KR20140022808A - 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징 - Google Patents

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크리스티안 잔
펠릭스 둔켈
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리-텍 배터리 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지(2)의 수납을 위한 하우징(1)에 관한 것으로서, 하우징이 서로 실질적으로 평행하게 배치되어 있는 2개의 하우징 측벽들(4)을 포함하며, 플랫형 냉각 브라켓(9)이 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지(2)에 배치되어 있다. 플랫형 냉각 브라켓(9)은 바람직하게는 실질적으로 플랫형 전기화학 전지(2)에 평행하게 배치되어 있다. 또한, 플랫형 전기화학 전지(2)는 상기 전지의 가장자리에서 적어도 국지적으로 연장해 있는 실링 시임(3)을 가질 수 있으며, 서로 평행하게 배치된 하우징 측벽들(4)은 플랫형 전기화학 전지(2)의 수납을 위해 서로 대향하는 내면에서 한 쌍의 마주하는 노치(5)를 가질 수 있으며, 이들 노치는 각각의 플랫형 전기화학 전지(2)의 하나 이상의 실링 시임(3)을 수납하도록 설계되어 있다.

Description

플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징{HOUSING FOR RECEIVING A FLAT ELECTROCHEMICAL CELL}
이것으로 우선권 출원 DE 10 2011 011 238.3호의 모든 내용은 참고로 본 출원의 구성 요소가 된다.
본 발명은 전지의 가장자리에서 적어도 국지적으로 연장해 있는 실링 시임을 가지는, 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지를 수납하기 위한 하우징, 그와 같은 하우징 내에 그와 같은 복수의 전지들의 장치 그리고 그와 같은 하우징 또는 그와 같은 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
하기에서 전기화학 전지 또는 갈바니 전지라고도 하는 전기화학적 에너지 저장 장치(electrochemical energy store)들은 종종 적층식 플랫 유닛의 형태로 제조되며, 복수의 그와 같은 전지들을 결합하여 다양한 응용들에 쓰이는 소위 배터리가 제조될 수 있다. 전지들의 이와 같은 스택 장치 내에 전지들을 기계적으로 고정하기 위해 예를 들어 DE 10 2009 005 124 A1호에 이와 같은 전지들의 장치들이 제안되어 있으며, 이러한 장치들의 경우에 전지들은 적절한 구조 요소들을 가지는 프레임 안에 고정되어, 이 전지들이 복수의 전지들로 이루어진 기계적으로 안정된 어셈블리로 결합될 수 있다. 에너지 저장 장치 내에서 진동으로부터 그리고 충격으로부터 이들 전지의 보호와 관련하여, EP 2 249 414 A1호에 하우징 및 절연 작용의 벽 영역이 제안되어 있으며, 이들은 전지들의 수납을 위해 돌출부들을 가지며, 발생 폐열은 리세스들에 의해 배출된다. WO 2006/059421 A1호에 전지 모듈 위에 그리고 전지 모듈 아래에 진동 및 공진을 억제하기 위해 댐핑 플레이트의 제공이 제안되어 있다.
본 발명의 과제는 종래 해법들의 단점들 및 제약들을 가능한 한 피하거나 극복하는, 플랫형 전기화학 전지들의 기계적 고정 또는 수납을 위한 기술적 사상을 제공하는 데 있다.
상기 과제는 제1항에 따른 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징에 의해, 제19항에 따른 이와 같은 복수의 전지들의 장치에 의해 및 제23항에 따른 그와 같은 하우징 또는 그와 같은 장치의 제조 방법에 의해 해결된다. 종속항들은 본 발명의 유리한 실시예들에 관한 것이다.
본 발명에 따라 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있는 2개의 하우징 측벽들을 가지며, 이 측벽들은 각 셀의 수납을 위해 설계되어 있으며, 하나 이상의 전지에 하나의 플랫형 냉각 브라켓이 배치되어 있다.
이 경우 본 발명의 관련하여 하우징이란 외부의 원하지 않는 또는 고장을 일으키는 영향들로부터 하나의 전기화학 전지를 또는 복수의 전기화학 전지들의 어셈블리를 차폐하고 및/또는 이와 같은 전지들의 작동 때문에 발생할 수도 있는 원하지 않는 영향들로부터 이 전기화학 전지의 외부를 또는 이러한 전기 화학 전지들의 어셈블리의 외부를 보호하는 데 적합한 모든 장치를 의미한다. 바람직하게는 이 경우 이와 같은 하우징은 원하지 않는 재료 이송(material transport) 또는 재료 교환(material exchange) 또는 하우징 내부와 외부 사이에 에너지 교환(energy exchange)을 막거나 어렵게 한다.
전기화학 전지란 이런 맥락에서 전기화학적 에너지 저장 장치를 말하며, 즉 화학적 형태로 에너지를 저장하고 전기적 형태로 소비 장치에 출력하고 바람직하게는 충전 장치로부터 전기 형태로 흡수하는 장치를 말한다. 이와 같은 에너지 저장 장치들에 대한 중요한 예들은 갈바니 전지들 또는 연료 전지들이다.
플랫형 전기화학 전지란 이런 맥락에서 다음의 전기화학 전지를 말하며, 즉 이 전기화학 전지의 외형은 실질적으로 서로 평행한 2개의 표면들을 특징으로 하며 그리고 이 전기 화학 전지의 수직 거리가 상기 표면들에 대해 평행하게 측정된 평균적인 전지 길이보다 더 짧은 전기화학 전지를 말한다. 종종 패키지 또는 전지 하우징에 의해 둘러싸인 상기 표면들 사이에 전지의 전기화학적 활성 요소들이 배치되어 있다. 이와 같은 전지들은 종종 다층의 필름 패키지(film package)에 의해 둘러싸여 있으며, 이 필름 패키지는 전지 패키지(cell package)의 가장자리에서 실링 시임을 가지며, 이 실링 시임은 실링 시임의 영역에서 필름 패키지의 영구적 연결 또는 폐쇄를 통해 형성되어 있다. 이와 같은 종류의 전지들은 종종 파우치 전지(pouch cell) 또는 커피백 전지(coffee bag cell)라고도 한다.
플랫형 냉각 브라켓이란 이런 맥락에서 예를 들어 브라켓 집전체 또는 리라(lyra) 집전체에서처럼 브라켓 형상의 부품을 말하며, 이 부품은 방열의 지원을 위해 설계되어 있으며 배치되어 있다.
바람직한 실시예에 따라 플랫형 냉각 브라켓은 실질적으로 전지에 대하여 평행하게 배치되어 있으므로, 안정성 및 열전달이 증대될 수 있다.
또한, 플랫형 냉각 브라켓은 열전도성 재료로 형성될 수 있으므로, 방열이 증대될 수 있다. 그외에도, 플랫형 냉각 채널은 탄성적으로 형성될 수 있으므로, 변형들에 의해 댐핑이 달성될 수 있다. 특히 바람직하게는 2개의 압입부를 포함하는 플랫형 냉각 브라켓이 실질적으로 U 형상으로 종방향으로 형성되어 있다. 또한, 하우징 안에서 플랫형 냉각 브라켓이 각각의 전지에 할당될 수 있다.
특히 바람직하게는 플랫형 냉각 브라켓은 냉각제의 유도를 위해 설계되어 있는 하나 이상의 냉각제 유도 부재 및 플랫형 전지의 지지를 위해 설계되어 있는 고정 부재를 갖는다. 특히 플랫형 냉각 브라켓은 2개의 냉각제 유도 부재를 가질 수 있으며, 이 냉각제 유도 부재들은 각각 냉각 브라켓을 위한 스탠드 부재로서 형성되어 있다. 그외에도 플랫형 냉각 브라켓의 고정 부재는 냉각제의 유도를 위해서도 설계될 수 있다. 또한, 이 냉각 브라켓은 상호간의 연결을 위해서도 설계될 수 있다.
바람직하게는 전지들은 이의 가장자리에서 적어도 국지적으로 연장해 있는 실링 시임을 가지며, 각각의 전지 모두를 수납하기 위해 하우징 측벽들은 이들의 내면들에서 한 쌍의 서로 마주해 있는 노치를 가지며, 이들 노치는 각 전지의 하나 이상의 실링 시임의 수납을 위해 설계되어 있다.
각 전지의 하나 이상의 실링 시임의 수납을 위해 제공되는 서로 마주해 있는 한 쌍의 노치들의 설계는 이와 같은 목적을 위해 적합한 노치 형상, 크기 및 배치와 관련되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제공되는 하우징의 경우에, 양 하우징 측벽들 사이에 배치되어 있는 하나 이상의 하우징 벽이 제공되어 있으며, 각각의 전지 모두를 수납하기 위해 이 하우징 벽은 이의 내면들에서 하나의 노치를 가지며, 이 노치는 하나 이상의 전지의 하나 이상의 실링 시임의 수납을 위해 형성되어 있다. 양 하우징 측벽들 사이에 배치되어 있는 이와 같은 하우징 벽은 바람직하게는 하우징의 베이스 및/또는 하우징의 커버를 형성한다. 본 발명의 다른 실시예들의 경우에 양 하우징 측벽들 사이에 배치된 그외 측벽은 하우징 중간 벽이며, 이 하우징 중간 벽은 하우징 안에 수용되어 있는 전기화학 전지들의 복수의 위치들을 서로 분리하고 있다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예는 2개의 노치들 사이에 배치되어 있는 하나 이상의 하우징 중간 벽을 제공하며, 이 하우징 중간 벽은 바람직하게는 인접한 2개의 전기화학 전지들 사이에 배치되어 있다. 바람직하게는 그와 같은 하우징 중간 벽들은 인접하는 전기화학 전지들을 열적으로 및/또는 기계적으로 서로 분리하는 데 이용되므로, 인접한 전기화학 전지들 사이에 원하지 않는 상호 작용들이 가능한 한 회피되거나 억제될 수 있다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예들에 따라 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 압축성 재료, 특히 바람직하게는 탄성 재료로 제조되어 있다. 이 경우 특히 바람직하게는 재료들이 발포 플라스틱, 바람직하게는 폴리에틸렌 발포 플라스틱으로 이루어진다. 그와 같은 재료들은, 기계적인 진동, 충격 또는 경우에 따라 유해한 다른 영향들을 흡수할 수 있으며 하우징 안에 배치되어 있는 전기화학 전지들에 대한 이들의 작용을 감소하거나 제거하는데 특히 적합하다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예들에 따라 전체 전지 바디(cell body)를 포함하는 케이싱으로서 하우징이 바람직하게는 배터리 모듈 레벨에서 형성되며, 응용에 따라서는 필연적인 진동 하중 또는 열 하중이 절연되거나 적어도 부분적으로 흡수된다. 특히 바람직하게는 포킷들(pockets)을 포함하는 하우징 블록 또는 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들이 재료 측면에서 조절되어, 전지가 노후하여도 재료의 부분적 탄성에 의해 전지 작동 동안 최적 압력이 전지의 수명 동안 유지될 수 있다. 예를 들어 노후화로 인해 3/10 또는 두께 증가의 소위 전지 호흡의 경우에도 최적의 압력이 유지될 수 있으므로, 특히 세파리온(Separion)의 세퍼레이터를 포함하는 전지들의 수명, 노후화의 진행 및 이 전지의 수명이 긍정적으로 영향을 받을 수 있다. 이는 바람직하게는 노후화 진행 동안 동시에 그로 인한 경량화에서도 포킷들을 가지는 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들 쪽으로 전지 벽들을 플렉시블하게 눌러 달성된다.
그외 바람직한 실시예에 따라 하우징 또는 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들이 바람직하게는 외부에 대하여 다층 복합재(multilayer composite material)에 의해, 혼성 재료(hybrid material)에 의해 또는 섬유 복합재에 의해 또는 이와 유사한 경량 재료들에 의해 원하지 않는 영향들로부터 보호되어 있다. 이 경우 바람직하게는 열을 우수하게 전달하는 재료들이 이용된다. 여기에서 이용되는 섬유 복합재들의 적절한 선택에 의해 고강도가 달성되어 보장될 수 있으므로, 입자들 또는 침투해 들어오는 대상들이 전지 복합재(cell composite)에서 또는 전지 복합재 안에서 단락들 또는 손상들을 야기하지 않는다.
바람직하게는 이러한 섬유 복합재에 대하여 엘라스토머(elastomer)가 기재로서 또는 매트릭스 재료로서 이용된다. 바람직하게는 이 강화 섬유들이 이러한 재료 안에서 다방향으로, 바람직하게는 의도한 대로 향해 있거나 또는 단방향으로 정렬되어 있다. 강화 섬유들의 다방향 정렬에 의해 바람직하게는 하우징의 벽들의 부품 강도 향상이 이루어져 배터리 하우징의 안전성이 증대된다. 강화 섬유의, 적어도 국지적으로 의도된, 예를 들어 단방향 정렬에 의해 바람직하게는 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들의 변형이 영향을 받는다. 바람직하게는 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들의 방향성 변형(directed deformation)이 국지적으로 다르다. 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들의 이와 같은 방향성 변형에 의해 특히 이들이 배터리 하우징을 둘러싸는 기존 중공들 또는 리세스들 안으로 팽창될 수 있다. 그와 같은 방향성 변형에 의해 바람직하게는 배터리 하우징을 둘러싸는 대상들, 예를 들어 프레임 부재들 또는 그외 배터리 하우징과의 제어되지 않은 접촉(uncontrolled contact)이 회피되고 배터리 하우징의 안전이 증대된다.
본 발명에 따른 측벽에 대한 섬유 복합재의 강화 섬유들이 바람직하게는 플라스틱으로 이루어진다. 바람직하게는 이 플라스틱은 기재와 다른 팽창 거동(expansion behaviour)을 갖는다. 바람직하게는 이들 강화 섬유는 나일론 또는 아라미드로 이루어진다. 바람직하게는 강화 섬유들은 플라스틱과 다른 재료 그룹의 재료로 이루어질 수도 있으므로, 예를 들어 유리 섬유, 금속 섬유, 세라믹 섬유 또는 탄소 섬유로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 이 강화 섬유들은 1㎛ 내지 1000㎛의 두께, 바람직하게는 10㎛ 내지 100㎛의 두께 및 특히 바람직하게는 20㎛ 내지 40㎛의 두께를 갖는다. 이들 강화 섬유의 팽창 거동은 바람직하게는 이들의 지오메트리에 의해, 예를 들어 주된 응력 방향에 대해 수직인 횡단면에 의해 또는 바람직하게는 탄성 모듈에 의해 영향을 받을 수 있다. 강화 섬유들과 기재의 팽창 거동이 다르므로 이런 측벽의 변형 거동이 영향을 받을 수 있으며 배터리 하우징의 안전성이 증대될 수 있다.
바람직하게는 이 측벽이 적어도 부분적으로 예를 들어 폴리올레핀과 같이 100% 내지 1000%의 연신율을 갖는 플라스틱으로, 예를 들어 폴리아미드와 같이 50% 내지 500%의 연신율을 갖는 플라스틱으로 또는 예를 들어 폴리카보네이트와 같이 5% 내지 80%의 연신율을 갖는 플라스틱으로 이루어진다. 바람직하게는 측벽은 적어도 부분적으로 에틸렌 프로필렌 고무(Ethylene-Propylene Diene Monomer(EPDM))의 그룹의 플라스틱으로 이루어진다. 바람직하게는 이 플라스틱은 전기화학적 에너지 저장 장치의 성분에 의해 또는 이들의 반응 생성물에 의해 화학적으로 부식되지 않거나 또는 이들에 의해 분해되지 않는다. 바람직하게는 코팅에 의해 또는 보호 장치에 의해 반응 성분이 이 측벽과 접촉하는 것이 억제된다. 바람직하게는 측벽에 대한 적절한 재료 선택에 의해 배터리 재료로부터 반응 물질의 유출이 억제되어 안전성이 증대된다.
유리 복합재의 경우에 열전도성은 바람직하게는 고비율의 열전도성 섬유에 의해 달성되고, 이들 열전도성 섬유는 바람직하게는 앞서 언급한 열전도 특성들을 갖는 재료로 이루어진다. 바람직하게는 섬유 복합재는 30 내지 95 볼륨%, 바람직하게는 40 내지 80 볼륨% 및 특히 바람직하게는 50 내지 65 볼륨%의 섬유 비율을 갖는다. 바람직하게는 이는 높은 열전도성을 갖는, 바람직하게는 40 내지 1000 W/(K*m), 바람직하게는 100 내지 400 W/(K*m) 및 특히 바람직하게는 약 220 W/(K*m)의 20℃에서 열전도성을 갖는 재료이다. 바람직하게는 이 재료는 중요 요소로서 알루미늄을 가지며, 그외 요소들은 바람직하게는 망간, 마그네슘, 구리, 실리콘, 니켈, 아연 및 베릴륨일 수 있다.
혼성 재료란 본 발명과 관련하여 국지적으로 플라스틱으로 이루어지는, 바람직하게는 섬유 강화 플라스틱으로 이루어지는 그리고 바람직하게는 적어도 국지적으로 금속 재료로 이루어지는 재료를 말한다. 혼성 재료가 금속으로 이루어지는 영역들에서 혼성 재료는 바람직하게는 우수한 열전도 특성들을 가지며, 재료가 섬유 강화 플라스틱으로 이루어지는 영역들에서는 이 재료는 바람직하게는 우수한 단열 특성들을 갖는다. 바람직하게는 이러한 열전도성은 각각의 경우에 20℃에서 0.5W/(K*m)보다 작은, 바람직하게는 0.2W/(K*m)보다 작은 그리고 특히 바람직하게는 0.1W/(K*m)보다 작다. 양호한 열전도 특성들에 의해 그리고 혼성 재료의 경우에 배터리 하우징의 우수한 단열 특성들에 의해 에너지 저장 장치의 온도 균형이 용이하게 영향을 받을 수 있어 그 결과 작동 안전성이 증대될 수 있다.
바람직하게는 본 발명에 따른 하우징 또는 본 발명에 따른 장치는 전지-압력 분배층을 갖는다. 특히 전지-압력 분배층는 이물질에 의해 전지-압력 분배층에 가해지는 압력 또는 힘의 면적 분배(surface distribution)에 이용된다. 특히 전지-압력 분배층이 배터리 전지를 이물질로부터 분리한다. 바람직하게는 전지-압력 분배층은 철함유 합금들, 강, 알루미늄, 티타늄 또는 마그네슘과 같은 경금속, 특히 가교 플라스틱, 충진제 및/또는 직물/부직포를 포함하는, 특히 탄소 섬유, 유리 섬유 및/또는 아라미드 섬유를 포함하는 그룹의 하나 이상의 재료를 갖는다.
바람직하게는 전지-압력 분배층은 아라미드 섬유 및/또는 금속 필름을 포함하는 벌집 구조들을 가지며, 특히 바람직하게는 이런 벌집의 종축들은 작용 이물질의 방향으로 배치되어 있다. 바람직하게는 벌집들은 종방향으로 커버층으로 폐쇄되어 있다. 바람직하게는 전지-압력 분배층은 핀(fin) 또는 웨브를 가지며, 이것은 특히 바람직하게는 예상되는 이물질의 방향으로 연장해 있다. 전지-압력 분배층은 바람직하게는 하우징 또는 장치의 미리 정해진 영역들에만 배치되어 있는, 특히 바람직하게는 특히 작은 정면을 갖는 이물질에 의해 위험이 예상될 수 있는 영역들에 배치되어 있다. 바람직하게는 전지-압력 분배층은 적어도 국지적으로 전기 전도적으로 형성되어 있으며, 특히 금속 코팅 및/또는 금속 와이어에 의해 형성되어 있다.
바람직하게는 하우징은 적어도 국지적으로 하기의 그룹의 재료를 가지며, 이 그룹은 철함유 합금들, 강, 알루미늄, 티타늄 또는 마그네슘과 같은 경금속, 특히 가교되어 있는 그리고 특히 충진제 및/또는 직물/레이드 웹으로 강화된, 특히 유리 섬유 및/또는 아라미드 섬유로 강화된 특히 PP, PA 또는 PE와 같은 플라스틱을 포함한다. 바람직하게는 하우징은 특히 바람직하게는 아라미드 섬유를 포함하는 및/또는 금속 필름을 포함하는 벌집 구조를 적어도 국지적으로 가지며, 특히 바람직하게는 이런 벌집의 종축들은 작용 이물질의 방향으로 배치되어 있다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예들에 따라 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들의 재료에 난염 첨가제 또는 소화제(extinguishing agent) 또는 소화제 첨가제(extinguishing-agent additive)가 제공되므로, 전지의 화재 발생의 경우에 가능한 한 화염원 근처에서 그리고 바람직하게는 외부 영향 없이도 소화 효과가 달성될 수 있다.
이런 맥락에서 화염이란 에너지 저장 장치 또는 에너지 저장 장치의 부재들 또는 이의 주변 장치의 부재들이 원하지 않는 화학적 반응에서 변하거나 또는 분해되는 각 과정 모두를 말한다. 이런 의미에서 화염은 특히 에너지 저장 장치 또는 주변 장치의 소자들 또는 컴포넌트들의 발열 화학 반응들이고, 이들 반응은 종종 에너지 저장 장치 또는 이의 컴포넌트들의 과열의 결과 나타난다.
소화제란 이런 맥락에서 재료 또는 재료 혼합물을 말하며, 재료 혼합물은 소화 작용, 즉 바람직하게는 화염들에 대해 억제 효과를 발휘하고 및/또는 화염의 발생을 억제하거나 또는 어렵게 한다. 소화 작용이란 본 발명의 맥락에서 바람직하게는 화염을 억제하는, 즉 화염의 결과 또는 발생을 억제하거나 경감할 수 있는 효과를 말한다. 소화제들 또는 이들의 바람직한 성분들에 대한 중요한 예들은 화학 반응 파트너가 없으면 화염이 유지될 수 없어 화염원으로부터 화학적 반응 파트너(reaction partner)를 제거하는 물질이나 또는 화염의 시작 또는 유지를 촉진시키는 화학 반응을 억제하는 물질을 말한다. 소화제들은 바람직하게는 소화제 첨가제 또는 난연 첨가제(fire-retardant additive)와 소화제 또는 캐리어 물질의 혼합에 의해 제조된다.
난연 첨가제로서 본 발명과 관련하여 바람직하게는 소위 D 소화 분말(extinguishing powder) (또한, 금속 분말(metal dry powder), 금속 소화 분말(metal fire extinguishing powder), M-분말(M-powder)) 또는 소위 ABC 소화 분말, 즉 바람직하게는 소화제 첨가제 또는 난연 첨가제가 고려되며, 이것은 주로 가장 미세하게 갈아진 인산 암모늄 및 황산 암모늄으로 이루어진다. 이런 맥락에서 바람직한 D 소화 분말은 바람직하게는 주로 가장 미세하게 갈아진 알칼리 클로라이드(alkali chlorides)(종종 소듐 클로라이드(sodium chlorides))로 이루어진다. 이런 물질들의 특별한 특징은 높은 반응 안정성 및 온도 안정성이다.
바람직한 소화제 첨가제 또는 난연 첨가제는 본 발명의 맥락에서 소위 젤 형성 재료이고, 이 젤 형성 재료는 다른 재료들, 소화제들 또는 캐리어 물질들, 예를 들어 바람직하게는 물과의 관계에서 바람직하게는 점착성 젤들 및 바람직하게는 비스코스 젤들 또는 점탄성 유체들(viscoelastic fluids)을 형성하며, 이들은 바람직하게는 가연 대상들 및 이들의 표면에서 큰 점착성을 특징으로 한다. 젤 형성 재료들은 소화제 첨가제에 대한 바람직한 예들이며, 이들은 바람직하게는 소위 초흡수제(superabsorber)에 기반하며 바람직하게는 분말 또는 고체 재료들로서 또는 에멀젼으로서 유지된다. 초흡수제는 종종 물 또는 다른 캐리어 물질의 중량이나 볼륨을 여러 배 흡수할 수 있다. 물과의 혼합에 의해 대응 초흡수제에 의해 형성되는 물 기반 젤들은 종래의 폼 카펫(foam carpet)에 비하여 가지는 장점으로서, 기밀성 차단층이 형성되어, 이 차단층이 종래 폼 카펫에서보다 더 오랫동안 남아 화염 물질에 훨씬 더 적은 물을 공급한다는 것이다.
본 발명의 상세한 설명의 맥락에서 점탄성 유체란 점탄성의 특성을 갖는 유체를 말한다. (이상) 유체란 어떤 느린 전단(slow shearing)에도 (거의) 저항을 제공하지 않는 물질을 말한다. 압축성 유체들(기체들) 및 비압축성 유체들(액체들)이 구별된다. 상위 개념 "유체"가 이용되는데, 대부분의 물리 법칙들은 기체들 및 액체들에 (거의) 동일하게 적용되고 이들의 특성들 중 많은 특성은 단지 양적으로 구별되지 기본적으로 질적으로 구별되지는 않는다. 실제 유체들은 이들의 거동에 근거해 유체 역학에 의해 설명되는 "뉴턴 유체"와 리올로지에 의해 설명되는 비뉴턴 유체로 나뉜다. 이 경우 차이점은, 전단 응력 및 왜곡 속도(distortion speed) 또는 전단 속도의 기능적 관계에 의해 설명되는 매체의 흐름 거동에 있다.
예를 들어 중합체 용융물 같은 유체들 또는 예를 들어 플라스틱들과 같은 고체들의 시간 의존적, 온도 의존적 및/또는 주파수 의존적 탄성을 점탄성이라 한다. 이런 점탄성은 부분적으로 탄성 거동을, 부분적으로 점성 거동을 특징으로 한다. 이 재료는 외부로부터 가해지는 힘의 제거 후에 단지 불완전하게 원상태로 복귀한다. 남은 에너지는 흐름의 형태로 제거된다.
본 발명의 상세한 설명의 맥락에서 젤이란 하나 이상의 제1의, 종종 고상 및 하나 이상의 제2의, 종종 액상으로 이루어지는 미세 분산계(finely disperse system)을 말한다. 젤은 종종 콜로이드로 표현한다. 이 경우 고상은 스펀지와 같은 삼차원 망(network)을 형성하고, 망의 다공들은 액체를 통해 채워져 있거나 또는 기체를 통해서도 채워져 있다. 이 경우 양 상태들은 종종 완전히 서로 침투한다. 콜로이드는, 다른 매체(고체, 기체 또는 액체)에서, 분산매에서 미세하게 분포되어 있는 입자들 또는 액적을 말한다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되는 전기화학 전지의 경우에 소화제 또는 소화제 첨가제가 고체 또는 탄성적으로 변형가능한 재료이고 또는 그와 같은 재료 안에 함유되어 있다. 고체의 개념은 이런 맥락에서 분말 또는 폼(foam), 바람직하게는 탄성적으로 변형가능한 폼으로 이루어지는 프레스된 응집체(pressed aggregations)를 포함한다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 전기화학적 에너지 저장 장치가 제공되어 있으며, 소화제 또는 소화제 첨가제는 각 2개의 인접 전기화학 전지들 사이에서 또는 전기화학 전지와 하우징 벽 사이에서 스페이서 또는 에지 보호 플레이트(edge protection plate)로서 배치되어 있다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되는 전기화학적 에너지 저장 장치의 경우에 소화제 또는 소화제 첨가제가 물의 볼륨의 여러 배를 흡수할 수 있거나 또는 포함한다. 특히 바람직하게는 이런 맥락에서 소화제는 젤 형성 재료에 기반하며, 바람직하게는 소위 초흡수제의 기반에서 소화제 첨가제를 포함하는 그런 것이다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되는 전기화학 저장 장치의 경우에 소화제 또는 소화제 첨가제는 하나 이상의 중합체, 바람직하게는 공중합체, 특히 바람직하게는 아크릴아미드 공중합체 또는 나트륨 아크릴레이트 공중합체(sodium acrylate copolymer)를 포함한다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되는 전기화학적 에너지 저장 장치의 경우에 소화제 또는 소화제 첨가제가 하나 이상의 지방산 에스테르(fatty acid ester)를 포함한다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되는 전기화학적 에너지 저장 장치의 경우에 소화제 또는 소화제 첨가제는 하나 이상의 텐시드를 포함한다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되어 있는 전기화학적 에너지 저장 장치의 경우에 소화제 또는 소화제 첨가제가 물과 하나 이상의 지방산 에스테르, 하나 이상의 중합체, 바람직하게는 공중합체, 특히 바람직하게는 아크릴아미드 공중합체 또는 나트륨 아크릴레이트 공중합체로 이루어지는 에멀젼 또는 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되어 있는 전기화학적 에너지 저장 장치의 경우에 소화제는 하나 이상의 중합체의 약 28%, 하나 이상의 텐시드의 약 6%, 하나 이상의 에스테르 오일의 약 23% 및 약 43% 물로 이루어지는 에멀젼 또는 혼합물을 포함한다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예에 따라 제공되어 있는 전기화학적 에너지 저장 장치의 경우에 소화제 첨가제는 물과 결합하여 이용되고 하나 이상의 중합체의 약 50%, 하나 이상의 텐시드의 약 10% 및 하나 이상의 에스테르 오일의 약 40%로 이루어지는 에멀젼 또는 혼합물을 포함한다.
그외 바람직한 실시예에 따라 소화제에 대한 소화제 첨가제와 혼합될 수 있는 캐리어 물질은 에너지 저장 장치의 정상 작동 동안 폐쇄되어 있는 냉각제 회로를 통해 흐르는 냉각제이고, 이 냉각제 회로는 화염 발생 시에 일정한 지점들에서 냉각제가 폐쇄 냉각제 회로로부터 유출하여 그 지점들에서 소화 작용을 전개할 수 있도록 설계되어 있다. 이와 같은 방식으로 소화 작용은 의도한 대로, 소화가 이루어지는 일정한 지점들에서 전개될 수 있다. 동시에 이 효과는 냉각제로서 유지될 수 있다.
본 발명과 관련하여 냉각제란 유동성 재료, 바람직하게는 기체 형태의 또는 액체 형태의 열전달 매체를 말하며, 이러한 열전달 매체는 열을 외부로부터 흡수하여 이 열을 유동에 의해 전달하고 이 열을 외부에도 배출할 수 있으며, 이 열전달 매체는 이의 물리적 특성들에 근거하여 열전달 매체 안에서 공기역학적 또는 유체역학적 유동들에 의해, 특히 대류들에 의해 열전도 및/또는 열전달을 통해 열을 전달하는 데 적합하다. 일반적으로 이러한 기술 분야에서 이용되는 열전달 매체에 대한 중요한 예들은 예를 들어 공기 또는 물 또는 다른 보통의 냉각제이다. 응용 관계에 따라서 다른 기체들 또는 액체들도 통용되며, 예를 들어 화학적으로 불활성인 (반응성이 적은) 기체들 또는 액체들, 예를 들어 불활성 가스들 또는 액화된 불활성 가스들 또는 열용량 및/또는 열전도성이 큰 물질들이다.
유동성 재료란 이런 맥락에서 공기역학적 의미에서 또는 유체역학적 의미에서 유동이 형성될 수 있거나 또는 그와 같은 유동이 유지될 수 있는 모든 재료를 말한다. 이와 같은 재료들에 대한 예들은 특히 기체들 및 액체들이다. 그러나 액체들 또는 기체들 및 미분된(finely divided) 고체들, 소위 에어로졸로 이루어진 혼합물에서도 또는 콜로이드액에서 유동들이 이런 의미에서 유지될 수 있거나 발생할 수 있다.
특히 바람직한 본 발명에 따른 장치는 화염 발생 시에 냉각제 회로로부터 냉각제의 국지적 유출 시에 냉각제 압력의 안정화를 위한 장치를 갖는다. 본 발명의 이러한 실시예는, 냉각제가 냉각 회로로부터 국지적으로 유출하면, 냉각제 압력의 광범위한 유지 또는 완전한 유지 및 냉각 효과와 관련될 수 있으므로, 그 지점들에서 소화 효과가 전개될 수 있다.
이 경우 바람직하게는 화염 발생 시에 냉각제의 국지적 유출은 바람직하게는 메카트로닉 또는 센서를 이용한 릴리즈 메커니즘을 포함하는 밸브들을 통해 이루어진다. 그러므로 화염 발생 시에 의도한 대로 소화제가 연속적인 전지 위로 제공되어 소위 케스케이드 효과가 억제될 수 있다.
물이 냉각제로서 이용되고 이러한 냉각제가 에너지 저장 장치의 정상 작동 동안 닫혀있는 냉각 회로를 통해 흐르는 본 발명의 실시예 역시 바람직하며, 이 경우 냉각제 회로는, 화염 발생 시에 물이 일정한 지점들에서 폐쇄 냉각제 회로로부터 유출될 수 있으며 냉각제 회로에서 유출할 때 냉각제 첨가제와 혼합되어, 젤 또는 점탄성 유체가 형성되도록 설계되어 있다.
이 경우 하나 이상의 중합체, 하나 이상의 텐시드 및 하나 이상의 에스테르 오일로 이루어지는 혼합물의 소화제 첨가제의 이용이 특히 바람직하다.
그외에도, 하나 이상의 중합체의 약 50%, 하나 이상의 텐시드의 약 10% 및 하나 이상의 에스테르 오일의 약 40%의 혼합물로 이루어지는 첨가제가 특히 바람직하다.
바람직하게는 혼합 비율의 측정 시에 고려할 점으로서, 냉각 혼합물 및 소화 혼합물 또는 첨가제의 유리한 효과들이 냉각 혼합물 및 소화 혼합물의 점탄성에 근거하고 및 물을 흡수할 수 있는 능력에 근거하는 것이다. 그 결과, 냉각제의 부착력은 활면에서도 증대될 수 있다. 액체는 이용되지 않음이 없이 흘러나간다.
특히 중합체들, 에스테르 오일들, 텐시드들 및 물로 이루어진 혼합물의 경우에 혼합 비율의 적절한 측정은 운동 에너지의 영향 하에서 정지 상태에서보다 점성의 현저한 감소를 야기한다. 그 결과, 점도가 낮은 이와 같은 혼합물은 냉각 회로를 통해 흐르고 동시에 화염 지점에서 냉각 회로부터 유출 발생 시에 높은 점성을 가질 수 있다. 그러므로 이와 같은 혼합물들의 유동성이 주로 유동 속도에 의존적이다.
젤 구조와 액체의 화학적-물리적 결합을 통해 액체의 증발율이 더 높은 온도에서도 현저하게 감소될 수 있다. 그 결과, 액체 소비가 현저히 감소될 수 있다. 화염 발생 지점에서 젤 구조와 결합되는 액체는 비교적 큰 층 두께 및 감소된 증발 속도에 의해 증대된 냉각 효과를 전개할 수 있다. 이런 효과는 매우 높은 온도의 화염과 싸울 때 특히 중요하다.
소화제 첨가제는 바람직한 몇몇 실시예들에서, 첨가제의 전체량과 관련하여, 바람직하게는 하나 이상의 중합체의 P 중량%, 하나 이상의 텐시드의 T 중량% 및 하나 이상의 에스테르 오일의 E 중량%로 이루어지는 혼합물의 형태를 가지며,
Figure pct00001
및
Figure pct00002
가 적용된다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예들에 따라 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들 중 하나 이상 안에 하나 이상의 열전도성 또는 열전달성 구조가 삽입되어 있다. 이는 바람직하게는 냉각 채널들, 열전도체들 또는 히트 튜브들(heat tubes)의 장치일 수 있다. 이와 같은 방식으로 전기화학 전지의 작동 온도를 안정화하고 이와 같은 방식으로 전기화학 전지의 가능한 한 효율적인 그리고 안전한 작동에 기여하는 것이 가능하다.
열전도성 또는 열전달성 구조들은 바람직하게는 냉각 채널들, 와이어들 또는 빗 형상 또는 바람직하게는 축방향으로 그리고 다리를 벌린것 같이 배치되어 있는 YO 형상의 유사 구조들이다. 이와 같은 바람직한 실시예들을 통해 하우징 블록 또는 전체 장치가 기계적으로 안정화되고 유지될 수 있으며, 냉각이 재료 측면에서 전지들에서 시작되고 진동을 억제하도록 작용하는 지지 요소의 기능을 가질 수 있다. 바람직한 재료들은 이런 맥락에서 C 섬유들, 구리, 열전도 필름 또는 냉각 핀이다.
본 발명의 그외 바람직한 실시예들에 따라 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들 중 하나 이상은 바람직하게는 가스로 채워진 중공을 갖는다. 그와 같은 중공들은 바람직하게는 작동 동안 전기화학 전지들의 팽창을 가능하게 하며 이와 관련된 전지들의 볼륨 확대를 받아들이는 데 이용되므로, 인접 전지들에서 개별 전지의 그와 같은 볼륨 증가의 불리한 효과가 회피되거나 또는 감소될 수 있다.
그외에도, 본 발명에 따라 전지의 가장자리에서 적어도 국지적으로 연장해 있는 실링 시임을 가지는 복수의 플랫형 전기화학 전지 및 위에서 설명한 하우징을 포함하는 장치가 제공되어 있다. 이 경우 바람직하게는 전지들의 실링 시임들은 적어도 국지적으로 그리고 적어도 부분적으로 하우징 벽들 및/또는 하우징 측벽들 내 노치 안에 삽입되어 있다.
본 발명에 따른 장치의 그외 바람직한 실시예들에 따라 전지들이 전지들과 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들 중 하나 이상 사이의 마찰 결합을 통해 하우징 안에 고정될 수 있다.
그외에도 본 발명에 따라 하우징 또는 장치의 제조 방법이 제공되어 있으며, 이 하우징은 스트랜드로부터 전부 또는 부분적으로 절단된다.
본 발명의 전술한 실시예들의 특징들은 유리한 방식으로 서로 조합될 수 있으므로, 당업자는 여기에서 결정적으로 그리고 완전하게 설명될 수 없는 본 발명의 그외 실시예들을 활용할 수 있다.
하기에서 바람직한 실시예들에 의해 그리고 도면들에 의해 본 발명을 상술한다.
도 1은 플랫형 냉각 브라켓들을 포함하는 플랫형 전기화학 전지들의 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 2a는 하중을 받지 않은 상태의 냉각 브라켓의 개략도이다.
도 2b는 하중을 받은 상태에서의 냉각 브라켓의 개략도이다.
도 3은 도 1에 따라 플랫형 냉각 브라켓들을 포함하는 플랫형 전기화학 전지들의 장치에서 열류에 관한 개략도이다.
도 4는 플랫형 전기화학 전지의 제1 실시예의 개략도이다.
도 5는 플랫형 전기화학 전지의 제2 실시예의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 복수의 전기화학 전지의 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 장치의 그외 바람직한 실시예의 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 장치의 한 영역의 개략적인 단면도이다.
도 1에는 플랫형 냉각 브라켓들(9)을 포함하는 플랫형 전기화학 전지들(2)의 본 발명에 따른 장치의 개략도가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서 냉각 브라켓(9)은 냉각제의 유도를 위해 설계되어 있는 냉각제 유도 부재(12) 및 플랫형 전기화학 전지(2)의 지지를 위해 설계되어 있는 고정 부재(13)를 갖는다. 도 1에 도시된 것처럼, 냉각제 유도 부재(12)는 냉각 브라켓을 위한 스탠드 부재로서 형성될 수 있다. 또한, 냉각 브라켓들(9)은 상호 결합을 위해 그리고 냉각제의 유도를 위해 설계될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서 파악할 수 있는 점은 2개의 압입부(10)를 가지는 냉각 브라켓(9)이 냉각 브라켓(9)의 종방향(11)을 따라서 U 형상으로 형성될 수 있는 것이며, 도 2a에는 하중을 받지 않은 상태의 냉각 브라켓(9)이 도시되어 있으며 도 2b에는 하중을 받은 상태의 냉각 브라켓(9)이 도시되어 있다. 냉각 브라켓(9)을 탄성적으로 설계하여 특히 화살표(14)로 표시된 하중 방향으로부터 이루어지는 하중들에 대하여 2개의 압입부(10)를 이용해 변형을 통한 감쇠가 달성될 수 있으며 그 결과 상기 장치의 안정성이 증가될 수 있다. 도 3에는 냉각 브라켓들(9)을 포함하는 플랫형 전기화학 전지들(2)의 도 1에 도시된 장치의 열류가 평면도로서 개략적으로 도시되어 있으며, 이 냉각 브라켓들은 냉각제의 연속적 유도를 위해 서로 연결되어 있다.
도 4에는 플랫형 전기화학 전지(2)의 실시예가 개략적으로 도시되어 있으며, 도전 리드(conducting lead)(6a 및 6b), 즉 전지의 전기 단자들이 전지의 서로 마주하는 단부들에서 전지의 케이싱 또는 패키지로부터 밖으로 나와 있다. 전기화학 전지의 패키지 또는 케이싱은 측면에서 실링 시임(3)에 의해 폐쇄되어 있으며, 이 실링 시임은 예를 들어 가열 밀봉 단계 또는 이와 유사한 공정 단계들에 의해 형성되며, 이 경우 예를 들어 패키징 필름의 복수 층들이 서로 재료 결합 방식으로 연결되어 있으므로, 전기 화학 전지의 내부와 전지의 외부 사이에서 재료 교환이 배제되어 있다.
도 4에 도시되어 있는 것처럼, 실링 시임(3)은 규칙적으로 전기화학 전지의 실제 바디보다 훨씬 더 얇다. 그러므로 실링 시임은, 하나 또는 복수의 이와 같은 종류의 전기화학 전지들의 수납을 위해 본 발명에 따른 하우징의 하우징 벽 내 노치 안에 삽입되는 데에 적합하다.
도 5에는 플랫형 전기화학 전지의 그외 바람직한 실시예가 개략적으로 도시되어 있으며, 도전 리드(6a 및 6b)는 같은 단부에서 전기화학 전지의 케이싱 또는 패키지의 가장자리로부터 밖으로 나와 있다. 플랫형 전기화학 전지의 이런 실시예의 경우에 서로 마주하는 단부에서 전지(2)의 가장자리 영역으로부터 도전 리드가 밖으로 나와 있지 않기 때문에, 실링 시임(3)의 폭은 도전 리드(6a 및 6b)가 밖으로 나와 있는 단부에서보다 반대편에 위치하는 단부에서 더 협소하다. 그러므로 실링 시임(3)의 측면 영역들뿐만 아니라 도전 리드의 반대편에 있는 실링 시임(3) 영역도 본 발명에 따른 하우징의 벽 내 노치 안에 삽입되는 데에 적합하다. 도 5에 도시된 실시예의 경우에 도전 리드들이 가장자리 영역으로부터 밖으로 나와 있는 그리고 실링 시임이 그에 상응하게 더 넓은 전지의 단부에, 실링 시임을 관통해 있는 원형 개구들(7)이 제공되어 있으며, 이들 원형 개구는 전지의 고정에 이용될 수 있다.
그러므로 전기화학 전지의 도 4에 도시된 실시예는 주로, 본 발명에 따른 하우징의 서로 마주하는 2개의 하우징 측벽들이 노치들을 가지므로 노치들이 실링 시임(3)을 삽입할 수 있는 하우징 형상들에 적합한 반면, 전기화학 전지의 도 5에 도시된 실시예는 특히, 실링 시임(3)이 양 측벽들 내 노치들 안에 삽입되는 데 적합할 뿐만 아니라 하우징의 베이스판 내 노치안에 삽입되는 데에도 적합하다.
도 6에는 서로 마주하는 2개의 하우징 측벽들(4)을 포함하는 본 발명에 따른 하우징의 실시예가 개략적으로 도시되어 있으며, 이들 측벽은 노치들(5)을 가지며, 노치들 안에 도전 리드들(6)을 포함하는 복수의 전기화학 전지들(2)의 실링 시임들(3)이 삽입되어 있다. 이 전기화학 전지들 사이에 하우징 중간 벽들(8)이 배치되어 있다.
본 발명에 따른 하우징(1)의 바람직한 실시예의 측면도가 도 4에 개략적으로 도시되어 있으며, 갈바니 전지의 같은 단부에서 도전 리드들이 벽 영역으로부터 돌출해 있는, 도 5에 도시된 방식의 전기화학 전지들이 이들의 실링 시임(3)을 이용해 하우징(1)의 하우징 측벽들(4)의 노치(5) 안에 삽입되어 있다.
도 8에는 본 발명에 따른 장치의 한 영역의 확대도가 개략적으로 도시되어 있으며, 전기화학 전지(2)는 이의 실링 시임들(3)을 이용해 하우징(1)에서 서로 마주하는 2개의 하우징 측벽들(4)의 노치들(5) 안에 삽입되어 있다.
도면들 내 그림들은 바람직하게는 개략적이며 특히 종종 반드시 실축척은 아니다.
본 발명 및 이의 실시예들은, 전기화학 전지들을 위한 프레임 구조를 이용하지 않을 수 있으며 그 대신에 전지들을 냉각 브라켓에 의해 및/또는 이의 실링 시임을 이용해 직접 본 발명에 따른 하우징 안에 삽입하는 유리한 가능성을 제공한다. 이 경우 장점은 전지들의 수납 외에도 냉각 브라켓들에 의해 희망하는 방열이 달성될 수 있다는 것이다.
그외 장점은 바람직하게는 압축성 및 탄성 재료로, 특히 바람직하게는 발포 플라스틱 재료로 이루어지는 하우징 재료를 적절하게 선택하면 전기화학 전지들의 실링 시임이 보호될 수 있다는 데 있다. 특히 이를 가능하도록 하기 위해, 본 발명의 여러 실시예들에서 전지가 전체 표면에 걸처 마찰 결합에 의해 고정되어 그 결과 추가로 하중 경감을 받을 수 있다. 특히, 대응 재료들 및/또는 하우징 중간 벽들의 사용 가능성을 이용하는 본 발명의 같은 실시예들이 전지들에 대한 기계적 작용들로부터, 예를 들어 희망하지 않는 진동의 작용으로부터 추가적인 보호를 제공한다.
하우징 또는 하우징 벽들, 특히 하우징 측벽들, 하우징 베이스판들 또는 하우징 중간 벽들을 위한 압축성 재료, 바람직하게는 발포 플라스틱을 이용하면, 전기화학 전지들이 이의 볼륨을 확장할 수 있지만, 그 결과 희망하지 않은, 인접 전지들에 대한 영향들이 또는 다른 손상들이 걱정되지 않을 수 있는 장점이 있다. 그외에도 전기화학 전지들의 제조 시에 제조 공차들이 본 발명의 실시예들을 적절하게 실시하면 우수하게 보상될 수 있다. 적절하게 재료를 선택하면, 프레임 구조들에 의해 전기화학 전지들이 고정되는 배터리들에 비하여 상당한 중량 감소가 이루어질 수 있다.
그와 같은 중간 벽들을 제공하는 실시예들에서 예를 들어 와이어 요소들이 하우징 중간 벽들 안에 삽입될 수 있다. 이는, 하우징 중간 벽들이 발포 플라스틱 재료로 이루어지면, 예를 들어 특히 유리하게 이루어질 수 있다. 그러나 와이어 요소들 외에도 다른 열전도 수단들 또는 열 전달 수단들도 하우징 중간 벽들 안에 삽입될 수 있거나 또는 다른 하우징 벽들 안에도 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 하우징 또는 이 하우징의 부재들이 발포 플라스틱 재료로 제조되는 한, 그와 같은 발포 블록들(foam blocks)은 연속 재료로서 또는 스트랜드로서 경제적으로 제조되어 필요에 따라 적절하게 절단될 수 있다.
1 : 하우징
2 : 전기화학 전지
3 : 실링 시임
4 : 하우징 측벽
5 : 노치
6a : 제1 도전 리드
6b : 제2 도전 리드
7 : 원형 개구
8 : 하우징 중간 벽
9 : 냉각 브라켓
10 : 냉각 브라켓에 있는 압입부
11 : 냉각 브라켓의 종방향
12 : 냉각제 유도 부재
13 : 고정 부재
14 : 하중 방향

Claims (23)

  1. 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지(2)의 수납을 위한 하우징(1)에 있어서,
    하우징(1)은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있는 2개의 하우징 측벽들(4)을 가지며, 이들은 각 전지(2)의 수납을 위해 설계되어 있으며, 하나 이상의 전지(2)에 플랫형 냉각 브라켓(9)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  2. 제1항에 있어서, 플랫형 냉각 브라켓(9)은 실질적으로 전지(2)에 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플랫형 냉각 브라켓(9)이 열전도성 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플랫형 브라켓(9)이 탄성적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 압입부(10)를 포함하는 냉각 브라켓(9)이 실질적으로 U 형상으로 종방향(11)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 플랫형 냉각 브라켓(9)이 냉각제의 유도를 위해 설계되어 있는 하나 이상의 냉각제 유도 부재(12) 및 플랫형 전지(2)를 지지하기 위해 설계되어 있는 고정 부재(13)를 가지는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  7. 제6항에 있어서, 냉각 브라켓(9)이 각각의 경우에 냉각 브라켓(9)을 위한 스탠드 부재로서 형성되어 있는 2개의 냉각제 유도 부재(12)를 가지는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 플랫형 냉각 브라켓(9)의 고정 부재(13)는 냉각제의 유도를 위해 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 플랫형 냉각 브라켓(9)이 상호 결합을 위해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 플랫형 냉각 브라켓(9)이 각각의 전지(2) 모두에 할당되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전지(2)가 이의 가장자리에서 적어도 국지적으로 연장해 있는 실링 시임(3)을 가지며, 하우징 측벽들(4)이 전지(2)의 수납을 위해 서로 대향하고 있는 내면들에서 서로 마주하는 한 쌍의 노치들(5)을 가지며, 이러한 노치들은 각 전지(2)의 하나 이상의 실링 시임(3)의 수납을 위해 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  12. 제11항에 있어서, 하우징(1)은 양 하우징 측벽들(4) 사이에 배치되어 있는 하나 이상의 하우징 벽을 가지며, 각 전지(2)를 수납하기 위해 상기 하우징 벽은 이의 내면들에서 노치를 가지며, 이 노치는 각 전지(2)의 하나 이상의 실링 시임(3)의 수납을 위해 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 하우징(1)은 하나 이상의 하우징 중간 벽(8)을 가지며, 상기 하우징 중간 벽은 서로 마주하는 2쌍의 노치들(5) 사이 영역 안에서 양 하우징 측벽들(4) 사이에 적어도 부분적으로 연장해 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들(8) 또는 하우징 측벽들(4) 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 압축성 재료로, 바람직하게는 탄성 재료로 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들(8) 또는 하우징 측벽들(4) 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 발포 플라스틱으로, 바람직하게는 폴리에틸렌 발포 플라스틱으로 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들(8) 또는 하우징 측벽들(4) 중 하나 이상은 하나 이상의 난연성 첨가제, 소화제 및/또는 소화제 첨가제를 가지는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들(8) 또는 하우징 측벽들(4) 중 하나 이상 안에 열을 전도하거나 또는 열을 전달하는 하나 이상의 구조가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들(8) 또는 하우징 측벽들(4) 중 하나 이상은 하나 이상의, 바람직하게는 가스로 채워진 중공을 가지는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 플랫형 전기화학 전지의 수납을 위한 하우징.
  19. 복수의 플랫형 전기화학 전지들(2) 및 이러한 복수의 전지들(2)을 수납하는, 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 하우징(1)의 장치.
  20. 제19항에 있어서, 플랫형 전기화학 전지들(2)이 플랫형 냉각 브라켓(9)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제11항에 따른 제19항 또는 제20항에 있어서, 전지들(2)의 실링 시임(3)이 하우징 벽들 내 및/또는 하우징 측벽들(4) 내 노치들(5) 안에 적어도 국지적으로 그리고 적어도 부분적으로 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 전지들(2)은 이 전지들(2)과 하우징 벽들, 하우징 중간 벽들 또는 하우징 측벽들(4) 중 하나 이상 사이의 마찰 결합에 의해 하우징(1) 안에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 하우징(1) 및 하우징(1)이 스트랜드로부터 전부 또는 부분적으로 절단되는, 제19항 내지 제21항 중 어느 항에 따른 장치의 제조 방법.
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