KR20160132907A - 전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터 - Google Patents

전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터 Download PDF

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KR20160132907A
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칼스루헤 인스티투트 퓌어 테흐놀로기
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Abstract

본 발명은 전기화학 전지(50, 60, 70, 80, 90)의 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96)에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터(10)에 관한 것으로서, 서로 대향하는 2개의 편평 측면(18, 20)을 포함하는 베이스 요소(16)가 제공되고, 하나 이상의 접촉 요소(12)가 2개의 편평 측면(18, 20) 중 적어도 하나에 배열되고, 접촉 요소는 이들 편평 측면(18, 20)에 횡단하도록 접촉 방향(100)으로 연장된다. 본 발명은 또한 전기화학 전지(50, 60, 70, 80, 90)의 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96)에 관한 것이고, 2개의 전기화학 전지(50, 60, 70, 80, 90)의 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96) 사이에 전기적 접속 장치(200)를 포함하는 전기화학 저장 장치(300)에 관한 것이다.

Description

전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터 {CONNECTOR FOR ELECTRICALLY CONTACTING ARRESTERS OF AN ELECTROCHEMICAL CELL}
본 발명은 전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터, 전기화학 전지의 어레스터 및 적어도 2개의 전기화학 전지의 어레스터 사이의 전기적 접속 장치를 포함하는 배터리에 관한 것이다.
전기화학 저장소로부터, 특히 배터리로부터 전기 자동차에 필요한 전력과 같이 보다 높은 전력을 제공하기 위해, 복수의 전지를 보다 큰 배터리 모듈로 조합하는 것이 알려져 있다. 충분히 높은 출력 전압을 달성하기 위해, 배터리 모듈의 배터리 전지는 직렬로 전기적 접속되고, 이를 위해 스택으로 배열된 인접하는 배터리 전지의 애노드 어레스터 및 캐소드 어레스터를 교대로 상호 접속하는 것이 필요하다. 충분히 높은 출력 전류를 달성하기 위해, 배터리 모듈의 배터리 전지는 병렬로 전기적 접속되고, 이를 위해 스택으로 배열되는 인접하는 배터리 전지의 애노드 어레스터를 상호 접속하고 캐소드 어레스터를 상호 접속하는 것이 필요하다. 구체적인 적용을 위해, 배터리 전지의 직렬 및 병렬 접속은 일반적으로 조합된다. 이러한 경우, 접촉 지점에서의 접촉 저항은 중요한데, 왜냐하면 이는 접속의 전력 손실을 한정하기 때문이다.
최근의 배터리 블록은 세퍼레이터 포일에 의해 서로 각각 분리된 교대로 적층된 애노드 포일 및 캐소드 포일의 스택을 코어로서 구비하는 리튬 기반 파우치 셀 형태의 플랫셀(flat cell)로 종종 이루어진다. 포일 스택은 주변 실링된 시임(seam)을 구비하는 하우징 포일에 수용된다. 플랫 캐소드 어레스터 및 플랫 애노드 어레스터는 플랫셀의 실링된 시임 외부로 가이드되고, 플랫셀을 전기적으로 상호 접속하도록 사용된다.
클램핑 스크류를 포함하는 클램핑 접속이 배터리 전지의 어레스터를 접속하기 위해 알려져 있다. 그러나, 어레스터를 위한 이러한 유형의 클램핑 접속은 클램핑 스크류에 의해 야기되는 어레스터 상의 부하로 인해 특히 적합하지 않다.
또한, 용접, 나사 고정(screwing), 리벳팅 또는 선택적으로 접착제 접합에 의해 어레스터를 접속하는 것이 가능하다. 용접은 열이 도입되는 단점이 있다. 이는 전지를 손상하지 않도록 회피해야 한다. 나사 고정에 의해서는 조립체 비용이 증가하게 된다. 리벳팅에 의해서도 또한 조립체 비용이 증가하게 된다. 접착제 접합은 플라스틱 재료의 절연 효과로 인해 한정된 정도로만 적합하지만, 특정 접착제를 사용하여 가능하다. 스크류 접속 외에는, 이들 결합 방법은 영구적 접속 기술이다.
DE 10 2008 049 852 A1호는 배터리 전지, 특히 파우치 셀의 어레스터를 전기적으로 접속하는 장치를 개시하고, 제1 가이드 장치 및 제2 가이드 장치를 포함하는 제1 접촉 요소가 제공되고, 제1 가이드 장치는 제1 어레스터에 인접하고 제2 가이드 장치는 제2 어레스터에 인접한다. 또한, 제1 유지 장치 및 제2 유지 장치를 포함하는 제2 접촉 요소가 제공되고, 제1 유지 장치는 제1 가이드 장치 및 제1 어레스터를 둘러싸고, 제2 유지 장치는 제2 가이드 장치 및 제2 어레스터를 둘러싼다. 가이드 장치가 어레스터에 인접한다는 사실에 의해, 가이드 장치와 어레스터 간의 전기적 접촉이 발생하게 된다. 유지 장치는 가이드 장치 및 어레스터가 함께 가압되도록 가이드 장치 및 어레스터를 둘러싼다.
따라서 본 발명의 목적은 간단하고 확실한 조립 및 적은 전력 손실을 가능하게 하는 전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하는 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전력 손실이 적으면서 간단하고 확실한 방식으로 접속 장치를 조립하는 것이 가능하도록 전기화학 전지의 어레스터를 설계하고, 전력 손실이 적으면서 간단하고 확실한 방식으로 접속될 수 있는 적어도 2개의 전지를 구비하는 전기화학 저장소를 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 편의적 실시예 및 장점이 다른 청구항, 상세한 설명 및 도면에서 발견될 수 있다.
본 발명은 전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터에서 기인하며, 2개의 대향하는 편평 측면을 포함하는 베이스 요소가 제공된다. 이러한 경우, 하나 이상의 접촉 요소가 2개의 편평 측면 중 적어도 하나에 배열되고, 접촉 요소는 편평 측면에 횡단하도록 접촉 방향으로 연장된다.
전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 본 발명에 따른 커넥터는 베이스 요소를 포함하고, 베이스 요소는 예컨대 장방형으로 형성될 수 있고, 적어도 하나의 편평 측면으로부터 돌출되어 접촉을 위해 미리 천공된 어레스터 판 내로 가압될 수 있는 접촉 요소를 2개의 편평 측면 중 적어도 하나에 포함한다. 이러한 경우, 접촉 요소의 개수는 어레스터의 크기 및 커넥터-어레스터 접속의 원하는 접촉 저항에 따라 변할 수 있다. 전기적 접속이 고전류를 견딜 수 있는 것이 유리한데, 왜냐하면 높은 피크 전류는 특히 배터리 모듈이 자동차에 사용될 때 발생할 수 있기 때문이다. 그 결과, 낮은 접촉 저항값 및 이에 따라 낮은 전력 손실이 전기화학 전지의 전기적 접속에서 바람직하고, 이는 병렬로 접속되는 접촉 요소의 개수를 증가시킴으로써 향상된다.
커넥터의 본 발명에 따른 해결 방안의 특별한 장점은 서로 맞물린 일체형 접속이 형성되므로 낮은 전기적 접촉 저항과 조합된 접속의 높은 기계적 강도이다. 동시에, 접촉은 후속하는 접촉 동안 압입 압력(press-fitting pressure)을 증가시킴으로써 해제될 수도 있고 다시 재-접속될 수 있으므로, 상응하는 서로 맞물린(interlocked) 일체형 접속이 다시 달성될 수 있다. 이는 접촉의 수리 가능성(reparability)을 보장한다.
접촉 요소의 단면이 가압 방향에 대응되는 접촉 방향으로 감소한다면 특히 바람직하다. 접촉 요소는 예컨대 원뿔형으로 테이퍼될 수 있다. 접촉 방향으로 단면이 감소된다는 것은 접촉 요소의 직경이 개구의 직경에 도달할 때까지 접촉 요소가 개구 내로 용이하게 도입될 수 있으므로 전기화학 전지의 어레스터 내의 상응하는 개구 내로 가압하는 공정이 편리한 것으로 간주될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 커넥터와 어레스터 간의 확실한 접속은 압입 압력을 더 증가시킴으로써 그리고 이로부터 기인할 수 있는 접촉 요소의 플라스틱 변형에 의해 달성될 수 있다. 낮은 접촉 저항은 따라서 이러한 서로 맞물린 그리고 가능한 한 선택적으로 일체형인 접속에 의해 달성될 수 있다.
테이퍼된 단면을 갖는 구조를 위한 하나의 가능성은 접촉 요소가 원뿔형, 특히 절두형 원뿔의 형태로 되고, 그 보다 넓은 단면이 관련된 편평 측면을 향하게 하는 것이다. 접촉 요소는 따라서 어레스터의 원형 개구 내로 확실히 압입될 수 있다.
다른 실시예는 절두형 피라미드 형태이고 그 더 넓은 단면이 관련된 편평 측면을 향하는 접촉 요소를 제공할 수 있다. 이러한 방식으로 설계된 접촉 요소는 또한 어레스터의 특정 원형, 그러나 또한 각진 개구 내로 확실히 압입될 수 있다. 대안적으로, 접촉 요소는 또한 평면도로 원형, 삼각형 또는 다각형일 수도 있다.
다른 실시예에서, 그러나, 접촉 요소가 원통형이고 어레스터의 대응하는 모따기된 드릴 구멍 내로 압입되는 것도 가능하다. 또한 접촉 요소의 피트(fit)가 압입에 적합하도록 선택된다면 이러한 유형의 접속은 확실하도록 그리고 낮은 접촉 저항을 갖도록 설계될 수 있다.
이러한 경우, 또한 커넥터의 접촉 요소가 실수의 위험 없이 어레스터에 접속될 수 있도록 설계 및/또는 배치되도록 제공될 수도 있다. 이를 위해, 커넥터의 접촉 요소는 예컨대 단면 및/또는 배치가 커넥터 상의 다른 구역과 상이한 구역을 가질 수 있다.
유리하게는, 커넥터는 방열 매체에 열적으로 결합될 수 있다. 모든 전기화학 전지, 예컨대, 배터리 전지는 전류를 이송 및 소비할 때 열을 생성하고, 이는 전체 배터리 모듈의 온도의 상승을 발생시킬 수 있다. 전지 및/또는 전지를 포함하는 모듈에 대한 손상을 방지하기 위해, 폐열이 신뢰 가능하게 방열되어야 하고, 또한 외부 온도가 너무 낮다면 배터리 모듈의 온도를 제어하는 것이 가능해야 한다. 따라서 예컨대 상응하는 냉각 요소 또는 냉각 라인을 커넥터의 베이스 요소 상으로 나사 고정함으로써 커넥터가 열전도성 매체에 접속될 수 있는 것이 바람직하다.
유리하게는, 접촉 요소는 편평 측면 또는 측면들 상에서 규칙적으로 이격된 행렬의 매트릭스 방식으로 배열될 수 있다. 따라서 접촉 요소가 전기화학 전지의 어레스터 내로 압입될 때 유리한 기계적 강도 값이 달성될 수 있으므로, 이에 따라 안정되고 지속적인 커넥터 및 어레스터 조립체를 제공할 수 있다.
유리하게는 커넥터는 고 열 도전성 금속으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 베이스 몸체를 포함하는 화학 전지의 어레스터가 제안되고, 이 어레스터는 부분적으로 전지 내로 돌출되도록 의도되고, 부분적으로 전지로부터 튀어나오도록 의도되고, 튀어나온 구역은 상술된 커넥터의 상응하는 접촉 요소를 수용하도록 설계된 개구를 포함한다.
유리하게는, 이러한 경우, 개구의 적어도 몇몇은 원형일 수 있다. 이러한 유형의 형상이 절두형 원뿔 형상 접촉 요소를 압입하는데 편의적으로 적합하므로, 이에 따라 낮은 접촉 저항을 갖는 확실하고 지속적인 접촉이 보장된다.
다른 실시예에서, 개구의 적어도 몇몇은 각질 수 있다. 다시 이러한 형상이 절두형 피라미드 형상 접촉 요소를 압입하는데 편의적으로 적합하므로, 이에 따라 낮은 접촉 저항을 갖는 확실하고 지속적인 접촉이 보장된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 적어도 2개의 전기화학 전지의 어레스터 사이의 전기적 접속 장치를 포함하는 전기화학 저장소가 제안되고, 대향하는 편평 측면을 포함하는 베이스 요소가 제공된다. 이러한 경우, 하나 이상의 접촉 요소가 2개의 편평 측면 중 적어도 하나에 배열되고, 접촉 요소는 단면이 편평 측면 중 적어도 하나에 횡단하도록 접촉 방향으로 테이퍼되고, 전기적 접촉을 위해 이를 목적으로 어레스터에 배열된 상응하는 개구 내로, 어레스터에 대해 횡단하는 접촉 방향으로 가압될 수 있거나 또는 가압된다.
배터리 또는 어큐뮬레이터가 전자기계적 저장소로 사용될 수 있다. 연료 전지가 또한 고려될 수 있다.
전기적 접속 장치의 본 발명에 따른 해결 방안의 특별한 장점은 서로 맞물린 일체형 접속이 형성되므로 낮은 전기적 접촉 저항과 함께 동시에 접속의 높은 기계적 강도이다. 유리하게는, 접촉은 또한 후속하는 접촉 동안 압입 압력을 증가시킴으로써 해제될 수도 있고 다시 재-접속될 수 있으므로, 상응하는 서로 맞물린 일체형 접속이 다시 달성될 수 있다.
유리한 실시예에서, 하나 이상의 접촉 요소가 베이스 요소의 2개의 대향하는 편평 측면 상에 배치될 수 있다. 그 결과, 접속 장치는 사이에 있는 커넥터가 양측으로부터 어레스터 내로 가압됨으로써 2개의 인접하는 전기화학 전지의 어레스터의 접촉을 생성할 수 있다.
어레스터 내의 개구가 접촉 요소가 개구 내로 가압될 때 그에 대응되는 접촉 요소의 가장 큰 횡단 치수보다 더 작은 횡단 치수를 갖는 것이 유리하다. 이로써 상응하는 압입 압력으로 압입될 때 접촉 요소가 어레스터 내의 개구 내에 접촉하게 되는 것이 보장되고, 압입 압력이 증가될 때 일체형 접촉이 달성될 수 있다.
접속 장치의 커넥터의 베이스 요소가 전자기계적 저장소로부터 폐열을 방열하도록 제공되는 방열 매체에 열전도성 방식으로 접속되는 것이 또한 유리하다. 예컨대, 커넥터는 열전도성 파이프에 결합될 수 있고 그리고/또는 적어도 부분적으로 열전도성 페이스트에 매립될 수 있다. 그 결과, 전기화학 전지에서 화학적 공정에 의해 그리고 접촉의 접촉 저항에 의해 발생되는 폐열이 편의적으로 방열될 수 있다. 또한, 저온에서, 예컨대 자동차가 저온에서 기동될 때, 전기화학 저장소는 따라서 열이 공급됨으로써 적당한 작동 온도로 설정될 수 있다.
다른 장점이 이하의 상세한 설명 및 도면에서 발견될 수 있다. 본 발명의 실시예들이 도면에 도시된다. 도면, 상세한 설명 및 청구범위는 많은 특징들을 조합하여 포함한다. 당업자는 또한 편의적으로 특징들을 별개로 고려할 것이고, 이들을 다른 적당한 조합으로 조합할 것이다.
도면은 예로서 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터의 등각투상도이고, 접촉 요소가 베이스 요소의 편평 측면들 중 하나에 배열된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기화학 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터의 등각투상도이고, 접촉 요소가 베이스 요소의 양쪽 편평 측면에 배열된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학 전지의 어레스터의 등각투상도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압입형 커넥터를 포함하는 전기화학 전지의 어레스터의 등각투상도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기적 접촉 장치에 접속되는 복수의 전기화학 전지로 이루어지는 배터리 모듈의 등각투상도이다.
도면에서, 동일 또는 유사한 부품은 동일한 참조 부호로 표시된다. 도면은 단지 예를 도시할 뿐이고 제한적으로 간주되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학 전지, 특히 배터리 전지의 어레스터에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터(10)의 등각투상도이고, 복수의 접촉 요소(12)가 커넥터(10)의 베이스 요소(16)의 편평 측면(18)에 배열된다. 접촉 요소(12)는 편평 측면(18, 20)에 대해 횡단하도록 접촉 방향(100)으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 접촉 요소(12)는 절두형 피라미드 형상이고, 그 더 넓은 단면이 편평 측면(18)을 향한다. 대안적으로, 그러나, 접촉 요소(12)는 또한 원뿔형으로 테이퍼되거나 또는 절두형 원뿔로 형성될 수 있다. 접촉 요소(12)는 편평 측면 또는 측면들(18)에 매트릭스 방식으로 배열되어 커넥터(10)와 어레스터(52) 사이의 많은 수의 접촉을 형성한다. 이러한 경우, 접촉 요소(12)가 가압되도록 의도되는 (도시되지 않은) 어레스터 내의 개구는 편의적으로 접촉 요소(12)가 개구 내로 가압될 때 그에 대응되는 접촉 요소(12)의 가장 큰 횡단 치수(14)보다 더 작은 횡단 치수를 갖는다.
커넥터(10)는 예컨대 상응하는 냉각 요소 또는 냉각 라인을 나사산을 이용하는 커넥터(10)의 베이스 요소(16)에 나사 고정함으로써 방열 매체에 열적으로 결합될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터(10)의 추가의 등각투상도이고, 접촉 요소(12)가 커넥터(10)의 베이스 요소(16)의 양쪽 편평 측면(18, 20)에 배열되고 편평 측면(18, 20)에 대해 횡단하도록 접촉 방향(100)으로 연장된다. 접촉 요소(12)는 도 1에 도시된 바와 동일한 방식으로 설계된다. 베이스 요소(16)의 양쪽 편평 측면(18, 20) 상에 배열됨으로써, 전기화학 전지가 병렬로 접속될 때 2개의 애노드 어레스터를 접속함으로써 또는 전기화학 전지(50, 60)가 직렬로 접속될 때 애노드 어레스터를 캐소드 어레스터에 접속함으로써 나란히 배열된 2개의 전기화학 전지를 커넥터(10)에 접속하는 것이 가능하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 (도시되지 않은) 전기화학 전지의 어레스터(52)의 등각투상도이다. 어레스터(52)는 베이스 몸체(55)를 포함하고, 그 일 구역(51)은 전지 내로 돌출하도록 의도되고, 그 일 구역(53)은 전지로부터 튀어나오도록 의도되고, 전지 내로 돌출된 어레스터(52)의 부분은 전지의 애노드 또는 캐소드 포일에 접속된다. 튀어나온 구역(53)은 커넥터(10)의 상응하는 접촉 요소(12)를 수용하도록 설계된 개구(54)를 포함한다(도 1 및 도 2). 개구(54)는 원형이므로 단순한 드릴 구멍에 의해 어레스터 판에 형성될 수 있다. 개구(54)는 따라서 예컨대 원형의 원뿔형 테이퍼링, 절두형 원뿔 형상의 또는 절두형 피라미드 형상의 접촉 요소(12)를 수용할 수 있다. 대안적으로, 개구(54)는 또한 예컨대 피라미드 형상의 접촉 요소(12)를 수용하도록 각진 형상일 수 있다. 이러한 경우, (도 1 및 도 2의) 커넥터(10)의 접촉 요소(12)가 가압되도록 의도되는 어레스터(52)의 개구(54)는 편의적으로 접촉 요소(12)가 개구(54) 내로 가압될 때 그에 대응되는 접촉 요소(12)의 가장 큰 횡단 치수(14)보다 더 작은 횡단 치수(58)를 갖는다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압입형 커넥터(10)를 포함하는 (도시되지 않은) 전기화학 전지의 어레스터(52)의 등각투상도이다. 도 4에서, 커넥터(10)는 접촉 요소(12)에 의해 아래로부터 어레스터(52)의 튀어나온 구역(53) 내로 개구(54) 내로 삽입되고, 피라미드형 접촉 요소(12)가 어레스터(52) 내의 개구(54)에 접합할 때까지 가압된다. 가압 압력을 더욱 증가시킴으로써, 접촉 요소(12)와 어레스터(52) 사이의 서로 맞물린 일체형 결합이 달성되고, 그 결과 커넥터(10)와 어레스터(52) 간에 확실하고 지속적인 접촉이 달성된다. 이를 위해, 어레스터(52) 내의 개구(54)는 접촉 요소(12)가 개구(54) 내로 가압될 때 그에 대응되는 접촉 요소(12)의 가장 큰 횡단 치수(14)(도 1 및 도 2)보다 더 작은 횡단 치수(58)를 갖는다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지(50, 60, 70, 80, 90)에 전기적으로 접촉하기 위한 접속 장치(200)에 접속된 복수의 전지(50, 60, 70, 80, 90)로 이루어지는 모듈(300) 형태의 전기화학 저장소의 등각투상도이다. 이러한 경우, 모듈(300)은 예컨대 리튬 기반 배터리에 종종 사용되는 바와 같이, 서로 옆으로 스택으로 배열되고 파우치셀로 알려진 것의 형태인 복수의 전지(50, 60, 70, 80, 90)로 이루어진다.
도면은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 커넥터(10)를 포함하는 전기적 접속 장치(200)를 도시한다. 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 커넥터(10)에 의한 접촉은 2개의 전기화학 전지(50, 60)의 어레스터(52, 62) 간에 이루어진 것으로 도시된다. 이러한 경우, 커넥터(10)는 베이스 요소(16)의 양쪽 편평 측면 상에 접촉 요소(12)를 포함하고, 접촉 요소는 전기적 접촉을 위해 이를 목적으로 어레스터(52, 62)에 배열된 상응하는 개구(54) 내로, 어레스터(52, 62)에 대해 횡단하는 접촉 방향(100)으로 가압된다.
동일한 방식으로, 접속 장치(200)가 다른 인접하는 전지(60, 70, 80, 90)의 어레스터(72, 82, 66, 76, 86, 96) 사이에 도시되고, 따라서 서로 접촉된 어레스터(66, 76) 및 인접하는 전지(50, 60, 70, 80, 90)의 어레스터(72, 82, 86, 96)가 각각의 경우 각각 애노드 및 캐소드 어레스터라면 모듈(300)은 직렬로 접속된다. 개별의 전지(50, 60, 70, 80, 90)가 이러한 방식으로 접속될 때, 개별 전지(50, 60, 70, 80, 90)의 개별 전압의 합으로서 모듈(300)의 전체 전압이 어레스터(56, 92) 사이에서 픽오프(pick off)될 수 있다.
편의적 실시예에서, 커넥터(10)의 베이스 요소(16)는 배터리 전지 및/또는 접속 장치(200)에 생성된 열을 방열하도록 또는 또한 전지(50, 60, 70, 80, 90)를 원하는 적합한 작동 온도로 조절하도록 방열 매체에 열전도성 방식으로 접속될 수 있다.
10: 접속 장치
12: 접촉 요소
14: 횡단 치수
16: 베이스 요소
18: 편평 측면
20: 편평 측면
50: 전기화학 전지
51: 내향으로 돌출된 구역
52: 어레스터
53: 튀어나온 구역
54: 개구
55: 베이스 몸체
56: 어레스터
58: 횡단 치수
60: 전기화학 전지
62: 어레스터
66: 어레스터
70: 전기화학 전지
72: 어레스터
76: 어레스터
80: 전기화학 전지
82: 어레스터
86: 어레스터
90: 전기화학 전지
92: 어레스터
96: 어레스터
100: 접촉 방향
200: 접속 장치
300: 전기화학 저장소

Claims (13)

  1. 전기화학 전지(50, 60, 70, 80, 90)의 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96)에 전기적으로 접촉하기 위한 커넥터(10)로서,
    2개의 대향하는 편평 측면(18, 20)을 포함하는 베이스 요소(16)가 제공되고, 하나 이상의 접촉 요소(12)가 2개의 편평 측면(18, 20) 중 적어도 하나에 배열되고, 접촉 요소는 편평 측면(18, 20)에 횡단하도록 접촉 방향(100)으로 연장되는, 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 접촉 요소(12)의 단면은 접촉 방향(100)으로 감소하는, 커넥터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접촉 요소(12) 중 적어도 몇몇은 더 넓은 단면이 관련 편평 측면(18, 20)을 향하는 절두형 원뿔 형상인, 커넥터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 요소(12) 중 적어도 몇몇은 더 넓은 단면이 관련 편평 측면(18, 20)을 향하는 절두형 피라미드 형상인, 커넥터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 요소(12)는 편평 측면 또는 측면들(18, 20) 상에서 규칙적으로 이격된 행렬의 매트릭스 방식으로 배열되는, 커넥터.
  6. 베이스 몸체(55)를 포함하는 전기화학 전지(50, 60, 70, 80, 90)의 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96)로서,
    베이스 요소의 일 구역(51)이 부분적으로 전기화학 전지(50, 60, 70, 80, 90) 내로 돌출하도록 의도되고, 베이스 요소의 일 구역(53)이 부분적으로 전기화학 전지(50, 60, 70, 80, 90)로부터 튀어나오도록 의도되고, 튀어나온 구역(53)은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 커넥터(10)의 상응하는 접촉 요소(12)를 수용하도록 설계된 개구(54)를 포함하는, 어레스터.
  7. 제6항에 있어서, 개구(54)의 적어도 몇몇은 원형 단면을 갖는, 어레스터.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 개구(54)의 적어도 몇몇은 각진 단면을 갖는, 어레스터.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 개구(54)는 규칙적으로 이격된 행렬의 매트릭스 방식으로 배열되는, 어레스터.
  10. 적어도 2개의 축전지(50, 60, 70, 80, 90)의 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96) 사이의 전기적 접속 장치(200)를 포함하는 전기화학 저장소(300)로서,
    어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96)는 2개의 대향하는 편평 측면(18, 20)을 포함하는 베이스 요소(16)를 포함하고, 하나 이상의 접촉 요소(12)가 2개의 편평 측면(18, 20) 중 적어도 하나에 배열되고, 접촉 요소는 단면이 편평 측면(18, 20) 중 적어도 하나에 횡단하도록 접촉 방향(100)으로 테이퍼되고, 전기적 접촉을 위해 이를 목적으로 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96)에 배열된 상응하는 개구(54) 내로, 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96)에 대해 횡단하는 접촉 방향(100)으로 가압될 수 있거나 또는 가압되는, 전기화학 저장소.
  11. 제10항에 있어서, 하나 이상의 접촉 요소(12)는 베이스 요소(16)의 양쪽 대향하는 편평 측면(18, 20)에 배열되는, 전기화학 저장소.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 어레스터(52, 62, 72, 82, 92, 56, 66, 76, 86, 96) 내의 개구(54)는 접촉 요소(12)가 개구(54) 내로 가압될 때 그에 대응되는 접촉 요소(12)의 가장 큰 횡단 치수(14)보다 더 작은 횡단 치수(58)를 갖는, 전기화학 저장소.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 요소(16)는 방열 매체에 열전도성 방식으로 접속되는, 전기화학 저장소.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017108439A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-25 H-Tec Systems Gmbh Elektrochemievorrichtung, funktionelles Element sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8906267U1 (ko) * 1989-05-20 1989-06-29 Accumulatorenwerke Hoppecke Carl Zoellner & Sohn Gmbh & Co Kg, 5790 Brilon, De
JP5046956B2 (ja) * 2005-12-01 2012-10-10 日本電気株式会社 電気デバイス集合体の製造方法
JP2009117234A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Toyota Motor Corp 電源モジュールの製造方法及び電源モジュール
DE102008049852A1 (de) 2008-10-01 2010-04-08 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur elektrischen Verbindung von Zellableitern
DE102009011523A1 (de) * 2009-03-03 2010-09-09 Li-Tec Battery Gmbh Speicherelement für Elektroenergie und Verfahren zur Herstellung eines Speicherblocks
JP2011029103A (ja) * 2009-07-29 2011-02-10 Kawasaki Shipbuilding Corp 電池冷却装置
JP5552634B2 (ja) * 2010-03-10 2014-07-16 株式会社キャプテックス 電池接続用具およびそれを用いた組電池モジュール
JP5581869B2 (ja) * 2010-07-21 2014-09-03 トヨタ自動車株式会社 電極端子接続構造及びバスバー
JP5211128B2 (ja) * 2010-09-30 2013-06-12 三菱重工業株式会社 組電池
JP5606481B2 (ja) * 2012-03-23 2014-10-15 株式会社東芝 組電池
US20130260611A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-03 Jang-Gun Ahn Battery module
DE102012223561A1 (de) * 2012-12-18 2014-06-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit buchsenartig ausgebildetem Zellterminal und korrespondierender Zellverbinder

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