고, 셀 본체의 폭 H는 두께 D보다 크고, 셀 본체의 길이 L은 600mm보다 크고, 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=4-21을 충족한다.
본 출원의 실시예에 따른 셀은 높은 방열 능력을 갖고 파워 배터리 팩에서의 전체 배열을 용이하게 하여 공간 활용도를 향상시키고 파워 배터리 팩의 에너지 밀도를 증가시킴으로써 파워 배터리 팩의 배터리 수명을 강화시킨다.
본 출원의 제2 양태의 실시예에 따르면, 하우징; 하우징에 배열되는 본 출원의 제1 양태의 실시예에 따른 복수의 셀들을 포함하는 파워 배터리 팩이 제공된다.
본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩은 본 출원의 제1 양태의 실시예에 따른 셀들을 사용함으로써, 높은 공간 활용도, 높은 에너지 밀도 및 긴 배터리 수명의 이점들을 갖는다.
본 출원의 제3 양태의 실시예에 따르면, 본 출원의 제2 양태의 실시예에 따른 파워 배터리 팩을 포함하는 전기 차량이 제공된다.
본 출원의 실시예에 따른 전기 차량에서, 본 출원의 제2 양태의 실시예에 따른 파워 배터리 팩을 사용함으로써, 배터리에 의해 점유되는 공간을 확장하지 않으면서 배터리 수명이 향상될 수 있다.
본 출원의 다른 양태들 및 이점들은 다음 설명에서 제공될 것이며, 그 중 일부는 다음 설명으로부터 명백해질 수도 있거나, 또는 본 출원의 실시들로부터 학습될 수도 있다.
도 1은 종래 기술에서 제공된 파워 배터리 팩의 분해도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 단면도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 3차원 도면이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 분해도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 셀의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩에서의 배터리 모듈들의 배열 방식을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 출원의 다른 실시예에 따른 파워 배터리 팩에서의 배터리 모듈들의 배열 방식을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 하우징을 갖도록 형성된 전기 차량의 개략적인 구조도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 전기 차량의 개략적인 구조도이다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 전기 차량의 분해도이다.
도 11은 도 2의 영역 G의 확대도이다.
도 12는 본 출원의 제1 임의적인 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 3차원 도면이다.
도 13은 본 출원의 제2 임의적인 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 3차원 도면이다.
도 14는 본 출원의 제3 임의적인 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 3차원 도면이다.
도 15는 본 출원의 제4 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 3차원 도면이다.
도 16은 본 출원의 제5 임의적인 실시예에 따른 파워 배터리 팩의 3차원 도면이다.
참조 번호들:
관련 기술:
10' 파워 배터리 팩, 200" 하우징, 400' 배터리 모듈, 600' 세로 빔, 500' 가로 빔
본 출원:
1 전기 차량,
10 파워 배터리 팩,
100 셀, 110 셀 본체, 200 하우징, 210 트레이, 220 상부 커버, 201 제1 측면 빔, 202 제2 측면 빔, 203 제1 단부 빔, 204 제2 단부 빔, 222 배기 통로, 221 가스 유입구
400 배터리 모듈
101 제1 전극 탭, 102 제2 전극 탭, 103 방폭 밸브(anti-explosion valve),
600 세로 빔, 500 가로 빔
A 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향, B 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향, C 파워 배터리 팩(10)의 높이 방향
L 셀 본체(110)의 길이, H 셀 본체(110)의 폭, D 셀 본체(110)의 두께, W 차량 본체의 폭, F 하우징(200)의 폭.
이하, 본 출원의 실시예들이 상세하게 설명되고, 실시예들의 예들은 첨부된 도면들에 도시되어 있으며, 여기서 동일하거나 유사한 엘리먼트들 또는 동일하거나 유사한 기능들을 갖는 엘리먼트들은 설명 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 참조 번호들로 표시된다. 첨부된 도면들을 참조하여 이하 설명되는 실시예들은 예시적인 것으로서 본 출원을 설명하기 위해서만 사용되며, 본 출원에 대한 제한으로서 해석되어서는 안된다.
본 출원의 설명에서, "수직(vertical)", "가로(transverse)", "길이(length)", "폭(width)", "두께(thickness)", "내부(inside)" 및 "외부(outside)"와 같은 용어들에 의해 표시되는 방위 또는 포지션 관계들은 첨부된 도면들에 도시된 방위 또는 포지션 관계들에 기초하며, 언급된 장치 또는 컴포넌트가 특정 방위를 가져야 하거나 또는 특정 방위로 구성되고 동작되어야 함을 나타내거나 암시하기보다는 예시 및 설명의 용이함 및 간결함을 위해서만 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 용어들은 본 출원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
또한, 본 출원의 설명에서, "복수의"는 2개 또는 2개 초과를 의미한다.
관련 기술에서의 파워 배터리 팩들의 현황을 고려하여, 본 출원은 파워 배터리 팩 및 파워 배터리 팩을 갖는 전기 차량을 제공한다. 파워 배터리 팩은 높은 공간 활용도, 높은 에너지 밀도 및 긴 배터리 수명의 이점들을 갖는다.
본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩(10)은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 2 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩(10)은 하우징(200) 및 복수의 셀들(100)을 포함한다.
복수의 셀들(100)은 하우징(200)에 제공되고, 하우징(200)은 복수의 셀들(100)을 수용하기 위한 하우징으로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 하우징(200)은 트레이(210) 및 상부 커버(220)를 포함할 수 있다. 트레이(210) 및 상부 커버(220)는 함께 작용하여 복수의 셀들(100)을 수용하는 공간을 정의한다. 복수의 셀들(100)은 트레이(210)에 제공되고, 상부 커버(220)에 의해 덮인다. 복수의 셀들(100)의 부피들의 합 V1 및 파워 배터리 팩(10)의 부피 V2는 V1/V2≥55%를 충족한다.
본 기술분야의 통상의 기술자는, V1은 각각의 셀(100)의 부피와 셀들(100)의 개수의 곱이고, V2는 파워 배터리 팩(10)의 외부 프로파일에 의해 정의되는 3차원 형상의 전체 부피, 즉, 배터리 팩(10)의 내부 공간을 포함하는 부피, 배터리 팩(10)의 외부 프로파일에 의한 공간에 둘러싸인 3차원 영역의 부피라는 것을 이해할 수 있다. 전기 차량들에서, V1/V2는 공간 활용도 비율로서 정의될 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩(10)에서는, 파워 배터리 팩(10)의 부피에 대한 셀들(100)의 부피들의 합의 비율, 즉, V1/V2를 ≥55%로 정의함으로써, 파워 배터리 팩(10)의 공간 활용도가 향상되고, 파워 배터리 팩(10)에 더 많은 셀들(100)이 배열될 수 있다. 즉, 단위 공간에 더 많은 에너지 공급 구조물들이 배열되어 에너지 밀도를 증가시키고, 이에 따라 점유 공간을 확장하지 않으면서 배터리 수명을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, V1/V2≥60%이다.
본 발명의 일부 실시예들에서, V1/V2≥62%이다.
본 발명의 일부 실시예들에서, V1/V2≥65%이다.
본 기술분야의 통상의 기술자는, 일부 요인들로 인해, 예를 들어, 트레이 바닥의 충돌-방지 공간, 액체 냉각 시스템, 단열재, 절연 보호, 열 안전성을 위한 액세서리, 화염 배기 통로 및 고-전압 배전 모듈 등을 포함하여 주변 컴포넌트들이 하우징(200)의 내부 공간을 점유하므로, V1/V2의 피크 값은 대개 80%, 즉, V1/V2≤80%임을 이해할 수 있다.
이하, 본 출원의 구체적인 실시예에 따른 파워 배터리 팩(10)은 도면들을 참조하여 설명되며, 여기서 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향은 화살표 A에 의해 표시되고, 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향은 화살표 B에 의해 표시되고, 파워 배터리 팩(10)의 높이 방향은 화살표 C에 의해 표시된다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 셀(100)의 길이 방향이 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열되고, 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열된다. 이는 파워 배터리 팩(10)의 공간 활용도가 55%, 60%, 62%, 65% 이상으로 되는 데 도움이 된다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)에서, 셀(100)로부터 하우징(200)의 측벽들까지의 거리가 셀(100)의 길이보다 작다. 구체적으로, 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)에서, 셀(100)의 일 단부로부터 셀(100)의 단부에 인접한 하우징(200)의 측면 빔까지의 최단 거리는 L1이고, 셀(100)의 다른 단부로부터 셀(100)의 다른 단부에 인접한 하우징(200)의 측면 빔까지의 최단 거리는 L2이고, 셀(100)의 길이 L0는 L1+L2<<L0을 충족한다. 이와 같이, 파워 배터리 팩(10)은 폭 방향(B)으로 다른 셀(100)을 추가로 수용할 수 없다.
즉, 하우징(200)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)으로 하나의 셀(100)만을 수용한다. 즉, 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)에서, 셀(100)은 2개 이상의 셀을 포함하는 패턴으로 배열될 수 없다.
파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)에서는, 하우징(200)의 2개의 측면에 측면 빔들이 제공되고, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)에서는, 하우징(200)의 2개의 측면에 단부 빔들이 제공된다는 것이 이해될 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 셀(100)의 길이가 파워 배터리 팩(10)의 전체 폭 방향(B)에 걸쳐 연장된다. 즉, 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라, 셀(100)이 하우징(200)의 일 측면으로부터 다른 측면으로 연장되고, 셀(100)의 길이가 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)으로 채워진다. 하우징(200)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)으로 2개 이상의 셀(100)을 수용할 수 없다. 길이 방향에서의 셀(100)의 2개의 단부는 폭 방향(B)에서의 하우징(200)의 2개의 대향하는 측벽에 끼워질 수 있으며, 예를 들어, 하우징(200)에 끼워질 수 있다. 그 결과, 가로 빔들 및 세로 빔들이 하우징(200)에 요구되지 않고, 연결된 셀들(100)이 강화 리브(strengthening rib)들로서 직접 작용할 수 있다. 이는 하우징(200)의 구조를 크게 단순화하고, 강화 리브들 및 셀들(100)을 장착하기 위한 구조물들에 의해 점유되는 공간을 감소시키고, 이에 따라 공간 활용도를 향상시키고 배터리 수명을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예들은 가로 빔들 및 세로 빔들을 제공하지 않는 것으로 제한되지 않는다. 본 출원의 일부 실시예들에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 가로 빔(500)이 하우징(200)에 제공될 수 있다. 가로 빔(500)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 연장되고, 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열되어 배터리 어레이를 형성한다. 가로 빔(500)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배터리 어레이를 적어도 2개의 부분으로 분할한다. 배터리 어레이의 각각의 부분은 적어도 하나의 셀(100)을 포함하고, 배터리 어레이의 각각의 부분은 배터리 모듈(400)을 구성한다.
본 출원의 일부 다른 실시예들에서는, 도 12에 도시된 바와 같이, 세로 빔(600)도 하우징(200)에 제공될 수 있다. 세로 빔(600)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 연장된다. 셀(100)의 길이 방향은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열된다. 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열되어 배터리 어레이를 형성한다. 적어도 2개의 행의 배터리 어레이들이 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 하우징(200)에 배열된다. 각각의 행의 배터리 어레이는 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열된 복수의 셀들(100)을 포함한다. 세로 빔(600)은 2개의 인접한 행의 배터리 어레이들 사이에 위치된다.
또한, 본 명세서의 가로 빔 및 세로 빔은 보호 파티션들 및 단열 폼 등과 같은 다른 구조적 부분들에 의해 대체될 수 있으며, 이는 본 출원에서 제한되지 않는다. 즉, 본 출원에서, 배터리 팩에서의 배터리 어레이는 전체일 수도 있거나, 또는 가로 빔 및/또는 세로 빔 또는 다른 파티션들에 의해 다수의 서브-배터리 어레이들, 예를 들어, 1개, 2개, 3개 또는 4개의 서브-배터리 어레이로 분할될 수도 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서, 하우징(200)은 폭 방향(B)에서의 파워 배터리 팩(10)의 2개의 측면에 위치되는 측면 빔들을 포함하고, 셀(100)의 길이 방향에서의 양 단부는 측면 빔들에 의해 지지된다. 하우징(200)은 길이 방향(A)에서의 파워 배터리 팩(10)의 2개의 단부에 위치되는 단부 빔들을 포함하고, 단부 빔들은 이들에 인접한 셀들(100)에 대해 내향 가압력(inward pressing force)을 제공한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(200)은 제1 측면 빔(201), 제2 측면 빔(202), 제1 단부 빔(203) 및 제2 단부 빔(204)을 갖는다. 제1 측면 빔(201), 제2 측면 빔(202), 제1 단부 빔(203) 및 제2 단부 빔(204)은 단부에서 단부로 순차적으로 연결된다. 제1 측면 빔(201)과 제2 측면 빔(202)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)으로 대향하고, 제1 단부 빔(203)과 제2 단부 빔(204)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)으로 대향한다. 제1 측면 빔(201) 및 제2 측면 빔(202)은 길이 방향에서의 셀(100)의 2개의 단부에 대한 지지를 제공하며, 즉, 셀(100)의 일 단부는 제1 측면 빔(201)에 의해 지지되고 다른 단부는 제2 측면 빔(202)에 의해 지지된다. 제1 단부 빔(203) 및 제2 단부 빔(204)은 두께 방향에서의 셀(100)의 2개의 측면에 대한 가압력을 제공한다. 즉, 제1 단부 빔(203)은 제1 단부 빔(203)에 인접하게 배열된 셀(100)에 제2 단부 빔(204)을 향하는 힘을 인가하고, 제2 단부 빔(204)은 제2 단부 빔(204)에 인접하게 배열된 셀(100)에 제1 단부 빔(203)을 향하는 힘을 인가하여, 복수의 셀들(100)이 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 제1 단부 빔(203)과 제2 단부 빔(204) 사이에 단단히 배열될 수 있도록 하며, 여기서 복수의 셀들(100)은 서로 끼워진다. 또한, 제1 단부 빔(203) 및 제2 단부 빔(204)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)에서 복수의 셀들(100)을 제한할 수 있다. 특히, 셀(100)이 약간 팽창할 때, 이들은 셀(100)에 대해 내향 가압력을 완충 및 제공할 수 있어, 셀(100)의 과도한 팽창 및 변형을 방지할 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 셀(100)의 길이 방향은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열되고, 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열되어 배터리 어레이를 형성한다. 파워 배터리 팩(10)의 높이 방향(C)을 따라 하우징(200)에는 적어도 2개의 층의 배터리 어레이들이 존재한다. 그 결과, 셀들(100)의 개수가 최적화되고, 이에 따라 공간 활용도가 증가되어 에너지 밀도를 증가시키고, BIC 및 저-전압 샘플링이 통합적으로 구현되기가 더 용이하다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 셀(100)의 길이 방향이 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열되고, 복수의 셀들(100)이 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열된다. 이는 55%, 60%, 62%, 65% 이상의 파워 배터리 팩(10)의 공간 활용도로 이어진다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)에서, 셀(100)로부터 하우징(200)의 단부 벽들까지의 거리가 셀(100)의 길이보다 작다. 구체적으로, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)에서, 셀(100)의 일 단부로부터 셀(100)의 단부에 인접한 하우징(200)의 단부 빔까지의 최단 거리는 L3이고, 셀(100)의 다른 단부로부터 셀(100)의 다른 단부에 인접한 하우징(200)의 단부 빔까지의 최단 거리는 L4이고, 셀(100)의 길이 L0는 L3+L4<L0을 충족한다. 이와 같이, 파워 배터리 팩(10)은 길이 방향(A)으로 다른 셀(100)을 추가로 수용할 수 없다.
즉, 하우징(200)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)으로 하나의 셀(100)만을 수용한다. 즉, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)에서, 셀(100)은 2개 이상의 셀을 포함하는 패턴으로 배열될 수 없다.
파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)에서는, 하우징(200)의 2개의 측면에 측면 빔들이 제공되고, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)에서는, 하우징(200)의 2개의 측면에 단부 빔들이 제공된다는 것이 이해될 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 셀(100)의 길이가 파워 배터리 팩(10)의 전체 길이 방향(A)에 걸쳐 연장된다. 즉, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라, 셀(100)이 하우징(200)의 일 단부로부터 다른 단부로 연장되고, 셀(100)의 길이가 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)으로 채워진다. 하우징(200)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)으로 2개 이상의 셀(100)을 수용할 수 없다. 길이 방향에서의 셀(100)의 2개의 단부는 길이 방향(A)에서의 하우징(200)의 2개의 대향하는 단부 벽에 끼워질 수 있으며, 예를 들어, 하우징(200)에 끼워질 수 있다. 그 결과, 하우징(200)에는 가로 빔들 및 세로 빔들이 요구되지 않고, 연결된 셀들(100)이 강화 리브들로서 직접 작용할 수 있다. 이는 하우징(200)의 구조를 크게 단순화하고, 강화 리브들 및 셀들(100)을 장착하기 위한 구조물들에 의해 점유되는 공간을 감소시키고, 이에 따라 공간 활용도를 향상시키고 배터리 수명을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예들은 세로 빔들 및 가로 빔들을 제공하지 않는 것으로 제한되지 않는다. 본 출원의 일부 실시예들에서는, 도 15에 도시된 바와 같이, 세로 빔(600)이 하우징(200)에 제공될 수 있다. 세로 빔(600)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 연장되고, 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열되어 배터리 어레이를 형성한다. 세로 빔(600)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배터리 어레이를 적어도 2개의 부분으로 분할한다. 배터리 어레이의 각각의 부분은 적어도 하나의 셀(100)을 포함하고, 배터리 어레이의 각각의 부분은 배터리 모듈(400)을 구성한다.
본 출원의 일부 다른 실시예들에서는, 가로 빔(500)도 하우징(200)에 제공될 수 있다. 가로 빔(500)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 연장된다. 셀(100)의 길이 방향은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열된다. 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열되어 배터리 어레이를 형성한다. 적어도 2개의 행의 배터리 어레이들이 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 하우징(200)에 배열된다. 각각의 행의 배터리 어레이는 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열된 복수의 셀들(100)을 포함한다. 가로 빔(500)은 2개의 인접한 행의 배터리 어레이들 사이에 위치된다.
또한, 본 명세서의 가로 빔 및 세로 빔은 보호 파티션들 및 단열 폼 등과 같은 다른 구조적 부분들에 의해 대체될 수 있으며, 이는 본 출원에서 제한되지 않는다. 즉, 본 출원에서, 배터리 팩에서의 배터리 어레이는 전체일 수도 있거나, 또는 가로 빔 및/또는 세로 빔 또는 다른 파티션들에 의해 다수의 서브-배터리 어레이들, 예를 들어, 1개, 2개, 3개 또는 4개의 서브-배터리 어레이로 분할될 수도 있다. 본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서, 하우징(200)은 길이 방향(A)에서의 파워 배터리 팩(10)의 2개의 단부에 위치되는 단부 빔들을 포함하고, 셀(100)의 길이 방향에서의 양 단부는 단부 빔들에 의해 지지된다. 하우징(200)은 폭 방향(B)에서의 파워 배터리 팩(10)의 2개의 측면에 위치되는 측면 빔들을 포함하고, 측면 빔들은 이들에 인접한 셀들(100)에 대해 내향 가압력을 제공한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 하우징(200)은 제1 측면 빔(201), 제2 측면 빔(202), 제1 단부 빔(203) 및 제2 단부 빔(204)을 갖는다. 제1 측면 빔(201), 제2 측면 빔(202), 제1 단부 빔(203) 및 제2 단부 빔(204)은 단부에서 단부로 순차적으로 연결된다. 제1 측면 빔(201)과 제2 측면 빔(202)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)으로 대향하고, 제1 단부 빔(203)과 제2 단부 빔(204)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)으로 대향한다. 제1 단부 빔(203) 및 제2 단부 빔(204)은 길이 방향에서의 셀(100)의 2개의 단부에 대한 지지를 제공하며, 즉, 셀(100)의 일 단부는 제1 단부 빔(203)에 의해 지지되고 다른 단부는 제2 단부 빔(204)에 의해 지지된다. 제1 측면 빔(201) 및 제2 측면 빔(202)은 두께 방향에서의 셀(100)의 2개의 측면에 대한 가압력을 제공한다. 즉, 제1 측면 빔(201)은 제1 측면 빔(201)에 인접하게 배열된 셀(100)에 제2 측면 빔(202)을 향하는 힘을 인가하고, 제2 측면 빔(202)은 제2 측면 빔(202)에 인접하게 배열된 셀(100)에 제1 측면 빔(201)을 향하는 힘을 인가하여, 복수의 셀들(100)이 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 제1 측면 빔(201)과 제2 측면 빔(202) 사이에 단단히 배열될 수 있도록 하며, 여기서 복수의 셀들(100)은 서로 끼워진다. 또한, 제1 측면 빔(201) 및 제2 측면 빔(202)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)에서 복수의 셀들(100)을 제한할 수 있다. 특히, 셀(100)이 약간 팽창할 때, 이들은 셀(100)에 대해 내향 가압력을 완충 및 제공할 수 있어, 셀(100)의 과도한 팽창 및 변형을 방지할 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 15에 도시된 바와 같이, 셀(100)의 길이 방향은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열되고, 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열되어 배터리 어레이를 형성한다. 파워 배터리 팩(10)의 높이 방향(C)을 따라 하우징(200)에는 적어도 1개의 층의 배터리 어레이들이 존재한다. 그 결과, 셀들(100)의 개수가 최적화되고, 이에 따라 공간 활용도가 증가되어 에너지 밀도를 증가시키고, BIC 및 저-전압 샘플링이 통합적으로 구현되기가 더 용이하다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 복수의 셀들(100)이 다수의 배터리 모듈들(400)로 조립될 수 있다. 다수의 배터리 모듈들(400)은 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열될 수도 있고(도 6에 도시됨), 다수의 배터리 모듈들(400)은 또한 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 배열될 수도 있고(도 15에 도시됨), 또는 다수의 배터리 모듈들(400)은 파워 배터리 팩(10)의 높이 방향(C)을 따라 배열될 수도 있어서 다층 구조를 형성할 수 있다(도 7에 도시됨). 즉, 셀들(100)이 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B) 또는 길이 방향(A)을 따라 연장되는 것에 관계없이, 복수의 셀들(100)은 파워 배터리 팩(10)의 높이 방향(C)을 따라 다수의 층들로 배열될 수 있다. 다수의 배터리 모듈들(400)은 또한 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A) 및 높이 방향(C) 모두를 따라, 또는 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(A) 및 높이 방향(C) 모두를 따라 배열될 수 있다. 그 결과, 배터리 모듈들(400)의 개수가 최적화되고, 이에 따라 공간 활용도가 증가되어 에너지 밀도를 증가시키고, BIC 및 저-전압 샘플링이 통합적으로 구현되기가 더 용이하다. 본 출원의 실시예에서의 배터리 모듈(400)은 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들과 같은 구조물들을 갖지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
관련 기술에서는, 셀의 사이즈가 작고 길이가 짧기 때문에, 셀의 2개의 대향하는 단부가 하우징(200")의 2개의 대향하는 측벽에 끼워질 수 없었다. 따라서, 세로 빔들(600') 및/또는 가로 빔들(500')(도 1에 도시됨)이 셀 조립을 용이하게 하기 위해 하우징(200")에 제공될 필요가 있다. 셀들이 배터리 모듈들(400')에 의해 하우징(200")에 장착될 때, 파워 배터리 팩(10')의 폭 방향을 따라 다수의 셀들이 존재할 것이다. 즉, 셀은 2개의 대향하는 측벽 사이에서 연장되지 않고, 2개의 대향하는 세로 빔(600') 또는 가로 빔(500') 사이에서 연장된다. 배터리 모듈은 패스너에 의해 인접한 세로 빔(600') 및/또는 가로 빔들(500')에 고정된다.
관련 기술에서는 하우징(200")에 세로 빔들(600') 및/또는 가로 빔들(500')이 제공되기 때문에, 세로 빔들(600') 및/또는 가로 빔들(500')이 하우징(200")에 셀들을 수용하기 위한 큰 장착 공간을 점유하여, 하우징(200")의 낮은 공간 활용도를 야기한다. 일반적으로, 하우징(200")의 부피에 대한 셀들의 부피들의 합의 비율은 약 40%, 또는 그보다도 더 낮다. 즉, 관련 기술에서는 하우징(200")의 공간의 약 40%만이 셀들을 장착하는 데 이용 가능하여, 하우징(200")에 수용되는 셀들의 개수를 제한하고 전체 파워 배터리 팩(10')의 용량 및 전압을 제한하고 파워 배터리 팩(10')의 배터리 수명을 열악하게 할 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 셀은 셀 본체를 포함하고, 셀 본체는 길이 L, 폭 H 및 두께 D를 갖는다. 셀 본체의 길이 L은 폭 H보다 크고, 셀 본체의 폭 H는 두께 D보다 크고, 셀 본체의 길이 L은 600mm보다 크고, 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=4-21을 충족한다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=9-13을 충족한다. 파워 배터리 팩(10)에 상기 사이즈 요구사항들을 충족하는 셀들이 제공될 때, 한편으로는 하우징(200)에서 세로 빔들 및/또는 가로 빔들의 사용이 감소된다. 심지어 세로 빔들 및/또는 가로 빔들이 하우징(200)에 제공되지 않을 수 있어, 하우징(200)에서 세로 빔들 및/또는 가로 빔들에 의해 점유되는 공간을 감소시키고 하우징(200)의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다. 한편, 배터리 모듈(400)에서 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들의 사용이 감소되고, 하우징(200)에서 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들에 의해 점유되는 공간이 감소되어, 하우징(200)의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다. 가능한 한 많은 셀들(100)이 하우징(200)에 배열되어, 전체 파워 배터리 팩의 용량, 전압 및 배터리 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 하우징(200)에 세로 빔들 및/또는 가로 빔들이 배열될 필요가 없기 때문에, 한편으로는, 하우징(200)의 제조 공정이 간단해지고 셀들(100)의 조립 복잡성이 감소되고 생산 비용이 감소되며, 다른 한편으로는, 하우징(200) 및 전체 파워 배터리 팩(10)의 무게들이 감소되어, 파워 배터리 팩(10)의 경량화를 달성시킬 수 있다. 특히, 파워 배터리 팩(10)이 전기 차량 상에 장착될 때, 전기 차량의 배터리 수명이 향상되고, 전기 차량의 경량화가 달성된다.
또한, 셀(100) 자체가 하우징(200)의 구조적 강도를 강화시키는 데 사용될 수 있다. 즉, 하우징(200)에 구조적 강도를 강화시키기 위한 강화 구조물을 제공할 필요가 없고, 셀(100) 자체가 강화 구조물을 직접 대체하여 하우징(200)의 구조적 강도를 보장할 수 있으므로, 외력의 작용 하에서 하우징(200)이 변형되기 쉽지 않도록 보장할 수 있다. 중국 특허 문헌 CN107925028A에 개시된 배터리 팩과 비교하여, 하우징(200)은 셀들(100)을 수용하고 보호할 수 있을 뿐만 아니라 셀들(100)을 지지하여 파워 배터리 팩(10)의 전체 하중-지지 용량(load-bearing capacity)을 향상시킬 수 있다. 셀(100)의 길이는 배터리 팩(10)의 강도를 강화시킨다.
본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 배터리 본체의 길이 L 및 두께 D는 L/D=23-208을 충족한다. 배터리의 치수들의 비율을 증가시킴으로써, 단일 셀(100)의 표면적이 증가되어, 방열 면적을 증가시키고 셀(100)의 방열율을 증가시킴으로써, 전체 파워 배터리 팩(10)의 안전성을 향상시키고 파워 배터리 팩(10)을 더 안전하고 더 신뢰 가능하게 할 수 있다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체의 길이 L 및 폭 D는 L/D=50-120을 충족한다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서, 셀(100)은 셀 본체(110)(전극 탭들과 같은 소형 사이즈의 돌출 구조물들을 제외한 본체 부분으로서 이해될 수 있음)를 포함하고, 셀 본체(110)의 부피 V 및 셀 본체(110)의 에너지 E는 V/E≤2000mm3·Wh-1을 충족한다. 따라서, 충분한 방열 면적을 보장하여 방열 효과를 보장할 수 있고 셀들(100)의 부피 비율을 감소시킬 수 있어, 파워 배터리 팩(10)에서 복수의 셀들(100)을 콤팩트하게 배열하는 데 유리하다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 하우징(200)이 특히 사이즈 및 하중 지지 용량 측면에서 중국 특허 문헌 CN107925028A에 개시된 배터리 팩 하우징과 상이하다. 하우징(200)은 차량 본체에 끼워지고 연결되는 차량 트레이(210)를 포함하여, 셀들(100)을 수용하고 운반하기 위해 차량 본체에 끼워지는 구조를 형성할 수 있다. 차량 트레이(210)는 셀들(100)을 수용하고 장착하기 위해 별도로 생산되는 트레이이다. 셀(100)이 차량 트레이(210)에 장착된 후, 차량 트레이(210)는 패스너에 의해 차량 본체에 장착될 수 있다. 예를 들어, 차량 트레이는 전기 차량의 섀시에 매달려, 셀들을 수용하고 지지할 수 있다.
파워 배터리 팩(10)이 차량 상에 전기 에너지를 제공하기 위한 파워 배터리 팩으로서 사용될 때, 셀(100)의 길이 방향은 차량 본체의 길이 방향, 즉, 차량의 전후 방향들을 따라 배열될 수 있다. 이때, 셀(100)의 셀 본체(110)의 길이 L은 600-2500mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, L은 600-1500mm일 수 있으므로, 셀(100)의 길이는 차량의 길이에 적응될 수 있다. 파워 배터리 팩(10)이 차량 상에 전기 에너지를 제공하기 위한 파워 배터리 팩으로서 사용될 때, 셀(100)의 길이 방향은 차량 본체의 폭 방향, 즉, 차량의 좌우 방향들을 따라 배열될 수 있다. 이때, 셀(100)의 셀 본체(110)의 길이 L은 600-2500mm일 수 있으므로, 셀(100)의 길이가 차량의 폭에 적응될 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(200)이 또한 전기 차량 상에 직접 형성될 수 있고, 즉, 하우징(200)이 셀들(100)을 장착하기 위한 디바이스일 수 있고, 전기 차량 상의 임의의 적절한 포지션에 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(200)은 전기 차량의 섀시 상에 형성될 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 파워 배터리 팩(10)이 전기 차량 상에 배열될 때, 중국 특허 문헌 CN107925028A에 개시된 배터리 팩과 달리, 파워 배터리 팩(10)은 또한 배터리 관리 시스템(battery management system)(BMS), 배터리 커넥터, 배터리 샘플러, 배터리 열 관리 시스템 및 차량 배터리에 요구되는 다른 컴포넌트들 중 적어도 하나를 포함한다. 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)은 차량 본체의 폭 방향, 즉, 차량의 좌우 방향들을 따라 배열되고, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향은 차량 본체의 길이 방향, 즉, 차량의 전후 방향들을 따라 배열된다. 본 출원은 이에 제한되지 않는다. 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)은 차량 본체의 길이 방향을 따라 배열될 수 있고, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)은 차량 본체의 폭 방향을 따라 배열될 수 있다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 파워 배터리 팩(10)에서의 셀들(100)의 방위 및 전기 차량 상의 파워 배터리 팩(10)의 방위가 다양한 형태들로 조합될 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 셀(100)의 길이 방향은 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)을 따라 또는 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향(A)을 따라 배열될 수 있다. 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)은 차량 본체의 폭 방향을 따라 또는 차량 본체의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향(B)이 차량 본체의 폭 방향을 따라 또는 차량 본체의 길이 방향을 따라 배열되는 것에 관계없이, 셀(100)의 길이 방향이 차량 본체의 폭 방향을 따라 배열된다. 셀(100), 파워 배터리 팩(10) 및 차량 본체의 상대적인 배열 방향은 다양한 요구사항들을 충족시키기 위해 실제 적용에 따라 배열될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예에 따른 셀(100)이 설명될 것이다.
다음의 구체적인 실시예들에서, 길이 L, 폭 H 및 두께 D는 밀리미터(mm) 단위이고, 표면적 S는 제곱 밀리미터(m2) 단위이고, 부피 V는 입방 밀리미터(mm3) 단위이고, 에너지 E는 와트시(Wh) 단위이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 셀(100)은 셀 본체(110)를 포함한다. 셀 본체(110)는 전극 탭들과 같은 소형 사이즈의 돌출 구조물들을 제외한 본체 부분임이 이해될 수 있다. 셀 본체(110)는 길이 L, 폭 H 및 두께 D를 갖는다.
셀 본체(110)의 길이 L은 셀 본체(110)의 폭 H보다 크고, 셀 본체(110)의 폭 H는 셀 본체(110)의 두께 D보다 크고, 셀 본체의 길이 L은 600mm보다 크고, 셀 본체(110)의 길이 L 및 셀 본체(110)의 폭 H는 L/H=4-21을 충족한다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체(110)의 길이 L 및 셀 본체(110)의 폭 H는 L/H=9-13을 충족한다.
본 출원의 실시예에 따른 셀(100)에서는, 셀 본체(110)의 폭 H에 대한 길이 L의 비율을 설계함으로써, 주어진 일정한 부피에서 셀 본체(110)가 합리적으로 평평하게 되고 신장될 수 있다. 한편, 이는 파워 배터리 팩에서의 전체 배열(예를 들어, 본 출원의 상기 언급된 실시예에 따른 파워 배터리 팩(10)의 배열)에 도움이 되며, 이에 따라 공간 활용도를 향상시키고 에너지 밀도를 강화시키고, 따라서 파워 배터리 팩의 배터리 수명을 증가시킬 수 있다. 한편, 이는 셀(100)이 내부의 열을 외부로 제시간에 전달하여 열이 내부에 축적되는 것을 방지할 수 있을 만큼 충분히 큰 방열 면적을 갖도록 보장함으로써, 더 높은 에너지 밀도를 형성하고 배터리 수명의 향상을 지원할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 배터리 팩에서 셀(100)의 배열을 최적화하고 셀(100)의 방열 용량을 향상시키기 위해, 셀 본체(110)의 길이 L 및 두께 D는 L/D=23-208을 충족한다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 셀 본체(110)가 일정한 구조적 강도를 갖도록 외부 표면이 매끈한 직육면체(rectangular parallelepiped) 형상을 갖도록 구조화된다. 셀의 셀 코어는 각기둥형(prismatic) 셀 케이싱에 배치되고, 셀 케이싱의 개구는 커버 플레이트로 밀봉되고, 전해질이 주입된다. 알루미늄 라미네이트 필름을 갖는 셀과 비교하여, 본 출원의 실시예에 따른 셀(100)은 우수한 열 전도율을 갖고, 종래의 배터리 열 관리 구조물과 함께 사용될 때, 대형 사이즈의 구조물에 의해 야기되는 방열 문제를 효과적으로 제거할 수 있다. 원통형 셀들과 비교하여, 공간 활용도가 더 높고, 생산 및 조립 공정들이 더 간단하다.
본 출원의 실시예에 따른 셀(100)이 파워 배터리 팩(10)의 하우징(200)에 배열될 때, 셀 본체(110)의 길이 방향 및 두께 방향은 수평 방향들로 연장될 수 있고, 셀 본체(110)의 폭 방향은 수직 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 셀(100)은 측면에 배치된다. 수평 및 수직 방향들은 파워 배터리 팩(10)이 사용될 때(예를 들어, 전기 차량에 사용될 때) 그 방향에 기초한다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 파워 배터리 팩(10)에서의 셀(100)의 배열을 최적화하여 에너지 밀도를 증가시키고 배터리 수명을 증가시키고 또한 셀 본체(110)의 배열을 하우징(200)의 제한된 공간에서 더 콤팩트하고 더 에너지 집약적으로 하기 위해, 셀(100)의 다른 파라미터들이 설계된다.
본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체(110)의 길이 L 및 셀 본체(110)의 부피 V는 L/V = 0.0005mm-2 - 0.002mm-2를 충족한다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체(110)의 폭 H 및 셀 본체(110)의 부피 V는 H/V = 0.0001mm-2 - 0.00015mm-2를 충족한다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체(110)의 두께 D 및 셀 본체(110)의 부피 V는 D/V = 0.0000065mm-2 - 0.00002mm-2를 충족한다. 일정한 부피의 셀 본체(110)의 경우, 부피 V에 대한 길이 L, 폭 H 및 두께 D 각각의 비율이 설계되어 단위 에너지의 공간적 분포를 최적화할 수 있고, 이에 따라 하우징(200)에서의 배열을 용이하게 할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체(110)의 길이 L 및 셀 본체(110)의 표면적 S는 L/S = 0.002mm-1 - 0.005mm-1을 충족한다. 셀 본체(110)의 길이 L 및 셀 본체(110)의 에너지 E는 L/E = 0.8mm·Wh-1 - 2.45mm·Wh-1을 충족한다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 셀 본체(110)의 길이 L 및 셀 본체(110)의 에너지 E는 L/E = 1.65mm·Wh-1 - 2.45mm·Wh-1을 충족한다. 이와 같이, 셀(100)의 구조적 강도 및 방열 효과가 고려되면서, 셀(100)이 그것의 길이 방향에서 하우징(200)의 2개의 대향하는 측면에 걸쳐 연장되는 것이 용이하게 됨으로써, 파워 배터리 팩(10)의 배터리 수명을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 다른 실시예들에서, 셀 본체(110)의 표면적 S 및 셀 본체(110)의 부피 V는 S/V = 0.1-0.35mm-1을 충족한다. 따라서, 충분한 방열 면적을 보장하여 방열 효과를 보장할 수 있고 셀들(100)의 부피 비율을 감소시킬 수 있어, 파워 배터리 팩(10)에서 복수의 셀들(100)을 콤팩트하게 배열하는 데 유리하다.
셀 본체(110)의 표면적 S 및 셀 본체(110)의 에너지 E는 S/E≤1000mm2·Wh-1을 충족한다. 이것은 셀(100)의 표면 상에서 충분한 방열을 보장할 수 있다. 특히, 삼원(ternary) 또는 고-니켈 삼원 캐소드 재료가 파워 배터리에 채택될 때, 배터리의 내부 열이 제시간에 전도될 수 있고, 이는 배터리 안전성에 유리하다. 또한, 본 출원의 실시예에서의 셀(100)은 외부 표면이 매끈한 각기둥형 셀로서, 이는 일정한 구조적 강도를 갖고, 우수한 열 전도율을 갖는다. 주름진(corrugated) 표면적을 가진 셀과 비교하여, 공정 및 후속 조립이 덜 어렵다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 셀(100)은 제1 전극 탭(101) 및 제2 전극 탭(102)을 추가로 포함한다.
제1 전극 탭(101)은 길이 방향에서의 셀 본체(110)의 일 단부에 제공되고, 제2 전극 탭(102)은 길이 방향에서의 셀 본체(110)의 다른 단부에 제공된다. 즉, 셀(100)의 길이 방향은 셀(100) 내부의 전류 방향일 수 있으며, 즉, 셀(100) 내부의 전류 방향은 화살표 B로 표시된 것과 같다. 이러한 방식으로, 전류 방향이 셀(100)의 길이 방향과 동일하기 때문에, 셀(100)의 유효 방열 면적이 더 커지고, 방열 효율이 더 높아진다. 여기서, 제1 전극 탭(101)은 셀(100)의 양극 탭이고 제2 전극 탭(102)은 셀(100)의 음극 탭일 수 있거나, 또는 제1 전극 탭(101)은 셀(100)의 음극 탭이고 제2 전극 탭(102)은 셀(100)의 양극 탭일 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 셀(100)은 적어도 하나의 방폭 밸브(103)를 추가로 포함한다.
적어도 하나의 방폭 밸브(103)는 길이 방향에서의 셀 본체(110)의 적어도 하나의 단부 상에 제공된다. 셀(100)이 고장나서 팽창할 때, 내부의 가스 압력은 적어도 하나의 방폭 밸브(103)에 있는 플리핑 시트(flipping sheet)를 뚫기에 충분하여, 셀(100)의 단락을 유발하여 셀(100)의 안전성을 보장하고, 셀(100)이 폭발하는 것을 방지할 수 있다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 적어도 하나의 방폭 밸브(103)의 배열이 알루미늄 케이싱을 갖는 셀뿐만 아니라 파우치 셀(pouch cell)에도 적용될 수 있음을 이해할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 방폭 밸브(103)는 셀 본체(100)의 단부들 이외의 포지션들에도 배열될 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 셀이 파우치 셀일 때, 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=7-20을 충족한다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 길이 방향에서의 셀 본체(110)의 2개의 단부에 각각 방폭 밸브(103)가 제공된다.
예를 들어, 도 2, 도 5 및 도 11에 도시된 바와 같이, 셀(100)에는 제1 측면 빔(201)과 마주하는 제1 단부에서 방폭 밸브(103)가 제공되고, 제1 측면 빔(201)에는 배기 통로들(222)이 제공된다. 가스 유입구(221)가 각각의 셀(100)의 방폭 밸브(103)에 대응하는 제1 측면 빔(201) 상의 포지션에 제공되고, 가스 유입구(221)는 배기 통로(222)와 연통된다. 하우징(200)에는 배기 통로(222)와 연통되는 배기구가 제공된다.
그리고/또는, 셀(100)에는 제2 측면 빔(202)과 마주하는 제2 단부에 방폭 밸브(103)가 제공되고, 제2 측면 빔(202)에는 배기 통로들(222)이 제공된다. 가스 유입구(221)가 각각의 셀(100)의 방폭 밸브(103)에 대응하는 제2 측면 빔(202) 상의 포지션에 제공되고, 가스 유입구(221)는 배기 통로(222)와 연통된다. 하우징(200)에는 배기 통로(222)와 연통되는 배기구가 제공된다.
관련 기술에서는, 셀을 사용하는 동안, 셀 내부의 가스 압력이 일정한 정도로 증가하는 경우, 방폭 밸브가 개방되어, 셀 내부의 화염, 연기 또는 가스가 방폭 밸브를 통해 배출될 것이다. 화염, 연기 또는 가스가 파워 배터리 팩 내부에 축적되어, 제시간에 배출되지 않는 경우, 셀에 2차 손상을 일으킬 것이다. 본 출원의 실시예에서, 제1 측면 빔(201) 및/또는 제2 측면 빔(202)에는 셀(100)의 방폭 밸브(103)에 대응하는 가스 유입구(221)가 제공되고, 제1 측면 빔(201) 및/또는 제2 측면 빔(202)에는 배기 통로(222)가 제공되기 때문에, 셀(100) 내부의 가스 압력이 증가할 때 방폭 밸브(103)가 개방되고, 셀 내부의 화염, 연기 또는 가스가 가스 유입구(221)를 통해 제1 측면 빔(201) 및/또는 제2 측면 빔(202) 내부의 배기 통로들(222)에 직접 들어갈 것이고, 배기구를 통해 제1 측면 빔(201) 및/또는 제2 측면 빔(202) 밖으로 배출될 것이며, 예를 들어, 배기구를 통해 대기로 배출될 것이다. 이러한 방식으로, 화염, 연기 또는 가스가 배터리 팩(200) 내부에 축적되지 않게 되어, 화염, 연기 또는 가스가 셀(100)에 2차 손상을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 셀들(100) 내의 각각의 셀(100)의 일 단부는 제1 측면 빔(201)의 배기 통로(222)를 통해 배기되고, 복수의 셀들(100) 내의 각각의 셀(100)의 다른 단부는 제2 측면 빔(202)의 배기 통로(222)를 통해 배기된다. 그 결과, 셀(100)의 2개의 단부가 상이한 통로들을 통해 배기되고, 이는 배기 거리를 증가시키고 교차 배기(crossover exhaust)를 형성함으로써, 온도를 감소시킨다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예에 따른 전기 차량(1)이 설명된다. 전기 차량은 상업용 차량들, 특수 차량들, 전기 자전거들, 전기 오토바이들, 전기 스쿠터들, 및 이동을 위해 그들을 구동하도록 전기 에너지를 제공하기 위해 파워 배터리 팩에 의해 전력이 공급되어야 하는 다른 전기 차량들을 포함할 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 전기 차량(1)은 상기 언급된 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩(10)을 포함하며, 여기서 하우징(200)은 전기 차량 상에 일체로 형성될 수 있거나, 또는 하우징(200)은 셀(100)이 수용되어 장착되는 별도로 생산된 차량 트레이일 수도 있다.
본 출원의 실시예에 따른 전기 차량(1)에서는, 본 출원의 실시예에 따른 파워 배터리 팩(10)을 사용함으로써, 배터리에 의해 점유되는 공간을 확장하지 않으면서 배터리 수명이 향상될 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 파워 배터리 팩(10)이 전기 차량(1)의 바닥에 배열되고, 하우징(200)은 전기 차량(1)의 섀시에 고정적으로 연결된다. 전기 차량(1)의 섀시에서의 장착 공간이 크기 때문에, 파워 배터리 팩(10)이 전기 차량(1)의 섀시 상에 제공될 때, 셀들(100)의 개수가 가능한 한 많이 증가되어, 전기 차량(1)의 배터리 수명을 증가시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 전기 차량(1)이 전기 차량(1)의 바닥에 배열된 파워 배터리 팩(10)을 포함한다. 하우징(200)은 전기 차량(1)의 섀시에 고정적으로 연결된다. 파워 배터리 팩(10)의 폭 방향은 전기 차량(1)의 차량 본체의 폭 방향, 즉, 전기 차량(1)의 좌우 방향들을 따라 연장되고, 파워 배터리 팩(10)의 길이 방향은 파워 배터리 팩(10)의 차량 본체의 길이 방향, 즉, 전기 차량(1)의 전후 방향들을 따라 연장된다. 다른 실시예들에서, 전기 차량(1)은 전기 차량(1)의 바닥에 배열된 복수의 파워 배터리 팩들(10)을 포함할 수 있고, 복수의 파워 배터리 팩들(10)의 형상 및 사이즈는 동일하거나 상이할 수 있다. 각각의 파워 배터리 팩(10)은 전기 차량(1)의 섀시의 형상 및 사이즈에 따라 조정될 수 있고, 복수의 파워 배터리 팩들(10)은 차량 본체의 길이 방향, 즉, 전후 방향들을 따라 배열된다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서, 차량 본체의 폭 W에 대한 하우징(200)의 폭 F의 비율은 50%≤F/W≤80%를 충족한다. 본 출원의 일부 다른 실시예들에서, 파워 배터리 팩의 폭 방향에서의 셀 본체의 길이 L 및 차량 본체의 폭 W는 46%≤L/W≤76%를 충족한다. 전술한 실시예들에서, 이는 차량 본체의 폭 방향을 따라 하나의 하우징(200)만을 배열함으로써 달성될 수 있다. 다수의 하우징들(200)이 존재할 때, 다수의 하우징들(200)은 차량 본체의 길이 방향을 따라 배열된다. 일반적으로, 대부분의 차량들의 경우, 차량 본체의 폭 W는 500-2000mm, 예를 들어, 500mm, 600mm, 1600mm, 1800mm 또는 2000mm이다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 차량 본체의 폭 W는 600-2000mm이고, 예를 들어, 600mm, 1600mm, 1800mm 또는 2000mm이다. 본 출원에 따르면, 차량 본체의 길이는 500-5000mm이다. 승용차들의 경우, 승용차들의 폭은 대개 500-1800mm이다. 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 승용차들의 폭은 또한 600-1800mm일 수 있다. 본 출원에 따르면, 승용차들의 차량 본체의 길이는 500-4000mm이다.
본 출원의 일부 다른 실시예들에서, 하우징(200)의 폭 F는 500-1500mm이고, 본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 하우징(200)의 폭 F는 중국 특허 문헌 CN107925028A에 개시된 배터리 팩 하우징보다 훨씬 큰 600-1500mm이어서, CN107925028A의 배터리 팩에 배터리 모듈(400)을 수용하는 것을 용이하게 하고 배터리 수명을 보장할 수 있다. 이 사이즈는 차량 본체의 사이즈와 일치(mate)된다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예들에서, 셀(100)은 셀 본체(110)를 포함하며, 여기서 차량 본체의 폭 W에 대한 셀 본체(110)의 길이 L의 비율은 46%≤L/W≤76%를 충족한다. 본 실시예에서, 이는 차량 본체의 폭 방향을 따라 하나의 셀(100)만을 배열함으로써 달성될 수 있다. 다른 가능한 구현들에서는, 이러한 사이즈 요구사항들이 충족되면서, 다수의 배터리 모듈들(400) 또는 다수의 셀들(100)이 길이 방향으로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 셀 본체(110)의 길이 L은 600-1500mm이다.
요약하면, 종래 기술과 비교하여, 본 출원에서는 셀이 최대 2500mm의 긴 사이즈를 갖도록 설계되었으며, 셀을 배터리 팩에 적용함으로써 다음과 같은 기술적 효과들이 달성된다.
(1) 배터리 팩의 부피 활용도가 상당히 향상되고, 배터리 팩의 부피 에너지 밀도(volumetric energy density)가 증가된다. 업계에서의 부피 활용도는 현재 약 40%이다. 이와 대조적으로, 셀들은 본 출원의 배터리 팩에 완전히 배열되어, 60% 이상, 심지어는 최대 80%의 부피 활용도 및 20% 이상의 부피 에너지 밀도 증가를 제공할 수 있다. 본 발명의 셀들 및 배열 방식을 사용하는 동일한 차량들에서, 에너지 밀도는 20%-30% 증가될 수 있으며, 차량 이동 거리(킬로미터)도 20%-30% 증가될 수 있다.
(2) 배터리 팩의 비용들이 상당히 감소된다. 셀 자체가 기계적 강화 기능을 제공하기 때문에, 배터리 트레이에 사용되는 보강 리브(reinforcing rib)들이 감소되거나 생략되어, 배터리 팩의 제조 공정을 더 간단하게 하고 제조 비용들을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 출원에 따르면, 셀 사이즈가 배터리 팩의 사이즈에 맞을 수 있고, 복수의 셀들이 2개의 단부 플레이트 및 2개의 측면 플레이트에 의해 형성되는 모듈 프레임에 나란히 배치되어야 하는 종래 기술과 상이하게, 셀들이 배터리 팩에 직접 나란히 배치될 수 있고, 그 후 배터리 모듈들이 조립되어 배터리 팩을 형성한다. 본 출원의 셀 사이즈는 충분히 길며, 복수의 셀들이 배터리 팩에 직접 나란히 배치되어, 배터리 모듈들을 조립하기 위한 단부 플레이트들 및 측면 플레이트들 및 배터리 모듈들을 고정적으로 장착하기 위한 나사들과 같은 다수의 패스너들의 사용이 회피되거나 감소되어, 셀들의 조립 공정을 더 간단하게 하고 인건비 및 재료들의 제조 비용들을 상당히 감소시킬 수 있다. 이들은 신에너지 차량들의 대중화에 도움이 된다.
(3) 배터리 팩의 안정성 및 신뢰성이 증가된다. 배터리 팩 조립 공정이 복잡할수록 더 높은 불량률을 나타내고, 배터리 팩의 헐거움 및 불안정한 장착 가능성의 증가를 나타내어, 배터리 팩의 품질에 부정적인 영향을 미치고 배터리 팩의 안정성 및 신뢰성을 감소시킬 수 있다. 본 출원에서는, 셀들이 조립되어 배터리 팩을 형성하며, 조립 공정이 더 간단해지기 때문에, 배터리 팩의 안정성 및 신뢰성이 증가되고, 따라서 배터리 팩의 불량률이 감소된다.
(4) 배터리 팩의 방열-관련 안전성 성능이 상당히 향상된다. 배터리 팩의 온도 상승은 열 생성과 방열의 결합된 결과이다. 동일한 용량에서, 셀의 열 생산은 일정하다. 본 출원에서는, 셀이 평평하고 길게 설계되어, 더 나은 소산 효과를 갖고 셀의 온도 상승이 감소된다. 배터리 팩의 주어진 작동 조건 하에서, 셀이 사용될 때, 배터리 팩의 온도 상승은 감소되고 배터리 팩의 안전성 성능이 크게 향상된다.
긴 셀들에 의해 가져오는 상당한 기술적 효과에 기초하여, 셀이 자체적으로 지지할 수 있도록, 형성 공정 및 구조적 설계 측면에서 향상됨으로써 하우징의 지지 강도가 증가될 수 있고, 하우징의 길이-폭 비율이 미리 결정된 범위에서 제어된다. 또한, 전류 수집 경로를 최적화하는 등에 의해 셀의 내부 저항이 감소될 수 있다. 또한, 액체 주입 공정 또한 향상되어 긴 셀 사이즈에 의해 야기되는 긴 액체 주입 시간의 문제를 해결할 수 있다.
본 출원의 실시예들에 따른 셀(100), 파워 배터리 팩(10) 및 전기 차량(1)의 다른 구성들 및 동작들은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 상세하게 설명되지 않을 것이다.
이하, 본 출원이 비교 실시예들 1 및 2 및 실시예들 1 내지 3과 관련하여 설명될 것이다. 본 출원의 실시예에 따라 셀(100)의 사이즈 파라미터들을 설계함으로써, 파워 배터리는 명백하게 향상된 방열 효과를 갖는다.
아래 실시예들 및 비교 실시예들에서, 배터리는 리튬 인산철 배터리(lithium iron phosphate battery)이다.
동일한 조건들 하에서, 비교 실시예 1 및 실시예들 1 내지 5의 셀들은 2C의 속도로 급속 충전되고, 급속 충전 과정 동안 셀들의 온도 상승이 측정된다. 아래 표에는, 각각의 실시예 및 비교 실시예에서의 셀 길이, 폭, 두께, 부피, 표면적 및 에너지를 포함하는 파라미터들의 선택들이 기록되고, 구체적인 온도 상승이 기록된다.
표의 데이터로부터, 본 출원에서 제공되는 셀(100)(즉, 실시예들 1 내지 5)에서, 온도 상승이 동일한 급속 충전 조건들 하의 비교 실시예에서의 것보다 다소 낮음을 알 수 있으므로, 본 출원은 종래 기술보다 더 나은 방열 효과를 갖는다.
Figure 112021088961919-pct00001
본 명세서의 설명에서, "구체적인 실시예들" 또는 "예"와 같은 참조 용어들의 설명은 구체적인 특징들, 구조들, 재료들, 또는 본 출원의 적어도 하나의 실시예 또는 예의 실시예 또는 예에서 설명된 특징들을 포함하는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어들에 대한 예시적인 설명들은 반드시 동일한 실시예 또는 예를 지칭하는 것은 아니다.
본 출원의 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 출원의 원리들 및 사상을 벗어나지 않고 실시예들에 다양한 변경들, 수정들, 대체들 및 변형들이 이루어질 수 있음을 이해해야 하며, 본 출원의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 균등물들에 의해 정의된다.

Claims (21)

  1. 셀로서,
    길이 L, 폭 H 및 두께 D를 갖는 셀 본체 - 상기 셀 본체의 길이 L은 폭 H보다 크고, 상기 셀 본체의 폭 H는 두께 D보다 큼 -
    를 포함하고,
    상기 셀 본체의 길이 L은 600mm보다 크고, 상기 셀 본체는 953,750 mm3 이상의 부피를 가지고, 상기 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=4-21을 충족하며, 상기 셀 본체의 표면적 S 및 상기 셀 본체의 부피 V는 S/V = 0.1mm-1 - 0.35mm-1을 충족하고, 상기 셀 본체의 표면적 S 및 상기 셀 본체의 에너지 E는 S/E ≤ 1000mm2·Wh-1을 충족하는, 셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=9-13을 충족하는, 셀.
  3. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L 및 두께 D는 L/D=23-208을 충족하는, 셀.
  4. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L 및 상기 셀 본체의 부피 V는 L/V = 0.0005 - 0.002mm-2를 충족하는, 셀.
  5. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 폭 H 및 상기 셀 본체의 부피 V는 H/V = 0.0001mm-2 - 0.00015mm-2를 충족하는, 셀.
  6. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 두께 D 및 상기 셀 본체의 부피 V는 D/V = 0.0000065mm-2 - 0.00002mm-2를 충족하는, 셀.
  7. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L 및 상기 셀 본체의 표면적 S는 L/S = 0.002mm-1 - 0.005mm-1을 충족하는, 셀.
  8. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L 및 상기 셀 본체의 에너지 E는 L/E = 0.8mm·Wh-1 - 2.45mm·Wh-1을 충족하는, 셀.
  9. 제1항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L 및 상기 셀 본체의 에너지 E는 L/E = 1.65mm·Wh-1 - 2.45mm·Wh-1을 충족하는, 셀.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L은 600-2500mm인, 셀.
  11. 제10항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 L은 600-1500mm인, 셀.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀 본체의 길이 방향 및 두께 방향은 수평 방향들을 따라 연장되고, 배터리 본체의 폭 방향은 수직 방향을 따라 연장되는, 셀.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    길이 방향을 따라 상기 셀 본체의 일 단부에 제공되는 제1 전극 탭; 및
    길이 방향을 따라 상기 셀 본체의 다른 단부에 제공되는 제2 전극 탭
    을 추가로 포함하는, 셀.
  14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀은 알루미늄 케이싱을 갖는 각기둥형(prismatic) 셀인, 셀.
  15. 제14항에 있어서, 길이 방향에서의 상기 셀 본체의 적어도 하나의 단부 상에 제공되는 적어도 하나의 방폭 밸브(anti-explosion valve)를 추가로 포함하는, 셀.
  16. 제14항에 있어서, 상기 길이 방향에서의 상기 셀 본체의 2개의 단부에는 각각 방폭 밸브가 제공되는, 셀.
  17. 제1항에 있어서, 상기 셀은 파우치 셀(pouch cell)이고, 상기 셀 본체의 길이 L 및 폭 H는 L/H=7-20을 충족하는, 셀.
  18. 파워 배터리 팩(power battery pack)으로서,
    하우징; 및
    상기 하우징에 제공되는 제1항 내지 제9항 및 제17항 중 어느 한 항에 따른 복수의 셀들
    을 포함하는, 파워 배터리 팩.
  19. 전기 차량으로서, 제18항에 따른 파워 배터리 팩을 포함하는, 전기 차량.
  20. 삭제
  21. 삭제
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