KR20140109982A - 전지 모듈 하우징 및 전지 셀을 가진 전지 모듈 - Google Patents

전지 모듈 하우징 및 전지 셀을 가진 전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전지 모듈은, 플라스틱으로 이루어진 부품들을 가진 전지 모듈 하우징 및 4개의 측벽을 가진 셀 하우징을 가진 복수의 프리즘 전지 셀을 포함한다. 2개의 평행한 상기 측벽은 다른 2개의 상기 측벽보다 크다. 전지 셀의 전해질은 바람직하게 SO2-계이다. 상기 전지 모듈 하우징(2)은, 채널 구조(32) 및 유체 냉각제를 가진 냉각 시스템을 가지고 있다. 상기 채널 구조(32)는 상기 전지 모듈 하우징(2)의 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)와의 유체 연결부를 가지고 있다. 플라스틱으로 이루어진 중간벽(13)은 2개의 인접 상기 전지 셀(5) 사이에서 상기 전지 셀(5)의 더 큰 상기 측벽(7)에 대해 본질적으로 평행하게 위치되어 있다. 상기 채널 구조(32)의 1개의 채널(31)은 적어도 부분적으로 상기 중간벽(13) 내에서 연장되어 있으며, 상기 전지 셀(5)의 1개의 인접한 상기 측벽(7)으로 개방되어 있고 상기 중간벽(13) 내에 있는 리세스(33)에 의해 형성되어 있다. 플라스틱 분리층(38)은, 상기 리세스(33)에 의해 형성된 상기 냉각 시스템의 상기 채널(31)이 상기 플라스틱 분리층(38)에 의해 폐쇄되도록, 상기 전지 셀(5)의 상기 측벽(7)과 상기 중간벽(13) 사이에 배치되어 있고, 상기 플라스틱 분리층의 재료는 바람직하게 상기 중간벽(13)의 재료와 다르며, 두께는 상기 중간벽(13)의 두께보다 얇다.

Description

전지 모듈 하우징 및 전지 셀을 가진 전지 모듈{BATTERY MODULE HAVING A BATTERY MODULE HOUSING AND BATTERY CELLS}
본 발명은, 플라스틱으로 이루어진 부분들을 가진 전지 모듈 하우징 및 4개의 측벽을 가진 셀 하우징을 가진 복수의 프리즘 전지 셀을 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.
재충전 가능 전지 셀은 많은 기술 분야에서 매우 중요하다. 재충전 가능 전지 셀은, 셀 폰에서와 같이 낮은 전류만 필요한 응용에서 자주 사용된다. 또한, 높은 전류 응용 특히 자동차를 위한 전기 구동을 위한 전지 셀에 대한 요구가 매우 크다. 특히 자동차 분야에서, 복수의 프리즘 전지 셀을 포함하는 전지 모듈이 많이 사용되는데, 그것은 이들 전지 셀이 컴팩트한 전지 모듈 디자인의 실현을 가능하게 하며 자동차에서 이용 가능한 공간을 가장 양호하게 사용하기 때문이다.
전지 모듈은, 셀을 위한 특징 전압을 공급하는 복수의 전지 셀을 포함한다. 전압은 사용되는 재료의 조합에 의존한다. 전기 접속되는 하나 이상의 전지 모듈이 전지를 형성한다. 전지의 전력 및 에너지 양에 관한 요구사항을 충족시키기 위해, 전지 모듈은, 직렬 및/또는 병렬로 전기 접속되는 복수의 전지 셀로 구성된다.
전지의 작동 동안에 열이 발생되며, 열의 양은 무엇보다도 전지 셀에 사용되는 전해질 용액에 의존한다. 전지 냉각을 위한 냉각 디바이스를 가진 재충전 가능 전지가 종래기술에서 공지되어 있다. 예를 들면, 전지 셀은 US 2003/0017384에 기술되어 있으며, 금속 플레이트는, 플레이트형 열전달 부분에 인접하는 하우징의 측벽에 통합된다. EP 2 380 223 A1은 전지 셀을 가진 전지를 위한 하우징 내의 열전달 부재 및 열전달 플레이트를 기술하고 있으며, 전지 셀로부터의 열의 소산은 열전달 디바이스를 통해 일어난다. 냉각 플레이트에 의한 전지 셀의 냉각에 더하여, 예를 들면 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈 금속 수소화물 전지의 예를 위해 US 7,891,538 및 US 6,296,968에 기술된 바와 같은 액체 냉각 또는 기체 냉각도 종래기술에서 공지되어 있다.
또한, 전지 셀들 사이에서 사행형(meander-type) 냉각 채널을 가지는 냉각 플레이트가 종래기술에서 공지되어 있다. 여기에서, 냉각 채널은, 천공되거나 다르게 형성된 제1 플레이트에 의해 형성되며, 채널의 개방 측은 제2 플레이트에 의해 폐쇄된다. 2개의 플레이트는 동일한 두께를 가진다. 금속 또는 중합체가 적합한 재료로서 제안된다. 그러한 실시예는 예를 들면 US 2009/0258289 A1에 기술된다.
WO 2008/050211은 개별 전지 셀을 냉각시키기 위해 간격 플레이트를 사용하며, 간격 플레이트는 냉각을 위해 2개의 인접 전지 셀들 사이에 공기가 흐를 수 있도록 형성된다. US 2003/0008205 A1은, 2개의 인접한 전지 셀들 사이에 복수의 삼각형 벽 섹션을 가진 냉각 구조를 기술하고 있으며, 상기 벽 섹션은 2개의 본질적으로 평행한 벽들 사이에 지그재그형 내부 구조를 형성한다. 공기는 냉각 목적을 위해 결과적인 공기 공간을 통해 흐를 수 있다. 사용된 벽 및 지그재그형 내부 구조는 각각 동일한 두께의 플레이트를 포함한다.
실제로, 재충전 가능한 리튬 전지 셀은 거의 리튬 이온 셀만이다. 음극은 일반적으로, 구리 컬렉터 재료에 코팅되는 흑연으로 이루어진다. 양극은 일반적으로, 알루미늄 전류 컬렉터를 가진 리튬 코발트 산화물에 기초한다. 셀 내에서의 이온의 운반은 전해질 용액에 의해 수행되며, 그것은 이온 이동도를 확실하게 한다. 전해질 용액은 일반적으로, 유기 용매 또는 용매 혼합물 내에 용해된 리튬 염으로 구성된다. 그러한 유기 리튬 이온 셀은 그 안전성에 대해 심각한 문제가 있는데, 그것은 전해질 용액의 유기 용매가 연소성이고 낮은 인화점을 가져, 셀 내의 온도의 증가를 피하는 것이 필요하다. 이러한 사항은 특히 높은 전류 응용을 위한 전지에 적용된다. 그러한 위험성을 피하기 위해, 리튬 이온 셀에서 충전 및 방전 프로세스의 정확한 제어 및 전지 구성에 대해 조치가 취해지고 있다. 또한 전지의 냉각도 자주 수행된다.
높은 전류 응용을 위한 재충전 가능 전지 모듈을 최적화하고, 부분적으로 상충하는 요구사항들을 충족시키기 위한 종래기술에서의 노력에 불구하고, 특히 다음의 요구사항을 충족시키는 향상된 전지 모듈이 여전히 필요한데, 즉
- 매우 양호한 전력 데이터, 특히 높은 추출성 전류를 가진 높은 에너지 밀도,
- 또한 자동차에서 주로 발생하는 특수 상태 하에서의 향상된 안전성,
- 단위 중량(킬로그램)당 높은 전력 밀도를 얻기 위해 낮은 중량,
- 단위 체적당 전기 에너지의 가능한 가장 큰 양을 제공하기 위한 컴팩트 디자인,
- 전지 모듈 하우징의 높은 기계적 안정성, 및
- 값싼 재료로 인한 낮은 비용, 및 가장 간단한 가능한 생산 프로세스이다.
본 발명의 목적은, 높은 전류 응용을 위한 재충전 가능 전지 모듈을 최적화하고, 상기 요구사항들을 충족시키는 향상된 전지 모듈을 제공하는 것이다.
종래기술에서 공지된 문제점은 본 발명에 따라 제1항의 특징을 가진 전지 모듈에 의해 해결된다. 여기에서, 냉각에 더하여, 결정적인 부분은 하우징 및 그 안정성이 담당한다는 것을 인식하였다.
본 발명에 따라, 전지 모듈은, 플라스틱으로 이루어진 부품들을 가진 전지 모듈 하우징 및 복수의 프리즘 전지 셀을 포함한다. 전지 셀은, 4개의 바람직하게 금속 측벽을 가진 셀 하우징을 가지며, 그중 2개의 평행한 측벽은 다른 2개의 측벽보다 크다. 전지 셀의 셀 하우징은, 전지 셀 내에 포함된 전해질 또는 용매가 셀로부터 액체 또는 기체 형태로 탈출하는 것을 방지한다. 대조적으로, 고체 전해질을 가진 셀을 위해 셀 하우징을 없애는 것도 가능하다. 전지 셀은, 바람직하게 SO2에 기초한 전해질 용액을 포함한다. SO2-계 전해질을 가진 그러한 전지 셀은 예를 들면 WO 2011/098233에 기술되어 있다. 적어도 양극은 바람직하게 리튬을 포함하는 조성에서 활성 물질을 포함한다.
전지 모듈 하우징은, 채널 구조 및 유체 냉각제를 가진 냉각 시스템을 가진다. 냉각제는 따라서 가스 및 냉각 유체일 수 있다. 이후에, 용어 냉각제는 냉각 유체의 일반성을 제한하지 않고 사용될 것이다. 전지 모듈 하우징은, 냉각 시스템의 채널 구조와 유체 연결하는 하나 이상의 냉각제 입구 및 하나 이상의 냉각제 출구를 가진다. 전지 모듈 하우징은 바람직하게 정확히 하나의 냉각제 입구 및 정확히 하나의 냉각제 출구를 가진다. 채널 구조는 바람직하게 하우징의 냉각제 입구에서 시작하고 냉각제 출구에서 종료한다.
전지 모듈은, 플라스틱으로 이루어진 중간벽이 2개의 인접 전지 셀들 사이에 위치되고, 상기 중간벽은 본질적으로 전지 셀의 2개의 더 큰 측벽에 대해 평행하게 배치된다. 채널 구조의 1개의 채널은 적어도 부분적으로 중간벽 내에서 연장되며, 중간벽 내에 리세스에 의해 형성된다. 중간벽 내의 리세스는 적어도 전지 셀의 1개의 인접 측벽을 향해 개방된다. 중간벽 내의 리세스는 재료를 원래의 중간벽으로부터 제거함으로써 형성된다. 1개의 측부 또는 양쪽 측부에서 개방되는 채널은 그 결과로서 형성된다. 중간벽의 두께는, 리세스의 부분을 포함하지 않는 영역에 비하여 리세스의 영역에서 감소된다. 양쪽에서 개방되는 리세스의 경우에 재료는 존재하지 않는다. 채널 구조에서의 용어 리세스는 이러한 의미에서 이해되어야 한다.
플라스틱 분리층은 전지 셀의 측벽과 중간벽 사이에 위치된다. 플라스틱 분리층의 재료는 바람직하게 중간벽의 재료와 다르다. 플라스틱 분리층의 두께는 중간벽의 두께보다 얇다. 플라스틱 분리층은, 중간벽 내의 리세스에 의해 형성되는 냉각 시스템의 채널이 플라스틱 분리층에 의해 폐쇄되도록, 배치된다. 이것은, 채널 구조의 채널 내에서 흐르는 냉각제가 채널로부터 탈출하여, 바람직하게 금속으로 이루어지는 전지 셀의 측벽과 직접 접촉되는 것을 방지한다. 이것은, 전지 셀의 금속 측벽이 냉각제에 의해 손상을 입지 않는 것을 확실하게 한다. 냉각제는 금속과의 반응 특성과 무관하게 선택될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 중간벽은 인접 전지 셀을 정위치에 고정 및 유지하는 부재 또는 수단을 포함한다. 예를 들면, 이들 부재는, 중간벽과 전지 셀 사이의 정의된 상대 위치를 설정하는 홀더일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 중간벽은 이러한 목적을 위해, 중간벽에 배치되는 전지 셀 아래에 적어도 부분적으로 연장되는 중간벽 베이스를 가진다. 중간벽은 또한 바람직하게 추가로 또는 대안으로서, 적어도 부분적으로 인접 전지 셀의 전지 셀 하우징의 상측에 걸쳐 연장되는 중간벽 상측을 가질 수 있다. 또한, 바람직하게, 중간벽의 중간벽 측벽은 추가로 또는 옵션으로서 전지 셀을 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 또한, 중간벽의 중앙부의 측벽 또는 중간벽의 분배 영역의 측벽은 전지 셀을 위한 위치 설정 보조 또는 홀더로서 작용할 수 있다.
분배 채널, 수집 채널, 및 클램핑 디바이스를 위한 관통 리세스는 분배 영역 내에 경로 설정된다. 분배 영역 측벽이라고 지칭되는 벽은 중간벽 측벽과 함께 전지 셀을 그 수평 위치에 고정 및 유지할 수 있다. 중간벽 상측은 중간벽 베이스와 함께 전지 벽을 그의 수직 위치에서 고정 및 유지할 수 있다. 중간벽의 상측은 바람직하게, 전지 셀의 전기 접속부가 액세스 가능하도록, 리세스를 가진다. 또한 물론, 벽, 상측 또는 베이스의 일부만 유지 부재로서 작용할 수 있다.
중간벽 측벽, 분배 영역 측벽, 중간벽 베이스, 및 중간벽 상측은 바람직하게 함께, 전지 셀에 적응되는 프레임형 유지 구조를 형성한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 프레임형 유지 구조는 중간벽의 전방 측부 및 후방 측부에 위치된다. 전지 셀이 2개의 중간벽 사이에 위치되면, 전지 셀은 바람직하게 중간벽 및 구비된 유지 구조에 의해 완전히 둘러싸인다. 이것은 전지 셀의 신뢰성 있고 정의된 유지를 가능하게 할 뿐만 아니라, 전지 셀 하우징을 환경에 대해 절연시킨다. 금속으로 이루어지는 전지 셀 하우징은 따라서 전지 하우징의 환경과 어떠한 접촉도 하지 않는다.
중간벽은 따라서 여러 가지 임무, 즉, 환경에 대한 전지 셀의 절연, 및 전지 셀을 정의된 위치에 유지하기를 동시에 수행한다. 또한, 복수의 중간벽은 함께 전지 하우징의 일부를 형성한다. 특히, 전지 하우징 측벽의 적어도 일부는 중간벽 측벽에 의해 형성된다. 또한, 전지 셀의 효율적인 냉각은 확실하게 된다.
중간벽 내의 냉각 시스템의 부품의 배치는, 냉각제가 전지 셀에 매우 가까이 가져와 진다는 이점을 가진다. 큰 영역 냉각이 여기에서 가능하여, 전지 셀의 온도는 매우 효과적이고 효율적으로 감소될 수 있다. 전지 셀의 측벽과 중간벽 사이의 플라스틱 분리층의 두께는 바람직하게, 전지 셀 측벽으로부터 양호한 열전도율을 가지고 유체 냉각제로의 가장 가능한 열전달을 확실히 하기 위해, 중간벽의 두께보다 현저히 얇다.
SO2에 기초한 전해질 용액의 증기압은 전해질 용액에 포함되는 SO2의 양 및 온도에 의존한다. 그러한 전해질 용액을 포함하는 전지 셀의 경우에, 전지 셀 내의 압력이 온도 증가의 결과로서 증가하여 전지 셀 하우징의 팽창이 발생한다는 문제가 발생한다. 이러한 이유로, 그러한 전지 셀의 특히 유효한 냉각이 특히 필요하다.
작동 동안의 전극의 두께의 팽창 또는 증가(팽창)는 예를 들면 유기 리튬 중합체 셀과 같은 전지 셀의 문제이다. 이러한 현상은 또한 SO2-계 전해질 용액을 가진 전지 셀에서도 관찰될 수 있다. 냉각에 더하여, 전지 구조는 또한 내압을 흡수함으로써 이러한 작용에 대항하여야 한다. 이것은 예를 들면 클램핑 디바이스, 인장 밴드, 보강된 단부벽과 같은 보강된 측벽 또는 하우징 벽에 의해, 또는 압력 안정성 중간벽에 의해 달성될 수 있다.
플라스틱 분리층의 두께는, 가장 가능한 열전달을 확실하게 하기 위해 중간벽의 두께보다 현저히 얇아야 한다. 플라스틱 분리층의 두께는 바람직하게 중간벽의 두께의 20%보다 크지 않아야 한다. 본 발명자들은, 중간벽의 두께의 10%보다 크지 않은, 바람직하게 5%보다 크지 않은, 매우 바람직하게 1%보다 크지 않은 플라스틱 분리층의 두께가 특히 양호한 열전달을 발생시킨다는 것을 알았다. 추가적 조사의 결과, 플라스틱 분리층의 두께는 바람직하게 1mm보다 크지 않아야 한다는 것이 보여졌다. 0.5mm보다 크지 않은, 더 바람직하게 0.1mm보다 크지 않은, 매우 바람직하게 0.01mm보다 크지 않은 두께를 가진 플라스틱 분리층은 열전달을 더 향상시킨다. 또한, 플라스틱 분리층은 바람직하게 폴리아미드로 이루어져야 한다는 것이 보여졌다. 폴리아미드(PA)로 이루어진 플라스틱은 반투명 필름을 생산하기 위한 프로세싱에 매우 적합하다. 재료는 높은 열 저항 및 전기 절연성질에 의해 특징지어진다. 제품 폴리아미드 PA66은 바람직하게 사용된다.
중간벽의 두께는 바람직하게 플라스틱 분리층의 두께보다 훨씬 크다. 중간벽의 두께는 바람직하게 20mm보다 크지 않고, 특히 바람직하게 10mm보다 크지 않으며, 더 바람직하게 7mm보다 크지 않다. 조사 결과, 중간벽의 두께는 바람직하게 5mm보다 크지 않고, 특히 바람직하게 4mm보다 크지 않도록 바람직하게 더 감소될 수 있다는 것이 보여졌다. 특히, 3mm의 두께가 바람직하다. 1mm 미만으로의 중간벽 두께의 감소는 유리하지 않다. 중간벽의 두께는 바람직하게 2mm보다 작지 않아야 한다. 중간벽을 더 얇게 실현할 수록, 전지 모듈 내의 패킹 밀도를 더 높일 수록, 즉, 중간벽이 더 얇을 수록, 동일한 체적을 가진 전지 모듈 하우징 내에 더 많은 전지 셀을 수용할 수 있다. 얇은 중간벽은 따라서 전지 모듈 하우징의 체적을 더 양호하게 사용할 수 있게 한다.
그러나, 중간벽은 특히 SO2-계 전지 셀에서 발생하는 임의의 힘에 견디어야 하기 때문에 임의로 얇게 될 수 없다. 또한, 필요한 열 출력을 실현하기 위해 충분한 냉각제가 운반될 수 있는 것을 확실하게 하여야 한다. 이러한 목적을 위해, 둥글거나 사각형 단면을 가진 채널은 여러 가지 다른 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 분당 1 리터 이상의 냉각제가 흐를 수 있어야 하고, 1.5 l/분 이상의 유속이 매우 바람직하고, 1.6 l/분 이상의 유속이 더 바람직하다. 중간벽에서의 채널 구조는 이러한 목적을 위해 대응하여 디자인되어야 한다. 12개의 셀이 2개의 열(row)로 배치되는 전지 모듈에 대한 조사 결과, 예를 들면 2.25 l/분 이상의 유속이 특히 이점을 가진다는 것을 보였다. 일반적으로, 본 발명자는, 전지 셀당 0.125 l/분 이상의 유속이 이점을 가지며, 특히 바람직하게 전지 셀당 0.18 l/분 이상의 유속이 이점을 가진다는 것을 알았다.
유체는 열을 전지 셀의 표면으로 또는 그로부터 운반하는 작용을 한다. 유체의 형태(가스, 액체, 열 용량), 입구 온도, 및 유속은 전지 셀의 열평형에 적응되어야 한다. 열평형은 전기 부하, 셀 형상, 및 사용되는 셀 재료의 열용량에 의존한다. 전기 부하가 낮으면, 셀은 기상 냉각 매체 예를 들면 공기에 의해 냉각될 수 있다. 액체 냉각 매체에 의한 냉각은 높은 부하에 바람직하다.
중간벽은 바람직하게 플라스틱, 특히 바람직하게 PA6T/6I와 같은 어두운 색의 플라스틱으로부터 이루어진다. 바람직하게 반투명 PA66 필름으로 이루어지는 플라스틱 분리층은 그러면 레이저 용접 프로세스에 의해 중간벽에 용접될 수 있다. 플라스틱 분리층 및 중간벽은, 중간벽 내의 리세스의 개방 측부가 폐쇄되고, 바람직하게 유체의 형태에 따라 액체 밀폐 및/또는 가스 밀폐로 폐쇄되도록, 서로 결합된다.
본 발명에 따른 전지 모듈의 바람직한 실시예에서, 중간벽의 플라스틱은 열가소성이다. 중간벽은 그러면 사출 성형 프로세스에 의해 생산될 수 있어, 채널 구조의 채널은 실제로 임의의 형상으로 중간벽에 직접 통합될 수 있다.
리세스는 바람직하게 중간벽 내에 사행 형상으로 실현될 수 있다. 사행은 중간벽의 하부 영역으로부터 상부 영역으로 연장된다. 이러한 방식으로, 전지 셀의 측벽을 결합시키고 냉각제가 흐르는 비교적 큰 냉각 영역이 얻어진다. 중간벽의 안정성은 그러나 유지된다.
채널의 사행은 특히 바람직하게, 냉각 매체의 흐름 방향에서 더 좁아지는 사행 루프를 가진다. 사행 루프는 바람직하게 중간벽의 상부 영역에서 더 좁아, 열전달을 위해 이용 가능한 영역은 상향 방향에서 증가한다. 그 결과, 또한, 냉각제가 중간벽의 하부 영역에서 인접 전지 셀로부터 열을 이미 흡수하였기 때문에 냉각제가 흐름 방향 내의 경로에서 이미 가열되었더라도, 상부 영역에서 양호한 냉각을 달성할 수 있다. 전지 셀의 전체 측부 영역에 걸친 전지 셀의 양호하고 균일한 냉각은, 사행 루프의 수, 길이 및 간격의 적합한 선택에 의해 얻어질 수 있다. 사행은 또한 균일한 디자인을 가질 수 있어, 사행 루프는 서로 동일하거나, 동일하게 이격된다.
바람직한 실시예에서, 중간벽에, 중간벽의 전체 두께에 걸쳐 연장되는 채널 구조의 리세스가 있다. 리세스는, 양쪽에서 개방되고 전지 셀의 2개의 인접한 측벽으로 개방되는 채널을 형성한다. 이것은 2개의 인접 전지 셀의 효율적인 냉각을 발생시킨다. 이러한 경우에, 중간벽은, 냉각제가 탈출할 수 없도록 리세스를 양쪽에서 폐쇄시키기 위해 전방 측부 및 후방 측부에 분리층을 가진다.
다른 매우 바람직한 실시예에서, 채널 구조의 리세스는, 한쪽에서 개방되고 인접 전지 셀 중의 하나를 향해서만 개방되는 채널로서 실현된다. 중간벽은 바람직하게, 한쪽에서 개방되고 중간벽의 반대쪽 길이 방향 측부를 향해 개방되는 추가 채널을 형성하는 채널 구조의 제2 리세스를 가진다. 양쪽을 향해 개방되는 2개의 채널은 바람직하게 서로 어긋하도록 배치된다. 이들 채널은 또한 사행 형상으로 실현될 수 있다.
본 발명에 다른 전지 모듈의 특정한 실시예에서, 중간벽 내의 채널에 대한 유체 연결을 가지는 냉각제 입구는 냉각제 출구 아래에 위치된다. 냉각제 입구는 특히 바람직하게 전지 모듈 하우징의 하부 반부에 위치된다. 냉각제 입구 및/또는 냉각제 출구는 특히 바람직하게 신속 작용 커플링을 가진다. 이것은, 전지 모듈이 용이하게 툴 없이 외부 냉각 시스템에 연결될 수 있게 한다. 그러한 신속 작용 커플링은 예를 들면 공통 압축 공기 연결과 유사하게 실현될 수 있다. 신속 작용 커플링 및 가요성 튜브에 부착되는 메이팅 피스는 바람직하게 금속으로 이루어지며, 신속 작용 커플링과 메이팅 피스를 서로에 대해 단순히 플러깅함으로써 밀봉 연결을 발생시키도록 연결될 수 있다. 전지 모듈의 신속한 교체 및 간단한 조립은 실제 사용에서 가능하다. 냉각 시스템은 특별한 툴을 필요로 하지 않기 때문에 용이하게 분리될 수 있다. 신속 작용 커플링을 위한 추가적 가능성은 미국의 SMC 코포레이션으로부터의 KV2 원-터치 피팅이거나, 베이어닛 록과 유사한 실시예이다. 신속 작용 커플링은 항상 툴 없이 작동될 수 있고, 여러 차례의 나사 회전에 걸친 나사 체결 고정을 필요로 하지 않는다.
바람직한 실시예에서, 전지 모듈 하우징 부품의 플라스틱은 섬유 강화되고, 특히 바람직하게 유리 섬유 강화된다. 유리 섬유 강화 폴리아미드는 특히 바람직한 것이 입증되었다. 바람직한 재료는 예를 들면 폴리아미드 PA 6T/6I이다. 그러한 재료는 가벼운 비도체의 안정한 하우징 재료를 위한 요구사항을 매우 양호하게 충족시킨다. 그러한 재료는 매우 높은 안정성과 조합된 낮은 중량을 가진다. 기계적 특성은 유리 섬유 강화 플라스틱에 의해 더 향상되어, 특히 소위 충격 강도는 현저히 향상되어, 자동차에 사용될 때 안전성을 증가시킨다. 충돌 또는 사고의 경우에, 예를 들면 전방 충돌에서, 이러한 전지는 거의 손상되지 않고, 특히 전지 모듈 하우징에 둘러싸인 전지 셀은 일반적으로 손상되지 않은 상태로 유지된다.
또한, 유리 섬유 강화 폴리아미드는 외력에 대한 보호만 제공하는 것이 아니라, 전지 셀 특히 SO2에 기초하는 전지 셀에서 발생하는 내압에 대한 보호도 제공하는 이점을 가진다. 그러한 전지 셀은 충전 및 방전 프로세스 동안에 가열되고 팽창되기 때문에, 유리 섬유 강화 전지 모듈 하우징은 동시에 또한 이들 압력에 대한 기계적 안정성을 제공하여, 하우징은 대응하는 힘을 적어도 부분적으로 흡수할 수 있다.
전지 모듈 하우징의 강도 및 안정성은 바람직하게 또한 전지 모듈 하우징의 단부벽에 리브형 구조를 구비함으로써 증가된다. 전지 셀의 더 큰 측벼에 대해 본질적으로 평행하게 배치되는 전방벽 및 후방벽은 바람직하게 횡 방향 및/또는 길이 방향 스트럿을 가진다. 횡 방향 및/또는 길이 방향 스트럿은 예를 들면 벽의 외측 상의 수평 및 수직 리브일 수 있고, 그물 형 강화 구조를 형성할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 전지 모듈 하우징의 단부벽은 2개의 부분을 포함한다. 1개의 단부벽은 그러면, 하우징의 외부 전지 셀에 인접하는 폐쇄벽, 및 전지 하우징의 전방벽 또는 후방벽을 형성하는 외부벽을 포함한다. 폐쇄벽은 바람직하게, 일측부에서 개방되고, 전지 셀과 대면하는 측부에서 플라스틱 분리층에 의해 밀봉되는 리세스를 가진다. 전지 셀로부터 멀어지는 방향으로 향한 측부에서, 폐쇄벽은 바람직하게 본질적으로 평면인 표면으로서 형성된다. 폐쇄벽은 그 상대 위치를 외부벽에 대해 고정시키기 위해 리세스, 시트, 돌출부 또는 유사한 구조 부재를 가질 수 있다. 외부벽은 그러면 폐쇄벽의 위치설정 부재와 결합할 수 있도록 그 내측에 대응 부재를 구비한다. 폐쇄벽 및/또는 단부벽은 또한 각각 전지 셀을 위치설정 및 유지하기 위한 유지 부재를 가질 수 있다. 중간벽과 마찬가지로, 이들 유지 부재는 예를 들면 각각의 측벽의 일부, 베이스, 상측 및/또는 분배 영역 측벽 및/또는 각각의 구조 부재(측벽, 베이스 등)에 의해 형성될 수 있다.
외부벽의 내측은 또한, 대응 위치설정 부재를 제외하고, 옵션인 본질적으로 평면인 표면을 가진다. 또한, 폐쇄벽과 마찬가지로, 외부벽의 내측은 물론 관통 리세스, 분배 채널 및/또는 수집 채널을 가질 수 있다. 스트럿 또는 유사한 부재에 의해 실현될 수 있는 보강 부재는 외부벽의 외측에 위치될 수 있다. 단부벽의 2-부분 실시예에서, 외부벽은 바람직하게 플라스틱 또는 금속, 특히 바람직하게 알루미늄으로 이루어진다. 다른 금속 형태, 예를 들면 주조 알루미늄 또는 유사한 것이 가능하다. 이것은 외부벽의 강도를 증가시킨다. 외부벽은 옵션으로서 그 외측에 리세스, 예를 들면 블라인드 구멍 또는 슬롯형 블라인드 리세스를 가질 수 있다. 이것은 안정성을 해치지 않고 중량이 감소될 수 있게 한다.
냉각제 입구 및 냉각제 출구는 바람직하게 전지 하우징의 외부벽 또는 단부벽에 위치된다. 이들은 냉각 시스템을 연결하고 냉각제 회로의 밀봉 폐쇄를 제공하기 위해, 신속 작용 커플링 또는 다른 커플링을 수용할 수 있다. 냉각제 입구 및 냉각제 출구를 위한 연결부는 바람직하게 전방 외부벽, 후방 외부벽 또는 단부벽에 위치된다. 이러한 방식으로, 여러 개의 전지 하우징들 사이의 유체 연결을 설정하고 냉각 시스템을 복수의 전지로 연장하는 것이 가능하다. 전지가 단일 전지(독립 변경예)로서 사용되면, 1개의 냉각제 입구 및 1개의 냉각제 출구는 이러한 경우에 폐쇄부에 의해 밀봉된다. 이것은 예를 들면 플러그 등일 수 있다. 냉각제 입구 및 냉각제 출구는 바람직하게 전지의 양쪽 벽에 위치된다. 이러한 경우에, 냉각제 입구 또는 냉각제 출구가 전지 하우징의 외부벽 또는 단부벽에서 폐쇄부에 의해 밀봉된다. 대응하는 다른 측부는 각각의 입구 또는 출구에서 폐쇄부를 가진다.
발생된 힘의 흡수를 더 향상시키기 위해, 복수의 전지 셀들 및 그들 사이에 위치되는 중간벽은 본 발명에 따른 전지 모듈의 바람직한 실시예에서 클램핑 디바이스에 의해 둘러싸인다. 클램핑 디바이스는 바람직하게 금속으로 이루어진다. 클램핑 디바이스는 전지 셀 및 따라서 전체 전지 모듈의 팽창을 방지하기 위해 유리 섬유 강화 하우징을 보조한다.
클램핑 디바이스는 특히 바람직하게 인장 밴드, 특히 금속 인장 밴드를 포함한다. 이것은 조립하기 쉽고 다루기 쉬우며 또한 비교적 낮은 중량을 가진다. 또한, 인장 밴드는 가요성이며, 여러 가지 다른 하우징 형상에 적응될 수 있고, 이것은 특히 전지 모듈의 모듈식 디자인을 위해 이점을 가진다. 인장 밴드는 특히 바람직하게 레이저 용접되어, 2개의 단부는 밴드를 폐쇄시킨다. 단부는 용접을 위해 충분히 큰 영역이 있도록 중첩될 수 있다. 더 바람직한 실시예에서, 인장 밴드는 자체 유지 신속 릴리스 폐쇄에 의해 폐쇄된다. 자체 록킹 신속 릴리스 폐쇄는 특히 바람직한 것으로 입증되어, 인장 밴드는 손에 의해 또는 예를 들면 인장 플라이어와 같은 툴을 사용하여 쉽게 인장될 수 있다.
전지 셀이 전지 모듈에서 2개의 열(적층)로 배치되면, 1개의 인장 밴드는 각각의 경우에 1개의 열의 전지 셀 및 대응 하우징 부분을 둘러쌀 수 있다. 전지 모듈 하우징은 바람직하게, 인장 밴드가 경로 설정되는 전지 셀 열(적층)들 사이에 관통 리세스를 가진다. 인장 밴드는 또한 예를 들면 8자 형상의 관통 리세스를 통해 2회 경로설정될 수 있다. 2개의 열은 이러한 방식으로 1개의 밴드로 클램핑될 수 있다. 추가 인장 밴드는 전체 전지 모듈 둘레에 클램핑될 수 있다.
전지 모듈은 바람직한 실시예에서 모듈식 디자인을 가진다. 전지 모듈은 요구되는 전력 밀도 및 전압 레벨에 따라 복수의 상호연결된 전지 셀을 포함하기 때문에, 전지 모듈 하우징의 사이즈는 전지 셀의 수에 의존한다. 중간벽은 따라서 바람직하게 그 짧은 측 단부에서 각각, 적어도 부분적으로 전지 셀 하우징의 작은 측벽을 넘어 돌출하는 1개의 중간벽 측벽을 가진다. 중간벽 측벽은 바람직하게 다른 중간벽 및 그들의 중간벽 측벽과 함께 전지 모듈 하우징 측벽을 형성한다. 중간벽 측벽은 특히 바람직하게 서로 결합하고 특히 바람직하게 함께 록킹하도록 서로 대응한다.
또한 바람직한 실시예에서, 중간벽은, 적어도 부분적으로 전지 셀 아래로 돌출하고 바람직하게 다른 중간벽 베이스와 함께 전지 모듈 하우징의 베이스를 형성하는 중간벽 베이스를 가진다. 중간벽 베이스는 바람직하게 서로 결합하고 특히 바람직하게 함께 록킹하도록 서로 대응한다. 이러한 방식으로, 추가 중간벽을 더함으로써 베이스 및 전지 모듈 하우징의 측벽의 사이즈를 증가시킬 수 있다. 베이스 및 전지 모듈 하우징의 측벽을 연장시키기 위해 1개의 컴포넌트 즉 중간벽만 필요하다. 대응 형상으로 인해 간단한 조립이 가능하다. 동시에, 인터록킹 중간벽들은 그들 사이에 위치된 전지 셀을 유지한다. 전지 모듈 하우징의 안정성은 더 증가된다.
본 발명에 따른 그러한 전지 모듈은 바람직하게 종래기술의 요구사항을 향상된 방식으로 충족시키기 때문에 자동차에 사용된다. 한편, 셀의 온도의 증가를 피하기 위해 전지 셀의 최적화된 냉각이 있다. 다른 한편, 최적화된 냉각은 증가된 안정성 및 안전성을 제공한다. 냉각은 전지 온도의 큰 증가를 방지하기 때문에, SO2-계 전해질 용액을 가진 전지 셀의 팽창도 감소 또는 방지된다. 전지 모듈 하우징은 그러나 발생하는 어떠한 힘도 흡수하기 위해 유리 섬유 강화된다. 중간벽의 인터록킹은 안정성을 증가시키고, 작동 동안에 발생하는 힘을 흡수할 수 있게 한다. 예를 들면 인장 밴드의 형태의 클램핑 디바이스가 또한 구비될 수 있다. 그러나, 전지 모듈은 전체적으로 매우 안정적일 뿐만 아니라 중량이 매우 낮다. 가장 가능한 용도는, 중간벽의 한쪽 또는 양쪽 측부에서 개방되는 리스세를 사용하고, 결과적인 채널을 얇은 플라스틱 분리층에 의해 밀봉하는 것을 통한, 전지 모듈 하우징 내의 공간에 대한 것이며, 그 결과 단위 체적당 전력 밀도는 현저히 증가될 수 있다. 이것은 단위 중량당 전력 밀도의 동시 증가와 조합으로 달성된다.
본 발명을 도면에 도시된 특정 실시예에 기초하여 이하에서 더 상세히 설명한다. 도면에 도시된 기술적 특징은 본 발명의 바람직한 실시예를 형성하기 위해 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 설명되는 실시예는 청구범위에 의해 일반적으로 정의된 본 발명에 대해 어떠한 제한도 가하지 않는다.
도 1은, 덮개가 벗겨진 상태의 본 발명에 따른 전지 모듈의 전체 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는, 2개의 인접 전지 셀 사이에 위치되는 중간벽을 도시한다.
도 3은, 도 1의 전지 모듈의 전지 모듈 하우징의 후방벽을 도시한다.
도 4는, 도 1의 전지 모듈의 전지 모듈 하우징의 전방벽을 도시한다.
도 5는 덮개가 덮인 전지의 전체 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 제조 프로세스에서의 여러 가지 다른 스테이지를 도시한다.
도 7은 전지 모듈의 덮개 플레이트를 도시한다.
도 8 내지 도 13은, 본 발명에 따른 전지 모듈의 추가적 바람직한 실시예를 도시하는데, 즉
도 8a 및 도 8b는, 덮개를 포함하며 하우징을 가진 전지 모듈의 전체 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는, 덮개가 없는 전지 모듈의 2개의 전체 도면, 및 덮개 자체의 도면을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는, 2개의 인접 전지 셀 사이에 위치되는 중간벽을 도시한다.
도 11a 내지 도 11d는, 외부벽과 함께 하우징의 단부벽을 형성하는 폐쇄벽의 여러 가지 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 단부벽의 일부로서의 외부벽을 도시한다.
도 13a 내지 도 13d는 전지 모듈의 조립에서의 여러 가지 스테이지를 도시한다.
도 1은, 덮개가 벗겨진 상태의 본 발명에 따른 전지 모듈(1)의 전체 사시도이다. 전지 모듈(1)은, 클램핑 디바이스(3)에 의해 둘러싸인 전지 모듈 하우징(2)을 포함한다. 클램핑 디바이스(3)는 금속으로 이루어지는 2개의 인장 밴드(4)를 포함한다.
전지 모듈(1)은 복수의 프리즘 전지 셀(5)을 포함한다. 전지 셀(5)은 여기에서 덮개 플레이트(48)에 의해 상부에서 덮이고, 전기 접속부는 대응 개구를 통해 돌출한다. 전지 모듈(1)을 제어하기 위한 전지 모듈 제어 전자 유닛(47)은 옵션으로서 덮개 플레이트의 중앙에 위치된다.
전지 셀(5)은 2개의 열로 배치된다. 6개의 전지 셀(5)은 각각의 열에 배치되며, 전체 12개의 전지 셀에 의해 38.4 V의 공칭 전압이 얻어지도록 전기적으로 상호연결된다.
도 6b 또는 도 6d에 더 상세히 도시되는 전지 셀(5)은, 4개의 측벽(7)을 가진 셀 하우징(6)을 가진다. 이하에서 길이 방향 벽으로서 지칭되는 2개의 평행 측벽(7a)은, 크로스 벽이라고 지칭되는 다른 측벽(7b)보다 크다. 전지 셀(5)의 더 큰 측벽(7a)의 표면 영역은 바람직하게 다른 측벽(크로스 측벽(7b))의 표면 영역의 4배 이상이다. 길이 방향 벽(7a)의 표면 영역은 특히 바람직하게 크로스 벽(7b)의 5배 이상이다.
전지 모듈 하우징(2)은 플라스틱으로 이루어지는 복수의 부품으로 구성되며, 전방벽(8)(도 4), 2개의 전지 모듈 하우징 측벽(9), 및 후방벽(10)을 포함하며, 후방벽은 복수의 횡 방향 및 길이 방향 리브(도 3)로 이루어지는 리브형 구조를 가진다. 전지 모듈 하우징(2)은, 채널 구조 및 유체 바람직하게 액체 냉각제를 가진 냉각 시스템을 가진다. 여기에 도시되지 않은 채널 구조는, 전방벽(8)에 위치되는 전지 모듈 하우징(2)의 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)를 가진 유체 연결을 가진다.
전지 모듈 하우징(2) 내에, 전지 셀(5)은, 플라스틱 바람직하게 열가소성 수지로 이루어지는 1개의 중간벽이 길이 방향 측부(7a)(도 2a 및 도 2b)가 인접하는 2개의 전지 셀 사이에 배치되도록, 위치된다. 중간벽(13)은 전지 셀 하우징(6)의 더 큰 측벽(길이 방향 벽(7a))에 대해 평행하게 배치된다.
도 2a 및 도 2b는 중간벽(13)을 상세히 도시하고 있다. 중간벽은 바람직하게 각각의 측부에 2개의 전지 셀(5)을 둘러싸기 위해 대칭이다. 비대칭 중간벽은 또한, 전지 셀이 하나의 열에만 배치되거나 냉각 유체 피드(feed)가 중앙으로부터 이격되어 예를 들면 측부에 위치되면, 자연히 가능하다. 전지 셀(5)은, 중간 부분(14)과, 각각의 경우에 중간벽(13)의 단부 측부(16)에 위치되는 1개의 중간벽 측벽(15) 사이에 유지된다. 이러한 바람직한 중간벽(13)은 따라서 전체 4개의 인접 전지 셀(5)을 서로 분리시킨다.
중간벽 측벽(15)은 바람직하게, 인접 중간벽(13)의 중간벽 측벽(15)이 서로 결합하도록 중간벽 측벽(15)에 대응하도록 하는 윤곽을 가진다. 중간벽 측벽(15)은 부분적으로, 인접 전지 셀(5)을 넘어 돌출한다. 중간벽 측벽은 바람직하게, 복수의 볼록부(merlons)(17)를 포함하는 총안 무늬(톱니모양)의 구조(crenellated structure)를 가진다. 중간벽 측벽(15)의 일단에 있는 볼록부(17)는, 2개의 인접 중간벽(13)이 서로 결합할 수 있도록, 중간벽 측벽(15)의 타단에서 멀론(17) 사이에 형성되는 리세스(18)에 대응한다. 볼록부(17) 및 리세스(18)는 중간벽(13)의 인터록킹을 가능하게 하고 하우징의 안정성을 더 증가시키기 위해 록킹 부재를 옵션으로서 추가로 포함할 수 있다.
중간벽 측벽(15)은 3개의 부분으로 분할되며, 중간 부분에 있는 중간벽 측벽의 두께는 중간벽 측벽(15)의 상부 부분 및 하부 부분에서의 두께에 비해 감소된다. 이것은 인장 밴드(4)를 위한 안내부(19)를 형성한다.
도 2a에 도시된 전방 측부(20)의 중간 부분(14)은, 중간벽(13)(도 2b)의 후방 측부(28) 상의 플러그(22)에 대응하는 칼라형 소켓(21)의 형태로 실현된다. 소켓(21)은 하부 단부에 있는 분배 채널(23), 수집 채널(24), 및 2개의 채널(23, 24) 사이에 위치되는 관통 리세스(25)를 포함한다. 전지 모듈 하우징(2)을 조립할 때, 복수의 인접 중간벽(13)은, 중간벽(13)의 후방 측부(28)에 있는 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)의 플러그 부품은 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)의 소켓 부품에 삽입된다. 도 2b에 도시된 플러그 벽(22a, 22b)은 중간 부분(14)의 채널 벽(21a, 21b)과 칼라(26) 사이에 형성되는 공간에 대응한다. 냉각 시스템(27)의 채널은 이러한 방식으로 연장될 수 있고, 소켓(21)과 플러그(22)는 밀봉된 연결을 발생시키기 위해 서로에 장착된다.
중간벽(13)은 전방 측부(20)와 후방 측부(28) 각각에 2개의 냉각 영역(30)을 가지며, 냉각 영역은 각각의 경우에 중간 부분(14)과 중간벽 측벽(15) 사이에 위치된다. 채널 구조(32)의 채널(31)은 냉각 영역에 위치되며, 채널 구조는 전지 모듈 하우징(2)의 냉각 시스템(27)의 일부를 형성한다. 채널(31)은 중간벽(13) 내의 리세스(33)에 의해 형성된다. 여기에 도시된 바람직한 실시예에서, 리세스(33)는 한 쪽에서 개방되는 채널(31)로서 디자인되고, 채널(31)은 각각의 인접 전지 셀을 향해 개방된다.
1개의 채널(31)은 각각 중간벽(13)의 전방 측부(20) 및 후방 측부(28)에 위치되고, 채널(31)은 한쪽에서 개방된다. 채널(31)은 전방 단부(34)에서 분배 채널(23)에 대한 연결부를 가지며, 후방 단부(35)에서 수집 채널(24)에 대한 연결부를 가진다. 도 2에 도시된 실시예에서, 광폭부는 전방 및 후방 단부(34, 35)에 도시되어 있고, 상기 광폭부는 기술적 생산 이유를 위해서만 구비된다. 채널(31)의 단부(34, 35)에서, 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)에 대한 유체 연결부를 설정하는 관통 통로(36)는 각각의 경우에 광폭부에 위치된다. 1개의 관통 통로(36)는 따라서, 전방 측부(20) 및 후방 측부(28)에서 각각의 냉각 영역(30)에 위치되는 2개의 채널(31)에 의해 사용된다.
채널(31)은 각각 사행 형상(meander-type form)을 가지며, 복수의 사행 루프를 가진다. 전방 측부(20)의 채널(31)은 후방 측부의 채널(31)에 비하여 아래 방향으로 약간 이격되며, 2개의 채널(31)은 사행 루프의 회전 지점에서 교차한다. 사행 루프에서의 2개의 채널(31) 사이의 연결은 불리하지 않다. 이것은 단지 냉각제를 혼합시킬 뿐이고 흐름의 방향은 유지된다.
채널(31)은, 사행 루프가 하부로부터 상부로 좁아져 냉각제의 흐름의 방향(화살표 37)에서 더 좁도록, 형성된다. 분배 채널(23)로부터 오는 아직 사용되지 않은 냉각제는 전방 단부(34)에서 채널(31) 내로 흐른다. 전지 셀로부터의 열 방산은 여기에서 매우 양호하다. 냉각제의 냉각 효과는 지속되는 흐름 방향에 따라 감소되고, 이것은 채널(31)의 더 좁은 사행 루프에 의해 보상되어, 균일한 냉각이 전체 냉각 영역(30)에서 달성된다.
중간벽(13)의 냉각 영역(30)은 폴리아미드로 이루어지는 플라스틱 분리층(38)으로 덮인다. 이것은 바람직하게 투명 PA66 필름이며, 레이저에 의해 냉각 영역(30)에 용접된다. 중간벽(13)은 레이저 용접 프로세스를 최적화하기 위해 바람직하게 어두운 플라스틱으로 이루어진다.
도 2a 및 도 2b에서, 중간벽(13)은, 중간벽(13)의 후방 측부(28)에 3개의 맞춤 탭(contoured tabs)(40)을 포함하는 중간벽 베이스(39)를 가지는 것을 알 수 있다. 이들 탭(40)은, 중간벽(13)이 함께 록킹되도록, 인접 중간벽(13) 아래에서 멈춤쇠 러그와 결합한다. 록킹 설형부(tongue : 56)는 후방 측부(28)에서 중간벽(13)의 상부에서 연장되고, 상기 록킹 설형부는 중간 부분(14) 위에 위치된다. 인접 중간벽의 록킹 노우즈(55) 및 록킹 설형부(56)는 서로 결합되어 벽(13)을 정위치에 유지한다. 전지 모듈 하우징(2)의 모듈식 디자인은 단지 높은 레벨의 융통성 및 간단한 연장성을 제공할 뿐 아니라, 또한 개별 중간벽(13)이 함께 록킹될 수 있기 때문에 높은 정도의 안정성을 제공한다.
도 2c는 중간벽(13)의 냉각 영역(30)을 통한 단면의 상세도이다. 중간벽(13)에 더하여, 플라스틱 분리층(38) 및 인접 전지 셀(5)의 셀 하우징(6)의 측벽(7)도 도시되어 있다.
채널 구조(32)에서 일측부로 개방되는 2개의 채널(31a, 31b)이 중간벽(13)에서 서로에 대해 이격되는 것을 명백하게 알 수 있다. 도 2c의 단면은, 사행 루프가 이미 함께 가까이 있는 냉각 영역(30)의 상부 부분 내의 채널을 도시하고 있다. 채널(31a, 31b)은 그 개방 측부에서 각각의 경우에 분리층(38)에 의해 덮이고 폐쇄된다. 플라스틱 분리층(38)은 중간벽(13)보다 훨씬 얇은 두께를 가진다. 이것은 전지 셀 측벽(7)으로부터 채널(31) 내의 냉각제로의 양호한 열전달을 확실하게 한다.
도 3은 전지 모듈 하우징(2)의 후방벽(10)을 도시하고 있다. 그 디자인은 중간벽(13)과 유사하다. 그 전방 측부(20)는 중간벽(13)의 전방 측부(20)에 대응한다. 후방벽(10)은, 중간벽(13) 내의 대응 리세스를 통과하는 클램핑 디바이스 또는 인장 밴드를 위한 관통 리세스(25)를 가진다. 그러나, 후방벽(10)에는 각각의 냉각 영역(30)에 1개의 채널(31)만 있다. 채널(31)은 후방벽(10)의 내측을 향해 개방된다. 채널(31)은 측부에서 플라스틱 분리층(38)에 의해 폐쇄된다. 후방벽(10)의 두께는 따라서 바람직하게 중간벽(13)의 두께보다 얇다. 냉각제를 위한 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)은 각각 단부 피스로서 실현되며, 중간벽에서와 같이 관통 보어를 가지지 않는다. 냉각제는 분배 채널(23)로부터 후방벽(10) 내의 2개의 채널로, 또한 그곳으로부터 수집 채널(24)로만 분배된다.
후방벽(10)은 그 외측에 횡 방향 및 길이 방향 스트럿 형상의 여러 개의 보강재(41)를 가진다. 횡 방향 스트럿은 바람직하게 수직 리브(42)로서 실현된다. 후방벽(10)의 외측 상의 보강재(41)는 바람직하게, 도 4에 도시된 전방벽(8) 상의 보강재(41)에 대응한다. 이들 보강재(41)는 이러한 실시예에서 전방벽(8)의 외측에 걸쳐 수직 및 수평 리브(42)로서 분포된다. 보강재는 동시에, 전지 모듈 하우징(2) 내에 발생하는 압력을 흡수하기 위해 압력 흡수의 목적을 위해 작용하여, 하우징의 안정성을 증가시킨다. 단부벽(전방벽(8) 및 후방벽(10))은 옵션으로서, 높은 압력 및 높은 안정성이 필요하면, 중간벽(13)보다 두껍다.
전방벽은 후방벽(10)과 유사한 디자인을 가진다. 전방벽은 또한 1개의 평면 즉 내측에만 채널(31)을 가진다. 채널(31)은 바람직하게 내측을 향해 개방되고, 중간벽(13) 내의 채널(31)에서와 같이 측부에서는 플라스틱 분리층(38)에 의해 폐쇄된다. 벽(8)의 두께 방향으로 2개의 채널(31)이 인접하여 있지는 않다.
후방벽과 마찬가지로, 전방벽(8)도 역시 인장 밴드(4)를 위한 관통 리세스(25)를 가진다. 후방벽(10)과 비교하여, 전방벽(8)은 외측에 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)를 추가로 가진다. 바람직한 실시예에서, 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)는 역시 도 5에서 알 수 있듯이 신속 작용 커플링(58)을 포함한다. 신속 작용 커플링(58)은 냉각 튜브를 가진 외부 냉각 시스템에 대해 툴 없이 간단한 연결을 가능하게 한다. 전방벽(8), 후방벽(10) 및 중간벽(13)를 포함하는 냉각 시스템을 위한 적합한 재료 선택을 통해, 냉각을 물로만 수행하는 것이 아니라 다른 냉각제 예를 들면 물-글리콜 혼합물로도 수행할 수 있다. 전지 모듈이 예를 들면 자동차에 사용되면, 다른 냉각 목적 예를 들면 공기 조화 시스템을 위해 사용되는 냉각제가 사용될 수 있다. 또한, 기상 냉각 매체 예를 들면 공기 또는 SO2도 사용될 수 있다.
도 4 및 도 5에서, 전방벽(8)이, 전기 접속부(44)가 위치되는 2개의 마운팅(43)을 가지는 것을 알 수 있다. 이것들은 덮개에 의해 보호된다.
설명의 목적을 위해, 전지 모듈(1)은 도 5에서, 1개의 열의 전지 셀(5) 및 대응 하우징 부품을 둘러싸는 1개의 인장 밴드(4)만 가진 상태로 도시되어 있다. 인장 밴드(4)는 전지 셀 열 사이의 관통 리세스(25)를 통해 경로가 배정되고, 전방벽(8), 후방벽(10) 및 1-전지 모듈 측벽(9)의 일부를 클램핑한다. 인장 밴드는 리브형 보강재(41, 42)에 걸쳐 경로가 배정된다.
전지 모듈(1)은, 전지 모듈 제어 전자 유닛(47)과 같이 덮개(45) 아래에 위치되는 부품 및 컴포넌트를 보호하는 덮개(45)에 의해 덮인다. 전지 모듈 제어 전자 유닛(47)은 전지 모듈 하우징(2) 또는 덮개 내에 위치될 수 있다. 전지 모듈 제어 전자 유닛은 특히 바람직하게 덮개 플레이트(48) 위에 위치된다(도 1).
플라스틱으로 이루어지는 덮개 플레이트(48)는 중간벽(13) 및 전지 셀(5) 위에 위치된다. 덮개 플레이트는 중간벽(13)의 상부에서 록킹 후크(49)(도 2a 및 도 2b)에 의해 결합된다. 이것은 전체 전지 모듈 하우징(2)의 안정성을 향상시킨다.
도 7에 도시된 덮개 플레이트(48)는, 전지 셀(5)의 전기 접속부(59)를 위한 대응 개구(60), 전해질로 전지 셀(5)을 충전하기 위한 전해질 충전 연결부(46)(도 6b)를 위한 개구(52), 및 블로우-아웃 디스크(50)(도 6b)의 형태로 실현되는 전지 셀(5)의 압력 완화 개구 위의 추가 개구를 가진다. 전지 셀(5)의 전해질 충전 연결부(46)는, 덮개 플레이트(48) 내의 충전 연결 개구(52)를 통해 경로 배정되는 튜브의 형태로 디자인된다.
공동형 리세스(61)는, 초과 전해질 유체가 충전 동안에 나오면 초과 전해질 유체를 수집하기 위해 충전 연결 개구(52) 둘레에 배치된다. 전해질 유체는 전지 셀 하우징(6)과 접촉될 수 없으며, 조립 동안에 또는 각각의 전지 셀을 충전한 후에 용이하게 제거될 수 있다. 이것은, 전지 셀(5)이 전지 모듈 하우징(2) 내로의 조립 후에만 충전되면, 특히 이점을 가진다.
덮개 플레이트(48)는 상측에 복수의 칼라형 프레임(54)을 가지며, 칼라형 프레임은 충전 연결 개구(52)와 전지 셀(5)의 전기 접속(59)을 위한 관통 개구(60) 사이에 위치되며, 덮개 플레이트(48)의 블로우-아웃 디스크 개구(53)를 둘러싼다. 칼라형 프레임(54)은 덮개(45)에 대해 밀봉되어, 블로우-아웃 디스크(50)의 폭발시에 초과 압력의 경우에 탈출하는 임의의 가스가 프레암(54) 내에 유지되고, 제어되지 않은 방식으로 환경으로 탈출할 수 없다. 전지 셀로부터 탈출하는 가스의 수집을 위한 공지된 디바이스 예를 들면 US 5,643,691 또는 US 7,504,175 B2와 비교하여, 프레임의 칼라형 디자인은 매우 효율적이고 동시에 매우 간단한 디자인이다. 프레임(54) 및 하우징 덮개(45)에 의해 형성되는 수집 챔버는 어떠한 탈출하는 가스도 신뢰성 있게 포착한다.
전지 모듈 하우징(2)은 옵션으로서, 칼라형 프레임(54) 내에 수집되는 가스를 외부로 경로 배정하기 위해 덮개(45) 내에 2개의 출구 밸브를 가질 수 있다. 적합한 경우에, 환경으로의 배출, 예를 들면 자동차 또는 전지 모듈의 다른 작동 위치 외부의 환경으로의 배출은 제어된 방식으로 일어난다. 가스는 또한 다르게 외부 수집 용기 내에 수집될 수도 있다.
인접 전지 셀(5)은 180도 회전되어 위치되어, 양극 단자가 인접 전지 셀의 음극 단자의 다음에 위치되기 때문에, 중심 이탈 블로우-아웃 디스크(50) 역시 전해질 충전 연결부(46)의 우측 또는 좌측에 교대로 이치된다. 이러한 이유로, 덮개 플레이트(48)는 전체 4개의 칼라형 프레임(54)을 가진다.
도 6a 내지 도 6e는 전지 모듈(1)의 조립 프로세스를 도시하고 있다. 먼저, 조립은 후방벽(10)을 그 외측이 지지 표면에 있는 상태로 위치시킴으로써 시작된다(도 6a). 동일한 방향으로 향하는 2개의 전지 셀(5)은 다음에, 중간 부분(14)과 측벽 사이에 형성되는 홀더 내에 위치된다(도 6b).
추가 스텝(도 6c)에서, 중간벽(13)은 전지 셀(5) 상에 위치되고 후방벽(10)과 결합된다. 중간벽(13)의 플러그(22)는, 각각의 분배 채널 피스(23)와 수집 채널 피스(24) 사이에 밀봉 연결이 발생하는 방식으로 후방벽(10)의 소켓(21) 내로 돌출된다. 중간벽 측부벽(15)의 볼록부(17) 및 리세스(18)는 서로 결합되어 전지 모듈 하우징 측벽 부분을 형성한다.
다음 조립 스텝에서, 2개의 전지 셀(5)은 다시 중간벽(13) 상에 위치되고, 전지 셀(5)은 각각의 스택에서, 하부 셀(5)의 양극 단자가 각각의 경우에 상부 셀(5)의 음극 단자에 인접하는 방식으로, 위치된다. 이 다음에 다시, 각각 6개의 전지 셀(5)을 가지는 전체 2개의 열을 가지는 스택이 형성될 때까지, 추가 중간벽(13)을 장착하는 것이 뒤따른다. 2개의 인접 중간벽(13)은 각각의 경우에 함께 록킹된다. 록킹 프로세스에서, 중간벽(13)의 록킹 노우즈(55)는 다음 중간벽(13)의 록킹 설형부(56)에 결합한다. 인접 중간벽(13)의 베이스는 추가로 인터록킹한다. 동일한 작동이 또한 중간벽과 단부벽 사이에서 일어난다.
전방벽(8)은 마지막 스텝에서 조립되고, 상기 전방벽은 전지 셀(5)의 마지막 레벨에 위치되며, 아래에 위치되는 중간벽(13)과 결합한다(도 6d). 전지 모듈 하우징 측벽(9) 및 전지 모듈 하우징 베이스(도시되지 않음)는 전방벽(8), 중간벽(13), 및 후방벽(10)의 조립에 의해 형성된다. 2개의 인장 밴드(4)를 포함하는 클램핑 디바이스(3)는 전지 모듈 하우징(2)의 안정성을 더 증가시키기 위해 장착된다. 각각의 밴드(4)는 하나의 열의 전지 셀(5) 둘레에 클램핑되고, 인장 밴드(4)는 각각의 관통 리세스(25)를 통과하며, 안내부(19) 내의 측벽의 중간 영역에서 안내된다.
도 6d는, 인접 중간벽이 상부 단부에서 함께 록킹하는 방법을 도시하고 있다. 추가 록킹 기구로서, 소켓(21)의 상부 단부에 있는 록킹 노우즈(55)는 중간벽(13)의 대응 록킹 설형부(56)에 결합된다.
마지막으로, 도 6e는 덮개 플레이트(48)가 장착된 전지 모듈 하우징(2)을 도시하고 있다. 전지 모듈(1)을 최종적으로 완성하기 위해, 전지 셀의 개별 단자(전기 접속부(59))는 서로 접속되고, 전지 모듈(1)을 위한 접속 단자(44)가 설치된다. 전지 모듈 제어 전자 유닛(47)은 옵션으로서 덮개 플레이트(48) 상의 중심 홀더(57) 내에 위치된다. 덮개(45)를 조절하면 조립이 완료된다.
전지 모듈 제어 전자 유닛(47)을 위한 전기 접속은 옵션으로서 전지 모듈 하우징(2)의 덮개(45) 내에 구비된다. 이것은 예를 들면 CAN 버스와 같은 버스 라인일 수 있다.
더 높은 전압 및/또는 용량을 얻기 위해, 여러 개의 전지 모듈(1)인 예를 들면 자동차 내에서 함께 접속될 수 있다. 결과적인 전지는 1개 이상의 전지 모듈(1)로 구성된다. 전지 셀, 전지 모듈, 및 전체 전지는 개별적으로 또는 조합으로 제어될 수 있다. 예를 들면, 개별 전지 모듈의 안전한 차단이 가능하다. 대응 전지 모듈의 브리징도 또한 전지 모듈 제어 전자 장치 또는 전지 제어 전자 장치를 통해 제어될 수 있다. 예를 들면, 전지 모듈(1) 내의 전지 셀(5)의 적합한 연결 및 전지 모듈 제어 전자 유닛(47) 및/또는 전지 제어 전자 장치를 통한 대응 제어를 통해, 예를 들면 WO 2011/095630 A1에 기술된 것과 같은 안전 회로를 실시하는 것이 가능하다.
전지 모듈은 예를 들면 자동차에 설치될 수 있으며, 자동차에서 추가 전지 모듈과 연결되고 및/또는 차량 전자 장치에 연결될 수 있다. 또한 냉각제 튜브를 냉각제 입구(11)에 연결하고, 추가 튜브를 냉각제 출구(12)에 연결함으로써, 차량 냉각 시스템에 대한 연결이 추가로 이루어진다.
본 발명에 따른 전지 모듈은 또한 자동차가 아닌 다른 응용에 사용하기에도 적합하다. 예를 들면, 전지 모듈은 또한 에너지 저장, 및 중간 전압 및/또는 저전압 네트워크로의 에너지 공급, 또는 재생성 에너지를 이용하기 위한 설치와 조합되는 분산 에너지 저장을 위해서 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 전지 모듈은 또한 예를 들면 무정전 전원장치(UPS) 또는 비상 전원장치로서 사용될 수도 있다. 추가 가능 응용은 분리된 네트워크의 안정화이다. 여기에서, 여러 개의 전지 모듈이 바람직하게 함께 연결된다. 그러면, 필요한 에너지 양, 전압 레벨 또는 필요한 전류가 개별 전지 모듈의 구성 및 전지 셀의 내부 배열에 반영된다.
물론, 전지 모듈을 여기에 도시된 구성과 다르게 구성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 복수의 전지 셀은, 전지 셀(5)의 2-열 배열에 의해, 또한 3개, 4개 또는 9개의 전지 셀을 가진 모듈이 각각 2개의 열에 배치되는 방식으로, 서로 결합될 수 있다. 전지 셀(5)의 1개의 열만 가지는 전지 모듈이 옵션으로서 구성될 수 있고, 그러면, 6개, 9개, 12개 또는 18개의 셀이 예를 들면 서로 결합될 수 있다. 6개의 셀을 직렬로 결합하는 바람직한 실시예가 아래에 설명된다. 전지 셀(5)의 단일-열 배열에 의해, 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)은 전지 셀(5)의 측부에 위치된다. 그러면, 냉각제를 위한 분배 시스템이 대응하여 채택되어야 한다.
본 발명과 관련하여, 직렬로 전기 접속되는 12개의 전지 셀(5)을 가진 전지 모듈(1)이 예로서 더 상세히 조사되었다. 전지 셀(5)은 2개의 열에 각각 6개의 셀(5)이 배치된다. 전지 모듈 하우징(2) 내의 냉각 시스템의 채널 구조(32)는 바람직하게, 대응하는 규격의 외부 냉각제 펌프에 의해, 분당 1리터 이상, 바람직하게 분당 1.5리터 이상의 유량을 가진 냉각제가 전지 모듈 하우징(2) 내의 채널(31)에서 흐르도록, 디자인된다는 것이 알려졌다. 특정 실시예에서, 유량은 분당 1.6 리터 이상이다.
조사 결과, 예를 들면, 그러한 유량에 의해, 셀 내의 온도는, 냉각제 온도를 25℃로 가정할 때, 최대 40℃로 조절된다는 것이 보여졌다. 냉각되지 않은 상태에서, SO2-계 전해질 용액을 가진 전지 셀의 온도는 100A의 일정한 방출 전류에 의해 60℃를 넘어 증가할 것이다. 그러한 온도의 증가는 압력의 증가를 발생시킨다. 결과적인 압력은 전지 셀 하우징(6) 및 전지 모듈 하우징(2)으로 전달되어, 전지 모듈의 냉각되지 않은 작동에서, 2.5mm보다 큰 변형 및 부분적으로 3mm를 넘는 변형이 발생할 수 있다. 그러한 힘은 효율적인 냉각에 의해 피한다. 또한, 클램핑 디바이스는 전지 모듈 하우징의 손상 또는 변형을 방지한다.
도 8 내지 도 13은, 본 발명에 따른 전지 모듈의 추가적 대안으로서 또한 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 이러한 실시예에서, 개별 전지 셀은 1개의 열에만 배치되며, 도 1 내지 도 7에 따른 앞의 실시예에서와 같이 2개의 인접 열에 배치되지 않는다. 6개의 전지 셀(5)은 역시 전지의 이러한 실시예에서 열로 배치되며, 전지 셀은 전체 19.2 V의 공칭 전압을 얻기 위해 서로 전기 접속된다.
도 8a는, 전지 모듈 하우징(2)을 포함하는 전지 모듈(1)의 정면도이다. 전지 모듈 하우징(2)은, 복수의 중간벽(13), 전방 단부벽(8) 및 후방 단부벽(10)에 의해 형성되는 플라스틱으로 이루어지는 여러 개의 부품을 포함한다. 개별 벽은, 클램핑 디바이스(3)를 형성하는 금속으로 이루어지는 3개의 인장 밴드(4)에 의해 둘러싸인다.
단부벽(8, 10)은 각각 도 11a 내지 도 12b에 도시된 폐쇄벽(70) 및 외부벽(71)에 의해 형성된다. 모든 벽(폐쇄벽(70), 외부벽(71), 및 중간벽(13))은 각각의 인장 밴드(4)를 위한 관통 리세스(25)를 가지며, 관통 리세스를 통해 상기 인장 밴드(4)가 경로가 배정된다. 관통 리세스(25)로부터 멀리 떨어진 거리에 있는 외부벽(71)의 측벽에서, 인장 밴드(4)를 안내하고 예리한 에지를 피하기 위해 안내 라운딩(72)이 각각의 인장 밴드(4)를 위해 구비된다. 2개의 폐쇄벽(70) 및 중간벽(13)은 그 측부 또는 단부 측부(16)에서, 인장 밴드(4)가 측 방향으로 안내되는 안내 리세스(73)를 가진다.
도 8a 및 도 8b는 냉각제를 위한 연결부가 측부에 실현된다는 것을 도시하고 있다. 냉각제 입구(11)는 전지 모듈(1)의 하부 반부에 위치되고, 냉각제 출구(12)는 상부 부분에 배치된다. 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)는 각각, 칼라를 가진 둥근 보어로서 배치된다. 연결 피스는 냉각제 시스템에 대한 연결을 가능하게 하기 위해 냉각제 입구 및 출구에 삽입된다. 커넥터는 바람직하게, 냉각제 시스템이 신속 릴리스 폐쇄부와 연결될 수 있도록, 디자인된다. 또는, 냉각제를 위한 개별 연결부는 또한 적합한 폐쇄부, 예를 들면 밀봉 플러그, 블라인드 플러그 또는 다른 적합한 폐쇄부에 의해 폐쇄될 수 있다. 전지가 단일 에너지원으로서 사용되면, 전방 측부(8) 상의 냉각제 입구(11)가 냉각제 시스템에 연결된다. 전방 측부(8) 상의 냉각제 출구(12)는 플러그에 의해 밀봉된다. 후방 측부에서, 냉각제 입구(11)는 플러그에 의해 밀봉되고, 냉각제 출구(12)는 냉각제 시스템에 연결된다. 전지 모듈 하우징(2)을 통한 냉각제의 균일한 흐름은 이러한 방식으로 확실하게 된다.
복수의 전지가 유체식으로 결합되면, 냉각제 입구(11) 또는 냉각제 출구(12)에 대해 밀봉 폐쇄를 설정하는 연결 피스 또는 커넥터가 각각의 측부에서 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)에 장착된다. 커넥터는 예를 들면 프로이덴베르크(Freudenberg)사에 의해 제조되는 것과 같은 소위 플러그-및-밀봉 커넥터일 수 있다. 그러한 커넥터는, 플라스틱 재킷 예를 들면 고무 코팅이 구비되며 2개의 인접 전지 모듈(1) 사이의 유체 연결 및 환경을 향한 밀봉을 설정하는 원통형 튜브를 포함한다. 2개의 전지(1)의 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)은 이러한 방식으로 서로 결합된다. 이러한 경우에도 또한, 제1 전지(1)의 전방 측부(8) 상의 냉각제 출구(12)는 플러그로 밀봉된다. 결합된 열의 전지 중 마지막 전지에서, 후방 측부(10) 상의 냉각제 입구(11)는 밀봉된다. 제1 전지의 전방 측부(8) 상의 냉각제 입구(11)는, 마지막 전지(1)의 후방 측부(10) 상의 냉각제 출구(12)와 같이, 냉각제 시스템에 연결된다.
도 8b는 전지 모듈(1)의 후방 측부를 도시하고 있다. 인장 밴드(4)는 각각의 경우에 그 2개의 단부에 의해 폐쇄된다. 여기에 도시된 실시예에서, 인장 밴드(4)의 단부는 함께 압착(crimp)된다. 압착은 바람직하게 툴, 예를 들면 특수 압착 플라이어에 의해 수행된다. 인장 밴드(4)는 이러한 방식으로 신속하고 용이하게 폐쇄될 수 있으며, 인장 밴드(4)의 필요한 장력이 얻어진다. 인장 밴드의 자동 폐쇄의 경우에, 이것은 자동 툴에 의해 수행될 수 있다.
덮개(45)는 전지 하우징(2)과의 밀봉 폐쇄를 발생시킨다. 덮개(45)는 그 전방 측부에 전자 장치 접속부(74)를 가져, 전지 제어 전자 장치(47)는 외부 제어 유닛과 연결될 수 있거나, 추가 전지 모듈의 다른 전지 제어 전자 장치와 연결될 수 있다.
고장의 경우에 전지 셀(5)로부터 탈출하는 가스를 수용하고 가스를 가스가 흡수, 중화 또는 저장될 수 있는 수집 디바이스 내로 경로를 배정하는 연결 디바이스(75)는, 덮개(45)의 측부에 위치된다.
도 9a 및 도 9b는 덮개(45)가 제거된 전지 모듈(1)을 도시하고 있다. 도 9b는, 전기 접속부(59), 블로우-아웃 디스크(50) 및 전해질 연결부(46)를 가진 6개의 전지 셀(5)을 도시하고 있다. 도 9c는 덮개(45)를 도시하고 있다.
제1 실시예의 덮개 플레이트(48)에 대응하는 덮개 포일(78)은 전지 셀(5)의 상측을 덮는다. 이것은, 전지 셀(5)의 전기 접속부(59)가 연장되는 여러 개의 리세스를 가진다. 덮개 포일(78)은 환경을 향한 전기 절연을 제공하는 작용을 한다. 추가 리세스가 옵션으로서 덮개 포일(78) 내에 구비될 수 있고, 상기 리세스는 바람직하게 전지 셀(5)의 블로우-아웃 디스크(50)에 대응하여, 블로우-아웃 디스크(50)가 개방되는 사고의 경우에, 손상된 전지 셀(5)로부터 탈출하는 어떠한 가스도 덮개(45)의 내부로 탈출할 수 있다. 리세스가 구비되지 않으면, 가스는 덮개 포일(78)의 에지를 통해 덮개 포일(78) 아래에서 탈출하는데, 그것은 덮개 포일(78)이 전지 셀(5) 및 중간벽(13)의 상측 상에만 놓이기 때문이다.
탈출하는 가스는 전지 덮개(45)에 의해 둘러싸이는데, 그것은 덮개(45)가 전지 하우징(2)과 밀봉 연결을 가지기 때문이다. 밀봉(80)은 도 9c에 도시된 바와 같이 이러한 목적을 위해 덮개 하면에 구비된다.
전지 하우징(2)의 외부벽(71)은 그 상측에, 전기 접속 플레이트(76)가 나사체결될 수 있게 하는 복수의 보어를 가진다. 접속 플레이트(76)는 바람직하게 구리 레일이고, 전지 전압을 탭핑하기 위한 전기 접속부(44)를 포함한다. 접속 플레이트(76)는 전기 절연을 발생시키기 위해 플라스틱으로 이루어지는 유지 부재(77)에 의해 둘러싸인다. 개별 전지 셀(5)은 접속 단자(79)를 통해 서로 직렬로 접속된다. 구리 레일(76) 중 하나는 직렬 회로의 제1 전지 셀(5)의 접속 단자(79)와 접속된다. 다른 구리 레일(76)은, 제1 전지 셀을 참조하여 반대 전지 극에서, 직렬 회로 내의 마지막 전지 셀(5)의 접속 단자(79)에 접속된다.
전지 덮개(45)는 전지 하우징(2)과 함께 나사체결되며, 스크루는 덮개(45) 상의 유지 개구(81)를 통해 외부벽(71) 내의 유지 보어(82) 내에 나사체결된다. 2개의 스크루는 유지 보어(82a) 내로 직접 나사체결된다. 2개의 추가 스크루는 유지 부재(77) 내의 관통 개구(83)를 통해 외부벽(71) 내의 유지 보어(82b) 내로 나사체결된다. 덮개 상의 유지 개구(81)에, 관통 개구(83) 내로 돌출하는 이러한 목적을 위한 원통형 플랜지(81a)가 구비된다. 덮개(45) 내의 유지 개구(81)는 바람직하게 금속 슬리브로 보강된다.
도 9c에 도시된 탈가스를 위한 연결 디바이스(75)는 바람직하게 체크 밸브를 포함하여, 가스는 덮개로부터 탈출할 수 있지만, 덮개(45)에 의해 형성되는 공동으로 들어갈 수는 없다. 이러한 특징은 중요하며, 복수의 전지 모듈(1)이 함께 접속되는 구성에서 전지 모듈(1)이 결함이 있는 경우에, 탈출하는 가스가 현재 작동하고 있는 고장 나지 않은 전지 모듈(1)로 흐르지 않아 그 전지 모듈에 손상을 입히지 않는다.
도 10a 및 도 10b는 앞과 뒤로부터 본 중간벽(13)을 도시하고 있다. 냉각 영역(30)에 위치되는 냉각 채널(31)은 사행 형상을 가진다. 제1 실시예와 대조적으로, 사행(meanders)은 동일하고, 개별 사행 사이의 간격은 여기에서 일정하다. 채널(31)은 전방 단부(34)에 분배 채널(23)에 대한 접속부를 가지며, 후방 단부(35)에 수집 채널(24)에 대한 접속부가 있다. 냉각제는, 바람직하게 중간벽(13)의 하부 부분에 위치되는 전방 단부(34)로부터, 채널(31)을 통해, 바람직하게 중간벽의 상부 부분에 위치되는 후방 단부(35)로 흐른다. 후방벽(10)은 어떠한 경우에도 바람직하게 전방 단부(34)보다 중간벽(13)의 상측(90)에 더 가까이 위치된다. 채널(31)은, 이러한 바람직한 실시예에서 양쪽에서 개방되는 리세스(33)이다. 또는, 채널은 일측에서 개방될 수 있다.
인장 밴드(4)가 경로 배정되는 3개의 관통 리세스(25)는 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)에 더하여 냉각제를 위한 분배 영역(84) 내에 위치된다. 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)은 각각 중간벽(13)의 전방 측부(20) 상의 밀봉부를 수용하기 위한 전체가 둥근 홈(85)을 가진다. 밀봉부는, 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)이 2개의 인접 중간벽(13) 사이에서 밀봉되어, 냉각제 또는 유체(기상 또는 액상 형태)가 탈출할 수 없는 것을 확실하게 한다. 전지 셀(5)을 1개의 열에 배치하기 위한 분배 영역(84)은 바람직하게 셀(5)의 2-열 배치를 위한 중간 부분(14)에 대응한다.
분배 채널(23) 및 수집 채널(24)의 벽은 후방 측부(28)(도 10b)에 평면 표면을 가져, 밀봉 홈(85)에 위치되는 밀봉부는 벽의 평면 상측와 함께 밀봉 폐쇄를 형성할 수 있다.
평평한 리지(ridge)의 형태의 원주형 상승부(86)는, 채널(31)을 둘러싸는 냉각 영역(30)에 구비된다. 여기에 도시되지 않은 플라스틱 분리층은 중간벽(13)의 전방 측부(20) 및 후방 측부(28)에 위치되고, 플라스틱 분리층(38)이 양쪽에서 개방되는 리세스(33)를 폐쇄하도록 위치된다. 플라스틱 분리층은 상승부(86)에 놓이고, 상승부와 함께 예를 들면 용접에 의해 형성되는 밀봉 연결부를 가진다. 용접 동안에, 상승부(86)는, 플라스틱 분리층(38)이 전방 측부(20) 또는 후방 측부(28)에 대해 본질적으로 평평한 직접적인 접촉을 가지도록, 용융된다. 이러한 방식으로, 냉각제(냉각 유체)가 채널(31) 내로 경로 배정되고, 채널(31)로부터 탈출할 수 없다는 것이 확실하게 된다. 플라스틱 분리층(38)과 결합하기 전에, 상승부(86)는 바람직하게 5mm보다 높지 않고, 특히 바람직하게 3mm보다 높지 않으며, 매우 바람직하게 1mm보다 높지 않다. 상승부(86)는 용접 후에 실제로 평면이다.
위치 설정 시트(87)는 분배 영역(84) 내의 중간벽(13)의 전방 측부(20)에 구비되며, 바람직하게 하부 바깥쪽 코너에 위치된다. 위치 설정 시트(87)는 바람직하게, 대응 위치 설정 핀(88)이 돌출하는 블라인드 구멍이다. 위치 설정 핀(88)은 중간벽(13)의 후방 측부(28)에 위치된다(도 10b 참조).
이러한 제2 실시예에서도, 중간벽(13)은 2개의 인접 전지 셀(5) 사이에 위치될 수 있다. 중간벽 측벽(15), 분배 영역(84)의 내부 측벽, 중간벽 베이스(39), 및 중간벽 상측(90)는 전지 셀(5)을 위한 유지 부재이다. 그것들은 함께 유지 구조 여기에서는 프레임을 형성하여, 중간벽(13)에 배치되는 전지 셀(5)은 그 측부에서 적어도 부분적으로 프레임이 형성된다. 중간벽 상측(90) 내의 리세스(89)는 전지 셀(5)의 전기 접속부에 대한 접근성을 확실하게 한다. 서로 옆에 위치되는 2개의 중간벽(13)은 따라서 함께 전지 셀(5)을 위한 밀폐 공간을 형성한다. 중간벽(13)의 플라스틱은 이러한 방식으로 환경을 향한 전기 절연을 제공한다.
도 11a 내지 도 11d는 폐쇄벽(70)을 상세히 도시하고 있으며, 전방 폐쇄벽(70)은 도 11a 내지 도 11c에 도시되어 있고, 후방 폐쇄벽(70)은 도 11d에 도시되어 있다.
중간벽(13)과 대조적으로, 냉각 영역(30) 내의 채널(31)은 한쪽에서 개방되는 리세스(33)에 의해 형성된다. 전지 하우징(2) 내의 폐쇄벽(70)은 유체가 흐르는 외부벽이기 때문에, 폐쇄벽은 한쪽에서만 전지 셀과 접촉되며, 전지 셀(5)의 냉각을 위해서만 사용된다. 외부벽(71)은 폐쇄벽(70)의 다른 쪽에 인접한다(도 12a 및 도 12b 참조).
내측(전방 측부(20))의 디자인은 중간벽(13)의 전방 측부(20)의 디자인에 대응한다. 채널 구조(32)는 또한 플라스틱 분리층(38)에 의해 덮이고, 유체가 채널(31)로부터 탈출할 수 없도록 밀봉 용접된다. 플라스틱 분리층(38)이 구비되는 용접된 폐쇄벽(70)은 도 11b에 도시되어 있다.
분배 채널(23) 및 수집 채널(24)은 각각 분배 영역(84)에 밀봉 홈이 없이 디자인된다. 밀봉을 위한 밀봉부는 인접 중간벽에 구비된다. 위치 설정 핀(88)은 분배 영역(84)의 하부 영역에 위치된다.
도 11c는 전방 폐쇄벽(70)의 후방 측부(28)를 도시하고 있다. 분배 영역(84)에서, 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)은 역시 밀봉 홈 없이 실시된다. 인접 외부벽(71)은 밀봉 목적을 위해 그 밀봉 홈 내에 밀봉부를 가진다. 위치 설정 핀(88)은 또한 외부벽(71) 내의 대응 리세스에 결합하기 위해 하부 영역에 구비된다. 냉각 영역(30) 내에 냉각 채널이 위치되지 않는데, 그것은 채널(31)이 전방 측부(20)를 향해서만 개방되기 때문이다. 후방 측부(28)는 본질적으로 평면인 표면을 가지며, 2개의 돌출부 또는 상승부를 형성하고, 하부 돌출부(94)는 채널(31)의 전방 단부(34)에 대응하고, 상부 돌출부(95)는 채널(31)의 후방 단부(35)에 대응한다. 돌출부는 각각 전방 단부(34) 및 후방 단부(35)를 폐쇄벽(70)의 후방 측부(28)에 대해 밀봉하는 작용을 한다.
도 11d에 도시된 후방 폐쇄벽(70)은, 분배 영역(85) 내의 전방 측부에 위치 설정 핀이 없으며 대신에 위치 설정 시트(87)가 구비된다는 점에서만 전방 폐쇄벽(70)과 다르다. 수집 채널(24) 또한 분배 채널(23)은 각각 그들의 벽에 밀봉 홈(85)을 가진다. 후방 및 전방 폐쇄벽(70)은 그 외에는 동일하다. 후방 폐쇄벽(70)은 또한 냉각 영역(30)에서 여기에 도시되지 않은 플라스틱 분리층에 의해 밀봉되어, 한쪽에서 개방되는 채널(31)은 개방 측부에서 폐쇄된다.
도 12a 및 도 12b는 각각 내부 및 외부로부터 본 외부벽을 도시하고 있다. 폐쇄벽(70)과는 대조적으로, 2개가 모두 전지 하우징(2)의 전방 단부 및 후방 단부에 위치되는 외부벽(71)의 1개의 실시예만 있다. 이러한 이유로, 외부벽(71)은 그 외측에서 분배 영역(84) 내의 2개의 코너에 위치 설정 시트(87)를 가지며, 위치 설정 시트 내로 폐쇄벽(70)의 위치 설정 핀(88)이 삽입된다. 상기 벽에 각각 분배 채널(23) 및 수집 채널(24)을 위한 밀봉 홈(85)이 구비되어, 채널은 냉각 유체가 탈출하는 것을 방지하기 위해 폐쇄벽(70)과 외부벽(71) 사이에서 밀봉될 수 있다.
2개의 리세스(92, 93)는, 폐쇄벽(70)의 돌출부(94, 95)에 대응하는 내측(91)에 위치된다. 이것은, 폐쇄벽(70) 및 외부벽(71)이 서로 (평면) 접촉하는 것을 확실하게 한다.
도 12b는 외부벽(71)의 외측(96)를 상세히 도시하고 있다. 분배 채널(23) 미 수집 채널(24)은, 각각 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)를 형성하는 둥근 부싱으로 종료된다. 인장 밴드를 안내하기 위한 안내 둥근 부분(72)은 외측에서 관통 리세스(25)에서 볼 수 있다.
외측(96) 상의 복수의 길이 방향 슬롯(97)은, 한편으로는, 예를 들면 외부벽(71)이 플라스틱으로 이루어지면, 중량 감소의 목적을 위한 것이거나 제조 프로세스로 인한 것이다. 외부벽(71)이 바람직한 실시예에서 알루미늄 또는 다른 금속으로부터 제조되면, 이것은 중량을 현저히 감소시킬 수 있게 한다. 알루미늄의 사용에 의해 안정성의 증가가 확실하게 된다. 외부벽(71)은 통상적으로 20mm보다 두껍지 않고, 바람직하게 15mm보다 두껍지 않으며, 더 바람직하게 12mm보다 두껍지 않으며, 매우 바람직하게 10mm보다 두껍지 않으며, 특히 바람직하게 8mm보다 두껍지 않다. 길이 방향 슬롯(97)은 바람직하게 1mm 이상의 깊이를 가지며, 바람직하게 3mm 이상의 깊이를 가지고, 더 바람직하게 5mm 이상의 깊이를 가지며, 더 바람직하게 7mm 이상의 깊이를 가지고, 특히 바람직하게 9mm 이상의 깊이를 가진다. 길이 방향 슬롯(97)의 깊이는 최대로 외부벽(71)의 두께와 동일하다.
길이 방향 슬롯(97)은 또한, 전지(1)가 예를 들면 베이스 플레이트 또는 다른 디바이스에 장착될 수 있게 하는 장착 어댑터를 수용하는 작용을 한다. 장착 어댑터는, 예를 들면 이가 길이 방향 슬롯(97)에 결합하는 빗 모양일 수 있다. 여러 개의 전지(1)가 함께 결합되면, 이러한 어댑터 부재는, 2개의 결합된 전지가 정위치에 유지되도록 장착하기 위해 사용된다. 이것은, 냉각제 입구(11) 또는 냉각제 출구(12)에 위치되며 2개의 인접 전지 하우징(2)을 연결하는 연결 피스가 그 밀봉 위치에 유지되어, 냉각제가 탈출하지 못하는 것을 확실하게 한다.
도 13a 내지 도 13d는, 전지 셀(5)이 1개의 열에 배치되는 전지 하우징(2)을 가진 전지(1)의 제조 프로세스의 제1 스텝을 도시하고 있다. 제조 프로세스는 자동화, 예를 들면 완전 자동화 또는 수동 개입을 필요로 하는 반자동화될 수 있다.
도 13a에 따른 제1 스텝에서, 전방 폐쇄벽(70)은, 바람직하게 제조 프로세스를 위해 수평으로 위치되는 외부벽(71)에 위치된다. 폐쇄벽(70)의 위치 설정 핀(88)은 외부벽의 위치 설정 시트 내로 연장된다. 폐쇄벽(70)에 조립 전에 이미 플라스틱 분리층(38)이 구비되어, 채널은 냉각 영역(30)에서 밀봉된다.
도 13b에 따른 추가 스텝에서, 전지 셀(5)은 폐쇄벽(70)의 냉각 영역(30)에 위치되어, 전지 셀의 전기 접속부(59)는 폐쇄벽(70) 내의 리세스(89)의 영역 내에 위치된다. 도 13c에 따른 다음 스텝에서, 중간벽(13)은 전지 셀(5) 상에 위치되어, 위치 설정 시트(87)는 폐쇄벽(70)의 위치 설정 핀(88)과 결합한다. 중간벽 상측(90)의 1개의 리세스(89)는 또한 전지 셀(5)의 전기 접속부(59)를 자유로운 상태로 남긴다. 전지 셀(5)은 따라서, 2개의 리세스(89)에 의해 형성되는 개방 영역을 제외하고, 폐쇄벽(70) 및 중간벽(13)에 의해 둘러싸인다.
다음 스텝(도 13d)에서, 추가 전지 셀(5)은 이제 중간벽(13)의 냉각 영역(30)에 위치된다. 이것의 뒤에, 프로세스의 끝에서 마지막 전지 셀(5)에 폐쇄벽(70) 및 그 다음의 외부벽(71)이 구비될 때까지, 추가 중간벽(13) 및 추가 전지 셀이 교대로 뒤따른다. 이것의 다음에, 인장 밴드(4)가 관통 개구(25)를 통해 경로가 배정되고 폐쇄되어, 인장 밴드는 생산된 전지 하우징(2)을 이러한 방식으로 둘러싼다. 전지 셀(5)은 덮개 포일(78)로 덮이고, 접속 단자(79)는 조립된다. 덮개는 전기 접속 플레이트(76) 및 유지 부재(77)의 조립 후에 장착될 수 있다.

Claims (23)

  1. 플라스틱으로 이루어진 부분들(parts)을 가진 전지 모듈 하우징 및 4개의 측벽을 가진 셀 하우징을 가진 복수의 프리즘 전지 셀을 포함하는 전지 모듈에 있어서,
    2개의 평행한 측벽은 다른 2개의 측벽보다 크며,
    상기 전지 모듈 하우징(2)은, 채널 구조(32) 및 유체 냉각제를 가진 냉각 시스템을 가지고 있고,
    상기 채널 구조(32)는 상기 전지 모듈 하우징(2)의 냉각제 입구(11) 및 냉각제 출구(12)와의 유체 연결부를 가지고 있으며,
    플라스틱으로 이루어진 중간벽(13)은 2개의 인접 전지 셀(5) 사이에서 상기 전지 셀(5)의 더 큰 측벽(7)에 대해 본질적으로 평행하게 위치되어 있고,
    상기 채널 구조(32)의 1개의 채널(31)은 상기 중간벽(13) 내에서 적어도 부분적으로 연장되어 있으며, 상기 전지 셀(5)의 1개의 인접한 측벽(7)으로 적어도 개방되어 있는, 상기 중간벽(13) 내의 리세스(33)에 의해 형성되어 있으며,
    플라스틱 분리층(38)은, 상기 리세스(33)에 의해 형성된 상기 냉각 시스템의 상기 채널(31)이 상기 플라스틱 분리층(38)에 의해 폐쇄되도록, 상기 전지 셀(5)의 상기 측벽(7)과 상기 중간벽(13) 사이에 배치되어 있고,
    상기 플라스틱 분리층의 재료는 바람직하게 상기 중간벽(13)의 재료와 다르며, 상기 플라스틱 분리층의 두께는 상기 중간벽(13)의 두께보다 얇은, 전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간벽(13)은, 상기 전지 모듈 하우징(2)의 측벽(6)의 일부인 중간벽 측벽(15)을 가지고 있는, 전지 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 중간벽(13)은 인접 전지 셀(5)을 유지하기 위해 유지 부재를 포함하며,
    상기 유지 부재는 바람직하게 상기 중간벽(13)의 중간벽 측벽(15), 중간벽 베이스(39) 및/또는 상측(90)의 적어도 일부인, 전지 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전지 셀의 전해질은 바람직하게 SO2-계인, 전지 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전지 모듈 하우징 부분의 상기 플라스틱은 섬유 강화되고, 바람직하게 유리 섬유 강화되며, 특히 바람직하게 유리 섬유 강화 폴리아미드인, 전지 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전지 모듈 하우징 부분들의 상기 플라스틱은 열가소성이고, 특히 상기 중간벽(13)의 플라스틱인, 전지 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간벽(13)의 두께는 20mm 이하, 바람직하게 10mm 이하, 더 바람직하게 7mm 이하, 더 바람직하게 5mm 이하, 특히 바람직하게 4mm 이하, 매우 바람직하게 3mm 인, 전지 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간벽(13) 내의 상기 채널 구조(32)의 상기 리세스(33)는 사행형(meander-type) 형상을 가지고 있고,
    상기 사행은 상기 중간벽(13)의 하부 영역으로부터 상기 중간벽(13)의 상부 영역으로 연장되어 있는, 전지 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 채널(31)의 사행은 냉각제의 흐름 방향(37)으로 점점 좁아지는 사행 루프를 가지고 있고,
    상기 사행 루프는 바람직하게 상기 중간벽(13)의 상기 상부 영역을 향해 더 좁아지는, 전지 모듈.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널 구조(32) 내의 상기 리세스(33)는 상기 중간벽(13)의 전체 두께에 걸쳐 연장되어 있고, 상기 전지 셀(5)의 2개의 인접 벽(7)을 향해 개방되어 있는, 전지 모듈.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 분리층(38)의 두께는 상기 중간벽(13)의 두께의 20% 이하, 바람직하게 10% 이하, 특히 바람직하게 5% 이하인, 전지 모듈.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 분리층의 두께는 1mm 이하, 바람직하게 0.5mm 이하, 특히 바람직하게 0.1mm 이하인, 전지 모듈.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 전지 셀들(5), 및 상기 전지 셀들(5) 사이에 위치된 상기 중간벽(13)은, 작동시에 상기 전지 셀(5)에 의해 가해지는 힘을 흡수하는 바람직하게 금속으로 이루어진 클램핑 디바이스(3)에 의해 둘러싸여 있는, 전지 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 클램핑 디바이스(3)는, 바람직하게 레이저 용접되어 있는, 특히 바람직하게 자체 유지(self-retaining) 신속 릴리스 폐쇄부를 가지는, 더 바람직하게 자체 록킹(self-locking) 신속 릴리스 폐쇄부를 가지는 금속 인장 밴드(4)를 포함하는, 전지 모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 입구(11) 및/또는 상기 냉각제 출구(12)는 툴(tools) 없이 외부 냉각 시스템에 대한 간단한 연결을 위해 신속 작용 커플링(58)을 포함하는, 전지 모듈.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전지 모듈 하우징(2)은 상부 덮개 플레이트(48)를 가지고 있으며,
    상기 상부 덮개 플레이트는 상기 전지 셀(5) 위에 위치되어 있고, 상기 전지 모듈 하우징(2)의 측벽(9)에 대해 횡 방향으로 위치되어 있으며, 상기 전지 셀(5)을 전해질로 충전하기 위한 전해질 충전 연결부(46)를 위한 충전 연결 개구(52)를 가지고 있고,
    상기 덮개 플레이트(48)는 그의 상측에, 상기 충전 연결 개구(52)와 인접한 홈통형 리세스(61)를 가지고 있는, 전지 모듈.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간벽(13)은 그 짧은 측 단부에 각각 1개의 중간벽 측벽(15)을 가지고 있고,
    상기 중간벽 측벽은 상기 셀 하우징(6)의 작은 측벽(7b)을 적어도 부분적으로 넘어 돌출하고 있으며, 바람직하게 다른 중간벽 측벽(15)과 함께 전지 모듈 하우징 측벽(9)을 형성하고 있고,
    상기 중간벽 측벽(15)은 서로 결합되고 특히 바람직하게 서로 함께 록킹하도록 바람직하게 서로 대응하고 있는, 전지 모듈.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간벽(13)은 중간벽 베이스(39)를 가지고 있고,
    상기 중간벽 베이스는 상기 전지 셀(5) 아래로 적어도 부분적으로 돌출되어 있으며, 바람직하게 다른 중간벽 베이스(39)와 함께 상기 전지 모듈 하우징의 베이스를 형성하고 있고,
    상기 중간벽 베이스(39)는 서로 결합되고 특히 바람직하게 서로 함께 록킹하도록 바람직하게 서로 대응하고 있는, 전지 모듈.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전지 모듈 하우징(2)은, 상기 전지 셀(5)의 더 큰 측벽(7)에 대해 본질적으로 평행하게 배치된 2개의 단부벽(8, 10)을 가지고 있고,
    상기 단부벽(8, 10)은, 상기 채널 구조(32)의 일부인 상기 단부벽의 내측로 개방된 채널(31)을 가지고 있으며,
    하나의 단부벽(8, 10) 은 후방벽(10)이고, 다른 단부벽(8, 10) 은 전방벽(8)이며,
    상기 냉각제 입구(11) 및/또는 상기 냉각제 출구(12)는 바람직하게 상기 전방벽(8)에 위치되어 있는, 전지 모듈.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 단부벽(8, 10)은 그 외측에, 바람직하게 횡 방향 및 길이 방향 스트럿을 포함하는 리브형 보강재(41)를 가지고 있는, 전지 모듈.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 단부벽(8, 10)은 폐쇄벽(70) 및 외부벽(71)을 포함하며,
    상기 폐쇄벽(70)은 그 내측에, 상기 채널 구조(32)의 일부인 일 측부에서 개방된 채널(31)을 가지고 있고,
    상기 폐쇄벽(70)의 외측은 바람직하게, 본질적으로 평면인 표면을 가지고 있으며,
    상기 폐쇄벽(70)은 바람직하게 상기 외부벽(71) 및/또는 상기 중간벽(13)에 대해 상대 위치를 고정하기 위한 위치설정 부재를 가지고 있고,
    상기 외부벽(71)은 바람직하게 그 외측에 타원형 리세스(87)를 가지고 있으며, 바람직하게 금속으로, 특히 바람직하게 알루미늄으로 이루어져 있는, 전지 모듈.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 전지 모듈의 용도에 있어서,
    - 자동차에 사용하거나,
    - 중간 전압 및/또는 저전압 네트워크로의 에너지 저장 및 에너지 공급을 위해 사용하거나,
    - 재생성 에너지를 이용하기 위한 설치부와 조합하여 분산(decentralized) 에너지 저장을 위해 사용하거나,
    - 무정전 전원장치(uninterruptible power supply: UPS) 또는 비상 전원장치(emergency power supply)로서 사용하거나, 또는
    - 분리된 네트워크의 안정화를 위해 사용하는,
    전지 모듈의 용도.
  23. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 전지 모듈을 가진 자동차.
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