KR20180021708A - 배터리 셀 하우징, 지지체, 복수의 배터리 셀 하우징을 그룹화하기 위한 방법 - Google Patents

배터리 셀 하우징, 지지체, 복수의 배터리 셀 하우징을 그룹화하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하우징 외피(12) 및 하우징 커버(11)를 가지는 배터리 셀 하우징(10)에 관한 것이다. 홀딩 디바이스(20)는 하우징 셀(12)의 저부(15)에 배열된다. 홀딩 디바이스(20)는 지지체(22) 상의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)에 할당된다. 홀딩 디바이스(20) 및 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)는 원통형 배터리 셀 하우징(10)의 하우징 축(G)에 평행한 축 방향으로의 상대 움직임에 의해 서로 안쪽으로 확실하게 막혀지도록 구성된다. 이러한 방식으로, 서로 지지하는 복수의 배터리 셀 하우징(10)이 복수의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)와 함께 지지체(22) 상에 신속하고 포획적으로 동시에 배열되는 것이 가능하다. 본 발명은 또한 지지체(22) 및 지지체(22) 상에 복수의 배터리 셀 하우징(10)을 그룹화하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 셀 하우징, 지지체, 복수의 배터리 셀 하우징을 그룹화하기 위한 방법
본 발명은 전기 에너지를 제공하는 코어 재료의 수용을 위한 배터리 셀 하우징에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 배터리 셀 하우징 및 부품을 각각 그룹화하기 위해 복수의 이러한 배터리 셀 하우징 또는 그 부품들을 지지할 수 있는 지지체에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 또한 배터리 셀 하우징 또는 그 부품, 특히 하우징 외피(housing shell)들을 그룹화하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량, 무선 전기 디바이스 등을 위한 배터리를 제공하기 위해, 몇몇 개별 배터리 셀은 직렬 또는 병렬로 서로 연결된다. 배터리를 구성할 때 배터리 셀을 다루는 것은 매우 힘들다. 커패시턴스 또는 배터리의 제공된 전압이 크면 클수록, 배터리의 구성을 위해 더욱 많은 개별적인 배터리 셀이 필요하다.
공보 DE 10 2011 015 621 A1로부터, 충격 및 진동으로 인하여 원치않는 움직임에 대해 차량에서 사용되는 배터리 셀을 고정하기 위하여 홀딩체로 개별 배터리 셀을 홀딩하는 것이 공지되어 있다. 그 결과, 납땜 지점들의 파손 등이 방지되어야한다. 각각의 배터리 셀을 위하여, 홀딩 요소는, 상부 및 저부를 향해 개방되고 주변 방향으로 배터리 셀들의 주변 벽 주위에 부분적으로 도달하는 측 방향 오목부(lateral recess)를 가진다. 홀딩 요소의 각각의 오목부는 배터리 셀 하우징 상의 주변 그루브와 맞물리는 스트립을 포함한다. 그 결과, 배터리 셀 하우징은 홀딩 요소에 대한 축 방향 움직임에 대해 고정된다. 각각의 관련 오목부 내로 배터리 셀들을 클리핑하는 것은 축 방향을 가로지르는 방향으로 일어난다.
이를 고려하여, 각각 배터리 셀들 및 배터리 셀 하우징들, 또는 적어도 그의 하우징 외피의 취급을 각각 향상시키는 것이 본 발명의 목적으로 간주될 수 있다.
본 발명에 따라서, 전기 에너지를 제공하는 코어 재료의 수용을 위한 배터리 셀 하우징이 제안된다. 배터리 셀 하우징은 바람직하게 원형 원통 형태를 하는 단면 윤곽을 가지는 중공 원통형 하우징 외피를 포함한다. 하우징 외피는 바람직하게 원형인 저부를 가진다. 주변 벽은 높이 방향으로 하우징 축(housing axis)과 동축 방향으로 저부로부터 연장된다. 저부 반대쪽에서, 주변 벽은 하우징 개구를 한정한다. 폐쇄된 배터리 셀 하우징과 함께, 하우징 커버는 하우징 개구를 덮고, 특히 용접에 의해 물질 결합 방식(material-bonded manner)으로 주변 벽에 연결된다. 배터리 셀 하우징, 즉 하우징 외피 및 하우징 커버는 바람직하게 금속 또는 금속 합금, 예를 들어 강으로 만들어진다. 하우징 외피는 예를 들어 압출에 의한 성형 공정에 의해 블랭크로부터 제조된다.
홀딩 디바이스가 저부에 제공된다. 홀딩 디바이스는 포지티브 록킹 방식(positive-locking manner)으로 지지체의 짝맞춤(mating) 홀딩 디바이스에 고정되도록 배치된다. 확립된 포지티브 록킹 연결에 의해, 하우징 외피는 원치않는 축 방향 움직임에 대해 지지체에 고정된다.
바람직하게, 홀딩 디바이스는 하우징 축에 평행한 축 방향으로의 축 방향 움직임으로 인하여 짝맞춤 홀딩 디바이스와의 포지티브 록킹 연결을 확립하도록, 필요하면 이러한 연결을 다시 해제하도록 배치된다. 그러므로, 홀딩 디바이스 및 관련 짝맞춤 홀딩 디바이스는 축 방향의 상대 움직임으로 인해 스냅 온 연결(snap-on connection)을 형성할 수 있다. 상기 연결은 축 방향으로 충분히 큰 견인력에 의해 다시 분리될 수 있다.
배터리 셀 하우징은 예를 들어 일회용 배터리, 재충전 배터리, 캐패시터 등과 같은 임의의 형태의 전기 에너지 저장 장치를 위해 사용될 수 있다.
저부에서의 홀딩 디바이스의 배치, 및 이에 따라 축 방향 움직임으로 인한 포지티브 록킹 연결 연결을 확립하는 이와 관련된 옵션으로 인하여, 포지티브 록킹 방식으로 지지체 상의 관련 짝맞춤 홀딩 디바이스에 복수의 하우징 외피 및 배터리 셀 하우징을 동시에 연결하는 것이 가능하다. 결과적으로, 복수의 개개의 배터리 셀을 포함하는 배터리의 제조 동안의 취급이 단순화된다. 한정된 중간 공간은 배터리 셀들 사이에 생성될 수 있으며, 상기 중간 공간은 선택적으로 잠재적으로 적어도 하나의 충전재로 채워질 수 있다. 예를 들어, 충전재는 예를 들어 질화 붕소 및/또는 구리 및/또는 다른 금속 및/또는 탄소를 함유할 수 있는, 열을 잘 전도하는 수지 및 입자의 혼합물 또는 열을 잘 전도하는 분말과 같은 양호한 열 전도체인 물질일 수 있다. 입자 또는 분말 대신에, 예를 들어 상기된 재료의 몸체들을 사용하는 것이 또한 가능하다. 히트 싱크들은 또한 배터리 셀들 사이에, 예를 들어, 아세트산나트륨 등과 같은 상-변화 재료(PCM 재료)로 이루어진 것들 사이에 배열될 수 있다.
홀딩 디바이스가 주변 벽의 주변 외피 표면이 위치되는 튜브 형상의 외피 표면 평면에 의해 한정되는 영역 내부에서 축 방향에 대해 반경 방향으로 배열되면 유익하다. 외피 표면 평면(이를테면)은 주변 외피 표면이 축 방향으로 길어질 때 유발되는 평면이다. 홀딩 디바이스는 이러한 외피 표면 평면을 통해 연장되지 않고, 이에 의해 한정된 영역 내에 배열된다. 이러한 것은 홀딩 디바이스가 배터리 셀 하우징들의 가능한 조여진 배열을 손상시키거나 방지함이 없이 몇몇 배터리 셀 하우징이 서로 이웃하여 긴밀하게 포장될 수 있는 것을 보장한다.
바람직하게, 홀딩 디바이스는 언더컷을 특징으로 한다. 이러한 언더컷에서, 홀딩 디바이스의 반경 방향 치수는 축 방향에 대해 반경 방향으로 로컬 또는 글로벌 최소값(local or global minimum)을 디스플레이한다. 예를 들어, 언더컷은 홀딩 돌출부 또는 홀딩 오목부를 테이퍼지게 하는 것에 의해 형성될 수 있다.
또한, 홀딩 디바이스가 하우징 외피의 내부 공간에 전기 전도 방식으로 연결되면 유익하다. 이러한 것은 홀딩 디바이스가 배터리 셀의 하나의 극을 형성할 수 있도록 배터리 셀 하우징에 위치되는 코어 재료의 한쪽 단자를 홀딩 디바이스에 전기적으로 연결하는 것을 가능하게 한다.
주변 벽의 적어도 하나의 외부면이 하우징 외피의 내부 공간에 대해 전기적으로 절연되면 바람직하다. 예를 들어, 주변 벽의 외부면은 전기 절연 바니시 층(varnish layer)일 수 있다. 하우징 외피를 제조하는 시트 금속 블랭크(sheet metal blank)가 이미 성형 공정을 위한 전기 절연 코팅을 가지는 것이 가능하며, 상기 코팅은 성형 공정 후에도 유지된다. 코팅은 전기 절연이 필요하지 않은 지점에서 제거될 수 있다.
하우징 외피 또는 배터리 셀 하우징의 예시적인 실시예에서, 내부 공간에 대해 전체 하우징 외피 또는 전체 배터리 셀 하우징을 전기적으로 절연하는 것이 또한 가능하다. 그런 다음, 배터리 셀의 2개의 전기 단자만이 각각의 전기 도체에 의해 배터리 셀 하우징 내로 보내져 코어 재료에 전기적으로 연결된다.
홀딩 디바이스는 저부의 아래쪽에서 멀리 연장되는 홀딩 돌출부를 가질 수 있다. 홀딩 돌출부는 바람직하게 하우징 축을 따라서, 그러므로 저부로부터 멀리 중앙으로 연장된다. 바람직하게, 상기 홀딩 돌출부는 하우징 축에 대해 회전 대칭이다.
또한, 축 방향에 대해 반경 방향으로의 홀딩 돌출부의 치수가 저부 또는 저부의 밑면으로부터 일정 거리에 위치된 지점에서 최대이면 바람직하다. 이러한 최대 반경 방향 치수 지점과 저부 사이에 언더컷이 이러한 방식으로 형성되고, 언더컷에 의해, 스냅 체결구의 록킹 연결과 유사한 포지티브 록킹 연결이 확립될 수 있다.
또한, 홀딩 디바이스가 홀딩 오목부를 가지는 것이 유익할 수 있다. 기본적으로, 홀딩 디바이스가 홀딩 돌출부 뿐만 아니라 홀딩 오목부를 가지는 것이 가능하고, 이러한 경우에, 바람직하게, 하나의 홀딩 돌출부 또는 오직 하나의 홀딩 오목부가 제공된다.
축 방향에 대해 반경 방향으로의 홀딩 오목부의 치수가 저부 또는 저부의 밑면으로부터 일정 거리에 위치한 지점에서 최소이면 유익하다. 최소 반경 방향 치수의 이러한 지점과 저부 사이에, 홀딩 오목부의 언더컷이 형성되고, 언더컷에 의해, 스냅 체결구의 록킹 연결과 유사한 포지티브 록킹 연결이 확립될 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 원통형의 형태를 가지는 복수의 배터리 셀 하우징들을 지지하기 위해 배치되는 지지체에 관한 것이다. 지지부는 복수의 짝맞춤 홀딩 디바이스가 그 위에 배치되는 지지체에 관한 것이다. 지지체는 복수의 짝맞춤 홀딩 디바이스가 배열되는 지지 플레이트를 포함한다. 짝맞춤 홀딩 디바이스는 배터리 셀 하우징 상의 각각 하나의 홀딩 디바이스에 포지티브 록킹 방식으로 고정되도록 배치된다. 또한, 상기 짝맞춤 홀딩 디바이스들은 배터리 셀 하우징의 하우징 축에 평행한 축 방향으로의 원치않는 축 방향 움직임에 대해 지지 플레이트 상에 배터리 셀 하우징을 고정하도록 배치된다.
또한, 짝맞춤 홀딩 디바이스들은 축 방향으로의 상대 움직임으로 인해 각각의 관련 배터리 셀 하우징 또는 하우징 외피의 각각의 관련 홀딩 디바이스와의 포지티브 록킹 연결을 확립하도록 배치된다. 그 결과, 동시에, 복수의 하우징 외피 및 배터리 셀 하우징이 각각 지지 플레이트에 대해 축 방향으로 움직일 수 있는 것(예를 들어, 적절한 취급 장치의 도움으로)이 달성되며, 그 결과, 포지티브 록킹 연결이 확립될 수 있다. 그러므로, 하우징 외피들 또는 배터리 셀 하우징들은 이를테면 지지체에 결합되어 홀딩된다. 그 결과물이 배터리의 추가 구성을 위해 취급되고 조합될 수 있는 조립체이다.
지지 플레이트가 하나 이상의 위치에서 각각 하나의 지지 측벽(support lateral wall)을 가지면 바람직하다. 지지 측벽들은 하우징 외피들 또는 배터리 셀 하우징들이 축 방향 상대 움직임으로 인해 지지 플레이트 상에 포지티브 록킹 방식으로 고정되기 전에 이러한 것들을 위치시키기 위해 사용될 수 있다.
지지체의 바람직한 실시예에서, 짝맞춤 홀딩 디바이스들은 지지 플레이트의 일체 구성 요소이다. 이러한 것들은 본래 플레이트 형상의 재료에서의 성형 공정으로 인해 형상화될 수 있다.
대안적으로, 하나 이상의 별도의 고정 구성 요소 상에 짝맞춤 홀딩 디바이스를 제공하는 것이 또한 가능하다. 관련 홀딩 디바이스에 대한 짝맞춤 홀딩 디바이스의 포지티브 록킹 연결로 인하여, 지지 플레이트에 대한 홀딩 디바이스 및 짝맞춤 홀딩 디바이스의 고정은 동시에 달성된다. 이렇게 하도록, 예를 들어, 홀딩 디바이스와 짝맞춤 홀딩 디바이스는 대향 측면들로부터 지지 플레이트에 있는 컷아웃을 통해 적어도 부분적으로 연장될 수 있다.
또한, 지지 플레이트 상에 제공된 짝맞춤 홀딩 디바이스들이 서로로부터 일정 거리에 배열되면 바람직하다. 이러한 것을 통해, 거리는 인접한 배터리 셀 하우징 또는 하우징 외피의 주변 벽들이 서로 접촉하는 방식으로 선택된다. 바람직하게, 짝맞춤 홀딩 디바이스는, 하우징 외피들 또는 배터리 셀 하우징들이 지지체 상에 배열되면, 적어도 2개의 추가의 하우징 외피 또는 배터리 셀 하우징과 평면 또는 선형으로 접촉하는 방식으로 위치된다. 따라서 인접한 짝맞춤 홀딩 디바이스들의 중간 지점들 사이의 거리는 모든 배터리 셀 하우징이 동일한 치수를 가지면 주변 벽의 외경과 일치한다.
바람직하게, 짝맞춤 홀딩 디바이스들은 규칙적인 패턴으로 배열된다. 예를 들어, 짝맞춤 홀딩 디바이스들은 행과 열의 행렬 형식으로 배열될 수 있다. 짝맞춤 홀딩 디바이스의 각각의 중간 지점은 하나 이상의 그리드 메쉬(그리드 메쉬)의 모서리 지점을 형성할 수 있다. 각각의 그리드 메쉬는 다각형, 예를 들어 정사각형 또는 삼각형 형태를 가질 수 있다. 바람직하게, 각각의 그리드 메쉬는 정삼각형의 형태를 가진다.
또한, 짝맞춤 홀딩 디바이스가 적어도 부분적으로 전기 전도성 재료로 이루어지는 것이 유익하다. 그 결과, 짝맞춤 홀딩 디바이스를 통해 배터리 셀, 또는 배터리 셀에 배열된 코어 재료를 전기적으로 접촉하는 것이 가능하다. 이렇게 하도록, 예를 들어 기존의 짝맞춤 홀딩 디바이스의 일부는 적어도 하나의 스트립 도체 또는 적어도 하나의 전기 도체에 전기적으로 연결될 수 있다. 스트립 도체 또는 전기 도체는 지지 플레이트 상에 배열될 수 있다. 그러므로, 지지 플레이트는 도체 보드의 방식으로 구성될 수 있다.
복수의 배터리 셀 하우징 또는 하우징 외피를 그룹화하기 위해, 본 발명에 따른 절차는 다음과 같다:
먼저, 몇몇 배터리 셀 하우징 또는 그 하우징 외피가 상기된 바와 같이 제조되거나 제공된다. 또한, 상기된 바와 같이 지지체가 제조 또는 제공된다. 복수의 배터리 셀 또는 하우징 외피는 지지체에 대한 축 방향의 상대 움직임으로 인해 지지체 상에 배열되고, 이러한 경우에, 포지티브 록킹 연결이 홀딩 디바이스들과 짝맞춤 홀딩 디바이스들 사이에 확립된다. 바람직하게, 모든 배터리 셀 하우징 및 하우징 외피는 각각 연결부를 형성하도록 지지체에 대해 그룹으로서 움직인다.
이러한 방법의 결과로, 폐쇄된 배터리 셀 하우징을 구비한 사용 준비가 된 배터리 셀들을 지지체 상에 배열하는 것이 가능하다. 배터리 셀들은 이미 전기적으로 충전(형성)될 수 있다. 또한, 지지체 상에 배열된 배터리 셀을 함께 형성하는 것이 또한 가능하다.
하나의 방법을 고려하여, 지지체 상에 여전히 개방된 하우징 외피를 배열하는 것이 또한 가능하다. 코어 재료들은 이후에 하우징 외피에만 배치되고, 개별 배터리 셀 하우징은 폐쇄된다. 마지막으로, 지지체 상에 배열된 배터리 셀들은 함께 형성될 수 있다.
포지티브 록킹 연결 이외에, 재료 결합 연결부(material-bonded connection)는 후속 방법 단계에서 제공될 수 있다. 포지티브 록킹 연결은 주로 개별 배터리 셀 하우징 또는 하우징 외피를 함께 취급하는 것을 가능하게 하도록 의도된다. 보증된 작업을 위해, 예를 들어 재료 결합 연결부와 같은 추가적인 고정 조치를 취하는 것이 가능하다. 예를 들어, 홀딩 디바이스들과 짝맞춤 홀딩 디바이스들은 함께 접착되거나 용접될 수 있다. 또한, 주조 금형으로서 그 지지 측벽들과 함께 지지체를 사용하고 유동성 주조 재료를 사출하고, 배터리 셀 하우징 주위에서 유동성 주조 재료를 부어서, 지지체를 구비한 재료 결합 연결부를 생성하는 것이 또한 가능하다.
배터리를 제조하기 위해 복수의 배터리 셀을 가지는 복수의 지지체를 기계적 및/또는 전기적으로 서로 연결하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 유익한 실시예는 종속 청구항, 상세한 설명 및 도면으로부터 추론될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 코어 재료의 수용을 위한 배터리 셀 하우징의 예시적인 실시예의 개략적인 사시도;
도 2 내지 도 5는 홀딩 디바이스 뿐만 아니라 지지체 상에 제공된 결합 짝맞춤 홀딩 디바이스를 구비하는 배터리 셀 하우징의 예시적인 실시예의 부분 단면도;
도 6은 지지 플레이트 상에서 평면도로 도시한, 지지체 및 그 위에 배치된 배터리 셀 하우징의 개략 평면도;
도 7의 도 6의 지지 플레이트 상에서 평면도로 도시한 지지체의 개략도; 및
도 8은 도 6 및 도 7에 따른 지지체 상의 복수의 배터리 셀 하우징들의 배열의 개략도.
도 1은 원형의 원통 형상을 가지는 원통형 배터리 셀 하우징(10)의 예시적인 실시예를 도시하며, 상기 하우징은 하우징 외피(11) 및 하우징 커버(12)를 포함한다. 배터리 셀 하우징(10)은 코어 재료, 예를 들어 예에 따라서 실축형(solid) 코어 재료(14)의 수용을 위해 배치된 내부 공간(13)을 한정한다. 코어 재료(14)는 코어 재료(14)를 가지는 배터리 셀 하우징(10)으로 만들어진 배터리 셀과 함께 사용 동안 방전될 수 있는 전기 에너지를 제공한다. 하우징 외피(12)는 도 1에서 점선으로 표시된 저부(15)을 가진다. 저부(15)로부터 축 방향(A)으로 연장되는 것은 하우징 외피의 주변 벽(16)이다. 주변 벽(16)은 하우징 축(G)에 대하여 동축으로 배열된다. 축 방향(A)은 하우징 축(G)에 평행하다.
저부(15) 반대편의 축 방향 측면에는 하우징 개구(17)를 한정하는 주변 벽(16)의 가장자리가 있다. 하우징 개구(17)는 코어 재료(14)가 내부 공간(13)에 배열될 때 하우징 커버(11)에 의해 폐쇄될 수 있다. 바람직하게, 하우징 커버(11)는 예를 들어 용접에 의한 재료 결합에 의해 주변 벽(16)에 연결된다. 배터리 셀의 두 극의 커넥터들은 도 1에 구체적으로 도시되지 않은 적절한 방식으로 배터리 셀 하우징(10)을 통해 외부로 보내진다.
짝맞춤 홀딩 디바이스(21)와 함께 지지체(22), 예에 따라서 지지체(22)의 지지 플레이트(23)에 고정되도록 배열된 홀딩 디바이스(20)가 배터리 셀 하우징(10)의 저부(15) 상에 위치된다. 도 2 내지 도 5는 홀딩 디바이스(20) 및 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 다양한 예시적인 실시예를 개략적인 방식으로 도시하고, 여기에서, 항상 지지 플레이트(23)의 일부가 도시된다. 도 6 내지 도 8은 지지체(22)의 개략도를 도시한다.
홀딩 디바이스(20)와 상대측 홀딩 디바이스(21)는 서로 보완적이도록 설계되고, 이를테면, 축 방향으로의 상대 움직임으로 인하여 포지티브 록킹 연결을 확립하도록 하기 위하여 또는 다시 상기 포지티브 록킹 연결이 해제되는 것을 허용하도록 배치된다. 본 설명과 관련하여, 이러한 것은 주로 포지티브 록킹 연결의 준비이다. 복수의 배터리 셀 하우징 또는 하우징 셀(12)을 지지체(22) 상에서 그룹화할 때, 축 방향(A)의 상대 움직임이 지지체(22) 상에서 하우징 외피(12)의 포지티브 록킹 홀딩으로 이어지는 것이 중요하다.
도 2는 홀딩 오목부(27)를 구비한 홀딩 디바이스(20)의 제1 실시예를 도시한다. 홀딩 오목부(27)는 하우징 축(G)을 중심으로 동축으로 연장되는 스트립(28)에 의해 한정된다. 스트립(28)은 하우징 축(G)을 중심으로 주변 방향으로 링의 형태로 폐쇄될 수 있거나, 또는 그 반경의 탄성의 탄력성을 향상시키기 위해 하나 이상의 지점에서 장애물을 가진다. 스트립(28) 대신에, 전연 반대인 2개의 돌출부 또는 하우징 축(G)을 중심으로 주변 방향으로 배열된 2개보다 많은 돌출부를 제공하는 것이 또한 가능하며, 상기 돌출부들은 홀딩 오목부(27)를 한정한다. 이러한 돌출부들은 도 2의 스트립(28)과 관련하여 이후에 설명되는 바와 같은 동일한 단면 구성을 가진다.
주변 벽(16)은 내부 공간(13)으로부터 먼쪽으로 향하는 외주변 외피 표면(16a)을 가진다. 이러한 주변 외피 표면(16a)은 외피 표면 평면(29)에 배열된다. 그러므로, 외피 표면 평면(29)은 축 방향(A)으로 주변 외피 표면(16a)의 축 방향 연장부이다. 전체 홀딩 디바이스(20)는 하우징 축(G)에 대해 외피 표면 평면(29)에 의해 반경 방향으로 한정되는 하우징 축(G) 주위의 영역으로부터 돌출하지 않는다. 그러므로, 외피 표면 평면(29)은 홀딩 디바이스(20)에 의해 확장되지 않는 배터리 셀 하우징(10)의 구조적 여유(structural clearance)를 나타낸다. 결과적으로, 복수의 배터리 셀 하우징(10)은 그 주변 외피 표면(16a)이 서로 접촉하도록 서로 이웃하여 조밀하게 배열될 수 있다.
예에 따라서, 스트립(28)은 저부(15) 너머로 주변 벽(16)의 축 방향 연장을 나타낸다. 예에 따라서, 스트립의 외부 원주는 외피 표면 평면(29)에서 연장되거나, 또는 대안적으로 스트립의 외주가 반경 방향으로 더욱 내부에, 그러므로 하우징 축(G)에 더욱 가깝게 배열될 수 있다.
하우징 축(G)을 향하는 측면에서, 스트립(28)은 이 경우에 환형 비드로서 구성되는 반경 방향 돌출부(30)를 가진다. 반경 방향 돌출부(30)로 인하여, 홀딩 오목부(27)의 치수는 하우징 축(G)에 대해 반경 방향으로 측정될 때 가장 작다. 홀딩 오목부(27)는 반경 방향 돌출부(30)의 영역에 언더컷(31)을 가진다. 이러한 언더컷(31)으로부터 시작하여 하우징 축(G)을 따라서 저부(15)의 밑면(15a)을 향하여, 오목부(27)의 반경 방향 치수는 적어도 반경 방향 돌출부(30)를 접합하는 축 방향의 영역에서 증가한다. 스트립(28) 상의 이러한 축 방향 영역에서 연장되는 하우징 축(G)에 대하여 비스듬하게 연장되는 반경 방향 돌출부(30)의 표면은 평탄 표면 또는 곡선 표면으로 구성될 수 있다. 홀딩 오목부(27)가 언더컷(31)으로부터 시작하여 반경 방향으로 확장하는 영역에서, 각도(α)로 교차하는 접선들을 적용하는 것이 가능하고, 여기에서, 교차 지점은 하우징 외피(12) 아래의 저부의 밑면(15a)으로부터의 일정 거리에 위치된다. 이러한 예에 따라서, 교차 지점은 하우징 축(G) 상에 위치된다.
홀딩 디바이스(20)와 관련되는 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)는 적어도 일부 섹션에서 홀딩 오목부(27)의 형태에 보완적이도록 구성되어서, 포지티브 록킹 연결이 달성될 수 있다. 이를 위해, 도 2의 예시적인 실시예에 따른 홀딩 디바이스(21)는 축 방향(A)으로 지지체(23)의 플레이트 상부면(23a)으로부터 멀어지도록 연장되는 단부 섹션(34)을 가지는 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)를 포함한다. 이러한 단부 섹션(34)의 외부 윤곽은 오목부(27)의 내부 윤곽에 맞추어진다. 따라서, 단부 섹션(34)은 플레이트 상부측(23a)에 접하는 환형의 주변 오목부를 가진다. 주변 오목부(35)에 축 방향으로 인접하여, 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 길이 방향 축(L)에 대해 반경 방향으로 멀어지도록 연장되는 주변 돌출부(36)가 있다. 단부 섹션(34)에서의 최대 반경 방향 외측 치수는 각각 길이 방향 축(L)에 대해 반경 방향으로 측정될 때 주변 오목부(35)의 한 지점에서 가장 작고 주변 돌출부(36)의 한 지점에서 가장 크다. 확립된 포지티브 록킹 연결에 의해, 반경 방향 돌출부(30)는 스트랩(28) 상에서 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 주변 오목부(35)와 결합되어서, 상대 운동 록크는 포지티브 록킹 연결로 인하여 축 방향(A)으로 생성된다. 연결이 확립되는 동안, 스트립(28)은 반경 방향으로 탄성적으로 스냅 개방되고, 및/또는 단부 섹션(34)은 길이 방향 축(L)에 대해 반경 방향 내측으로 스냅된다. 전술한 바와 같이, 짝맞춤 홀딩 돌출부(33) 또는 적어도 단부 섹션(34)은, 도 2의 개략도에 대한 대안으로, 길이 방향 축(L)을 중심으로 주변 방향으로 링 형상 방식으로 폐쇄되지는 영역으로서 구성되지 않을 수 있지만, 포지티브 록킹 연결을 확립하기 위한 탄성의 탄력성을 향상시키기 위해 길이 방향 축(L)을 중심으로 원주 방향으로 배열된 몇몇 개별 돌출부 요소들에 의해 구성될 수 있다.
도 2는 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)가 원통형이고, 예에 따라서 중공의 원통형 구성 요소일 수 있는 것을 개략적으로 도시한다. 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)는 지지 플레이트(23) 상에 배열되거나 또는 고정될 수 있다. 도시된 것의 대안으로서, 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)가 지지체(22) 또는 지지 플레이트(23)의 일체형으로 구성되며 이음매없이 구성되고 원피스로 접합하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)는 성형 공정에 의해 지지 플레이트(23)에서 제조될 수 있다.
도 2에 도시된 예시적인 실시예를 고려하면, 주변 벽(16)은 전기 절연층(16b)을 가진다. 이 층(16b)은 바니시 또는 코팅일 수 있다. 코팅은 하우징 외피(12)가 성형에 의해 제조되기 전에 시트 금속 부분 또는 출발 물질에 미리 적용될 수 있다. 층(16b)은 하우징 외피(12)을 성형한 후에만 적용될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 전기 절연층(16b)은 내부 공간(13) 및/또는 저부(15) 및/또는 하우징 커버(11)를 마주하는 주변 벽(16)의 측면 상에 제공될 수 있다. 결과적으로, 배터리 셀 하우징(10)에 대해 전체 내부 공간(13)을 전기 절연하는 것이 가능하며, 이러한 경우에, 코어 재료(14)와 전기적으로 접촉하기 위한 라인 개구들만이 절연부를 통과할 필요가 있다.
동시에, 홀딩 디바이스(20)는 배터리 셀 하우징(10)에 배열된 코어 재료(14)와의 외부 전기 접촉을 위해 사용될 수 있다. 이렇게 하도록, 적어도 하나의 지점에서 저부(15)과 코어 재료(14) 사이에 절연이 제공되지 않고, 오히려 저부(15)가 코어 재료(14)의 하나의 단자에 전기적으로 연결된다는 점에서, 전기 전도성 연결이 코어 재료(14)와 홀딩 디바이스(20) 사이에 확립된다. 하우징 외피(12)가 전기 전도성 재료로 이루어지면, 이러한 것은 홀딩 디바이스(20)와, 이 예에 따라서 스트립(28)과 코어 재료(14) 사이에 전기 연결이 생성된다.
이것과 관련하여, 전기 전도성 재료의 단부 섹션(34) 또는 전체 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)를 만드는 것이 또한 가능하여서, 관련 홀딩 디바이스(20)와의 포지티브 록킹 연결이 성립되는 것으로, 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)와 코어 재료(14)의 각각의 단자 사이의 전기 연결을 달성하는 것이 또한 가능하다. 이러한 예시적인 실시예의 경우에, 지지 플레이트(23)에 대해 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)를 절연시키는 것이, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 고유의 절연 지지 플레이트(23)상의 별도의 전도성 구성 요소로서 짝맞춤 홀딩 디바이스를 배열하는 것이 편리하다. 그런 다음, 여러 개의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)(도 7)의 전기 연결을 위한 선택적인 도체 스트립(37)들을 제공하는 것이 가능하다. 그 결과, 지지 플레이트(23)는 도체 보드의 방식으로 구성될 수 있다. 여기에서, 도 7의 도면이 고도로 도식화되고, 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)가 원들로 기호로 도시되고, 도체 스트립(37)들이 실선으로 표시된다는 사실이 명백히 참조된다.
도 3은 도 2에 따른 실시예와 비교하여 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)와 지지체(22) 또는 지지 플레이트(23)가 변형된 실시예를 도시한다. 배터리 셀 하우징(10)과 홀딩 디바이스(20)는 도 2에 따른 예에 대응하여서, 전술한 설명이 참조될 수 있다. 선택적으로 제공된 전기 절연층(16b)은 도 3에 도시되지 않으며; 그러나, 이러한 것은 존재할 수 있다.
도 3에 따른 예시적인 실시예와 도 2에 따른 예시적인 실시예 사이의 본질적 차이는 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)가 별도의 체결부(38) 상에 배열되는 것으로 이루어진다. 주변 돌출부(36)와 주변 오목부(35)를 가지는 단부 섹션(34)은 연결 섹션(39)을 통해 짝맞춤 홀딩부(40)에 연결되고, 상기 짝맞춤 홀딩부는 예에 따라서 플레이트로서 구성된다. 지지 플레이트(23)는 컷아웃(cutout)을 가지며, 예에 따라서 원형컷아웃(cutout)(41)을 가진다. 포지티브 록킹 연결을 확립하기 위하여, 체결부(38)는 짝맞춤 홀딩부(40)가 지지 플레이트(23)의 플레이트 밑면(23b)에 접할 때까지 컷아웃(41)을 통해 삽입된다(단부 섹션(35) 및 연결 섹션(39)과 함께). 이러한 위치에서, 연결 섹션(39)은 컷아웃(41) 내부에 위치된다. 도 2에 따른 예시적인 실시예에서와 같이, 단부 섹션(35)은 플레이트 밑면(23b)으로부터 먼쪽으로 향하는 플레이트 상부측(23a)으로부터 멀어지도록 연장된다. 결과적으로, 전술한 바와 같이 홀딩 디바이스(20)와의 포지티브 록킹 연결이 확립될 수 있다.
단일 짝맞춤 홀딩부(40)는 몇몇 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들의 구성 요소일 수 있다. 즉, 각각의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 하나의 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)는 적절히 이격된 위치에서 플레이트 형상의 짝맞춤 홀딩부(40)로부터 돌출할 수 있다. 결과적으로, 모든 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)는 균일한 방식으로 취급될 수 있은 유닛으로서 짝맞춤 홀딩부(40)를 통해 서로 연결된다.
지지 플레이트(23)는 전기 비전도성 재료로 이루어질 수 있거나, 또는 전기 비전도성 재료로 코팅되거나 피복될 수 있다. 개별 체결부(38)는 전기 전도성일 수 있고, 선택적으로 예를 들어 경질 또는 가요성 전기 전도체 또는 라인들을 통해 적어도 부분적으로 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 지지 플레이트(23)의 도체 스트립들이 생략될 수 있다.
도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 홀딩 디바이스(20)는 하우징 축(G)을 따라서 연장되는 홀딩 돌출부(45)에 의해 나타난다. 저부(15)의 밑면(15a)에 인접하여, 홀딩 돌출부(45)는 예시적인 실시예에서 원통형인 목 부분(46)을 가진다. 목 부분(46)에 인접하여, 홀딩 돌출부(45)는 넓어지며, 목 부분(46)보다 하우징 축(G)에 대하여 반경 방향으로 더욱 큰 헤드 부분(47)을 형성한다. 그 결과, 언더컷(31)은 최대 반경 방향을 가지는 헤드 부분(47)의 지점과 목 부분(46) 사이의 천이 영역에서 형성된다.
홀딩 돌출부(46)는 외피 표면 평면(29)에 의해 한정된 영역 내부에 배열된다. 헤드 부분(45)의 최대 지름은 바람직하게 주변 벽(16)의 외경보다 명확히 작다.
짝맞춤 홀딩 디바이스(21)는 지지 플레이트(23)에 있는 짝맞춤 홀딩 오목부(48)를 포함하며, 상기 짝맞춤 홀딩 오목부는 홀딩 돌출부(45), 특히 헤드 부분(47)에 대해 보완적이다. 짝맞춤 홀딩 오목부(48)는 홀딩 돌출부(45)의 헤드 부분(47)을 수용하도록 배치된 내부 영역(49)을 가진다. 내부 영역(49)에 인접하여, 짝맞춤 홀딩 오목부(28)의 반경 방향 치수가 감소되고, 특히 목 부분(46)의 외경에 맞추어진 최소 치수를 표시하는 수축부(50)가 제공된다. 축 방향(A)으로의 짝맞춤 홀딩 오목부(48)의 깊이는 바람직하게 축 방향(A)으로의 홀딩 돌출부(45)의 길이에 대응하여서, 홀딩 디바이스(20) 및 짝맞춤 홀딩 디바이스(21) 사이의 포지티브 록킹 연결에 의해, 저부(15)의 밑면(15a)은 지지 플레이트(23)의 플레이트 상부측(23a)에 접한다.
짝맞춤 홀딩 오목부(48)는 플레이트 밑면(23b)으로부터 접근 가능할 수 있으며, 이러한 목적을 위해, 플레이트 밑면(23b)을 향해 짝맞춤 홀딩 오목부(48)를 개방하는 통행 구멍(51)을 가진다. 예에 따라서, 통행 구멍은 지지 플레이트(23)의 플레이트 밑면(23b)을 짝맞춤 홀딩 오목부(48)의 내부 영역(49)에 연결한다. 통행 구멍(51)으로 인하여, 플레이트 밑면(23b)이 가리키는 측면으로부터 짝맞춤 홀딩 오목부(48)에 홀딩 돌출부(45)를 용접할 가능성이 존재한다.
짝맞춤 홀딩 오목부(48) 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 지지 플레이트(23)에 있는 인서트, 예를 들어 슬리브(52)에 배열될 수 있다. 이러한 것을 통해, 인서트 또는 슬리브(52)를 전기 전도 방식으로 구성하여 전기 절연 지지 플레이트(23)에 배열하는 것이 가능하다.
전술한 형태에 대한 대안으로서, 짝맞춤 홀딩 오목부(48)는 저부에서 도 4의 점선으로 도시된 바와 같이 또한 원통형일 수 있다. 홀딩 돌출부(45)는 그런 다음 지지 플레이트(23)의 플레이트 밑면(23b) 상에서 적어도 부분적으로 돌출하고, 이를테면 지지 플레이트(23) 주위에 도달할 수 있다.
도 5에 도시된 홀딩 디바이스(20) 및 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 또 다른 예시적인 실시예는 본질적으로 도 4에 따른 예시적인 실시예의 역전에 대응한다. 따라서, 홀딩 디바이스(20)는 그 형태가 기본적으로 도 4의 짝맞춤 홀딩 오목부(48)에 대응하는 홀딩 오목부(27)에 의해 형성된다. 도 5에 따른 예시적인 실시예에서, 홀딩 오목부(27)는 저부(15)에 완전히 통합된다. 그러므로, 도 4의 짝맞춤 홀딩 오목부(48)와 유사하게, 홀딩 오목부(27)는 하우징 축을 향해 반경 방향으로 감소하는 치수를 가지는 수축부(50)에 의해 인접한 내부 영역(49)을 가진다. 예시적인 실시예에서, 이러한 수축부(50)는 홀딩 디바이스(20)의 언더컷(31)을 형성한다. 이 실시예에서 통행 구멍(51)은 존재하지 않는다. 홀딩 오목부(27)는 저부(15)에 의해 내부 공간(13)으로부터 완전히 분리된다.
따라서, 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)는 도 4의 홀딩 돌출부(45)에 대응하는 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)를 가지며, 상기 짝맞춤 홀딩 돌출부는 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 길이 방향 축(L)을 따라서 지지 플레이트(23)의 플레이트 상부측(23a)으로부터 멀어지도록 연장된다. 도 4의 홀딩 돌출부(45)에 대응하는 이러한 짝맞춤 홀딩 돌출부(33)는 플레이트 표면(23a)에 인접한 인접한 목 부분(46), 및 목 부분(46)에 인접한 헤드 부분(47)를 가지며, 상기 헤드 부분은 길이 방향 축(L)에 대하여 반경 방향으로 더축 큰 치수를 가진다. 홀딩 디바이스(20)와 짝맞춤 홀딩 디바이스(21) 사이의 포지티브 록킹 연결은 도 4의 예시적인 실시예와 유사하게 발생하며, 이러한 경우에, 여기에서, 저부(15)의 밑면(15a) 및 플레이트 상부측(23a)은 포지티브 록킹 연결이 확립될 때 서로 접촉한다.
선택적 특징들은 상기된 예시적인 실시예들과 관련하여, 특히 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 내부 공간(13) 또는 코어 재료(14)와 홀딩 디바이스(20) 및 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 전기 접촉 및/또는 배터리 셀 하우징(10)의 적어도 부분적인 전기 절연의 관점에서 모든 실시예에 제공될 수 있다.
홀딩 디바이스(20)가 홀딩 오목부(27)인 하우징 외피(12)의 예시적인 실시예에서, 홀딩 오목부(27)가 그 최대 반경 방향 치수를 표시하는 지점은 접촉 평면(53)으로부터 일정 거리에 위치된다. 도 5에 도시된 실시예에서, 접촉 평면(53)은 저부(15)의 밑면(15a)이 연장되는 평면이다. 일반적으로, 접촉 평면(53)은, 하우징 축(G)에 대하여 직각으로 배향되고, 저부(15) 또는 홀딩 디바이스(20)를 교차함이 없이 저부(15) 또는 홀딩 디바이스(20)와 몇몇 접촉 위치(지점 또는 영역)를 포함하는 방식으로 하우징 외피(12)에 적용되는 평면이다. 포지티브 록킹 연결이 확립되는 것으로, 플레이트 상부측(23a)은 바람직하게 접촉 평면(53)의 내부에서 연장되고, 기울어짐에 대해 하우징 외피(12)을 지지한다.
도 2 및 도 3으로부터, 접촉 평면(53)이 축 방향(A)을 향한 스트립(28)의 하부 가장자리 상에 형성되고, 상기 스트립이 포지티브 록킹 연결이 성립되는 것으로 플레이트 상부측(23a)에 접하는 것으로 추측될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 상기에서 설명된 배터리 셀 하우징(10)들 또는 홀딩 디바이스(20)들을 위해 사용될 수 있는 지지체(22)의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 지지 플레이트(23)는 제1 방향(x)으로 축 방향(A)에 대해 직각으로, 제 2 방향(y)으로 제1 방향에 대해 직각으로 연장된다. 지지 평면(23)은 지지 측벽(57)에 의해, 몇몇 또는 모든 측면(예에 따라서, 3개의 측면)에서 한정될 수 있다. 그러므로, 한정된 영역은 한쪽 측면에서 개방될 수 있으며, 결과적으로 지지 측벽(57)이 없을 수 있다. 배터리 실린더(10)들은 이러한 측면으로부터 삽입 또는 들어갈 수 있다.
몇몇 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들이 지지 플레이트(23) 상에서 특정 패턴으로 배열된다. 다각형 그리드 메쉬(59)들을 포함하는 그리드의 모서리 지점(58)들로부터 플레이트 상부측(23a)이 연장되는 평면을 길이 방향 축(L)이 교차하는 지점에 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들의 중간 지점들이 위치된다. 약간의 모서리 지점(58)들과 그리드 메쉬(59)들은 도 6에 의해 예로서 도시된다. 바람직하게, 그리드 메시(59)는 삼각형이고, 각각은 정삼각형을 나타낸다. 대안적으로, 모서리 지점(58)들은 정사각형 그리드 메시(59)를 형성할 수 있다.
하나의 그리드 메쉬의 가장자리 길이가 하우징 외피(12) 또는 배터리 셀 하우징(10)의 주변 벽(16)의 지름에 일치하는 방식으로 모서리 지점들 사이의 거리가 선택되는 것이 바람직하다. 그 결과, 인접한 배터리 셀 하우징(10)들 또는 하우징 외피(12)들은 서로 접촉한다. 이러한 접촉은 복수의 배터리 셀 하우징(10)을 그룹화할 때 열 전도를 위한 접촉을 제공하는데 유익하며, 그 결과, 열 전달이 개선될 수 있다. 또한, 가장자리에 배열된 배터리 셀 하우징(10)이 각각 인접한 지지 측벽(57)과 접촉하면 유익하며, 그 결과, 열 전도에 의한 열 소산이 또한 개선될 수 있다.
이미 설명된 바와 같이, 하나 이상의 도체 스트립(37)은 이 경우에 전기 전도성인 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들을 서로 전기적으로 연결하기 위하여 복수의 배터리 셀을 전기적으로 접촉 또는 연결하기 위해 지지 플레이트(22) 상에 배열될 수 있다. 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)를 서로 전기적으로 접속시킬 수 있으며, 이 경우에는 전기적으로 도전성이 있다. 연결의 형태 및 결과적인 패턴은 필요한 전기 회로에 따라 의존한다. 개개의 배터리 셀은 직렬 및/또는 병렬로 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 것은 궁극적으로 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리에 의해 제공될 배터리 전압 및 전력에 의존한다.
도 7은 지지 플레이트(23)의 구성 요소는 아니지만 배터리 셀들의 각각의 다른 단자 상의 별도의 라인 또는 연결 소자들에 의해 확립될 수 있는 전기 연결부(60)를 점선으로 개략적으로 도시하며, 예를 들어, 상기 단자는 지지 플레이트로부터 멀어지도록 향하는 배터리 셀의 측면 상에 제공된다. 이러한 전기 연결부(60)는 예를 들어 배터리 셀 하우징(10)들 상에 배열될 수 있는 도체 스트립의 형태를 하는 도시되지 않은 커버 플레이트에서 구현될 수 있다. 이러한 커버 플레이트는 예를 들어 지지 측벽(57)에 연결될 수 있으며, 그러므로 지지체(22)의 구성 요소일수 있다. 전기 연결부(60)는 또한 다른 공지된 전기 연결 수단을 사용하여 구현될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 배터리 셀들은 모든 양극 또는 모든 음극이 지지 플레이트(23)과 관련된 측면 상에 배열되는 방식으로 공통 지지체(22) 상에 배열될 수 있다. 다른 배향으로 배터리 셀을 배열하는 것이 또한 가능하여서, 배터리 셀들의 쌍이 지지 플레이트(23)와 관련된 측면에 양극을 갖는 한편, 배터리 셀의 다른 부분이 지지 플레이트(23)와 관련된 측면에 음극을 가지는 것이 이해된다.
하나의 지지체(20) 상에 각각 하나의 배터리 셀 하우징(10)을 구비한 몇몇 배터리 셀의 그룹화는 도 8을 참조하여 이후에 설명될 것이다.
본 명세서에서 설명된 예시적인 실시예를 고려하면, 개개의 배터리 셀이 초기에 제조되어서, 배터리 셀 하우징(10)은 폐쇄될 수 있고, 하우징 커버(11)는 물질 결합 방식으로 하우징 외피(12)에 연결된다. 지지체(22) 상에 배열될 배터리 셀 하우징(10)들은 예를 들어, 파지 디바이스(gripping device) 등과 같은 핸들링 디바이스(65)에 의해 그룹화되어 파지된다. 핸들링 디바이스(65)는 배터리 셀 하우징(10)들을 서로에 대해 클램프하고, 이러한 방식으로 배터리 셀 하우징들을 움직일 수 있다. 핸들링 디바이스(65)의 도움으로, 배터리 셀 하우징(10)들은 각각의 배터리 셀 하우징(10)의 하우징 축(G)이 각각의 관련 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)의 길이 방향 축선(L)과 일치할 때까지 지지 플레이트(23)의 플레이트 상부측(23a) 위에서 움직인다. 이어서, 배터리 셀 하우징들은 축 방향(A)으로 지지 플레이트(23)에 대해 직각으로 함께 움직이고, 그 결과, 포지티브 록킹 연결은 하나의 배터리 셀 하우징(10)상에 제공된 홀딩 디바이스(20)와 지지체(22) 상의 관련 짝맞춤 홀딩 디바이스(21) 사이에서 달성될 수 있다. 핸들링 디바이스(65)는 이어서 제거될 수 있다. 배터리 셀 하우징(10)들은 지지체(22) 상에 홀딩되고, 지지체 상에서 그룹화된다.
배터리 셀 하우징(10)이 지지 플레이트(23) 상으로 움직일 때, 지지 측벽(57)들은 안내 보조물로서 작용할 수 있다. 이러한 것을 통해, 핸들링 디바이스(65)가 배터리 셀 하우징(10)들에 클램핑력을 가하지 않고, 기울어짐을 방지하기 위해 배터리 셀 하우징들 주위에만 도달할 수 있다. 배터리 셀 하우징(10)들의 그룹은 그런 다음 각각의 배터리 셀 하우징(10)이 필요한 위치에 도달할 때까지 플레이트 상부측(23a) 상 및 위에서 유닛으로 가압될 수 있다. 원형의 원통의 구성을 가지는 주변 벽(16) 및 삼각형 그리드 메쉬(59)(정삼각형)들을 가지는 그리드 구조의 모서리 지점들 상에서의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들의 배열을 고려하면, 배터리 셀 하우징(10)들은 각각의 필요한 배향으로 서로에 대해 매우 간단하게 그 자체들을 위치시킨다.
홀딩 디바이스(22)와 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들 사이의 포지티브 록킹 연결을 확립한 후에, 지지체(22) 및 배터리 셀들 또는 배터리 셀 하우징(10)들을 포함하는 결과적인 조립체는 배터리의 연속된 제조 공정 동안 매우 용이하게 취급될 수 있다. 예를 들어, 지지체(22) 상에 배열된 모든 배터리 셀은 지지체(22)에 물질 결합 방식으로 연결될 수 있거나, 또는 지지체(22)상의 진동 및 다른 외부 효과에 대해 다른 방식으로 고정될 수 있다. 배터리 셀(10)들은 또한 함께 전기적으로 충전될 수 있다(형성).
대안적으로, 상기된 방식으로 하우징 외피(12)들만을 지지체(22)에 장착하고, 이어서 하우징 외피(12)들 내에 코어 재료(14)를 도입하고, 각각의 관련 하우징 커버(11)로 하우징 외피(12)들을 폐쇄하는 것이 또한 가능하다.
제조될 복수의 배터리 셀들을 구비한 배터리는 각각 하나의 지지체 상에 배열된 몇몇 배터리 셀 그룹들을 포함할 수 있다.
본 발명은 하우징 외피(12) 및 하우징 커버(11)를 가지는 배터리 셀 하우징(10)에 관한 것이다. 홀딩 디바이스(20)는 하우징 셀(12)의 저부(15)에 배열된다. 홀딩 디바이스(20)는 지지체(22) 상의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)에 할당된다. 홀딩 디바이스(20) 및 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)는 원통형 배터리 셀 하우징(10)의 하우징 축(G)에 평행한 축 방향으로의 상대 움직임에 의해 서로 안쪽으로 확실하게 막혀지도록 구성된다. 이러한 방식으로, 서로 지지하는 복수의 배터리 셀 하우징(10)이 복수의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)와 함께 지지체(22) 상에 신속하고 포획적으로 동시에 배열되는 것이 가능하다.
10 배터리 셀 하우징
11 하우징 커버
12 하우징 외피
13 내부 공간
14 코어 재료
15 저부
15a 저부의 밑면
16 주변 벽
16a 주변 벽의 주변 외피 표면
16b 전기 절연층
17 하우징 개구
20 홀딩 디바이스
21 짝맞춤 홀딩 디바이스
22 지지체
23 지지 플레이트
23a 지지 플레이트의 플레이트 상부측
23b 지지 플레이트의 플레이트 밑면
27 홀딩 오목부
28 스트립
29 외피 표면 평면
30 반경 방향 돌출부
31 언더컷
33 짝맞춤 홀딩 돌출부
34 단부 섹션
35 주변 오목부
36 주변 돌출부
37 도체 스트립
38 체결부
39 연결 섹션
40 짝맞춤 홀딩부
41 컷아웃
45 홀딩 돌출부
46 목 부분
47 헤드 부분
48 짝맞춤 홀딩 오목부
49 내부 영역
50 수축부
51 통행 구멍
52 슬리브
53 접촉 평면
57 지지 측벽
58 모서리 지점
59 그리드 메쉬
60 전기 연결부
65 핸들링 디바이스
α 각도
A 축 방향
G 하우징 축
L 길이 방향 축
x 제1 방향
y 제2 방향

Claims (20)

  1. 전기 에너지를 제공하는 코어 재료(14)의 수용을 위한 배터리 셀 하우징(10)으로서,
    저부(15) 및 하우징 축(G) 주위에서 연장되는 주변 벽(16)을 포함하며, 상기 주변 벽은 상기 하우징 축(G)에 평행한 축 방향(A)으로 상기 저부(15)로부터 멀어지게 연장되고 상기 저부(15) 반대편의 축 방향 측면에서 하우징 개구(17)를 한정하는, 중공의 원통 하우징 외피(12),
    상기 하우징 개구(17)를 덮고 상기 주변 벽(16)에 연결되도록 구성된 하우징 커버(11), 및
    상기 저부(15) 상에 존재하고, 지지체(22) 상의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)에 포지티브 록킹 방식으로 체결되고 상기 지지체(22) 상에서 원치않는 축 방향 움직임에 대해 상기 하우징 외피(12)를 고정하도록 구성되는 홀딩 디바이스(20)를 포함하는, 배터리 셀 하우징.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홀딩 디바이스(20)는 상기 주변 벽(16)이 연장되는 튜브 형상의 외피 표면 평면(29)에 의해 한정되는 영역 내부에서 상기 축 방향(A)에 대해 반경 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 홀딩 디바이스(20)는 언더컷(31)을 가지는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 홀딩 디바이스(20)는 상기 하우징 외피(12)의 내부 공간(13)에 배열된 코어 재료(14)에 전기 전도 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 주변 벽(16)의 외부면(16a)은 상기 하우징 외피(12)의 내부 공간(13)에 대해 전기 절연되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  6. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, 상기 홀딩 디바이스(20)는 상기 저부(15)의 밑면(15a)으로부터 멀어지도록 연장되는 홀딩 돌출부(45)를 가지는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  7. 제6항에 있어서, 상기 축 방향(A)에 대한 반경 방향으로의 상기 홀딩 돌출부(45)의 치수는 상기 저부(15)로부터 일정 거리에 있는 위치에서 최대인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  8. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서, 상기 홀딩 디바이스(20)는 홀딩 오목부(27)를 가지는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  9. 제8항에 있어서, 상기 축 방향(A)에 대한 반경 방향으로의 상기 홀딩 오목부(27)의 치수는 상기 저부(15)의 밑면(15a)으로부터 일정 거리에 있는 위치에서 최소인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 하우징.
  10. 복수의 원통형 배터리 셀 하우징(10)들 및 그 하우징 외피(12)들을 위한 지지체(22)로서,
    상기 하우징 외피(12) 상에 제공된 각각의 하나의 홀딩 디바이스(20)에 포지티브 록킹 방식으로 체결되고, 상기 하우징 외피(12)들의 하우징 축(G)에 평행한 축 방향(A)으로 원치않는 축 방향 움직임에 대해, 지지 플레이트(23) 상에서 상기 하우징 외피(12)를 고정하도록 구성된 몇몇 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들이 배열되는, 상기 지지 플레이트(23)를 포함하며,
    각각의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)는 관련 하우징 외피(12)에 대한 상기 축 방향(A)으로의 움직임으로 인하여 상기 하우징 외피(12) 상에 제공된 상기 홀딩 디바이스(20)에 포지티브 록킹 방식으로 연결되도록 구성되는 지지체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 지지 플레이트(23)는 하나 이상의 측면 상에서 각각 하나의 지지 측벽(57)을 가지는 것을 특징으로 하는 지지체.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들은 상기 지지 플레이트(23)의 일체 부분인 것을 특징으로 하는 지지체.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들은 하나 이상의 별개의 체결부(38) 상에 제공되며, 각각의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21) 및/또는 홀딩 디바이스(20)는 확립된 포지티브 록킹 연결에 의해 상기 지지 플레이트(23)에 있는 관련 관통공(41)을 통해 적어도 부분적으로 연장되며, 그 결과, 상기 지지 플레이트(23)에 상기 하우징 외피(12)를 고정하는 것을 특징으로 하는 지지체.
  14. 제10항 내지 제13항 중 한 항에 있어서, 상기 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들은 상기 짝맞춤 홀딩 디바이스들에 장착된 상기 하우징 외피(12)들의 주변 벽(16)들이 인접한 하우징 외피(12)들과 접촉하는 방식으로 서로로부터 일정 거리에 배열되는 것을 특징으로 하는 지지체.
  15. 제10항 내지 제14항 중 한 항에 있어서, 상기 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들은 적어도 부분적으로 전기 전도성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제공된 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들의 적어도 일부는 적어도 하나의 도체 스트립(37) 또는 적어도 하나의 전기 도체에 각각 연결되며, 상기 적어도 하나의 도체 스트립(37) 또는 적어도 하나의 전기 도체는 상기 지지 플레이트(23) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 지지체.
  17. 복수의 배터리 셀 하우징(10) 또는 그 하우징 외피(12)들을 그룹화하는 방법으로서,
    - 하나의 하우징 외피(12)를 각각 구비한 복수의 배터리 셀 하우징(10)을 제공하거나 또는 복수의 하우징 외피(12)를 제공하는 단계로서, 상기 하우징 외피는 각각 중공의 원통 형태를 가지며 저부(15) 및 하우징 축(G) 주위에서 연장하는 주변 벽(16)을 각각 가지며, 상기 주변 벽은 상기 축 방향(A)으로 상기 저부(15)로부터 멀어지도록 연장되고 상기 저부(15) 상의 홀딩 디바이스(20)를 가지는, 상기 단계,
    - 몇몇 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들이 배열되는 지지 플레이트(23)를 구비하는 지지체(22)를 제공하는 단계, 및
    - 상기 하우징 축(G)들에 평행한 축 방향(A)으로의 상대 움직임으로 인하여 상기 하우징 외피(12)들의 홀딩 디바이스(20)들과 상기 지지체(22)의 짝맞춤 홀딩 디바이스(21)들 사이에 포지티브 록킹 연결을 만드는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 폐쇄된 상기 배터리 셀 하우징(10)을 구비한 완전 조립된 배터리 셀들은 상기 지지체(22) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 배터리 셀들은 상기 지지체(22) 상에 배열될 때 이미 형성부(forming)를 수용한 상태에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 배터리 셀들은 상기 지지체(22) 상에 배열된 후에 개별적으로 또는 그룹으로 형성부를 사용 및/또는 수용할 준비가 된 것을 특징으로 하는 방법.
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