KR20190016980A - 배터리 - Google Patents

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토마스 크래머
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Abstract

본 발명은 셀 배열체(1)를 구비한 배터리(2)로서, 상기 셀 배열체(1)가 복수의 배터리 셀(5)을 가지며, 상기 셀 배열체(1)가 적어도 2 개의 배터리 부분(6)을 가지며, 각각의 배터리 부분(6)이 복수의 배터리 셀(5)로 구성된, 배터리에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제1 측면(20) 및 제2 측면(26)을 가지며 상기 제1 측면(20) 및 상기 제2 측면(26) 각각에 적어도 하나의 전기 전도성 및 열 전도성 접촉부를 구비하는, 적어도 부분적으로 전기 전도성 및 열 전도성인 접촉부 요소(7)가 적어도 2 개의 인접한 배터리 부분(6)들 사이에 배치되며; 상기 접촉부 요소(7)의 제1 측면(20)을 향하는 말단 단자들은 그 제1 측면(20)의 적어도 하나의 접촉부에 전기 전도되고 열 전도되게 연결되며; 상기 접촉부 요소(7)의 제2 측면(26)을 향하는 말단 단자들은 그 제2 측면(26)의 적어도 하나의 접촉부에 전기 전도되고 열 전도되게 연결되며; 배터리 셀(5)들의 말단 단자들은, 전류 및 열 흐름이 전체 셀 집합체(1) 전체에 걸쳐 분포되도록, 상기 접촉부 요소(7)를 거쳐서 서로 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다.

Description

배터리
본 발명은 셀 배열체(cell arrangement)를 구비한 배터리로서, 상기 셀 배열체가 복수의 배터리 셀을 가지며, 상기 셀 배열체가 적어도 2 개의 배터리 부분을 가지며, 각각의 배터리 부분이 복수의 배터리 셀로 구성되며, 각각의 배터리 셀이 제1 말단 단자 및 제2 말단 단자를 가지며, 각 배터리 셀의 제1 말단 단자와 제2 말단 단자 사이에 배터리 셀 종축이 연장되며, 각 배터리 부분의 배터리 셀 종축들이 각각 서로 평행하게 배열되며, 그리고 상기 배터리 부분들이 서로 인접하게 배치된, 배터리에 관한 것이다.
이러한 배터리는 종래 기술에서 잘 알려져 있으며 많은 목적으로 사용된다. 병렬 및 직렬로 연결된 상이한 개수의 배터리 셀을 구비하는 상이한 크기의 배터리가 종래 기술에서 공지되어 있는 바, 이에 의하면 배터리에 의해 제공되는 용량 및 배터리에 의해 제공되는 전압을 각각의 응용 분야에 적합하게 할 수 있다. 한 가지 중요한 응용 분야, 특히 본 발명에 있어서 한 가지 중요한 응용 분야는 전기 자동차용의 배터리 용도이다. 그러나 이러한 배터리는 많은 다른 분야에서도 사용될 수 있다.
배터리 셀은 1차 셀 또는 2차 셀일 수 있는데, 2차 셀을 사용하는 경우의 배터리는 대체로 배터리 팩이라 지칭된다. 배터리 셀에 사용되는 전극 재료 및 전해질에 의해 주로 달라지는 상이한 배터리 셀 유형들이 종래 기술에서 공지되어 있다. 현재, 리튬-이온 배터리 셀 및 니켈-금속 하이브리드 배터리 셀을 갖는 배터리 팩이 많은 응용 분야에 사용되고 있다. 일반적으로는 단일 배터리 셀 유형의 배터리 셀이 배터리용으로 사용된다. 또한, 일부 응용 분야에서는 상이한 배터리 셀 유형의 배터리 셀들을 사용하는 것이 가능하고 유용하다.
특히, 복수의 배터리 셀이 특히 비교적 높은 전류로 충전하는 중에 사용되는 예컨대 전기 자동차의 작동을 위한 대형 배터리의 경우, 배터리 내부에 고온 영역이 발생하는데, 이는 고온 영역에 배치된 배터리 셀들의 충전 또는 방전과 배터리 셀들의 수명에 영향을 미친다. 상기 온도 상승 또는 고온 영역을 고열 지점(temperature hot spot)이라고 칭하기도 한다. 셀 배열체 내의 온도 분포는 사용된 배터리 셀들의 유형, 배터리 셀들의 서로에 대한 상대적인 배치, 배터리 셀들을 통해 흐르는 충전 또는 방전 전류, 및 각 배터리 셀의 노화 상태 등과 같은 다양한 요인들에 의해 영향을 받는다.
본 발명의 목적으로 고려한 것은 배터리에 고열 지점이 발생하지 않게 한 배터리를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제1 측면 및 제2 측면을 가지며 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면 각각에 적어도 하나의 전기 전도성 및 열 전도성 접촉부를 구비하는, 적어도 부분적으로 전기 전도성 및 열 전도성인 접촉부 요소가 적어도 2 개의 인접한 배터리 부분들 사이에 배치되며; 상기 배터리 부분들은, 각각의 배터리 부분에 대해 그 배터리 부분의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀을 통해 그 배터리 부분의 배터리 셀들의 배터리 셀 종축에 수직하게 연장되는 평면이 할당될 수 있도록, 서로에 대해 배치되며; 상기 배터리 부분에 인접한 배터리 부분들이 상기 평면과는 교차하지 않으며; 상기 접촉부 요소의 제1 측면을 향하는 말단 단자들은 그 제1 측면의 적어도 하나의 접촉부에 전기 전도되고 열 전도되게 연결되며; 상기 접촉부 요소의 제2 측면을 향하는 말단 단자들은 그 제2 측면의 적어도 하나의 접촉부에 전기 전도되고 열 전도되게 연결되며; 그리고 배터리 셀들의 말단 단자들은, 전류 및 열 흐름이 셀 집합체(cell assembly) 전체에 걸쳐 분포되도록, 상기 접촉부 요소를 거쳐서 서로 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다는 점에서, 상기 목적이 달성된다.
상이한 배터리 부분들의 배터리 셀들은 결코 완전히 나란하게 정렬되지 않도록 배치된다. 상이한 배터리 부분들의 개개의 배터리 셀들은 인접한 배터리 부분들의 배터리 셀들로부터 측 방향으로 편위(offset)되게 배치될 수 있다. 그러나, 한 배터리 부분의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀을 관통하는 그 배터리 부분의 배터리 셀 종축들에 대해서 수직을 이루는 평면으로서 인접한 배터리 부분들의 배터리 셀들과 교차하지도 않는 평면은 달리 없으므로, 인접한 배터리 부분들의 배터리 셀들을 완전히 나란하게 배치시킬 수 없다.
배터리 셀들에서 생성된 열에너지의 대부분은 본 발명에 따른 구성에서는 전체 배터리 셀 배열체를 통해서 배터리 셀들의 말단 단자들을 거쳐서 전도된다. 여기서, 배터리 셀들 사이의 전기 에너지 및 열에너지의 분포는 접촉부 요소들을 통해 발생한다. 배터리의 말단 단자들은 그 말단 단자들이 배터리의 내부에 열 전도되게 연결되며 또한 열 전도성과 전기 전도성이 높은 재료로 구성되므로 열에너지를 전달하는 데 특히 적합하다. 대조적으로, 배터리 셀의 셀 재킷은 일반적으로 열 전도성 및 전기 전도성이 불량한 재료로 제조되므로, 그러한 배터리 셀의 셀 재킷을 통한 냉각 및 열 소산은 대체로 효율적이지 않다.
배터리 셀들이 전기 전도도 및 열전도도 측면에서 균일한 크기로 되어 있는 경우, 배터리 셀들 내부의 전류 및 열 흐름의 균일한 분포가 얻어진다. 하나 이상의 배터리 셀의 열 전도성 및/또는 저항이 감소된 경우, 이는 전류 및 열 흐름이 적어도 나머지 배터리 셀들을 통해 배터리 내에 균일하게 분포되는 구성에 의해 달성된다. 전류와 열 흐름의 균일한 분포는 배터리 내에 고열 지점을 없게 하는 데 도움이 된다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀들로부터 나오는 열에너지를 배터리 부분들과 개별 배터리 셀들 사이에서 개별 배터리 부분들 전역에 걸쳐 분포시키는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 구성에 의하면, 전류를 배터리 셀들에 균일하게 분포시킬 수 있다. 배터리 셀은 전류가 높아질수록 더 많이 가열되므로, 전류의 균일한 분포는 배터리 내의 균일한 열 분포에 기여한다. 배터리 셀의 온도가 변하면 저항도 변한다. 따라서, 배터리 내의 배터리 셀의 전기 저항과 온도는 서로 영향을 미친다. 그러므로 배터리 내부의 전류와 열에너지 모두를 그 배터리의 배터리 셀들 전체에 걸쳐 균일하게 분포시키는 것이 특히 중요하다.
본 발명에 따르면, 2 개의 배터리 부분들 사이 각각에 하나의 접촉부 요소가 배치된다. 이 접촉부 요소는 적어도 일부가 전기 전도성 및 열 전도성인 전도체이다. 이 접촉부 요소는 적어도 여러 부분들에 접촉부로서 적합한 영역을 가진다. 배터리의 배터리 셀들은 접촉부 요소에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다. 접촉부 요소는 여러 가지 기하학적 형태들을 가질 수 있다. 접촉부 요소에 의해 전기 전도되고 열 전도되게 연결된 배터리 셀들 사이에서의 접촉부 요소에 의한 전류 및 열 흐름의 분포와 배터리 셀들의 접촉이 접촉부 요소에 의해 가능해진다. 접촉부 요소는 강성인 것이 바람직하다.
각 배터리 부분 내의 배터리 셀들은 그들의 배터리 극성과 관련하여 그에 맞게 정렬될 수 있다. 따라서, 한 배터리 부분 내의 모든 배터리 셀들은 그들 각각이 제1 접촉부 요소에는 양극 배터리 말단 단자를 형성하는 제1 말단 단자에 의해 접촉하고 제2 접촉부 요소에는 음극 배터리 말단 단자를 형성하는 제2 말단 단자에 의해 접촉하도록 정렬될 수 있다. 그러나 배터리 셀들을 반드시 그들의 배터리 극성과 일치되게 정렬시킬 필요는 없다. 따라서, 음극 배터리 말단 단자뿐만 아니라 양극 배터리 말단 단자들도 모두 하나의 접촉부 요소에 접하는 것도 가능하다.
배터리 셀들이 서로 전기 전도되게 전기적 직렬연결 및 병렬연결 방식으로 연결되고 또한 서로 열 전도되게 연결되도록, 제1 측면의 적어도 하나의 접촉부에 연결된 말단 단자들이 접촉부 요소를 거쳐서 서로 전기 전도되고 열 전도되게 상호 연결되고, 제2 측면의 적어도 하나의 접촉부에 연결된 말단 단자들이 상기 접촉부 요소를 거쳐서 서로 전기 전도되고 열 전도되게 상호 연결되며, 상기 제1 측면의 적어도 하나의 접촉부에 연결된 상기 말단 단자들이 상기 접촉부 요소를 거쳐서 상기 제2 측면의 적어도 하나의 접촉부에 전기 전도되고 열 전도되게 상호 연결되면 바람직하다. 이러한 회로에 의하면 배터리의 모든 배터리 셀들에 걸친 열 및 전류의 특히 균일한 분포가 얻어진다는 것이 밝혀졌다.
인접한 배터리 부분들은 이들 인접한 배터리 부분들 중 한 배터리 부분의 배터리 셀 종축의 방향으로 서로 이격되는 것이 바람직하다. 배터리 부분들 사이의 간격은 접촉부 요소에 의해 설정될 수 있다. 이러한 공간적 구성에 따르면, 상이한 배터리 셀들의 배터리 셀들은 서로 이웃한 배터리 셀 종축들에 대해 수직인 방향으로는 배열될 수 없지만, 인접한 배터리 부분들의 하나의 배터리 셀 종축의 방향으로 항상 서로 편위되게 이격된다.
본 발명에 따르면, 인접한 배터리 부분들의 배터리 셀들을 배치함에 있어서, 한 배터리 부분의 한 배터리 셀을 관통해서 이 배터리 셀의 배터리 셀 종축에 평행하게 연장되는 적어도 하나의 축이 인접한 한 배터리 부분 내의 한 배터리 셀과 교차하도록 배치하는 것도 가능하다. 따라서, 인접한 배터리 부분들의 배터리 셀들이 서로에 대해 배치되되, 한 배터리 셀의 단면이 이 배터리 셀의 배터리 셀 종축의 방향으로 들어선 때에 상기 배터리 셀들의 단면이 중첩되도록, 배치된다.
또한, 본 발명에 따르면, 인접한 배터리 부분들의 배터리 셀들이 하나의 접촉부 요소에 서로 대향되게 접하는 구성이 제공될 수 있다. 이것은 인접한 배터리 부분들 내의 배터리 셀들의 배치가 서로 일치하는 것으로 가정한 것이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 인접한 배터리 부분들 내에 배터리 셀들을 서로 다르게 배치하는 것도 가능하다. 따라서, 배터리 셀들의 일부 또는 전부가 접촉부 요소에 접하되, 그 각각에 있어서 한 인접 배터리 부분의 배터리 셀이 접촉부 요소의 반대 측에 접하지 않도록 하여, 접할 수 있다.
배터리의 모든 배터리 부분들의 배터리 셀들이 서로 평행하게 정렬된 배터리 셀 종축을 갖는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 한 배터리 내의 모든 배터리 셀들이 하나의 배터리 축에 대해 일치하는 정렬이 취해진다. 이러한 구조로 인해, 이러한 방식으로 구성된 배터리는 배터리 축의 방향으로 배터리에 가해지는 힘을 특히 잘 흡수할 수 있다. 이러한 구성은 인접한 배터리 섹션들의 배터리 셀들 모두가 접촉부 요소에 서로 대향되게 배치될 때 특히 유리하다. 따라서, 배터리 셀로부터 배터리 축 방향으로 나오는 힘은 접촉부 요소를 거쳐서 하나의 인접한 배터리 부분의 반대 측 배터리 셀에 유리하게 전달된다.
배터리의 모든 배터리 셀들이 서로 평행하게 정렬된 배터리 셀 종축을 갖는 경우, 배터리의 배터리 부분들을 배터리 셀 종축에 평행하게 연장되는 하나의 배터리 축을 따라 앞뒤로 배치하는 것이 유리하다. 따라서, 배터리 부분들은 이 배터리 축에 수직인 방향으로는 서로 배치되지 않는다. 배터리 내의 힘은 전체 셀 집합체에 걸쳐서 배터리 셀들의 배터리 셀 종축을 따라서 특히 잘 전달될 수 있다.
배터리의 모든 배터리 부분들이 하나의 배터리 격실에 놓이되, 여기서 배터리 축에 수직인 상기 배터리 격실의 배터리 격실 단면이 상기 배터리 축에 수직인 하나의 배터리 부분 외피(battery section envelope)의 최대 배터리 부분 단면(battery section cross-section)에 대응하고, 상기 최대 배터리 부분 단면은 상기 배터리 축을 따르는 모든 배터리 부분들의 모든 배터리 부분 단면들을 포함하는 하나의 배터리 부분의 배터리 부분 단면이면 특히 유익하다. 상기 배터리 부분 외피들은 각각의 배터리 부분의 각각의 외부 배터리 셀들의 측 방향 면들에 의해 형성된다. 따라서, 배터리 부분의 단면은 배터리 부분에 의해 한정되며, 그 단면의 면적은 배터리의 다른 모든 배터리 부분들의 단면들의 면적과 동일하거나 혹은 그보다 크다.
바람직하게는, 배터리 셀들의 제1 말단 연결부들이 배터리 양극 말단 단자를 형성하고, 배터리 셀들의 제2 말단 연결부들이 배터리 음극 말단 단자를 형성하며, 이 경우에, 하나의 배터리 부분의 배터리 셀들은 각각 하나의 접촉부 요소에 오로지 배터리 양극 말단 단자들만을 거쳐서 또는 오로지 배터리 음극 말단 단자들만을 거쳐서 연결된다. 여기서, 하나의 접촉부 요소가 오로지 배터리 양극 말단 단자만에 의해 제1 측면에 접촉하고 오로지 배터리 음극 말단 단자만에 의해 제2 측면에 접촉하는 것이 바람직하다. 이는 배터리 내의 모든 배터리 셀들과 배터리 내의 모든 접촉부 요소들 전체에 걸쳐 병렬 및 직렬 방식의 전기적 및 열적 연결이 이루어질 수 있게 한다. 이하에서, 배터리 양극 말단 단자들을 형성하는 배터리 셀들의 제1 말단 단자들을 양극 말단 단자라고 칭한다. 배터리 음극 말단 단자들을 형성하는 배터리 셀들의 제2 말단 단자들을 이하에서 음극 말단 단자라고 칭한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 접촉부 요소는 판형으로 구성된다. 판형 접촉부 요소는 그 높이 및 너비에 비해서 깊이가 작은 것을 특징으로 한다. 판형 접촉부 요소는 인접한 배터리 부분들 사이에 특히 쉽게 배치되어 이 배터리 부분들을 서로 전기 전도되고 열 전도되게 연결시킬 수 있다. 접촉부 요소들의 한 측면에 있는 한 판형 접촉부 요소의 모든 접촉부들은 하나의 평면 내로 그 범위가 들어온다. 대안적으로, 접촉부 요소는 판형이 아닐 수 있는데, 다만 접촉부 요소 상에 서로로부터 계단식으로 편위되게 배치된 평면 부분들을 가질 수 있다. 이 경우, 계단식으로 서로 엇갈리게 배치된 접촉부들을 양 측면에 갖는 접촉부 요소를 구비하는 것이 유리하다. 접촉부 요소는 그에 구비된 접촉부들이 접촉부의 한 측면에서는 2 개의 상이한 평면 또는 2 개 이상의 상이한 평면에 배치되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 셀 배열체의 배터리 시작 영역과 배터리 끝 영역 각각에 가압판이 배치되고, 상기 가압판들은 장력 요소들을 거쳐서 서로 연결됨으로써 적어도 하나의 접촉부 요소에 접하는 배터리 셀들이 상기 적어도 하나의 접촉부 요소에 가압되고, 상기 배터리 시작 영역과 상기 배터리 끝 영역은 셀 집합체의 제1 단부 및 제2 단부에 있는 말단 단자들에 의해 한정된다. 이에 따라, 셀 집합체 내의 구성 요소들이 함께 가압된다. 여기서, 상기 가압판들은 배터리 셀들에 접촉력을 가한다. 본 발명에 따르면, 가압판은 접촉력을 배터리 시작 부분 또는 배터리 끝 부분에서 배터리 셀들에 직접 가할 수 있다. 가압판은 배터리 셀들의 말단 단자들에 직접 접할 수 있다. 대안적으로, 가압판은 접촉력을 배터리 시작 부분 또는 배터리 끝 부분에서 배터리 셀들에 간접적으로도 가할 수 있다. 본 발명에 따르면, 가압판과 배터리 셀 사이에 추가적인 층이 제공될 수 있다. 이 추가적인 층은 전기 비전도성인 것으로 그리고/또는 탄성인 것으로 구성될 수 있다. 또한, 가압판과 배터리 시작 영역 사이 및 가압판과 배터리 끝 영역 사이 각각에 접촉부 요소가 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 가압판은 평면형으로 형성될 수 있지만, 상이한 형태의 가압판들을 구성하는 것도 가능하다. 장력 요소들이 상기 가압판들에 각각 연결된다. 여기서, 장력 요소들은 가압판들 상에 인장력을 가하도록 하는 방식으로 가압판들 사이에 클램프 고정된다. 가압판은 그러한 인장력에 기인하여 결국에 가서는 이미 설명한 접촉력을 셀 배열체에 가할 수 있다. 상기 접촉력은 배터리 내의 셀 집합체의 모든 배터리 부분들 전체에 걸쳐 전달된다. 그 결과, 접촉부 요소들과 배터리 셀들의 말단 단자들 사이의 접촉 면적이 높은 접촉력에 의해 증가하기 때문에, 배터리 셀들이 셀 집합체 내의 적어도 하나의 접촉부 요소와 특히 잘 접촉하게 된다.
상기 장력 요소는 봉, 튜브, 또는 그 밖의 긴 요소로 설계할 수 있다. 상기 봉은 바람직하게는 금속으로 제조되고, 가장 바람직하게는 강으로 제조된다. 그러나 상기 봉은 대안적으로는 특히 안정된 플라스틱으로 제조되거나, 또는 복합 재료로 제조될 수 있다.
함께 가압함으로써, 전류 및 열 흐름이 배터리 내에서 특히 양호하게 분포될 수 있다. 또한, 배터리는 강한 기계적 부하를 견딜 수 있도록 특정 방식으로 안정화된다. 이것은 배터리가 그러한 기계적 응력에 규칙적으로 노출되는 경우에 특히 유리하다.
바람직하게는, 배터리 부분들의 배터리 셀들이 제1 셀 평면 및 제2 셀 평면에 배치되고, 상기 제1 셀 평면 및 제2 셀 평면은 하나의 배터리 부분 내에 번갈아 배치되고, 각 셀 평면을 따라 적어도 2 개의 배터리 셀이 배치되고, 상기 제1 셀 평면 내의 인접한 배터리 셀들과 상기 제2 셀 평면 내의 인접한 배터리 셀들 사이의 동일한 간격이 미리 결정되고, 상기 제1 셀 평면 내의 배터리 셀들은 상기 제2 셀 평면 내의 배터리 셀들로부터 편위되게 배치되고, 모든 배터리 부분들의 배터리 셀들이 유사하게 배치되어, 장력 요소들 중 하나의 장력 요소가 관통하는 적어도 하나의 외부 통로부가 측 방향 면에 형성되도록 한다. 제1 셀 평면 또는 제2 셀 평면 내의 배터리 셀들은 원하는 바에 따라 서로 이격될 수 있다. 이들은 장력 요소가 관통할 수 있는 내부 통로부가 셀 집합체에 존재할 수 있는 한 멀리 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리 셀들이 배터리 부분들의 구석 영역 내의 다른 2 개의 배터리 셀과 배터리 부분들의 가장자리 영역 내의 다른 3 개의 배터리 셀에 접하고, 구석 영역 또는 가장자리 영역에 배치되지 않은 배터리 셀들 모두가 다른 6 개의 배터리 셀에 접하고, 각각의 접촉부는 하나의 일치된 셀 배열체를 구비하여, 장력 부재들 중 하나가 관통하는 적어도 하나의 외부 통로부가 측 방향 면에 형성되도록 한다. 이러한 배치에 따르면, 배터리 셀들은 서로 직접 인접하게 배치됨으로써 서로 함께 특히나 잘 포장된다. 따라서, 각 배터리 부분에 특히 많은 수의 배터리 셀을 배치하는 것이 가능하다. 여기서, 배터리 셀들과 이 배터리 셀들을 둘러싸는 측 방향 면 사이에 외부 통로부들이 확보된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 배터리 부분들 내의 배터리 셀들의 편향된 배열도 또한 가능하다.
본 발명에 따르면, 배터리 부분들 내에서 각각 적어도 하나의 배터리 셀이 제거될 수 있어서, 장력 요소들 중 하나가 관통하는 적어도 하나의 내부 통로부가 측 방향 면에 형성된다. 추가적인 배터리 셀의 제거는 배터리 내의 배터리 셀들의 엇갈린 배치에서뿐만 아니라 배터리 내의 배터리 셀들의 임의의 다른 배치에서도 가능하다. 그 결과, 통로부 역할을 할 수 있는 추가적인 공간이 배터리 내에 확보될 수 있다.
가압판을 금속판으로 구성하게 되면 유리하다. 금속판은 인장력을 장력 요소로부터 셀 집합체로 전달할 수 있게 충분히 안정적이다. 금속판들은 원하는 인장력 여하에 따라 상이한 두께로 제조될 수 있다. 높은 인장력이 요구되는 경우, 금속판은 특히 두껍게 만들어져야 한다. 금속판은 두께가 바람직하게는 3mm 내지 20mm, 가장 바람직하게는 5mm이다. 본 발명에 따르면, 금속판은 구리, 알루미늄, 또는 열전도도가 아주 높은 그 밖의 다른 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 가압판을 금속으로 만들지 않을 수 있다. 따라서, 가압판은 본 발명에 따르면 경질 플라스틱으로 만들 수 있다.
바람직하게는, 상기 장력 요소는 상기 가압판의 리세스를 관통하고, 이 때 상기 장력 요소는 상기 가압판에 볼트 체결되고 그리고/또는 너트에 의해 상기 가압판에 볼트 체결된다. 나사식 연결은 가압판의 장력 요소에 의해 가해지는 인장력을 정밀하게 조정할 수 있게 한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 장력 요소가 가압판에 인장력을 가하도록 하는 방식으로 장력 부재를 상기 리세스에 고정하기 위해 그 밖의 다른 고정 수단도 또한 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 장력 요소를 전기적으로 비전도성인 재료로 제조하는 것이 가능하다. 이렇게 하여서 전류가 장력 요소를 통과하는 것을 방지할 수 있다. 이것은 가압판이 전류를 전달하는 본 발명의 실시예들에 있어서 특히 중요하다. 대안적으로, 장력 요소를 전기적으로 절연시키기 위해 장력 요소를 전기적으로 비전도성인 재료로 코팅하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 장력 요소를 가압판에 연결함에 있어서는, 각각의 가압판 상에 그 가압판에 연결된 장력 요소에 의해 적어도 50N, 바람직하게는 적어도 100N, 특히 바람직하게는 적어도 200N의 압축력이 배터리 부분의 방향으로 가해지도록 하는 방식으로 연결을 행한다. 그 결과, 배터리 내의 접촉부 요소들과 배터리 셀들이 서로 전기 전도되고 열 전도되게 특히 잘 연결된다. 또한, 셀 배열체는 대응하는 높은 인장력이 셀 집합체에 가해질 때 특히 안정적이다.
적어도 하나의 가압판이 냉각핀들을 구비하는 것이 바람직하다. 냉각핀들은 가압판의 표면적을 증대시켜 가압판이 열을 더 잘 소산시킬 수 있도록 한다. 따라서, 셀 집합체로부터 나오는 열이 배터리의 단부면으로부터 가압판을 거쳐 유리하게 소산될 수 있다. 냉각핀은 가압판이 구리 또는 알루미늄 등의 금속으로 만들어진 경우에 특히 적합하다.
바람직하게는, 한 배터리 부분의 말단 단자들이 인접한 한 배터리 부분의 말단 단자들에 전기 전도되고 열 전도되게 직접 접한다. 양극 말단 단자들이 인접한 한 배터리 부분의 음극 말단 단자들에 직접 접하는 것이 아주 특히 바람직하다. 따라서, 인접한 배터리 셀들이 접촉부 요소에 의해 서로 분리됨이 없이 2 개 이상의 배터리 셀들이 직렬로 연결된다. 이러한 배치는 셀 배열체 내의 접촉부 요소들의 수가 적더라도 하나의 배터리 내에서의 전류 및 열 흐름의 충분한 분포가 가능할 때에 제공될 수 있다. 이러한 경우인지 여부는 배터리 셀들의 용량성 및 기타 특성에 의해 결정적으로 결정된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 배터리들은 원형 셀들로 구성된다. 원형 셀들은 양 측면에 말단 단자들이 배치된 원통형 몸체를 갖는다. 하나의 배터리 배열체 내의 원형 셀들은, 원형 셀들 사이의 공동들이 이 원형 셀들의 기하학적 형상으로 인해 하나의 셀 배열체 내에 존재하는 종래의 직육면체형 커피 백 셀에 비해, 장점을 갖는다. 이들 공동은 하나 이상의 배터리 셀이 터지거나 심지어 폭발하게 되는 고장이 배터리 내에서 발생할 때에 특히 유리하다. 하나 이상의 커피 백 셀을 갖는 종래의 배터리 어셈블리에 있어서는, 터지거나 또는 폭발하는 배터리들이 팽창할 수 있는 공간이 배터리 내에 없다. 초과 에너지가 소산될 수 없고, 그 결과 하나의 배터리 어레이에 최악의 경우에는 전체 배터리의 폭발에 위협을 받는 셀들이 많이 있게 된다. 원형 셀들을 기반으로 하는 셀 배열체에서는 이러한 위험이 현저히 줄어든다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 배터리 부분의 배터리 셀들이 관통하게 되는 적어도 하나의 위치 결정 판이 셀 집합체 내에 배치되고, 상기 위치 결정 판은 적어도 하나의 배터리 셀을 관통시키는 적어도 하나의 리세스를 가지며, 상기 리세스는 상기 배터리 부분의 배터리 셀들 주위에 외피에 의해 한정되고, 상기 리세스는 상기 적어도 하나의 배터리 셀 주위에서 형태에 맞게 결합되어 적어도 하나의 배터리 셀을 배터리 내에 위치시켜 안정화시킨다. 여기서, 상기 리세스의 가장자리 면은 그 리세스를 관통하는 모든 배터리 셀에 반드시 접촉하는 것은 아니다. 또한, 상기 리세스의 측면에 접촉하지 않는 배터리 셀에서도, 안정화 효과가 리세스의 측면에 직접 접하는 인접한 배터리 셀들에 의해 간접적으로 발휘된다. 위치 결정 판은 금속, 플라스틱, 목재, 또는 그 밖의 다른 재료로 제조될 수 있다. 대안적으로, 위치 결정 판은 하나의 리세스를 가질 수 있을 뿐만 아니라 복수의 리세스를 갖는 하나의 연속적인 표면을 가질 수 있고, 각각의 리세스를 통해 적어도 하나의 배터리 셀이 관통하고, 각각의 리세스는 그를 관통하는 적어도 하나의 배터리 셀 주위에 외피에 의해 한정되며, 상기 리세스는 적어도 하나의 배터리 셀을 적극적으로 결합시켜 적어도 하나의 배터리 셀을 배터리 내에 위치시켜 안정화시킨다.
각각의 접촉부 요소에 있어서의 양 측면 각각에 위치 결정 판을 배치하면 유익하다. 그 결과, 접촉부 요소들과 접촉하는 배터리의 영역들에서 배터리 셀들이 특히 잘 안정화된다. 특히, 접촉부 요소들이 특별히 구성된 접촉부 - 여기에서 접촉이 이루어지게 됨 - 를 갖는 경우, 위치 결정 판들을 위와 같이 배치하는 것이 유리하다. 그러면 양극 말단 단자들 및 음극 말단 단자들이 접촉부 요소들의 영역에 특히 정확하게 위치될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 접촉부 요소가 열 소산 요소를 거쳐 히트 싱크에 열 전도되게 연결된다. 히트 싱크는 배터리 외부에 있어야 하지만 배터리의 일부를 형성할 수도 있다. 적절하게 배치된 열 소산 요소에 의해 열 흐름이 셀 배열체로부터 소산될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 셀 배열체는 열 전도성 하우징에 의해 둘러싸일 수 있다. 하우징은 열 전도성이므로, 하우징은 셀 집합체에서 열을 흡수하고 선택적으로는 열 전도되게 연결된 다른 히트 싱크에 열을 전달하기 위한 히트 싱크로서 유용하다. 전술한 열 소산 요소는 하우징에 열 전도되게 연결될 수 있다. 하우징은 바람직하게는 금속, 특히 바람직하게는 철, 알루미늄, 또는 금속 합금으로 제조된다. 이러한 하우징은 셀 집합체를 외부 영향으로부터 보호하는 데 적합하다. 하우징은 바람직하게는 가압판이 놓이는 2 개의 개구를 갖는다. 본 발명에 따르면, 하우징은 환기 슬롯으로서의 긴 리세스들을 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 접촉부 요소는 금속체로 형성될 수 있다. 상기 금속체는 구리 또는 알루미늄으로 제조하는 것이 특히 바람직하다. 금속체는 전기 전도도 및 열전도도가 우수하다. 복수의 배터리 셀들이 하나의 금속체에 병렬 및 직렬로 연결될 수 있다. 금속체 상의 접촉부들은 특정의 구성을 가질 필요가 없다. 그러나, 본 발명에 따르면, 그 접촉부들은 융기부(elevation)로 구성되거나, 혹은 융기부를 포함할 수 있다. 금속체는 판형일 수 있거나, 혹은 계단형 면을 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 금속체의 기하학적 형태들을 벗어나는 것도 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 접촉부 요소는 일부가 전기 비전도성 재료로 만들어진 도체 구조 요소로 형성되고, 상기 도체 구조 요소는 제1 측면 및 제2 측면 각각에 적어도 하나의 전기 전도성 및 열 전도성 접촉부를 가지며, 각각의 접촉부는 각각의 다른 접촉부에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다. 이를 위해, 본 발명에 따르면, 접촉부 요소의 전기 비전도성 재료 내에 전기 전도성 및 열 전도성 재료가 함입될 수 있다. 도체 구조 요소는 배터리 셀들의 전기적 및 열적 연결을 가능하게 한다. 접촉부 요소가 도체 구조 요소로 구성되는 경우, 배터리의 배터리 셀들이 그에 가해지는 비교적 높은 힘으로 가압되어서 배터리 셀들과 접촉부 요소 사이의 특히 양호한 전기 전도성 및 열 전도성 연결이 일어나도록 하면 특히 유리하다. 도체 구조 요소는 회로 기판일 수 있다. 그러나 공간적으로 다르게 구성되는 요소일 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 도체 구조 요소는 직육면체 형상 또는 그 밖의 다른 형상을 취할 수 있다.
본 발명에 따르면, 도체 구조 요소의 전기 비전도성 재료 내에 전기 전도성 및 열 전도성 재료로 제조된 코어가 배치될 수 있고, 상기 코어로부터 멀리 떨어져 대면하는 상기 전기 비전도성 재료의 측면들 각각에 적어도 하나의 접촉부가 배치되고, 적어도 하나의 전기 전도성 및 열 전도성 리드 관통 요소(lead-through element)가 상기 코어를 통해, 그리고 상기 코어의 양 측면에 배치된 전기 비전도성 재료를 통해 연장되고, 상기 리드 관통 요소는 상기 코어로부터 전기 절연되고 상기 제1 측면 상의 적어도 하나의 접촉부 및 상기 제2 측면 상의 적어도 하나의 접촉부에는 전기 전도되게 연결되어, 상기 제1 측면 상의 접촉부들의 상기 제2 측면 상의 접촉부들로의 전기 전도성 및 열 전도성 연결이 상기 리드 관통 요소를 거쳐 이루어지고 열 흐름이 상기 코어에 의해 도체 구조 요소로부터 잡혀서 소산될 수 있도록 한다. 따라서, 이러한 도체 구조 요소를 구비한 배터리에서는, 전류 및 열 흐름이 배터리의 셀 집합체 내에서 분포될 뿐만 아니라 코어에 의해 흡수될 수도 있다. 이것은 열 흐름이 도체 구조 요소로부터 소산되는 것을 가능하게 하며 그에 따라 코어를 거쳐서 셀 집합체로부터 소산되는 것도 가능하게 한다. 본 발명에 따르면, 상기 코어는 도체 구조 요소로부터 인출될 수 있고, 히트 싱크에 열 전도되게 연결될 수 있다. 대안적으로, 열 전도성 코어는 히트 싱크에 열 전도되게 연결된 열 소산 요소에 연결될 수 있다.
배터리는, 추가적으로, 적어도 2 개의 접촉부들과 전기 전도성 및 열 전도성인 연결부가 도체 구조 요소의 제1 측면에 배치되도록, 상기 연결부는 상기 제1 측면 상의 상기 접촉부들을 서로 전기 전도되고 열 전도되게 연결시킴; 그리고 상기 제1 측면 상의 각 접촉부에 전기 퓨즈가 결합되도록; 그리고 상기 연결부가 각각의 접촉부에, 그 접촉부에 결합된 전기 퓨즈를 거쳐서, 연결되도록 - 여기서 상기 연결부는 전기 전도성 리드 관통 요소를 거쳐서 상기 도체 구조 요소의 비전도성 재료를 통해 상기 제2 측면 상의 적어도 하나의 접촉부와 전기 전도되게 연결되어, 상기 제1 측면 상의 각각의 접촉부가 적어도 하나의 전기 퓨즈에 의해 상기 도체 구조 요소의 제1 측면 상의 각각의 다른 접촉부 및 상기 도체 구조 요소의 제2 측면 상의 각각의 접촉부에 고정되도록 됨 - 구성될 수 있다. 따라서, 배터리 셀들이 도체 구조 요소에 의해 서로에 대해 고정될 수 있다. 이는 배터리 셀의 저항이 결함으로 인해 붕괴되어서 이 배터리 셀에 너무 많은 전류가 흐르는 경우에 특히 유리하다. 이 경우, 이러한 배터리 셀의 양극 또는 음극 말단 단자에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된 도체 구조 요소의 접촉부에 결합된 전기 퓨즈의 단락이 촉발된다. 그 결과, 이 결함 있는 배터리 셀은 셀 배열체로부터 전기적으로 절연된다.
바람직하게는, 도체 구조 요소의 각 접촉부 아래에, 접촉부 상으로의 접촉 압력의 작용 하에서 탄성 변형 가능한 탄성 재료가 배치된다. 본 발명에 따르면, 상기 탄성 재료는 접촉부 아래에서 도체 구조 요소의 비전도성 재료 내에 배치될 수 있다. 상기 접촉부에 가압력이 가해지면, 상기 접촉부와 상기 탄성 재료가 모두 변형된다. 따라서, 접촉부와 배터리 셀 사이에 특히 양호한 전기 전도성 및 열 전도성 연결을 확립할 수 있다. 도체 구조 요소의 국부적인 변형에 의해, 배터리 셀들이 접촉부들에 가압될 때의 그 도체 구조 요소의 다른 부분들에서의 바람직하지 않은 변형 또는 심지어 그 도체 구조 요소에 대한 손상을 피할 수 있다. 대안적 실시예에 따르면, 접촉부를 만드는 재료는 탄성 재료이다. 따라서, 도체 구조 요소의 접촉부는 전기 전도성 및 열 전도성인 탄성 재료로 형성될 수 있다.
접촉부 요소가, 특히 도체 구조 요소로 구성될 때, 그의 접촉부들에 스프링 요소들을 갖는 것이 더 바람직하다. 상기 스프링 요소들은 전기 전도성 및 열 전도성 재료, 예를 들어 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 스프링 요소들은 접촉부 요소의 접촉부들에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다. 상기 스프링 요소들은 선택된 재료 및 그들의 구조로 인해 탄성 변형 가능하다. 본 발명의 가능한 실시예들에 따르면, 상기 스프링 요소들은 스펀지 유사 재료 또는 탄성 패브릭으로 제조된 스프링들 또는 코일 스프링들일 수 있다. 이 스프링들은 배터리의 배터리 셀들과 접촉부 요소 사이의 향상된 접촉을 확립하는 역할을 한다. 또한, 이 스프링들은 배터리 셀들과 배터리 내의 접촉부 요소들 사이의 접촉력의 균형을 유지할 수 있게 함으로써 접촉부 요소의 바람직하지 않은 단면 변형이 방지된다. 또한, 셀 집합체가 함께 가압될 때에 한 배터리 부분의 모든 배터리 셀들에 대해 보다 균일한 접촉 압력이 가해진다. 이는 바람직한데, 배터리 셀들과 접촉부 요소들 사이의 전기 및 열 전이 저항이 감소되므로 그렇다.
본 발명의 추가적인 실시예들이 도면에 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리의 셀 배열체의 개략도이다.
도 2는 도 1의 배터리의 셀 집합체의 일부분을 단면도로 나타낸 개략도이다.
도 3은 회로 기판으로 구체화된 접촉부 요소를 이 접촉부 요소의 제1 측면에서 바라본 개략도이다.
도 4는 도 3에 따른 접촉부 요소를 이 접촉부 요소의 제2 측면에서 바라본 개략도이다.
도 5는 리드 관통 리세스를 갖는 회로 기판으로 구성된 접촉부 요소의 단면의 개략도이다.
도 6은 인접한 배터리 셀들을 갖는 평면형 접촉부 요소를 측면도로 나타낸 개략도이다.
도 7은 인접한 배터리 셀들을 가지며 계단형 면들을 갖는 접촉부 요소를 측면도로 나타낸 개략도이다.
도 8은 하우징을 갖춘 본 발명에 따른 배터리의 개략도이다.
도 9는 장력 요소 리세스들이 원형으로 배열된 회로 기판으로 구성된 접촉부 요소를 이 접촉부 요소의 제1 측면에서 바라본 개략도이다.
도 10은 장력 요소 리세스들이 원형으로 배열된 회로 기판으로 구성된 접촉부 요소를 이 접촉부 요소의 제1 측면에서 바라본 개략도이다.
도 1은 배터리(2)의 셀 배열체(1)의 개략도를 보여주고 있다. 배터리(2)는 가압판(3)들과 장력 요소(4)들을 갖는다. 상기 셀 배열체에 있어서, 복수의 배터리 셀(5)들이 각각 하나의 배터리 부분(6) 내에 나란히 배치된다. 하나의 배터리 부분(6)에 배치된 배터리 셀(5)들은 서로 병렬로 연결된다. 배터리 셀(5)들의 병렬연결은 접촉부 요소(7)들에 의해 가능해진다. 이를 위해, 배터리 셀(5)들의 말단 단자들이 접촉부 요소(7)들에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다. 셀 배열체(1)의 구조에 기인하여, 전류 및 열 흐름이 전체 셀 배열체(1)에 걸쳐 특히 잘 분포될 수 있다.
접촉부 요소(7)들은 각각 2 개의 배터리 부분(6)들 사이에 배치된다. 매 배터리 부분(6)마다 7 개의 배터리 셀(5)의 높이를 갖는다. 인접한 배터리 부분(6)들의 배터리 셀(5)들은 그들 사이에 배치된 접촉부 요소(7)들에 의해 직렬로 연결된다. 따라서, 셀 집합체(1) 내의 배터리 셀(5)들은 서로 병렬과 직렬로 상호 연결된다.
배터리 시작 영역(8)과 배터리 끝 영역(9)은 배터리(2)의 배터리 셀(5)들의 양극 말단 단자들 또는 음극 말단 단자들(도시되지 않음)에 의해 형성된다. 배터리 시작 영역(8)과 배터리 끝 영역(9)은 외부 접촉부 요소(7)들에 연결된다. 외측 접촉부 요소(7)들은 배터리 셀(5)들의 말단 단자들을 전기 전도되고 열 전도되게 연결한다. 배터리 시작 영역(8)과 배터리 끝 영역(9)으로부터 각각 멀리 떨어져 대면하는 접촉부 요소(7)의 측면에 가압판(3)이 배치된다. 상기 가압판(3)은 구리로 제조된다. 따라서 가압판은 매우 높은 열전도도를 갖는다.
상기 가압판(3)들은 장력 요소(4)들에 의해 서로 연결된다. 이 실시예에서, 상기 장력 요소(4)들은 가압판(3)들에 인장력을 가할 수 있도록 가압판(3)들에 볼트 체결된다. 그 결과, 셀 집합체(1)가 함께 가압된다. 특히, 배터리 셀(5)들은 접촉부 요소(7)들에 가압된다. 그 결과, 배터리 셀(5)들과 접촉부 요소(7)들 사이의 접촉 면적이 증가하여, 배터리 셀(5)들과 접촉부 요소(7)들 사이에서의 전류 및 열 흐름이 양호하게 흐를 수 있고 그에 따라 전체 셀 집합체(1)에 걸쳐 더 잘 분포될 수도 있다. 이는 배터리(2) 내에 국부적인 고열 지점들이 없도록 하는 데 기여한다. 또한, 장력 요소(4)들과 가압판(3)들에 의해서 셀 배열체(1)가 함께 가압되는 본 발명에 기인하여, 본 발명의 배터리(2)는 특히 기계적 응력을 견뎌낸다.
배터리 셀(5)들이 배터리 집합체(1) 내에 단단히 유지되도록 하기 위해, 배터리 셀(5)들은 복수의 위치 결정 판(10)에 의해 둘러싸인다. 상기 위치 결정 판(10)들은 배터리 셀(5)들을 배터리 부분(6)들 내에 형태 맞춤 방식으로 둘러싼다. 배터리 셀(5)들의 말단 단자들을 접촉부 요소(7) 상에 정밀하게 접촉시키는 것이 필요하므로, 위치 결정 판(10)들은 여기서는 접촉부 요소(7)들의 부근에 배치된다.
접촉부 요소(7)는 도체 구조 요소인데, 이는 이 실시예의 경우에서는 평면 회로 기판으로 구성된다. 회로 기판은 이 회로 기판으로부터 측 방향으로 인출되는 코어(11)를 갖는다. 상기 코어(11)는 회로 기판의 외부에서 열 소산 요소(12)를 형성한다. 열은 셀 배열체(1)로부터 열 소산 요소(12)를 거쳐서 소산될 수 있다. 열 소산 요소(12)는 접촉부 요소(7)의 한 평면에 위치된 제1 평면 부분(13)과, 접촉부 요소(7)의 상기 평면에 대해 수직으로 배치된 또 다른 평면에 놓인 제2 평면 부분(14)을 갖는다. 상기 제2 평면 부분(14)은 열 흐름이 접촉부 요소(7)로부터 하우징 또는 히트 싱크까지 소산될 수 있도록 하우징(도시되지 않음) 또는 히트 싱크(도시되지 않음)에 열 전도되게 연결되도록 구성된다.
도 2는 도 1에 따른 배터리(2)의 셀 배열체(1)의 단면을 단면도로 나타낸 개략도를 보여주고 있다. 이 경우에서, 배터리 셀(5)들은 제1 셀 평면(15)들과 제2 셀 평면(16)들에 배치된다. 이 경우에서 배터리 셀(5)들은 서로 직접적으로 인접한다. 제2 셀 평면(16) 각각은 제1 셀 평면(15)들보다 하나 적은 배터리 셀(5)을 갖는다. 이것의 결과로서 외부 통로부(17)들이 생긴다. 상기 외부 통로부(17)들을 이용하여 장력 요소(4)들을 관통시킬 수 있다. 외부 통로부(17)들은 가능한 한 작은 하나의 셀 집합체(1)의 단면 영역에 가능한 한 많은 배터리 셀(5)들을 배치할 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 인접한 제1 셀 평면(15)들보다 단지 하나 적은 배터리 셀(5)을 갖는 제2 셀 평면(16)에 2 개의 통로부(17)가 형성된다. 제2 셀 평면(16)으로부터 하나의 배터리 셀(5)이 제거됨으로써, 2 개의 외부 통로부(17)가 형성된다. 각각의 외부 통로부(17)를 통해 하나 이상의 장력 요소(4)가 관통할 수 있다. 본 실시예의 경우에서는, 각각의 외부 통로부(17)를 통해 하나의 장력 요소(4)가 관통한다. 그러나, 셀 집합체(1)의 균일한 안정화를 달성하기 위해, 내부 통로부(18)가 제공되는데, 이 내부 통로부에는 본 실시예의 경우에서는 배터리 셀(5)이 배치되지 않는다. 내부 통로부(18)를 통해 하나의 장력 요소(4)가 관통한다.
배터리 셀(5)들은 위치 결정 판(10)에 의해 배터리 부분(6) 내에 봉입된다. 위치 결정 판(10)에는 장력 요소(4)들로 하여금 외부 통로부(17)들 안으로 관통하여 들어가게 하는 장력 요소 리세스(19)들이 마련된다.
도 3은 회로 기판으로 구체화된 접촉부 요소(7)를 이 접촉부 요소(7)의 제1 측면(20)에서 바라본 개략도를 보여주고 있다. 본 실시예의 경우에서는, 제1 셀 평면들과 제2 셀 평면들에 배터리 셀들이 배치된 셀 배열체를 위한 접촉부 요소(7)가 마련된다. 접촉부 요소(7)는 여기서는 4 개의 제1 셀 평면과 3개의 제2 셀 평면을 갖는 셀 배열체에 적합한데, 여기서 상기 제1 셀 평면 및 제2 셀 평면에는 각각 8 개의 배터리 셀 및 7개의 배터리 셀이 배치된다. 접촉부 요소(7)는 장력 요소들이 관통할 수 있는 장력 요소 리세스(19)들을 갖는다.
접촉부 요소(7)는 그 일부가 전기 비전도성 재료로 형성된다. 접촉부 요소(7)의 전기 비전도성 재료로 된 제1 측면 상에서, 전기 및 열 전도성 재료로서의 구리가 여러 영역에 도포된다. 상기 구리 재료는 여러 개의 접촉부(21)를 갖는다. 이들은 배터리 셀들의 말단 단자들과 접촉하도록 구성된다. 이를 위해, 접촉부(21)들은 융기부로 구성된다. 상기 접촉부(21)들은 전기 비전도성 재료의 절연부(22)들에 의해 연결부(23)로부터 분리된다. 연결부(23)는 평면이다. 이 연결부는 접촉부(21)들을 서로 전기 전도되고 열 전도되게 연결한다. 각각의 절연부(22)를 통해 전기 전도성 및 열 전도성 트랙(24)이 관통하는데, 이 트랙의 치수는 퓨즈로서 필요한 크기로 결정된다. 이에 의해 접촉부(21)들이 서로 전기적으로 안전하게 된다.
각 절연부(22)의 둘레와 이에 따라서 각 접촉부(21) 둘레에도 다수의 리드 관통 리세스(25)들이 원형으로 배치된다. 리드 관통 리세스(25)에 적용되는 리드 관통 요소(도시되지 않음)가 각각의 리드 관통 리세스(25) 내에 배치된다. 리드 관통 요소는 구리로 제조되어, 접촉부 요소(7)의 제1 측면(20)의 연결부(23)를 접촉부 요소(7)의 제2 측면(도시되지 않음)에 전기 전도되고 열 전도되게 연결한다. 따라서, 접촉부(21)에서 배터리 셀로부터 흐르는 전류는 전도성 트랙(24)과 접촉부 요소를 거쳐서 접촉부 요소(7)의 제2 측면으로 전도될 수 있다.
접촉부 요소(7)에는 알루미늄으로 제조된 코어(11)가 배치된다. 상기 코어(11)는 접촉부(21)로부터 전기 절연되고, 리드 관통 요소들로 이루어져 있다. 상기 코어는 그 일부가 접촉부 요소(7)의 외부 영역 쪽으로 측 방향으로 연장된다. 접촉부 요소(7)의 외부 영역에서, 코어(11)는 열 소산 요소(12)를 형성한다. 본 실시예의 경우에서는, 4 개의 열 소산 요소(12) 각각에 제1 영역부(13)가 있는 것으로 도시되어 있다. 또한, 접촉부 요소(7)의 제2 측면에서는 전술한 장력 요소 리세스(19)들을 볼 수 있는데, 이 리세스들을 통해서 장력 요소(4)들이 관통할 수 있다.
도 4는 도 3의 접촉부 요소(7)를 이 접촉부 요소(7)의 제2 측면(26)에서 바라본 개략도를 보여주고 있다. 접촉부 요소(7)의 제2 측면(26) 상에는 구리 층이 연결 및 접촉 영역(27)으로서 형성된다. 연결 및 접촉 영역(27)에는 배터리 셀들의 말단 단자들과 접촉하기에 적합한 접촉부(21)들이 배치된다. 각 접촉부(21)의 주위에는 다수의 리드 관통 리세스(25)들이 원형으로 배치된다. 접촉부 요소(7)의 리드 관통 리세스(25)들은 전술한 바와 같이 구성된다.
본 실시예의 경우에서는, 4 개의 열 소산 요소(12) 각각에 제1 영역부(13)가 있는 것으로 도시되어 있다. 또한, 접촉부 요소(7)의 제2 측면에서는 장력 요소 리세스(19)들을 볼 수 있는데, 이 리세스들을 통해서 장력 요소(4)들이 관통할 수 있다.
도 5는 리드 관통 리세스(25)를 갖는 회로 기판으로 구성된 접촉부 요소(7)의 단면의 개략도를 보여주고 있다. 접촉부 요소(7)는 단순히 영역으로 도시된다. 접촉부 요소(7)는 전기 비전도성 기판 재료(28)를 갖는다. 상기 기판 재료(28)는 구리로 제조된 코어(11)를 봉입한다. 접촉부 요소(7)의 제1 측면(20) 상에 구리 층이 연결부(23)를 형성한다. 접촉부 요소(7)의 제2 측면(26) 상에 구리 층이 연결 및 접촉 영역(27)을 형성한다. 리드 관통 리세스(25)가 접촉부 요소(7)를 관통한다. 리드 관통 리세스는 연결부(23)와 연결 및 접촉 영역(27)을 관통한다. 구리로 제조된 리드 관통 요소(29)가 리드 관통 리세스(25)의 가장자리 상의 영역에 얇은 층으로서 도포된다. 이로써, 리드 관통 요소(29)가 기판 재료(28)에 의해 코어(11)로부터 전기 절연된다. 그러나 열 흐름은 기판 재료(28)를 통해 흐를 수 있고 접촉부 요소(7)의 코어(11)에 의해 소산될 수 있다.
도 6은 인접한 배터리 셀(5)들을 갖는 평면형 접촉부 요소(7)를 측면도로 나타낸 개략도를 보여주고 있다. 배터리 셀(5)은 양극 말단 단자(31) 및 음극 말단 단자(32)를 갖는다. 배터리 셀(5)의 양극 말단 단자(31)와 음극 말단 단자(32)는 접촉부 요소(7)에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다. 이를 위해, 말단 단자들은 접촉부 요소(7)의 제1 측면과 제2 측면 상의 접촉부들(도시되지 않음)에 접한다. 접촉부 요소(7)의 도시된 실시예에 따르면, 양극 말단 단자(31)들에 연결된 접촉부들은 하나의 공통 평면에 놓인다. 음극 말단 단자(32)들에 연결된 접촉부들도 또한 하나의 공통 평면에 놓인다.
도 7은 인접한 배터리 셀들을 가지며 계단형 면들을 갖는 접촉부 요소를 측면도로 나타낸 개략도를 보여주고 있다. 배터리 셀(5)은 양극 말단 단자(31) 및 음극 말단 단자(32)를 갖는다. 배터리 셀(5)의 양극 말단 단자(31)와 음극 말단 단자(32)는 접촉부 요소(7)에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된다. 이를 위해, 말단 단자들은 접촉부 요소(7)의 제1 측면과 제2 측면 상의 접촉부들(도시되지 않음)에 접한다. 접촉부 요소(7)의 도시된 실시예에 따르면, 접촉부 요소(7)의 제1 측면이 계단형으로 형성되므로, 양극 말단 단자(31)들에 연결된 접촉부들은 2 개의 상이한 평면에 놓인다. 접촉부 요소(7)의 제2 측면이 계단형으로 형성되므로, 음극 말단 단자(32)들에 연결된 접촉부들도 2 개의 상이한 평면에 놓인다.
도 8은 하우징(33)을 갖춘 본 발명에 따른 배터리(2)의 개략도를 보여주고 있다. 하우징(33)은 알루미늄으로 만들어지며, 접촉부 요소들을 갖는 본 발명에 따른 셀 배열체를 둘러싼다. 이 경우, 열 흐름이 셀 집합체로부터 하우징(33)으로 소산될 수 있도록, 하우징(33)의 내부에는 열 소산 요소들이 하우징(33)에 연결된다. 하우징(33)은 히트 싱크 역할을 하는 유지 판(34)에 고정식으로 연결된다. 하우징(33)은 2 개의 단부면에서 가압판(3)들에 의해 폐쇄된다. 가압판(3)들이 하우징(35) 내의 셀 집합체를 냉각시키는 데 기여할 수 있도록, 가압판(3)들은 냉각 핀(35)들을 구비한다. 장력 부재들(도시되지 않음)이 가압판(3)들을 관통하고, 너트(36)들에 의해 가압판(3)들에 볼트 체결된다. 가압판(3)들은 장력 요소들과 전기 절연된다.
도 9는 장력 요소 리세스(19)들이 원형으로 배치된 회로 기판으로 구성된 접촉부 요소(7)를 이 접촉부 요소(7)의 제1 측면에서 바라본 개략도를 보여주고 있다. 접촉부 요소는 도 3의 접촉부 요소(7)에서와 같이 형성된, 접촉부(21)들, 절연부(22)들, 연결부(23), 및 리드 관통 리세스(25)들을 포함한다. 접촉부 요소(7)는 장력 요소 리세스(19)들을 추가로 포함한다. 장력 요소 리세스(19)들은 접촉부 요소(7)에 실질적으로 원형으로 배치된다. 이러한 배치에 있어서는 접촉부 요소(7) 상의 힘이 접촉부 요소(7)의 가장자리 영역들에만 배치되는 장력 요소 리세스(19)들에 비해 더 균일하게 분포될 수 있음이 밝혀졌다. 장력 요소 리세스(19)들을 도시된 바와 같이 배치함으로써, 셀 배열체가 함께 가압 될 때에 접촉부 요소(7)가 굽혀지는 것이 방지된다. 굽힘은 셀 집합체 내의 개개의 셀을 접촉 불량이 되게 하거나 혹은 전혀 접촉되지 않게 하는 결과를 일으킬 수 있다. 따라서, 장력 요소 리세스(19)들을 도시된 바와 같이 배치하는 것이 특히 유리하다.
도 10은 장력 요소 리세스(19)들이 분포되게 배치되어 있는 회로 기판으로 구성된 접촉부 요소(7)를 이 접촉부 요소(7)의 제1 측면에서 바라본 개략도를 보여주고 있다. 접촉부 요소(7)는 도 3의 접촉부 요소(7)에서와 같이 형성된, 접촉부(21)들, 절연부(22)들, 연결부(23), 및 리드 관통 리세스(25)들을 포함한다. 접촉부 요소(7)는 장력 요소 리세스(19)들을 추가로 포함한다. 장력 요소 리세스(19)들은 접촉부 요소(7)에 분포되게 배치된다. 이러한 배치에 있어서는 접촉부 요소(7) 상의 힘이 접촉부 요소(7)의 가장자리 영역들에만 배치되는 장력 요소 리세스(19)들에 비해 더 균일하게 분포될 수 있음이 밝혀졌다. 장력 요소 리세스(19)들을 도시된 바와 같이 배치함으로써, 셀 배열체가 함께 가압 될 때에 접촉부 요소(7)가 굽혀지는 것이 방지된다. 굽힘은 셀 집합체 내의 개개의 셀을 접촉 불량이 되게 하거나 혹은 전혀 접촉되지 않게 하는 결과를 일으킬 수 있다. 따라서, 장력 요소 리세스(19)들을 도시된 바와 같이 배치하는 것이 유리하다.
1: 셀 배열체
2: 배터리
3: 가압판
4: 장력 요소
5: 배터리 셀
6: 배터리 부분
7: 접촉부 요소
8: 배터리 시작 영역
9: 배터리 끝 영역
10: 위치 결정 판
11: 코어
12: 열 소산 요소
13: 열 소산 요소의 제1 평면 부분
14: 열 소산 요소의 제2 평면 부분
15: 제1 셀 평면
16: 제2 셀 평면
17: 외부 통로부
18: 내부 통로부
19: 장력 요소 리세스
20: 접촉부 요소의 제1 측면
21: 접촉부
22: 절연부
23: 연결부
24: 전도성 트랙
25: 리드 관통 리세스
26: 접촉부 요소의 제2 측면
27: 연결 및 접촉 영역
28: 기판 재료
29: 리드 관통 요소
30: 탄성 재료
31: 양극 말단 단자
32: 음극 말단 단자
33: 하우징
34: 유지 판
35: 냉각 핀
36: 너트

Claims (24)

  1. 셀 배열체(1)를 구비한 배터리(2)로서, 상기 셀 배열체(1)가 복수의 배터리 셀(5)을 가지며, 상기 셀 배열체(1)가 적어도 2 개의 배터리 부분(6)을 가지며, 각각의 배터리 부분(6)이 복수의 배터리 셀(5)로 구성되며, 각각의 배터리 셀(5)이 제1 말단 단자 및 제2 말단 단자를 가지며, 각 배터리 셀(5)의 제1 말단 단자와 제2 말단 단자 사이에 배터리 셀 종축이 연장되며, 각 배터리 부분(6)의 배터리 셀 종축들이 각각 서로 평행하게 배열되며, 상기 배터리 부분(6)들이 서로 인접하게 배치된, 배터리에 있어서,
    제1 측면(20) 및 제2 측면(26)을 가지며 상기 제1 측면(20) 및 상기 제2 측면(26) 각각에 적어도 하나의 전기 전도성 및 열 전도성 접촉부(21)를 구비하는, 적어도 부분적으로 전기 전도성 및 열 전도성인 접촉부 요소(7)가 적어도 2 개의 인접한 배터리 부분(6)들 사이에 배치되며; 상기 배터리 부분(6)들은, 각각의 배터리 부분(6)에 대해 그 배터리 부분(6)의 배터리 셀(5)들 중 적어도 하나의 배터리 셀을 통해 그 배터리 부분(6)의 배터리 셀(5)들의 배터리 셀 종축에 수직하게 연장되는 평면이 할당될 수 있도록, 서로에 대해 배치되며; 상기 배터리 부분(6)에 인접한 배터리 부분(6)들이 상기 평면과는 교차하지 않으며; 상기 접촉부 요소(7)의 제1 측면(20)을 향하는 말단 단자들은 그 제1 측면(20)의 적어도 하나의 접촉부(21)에 전기 전도되고 열 전도되게 연결되며; 상기 접촉부 요소(7)의 제2 측면(26)을 향하는 말단 단자들은 그 제2 측면(26)의 적어도 하나의 접촉부(21)에 전기 전도되고 열 전도되게 연결되며; 그리고 배터리 셀(5)들의 말단 단자들은, 전류 및 열 흐름이 전체 셀 집합체(1) 전체에 걸쳐 분포되도록, 상기 접촉부 요소(7)를 거쳐서 서로 전기 전도되고 열 전도되게 연결된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  2. 청구항 1에 있어서,
    배터리 셀(5)들이 서로 전기 전도되게 전기적 직렬연결 및 병렬연결 방식으로 연결되도록, 제1 측면(20)의 적어도 하나의 접촉부(21)에 연결된 말단 단자들이 접촉부 요소(7)를 거쳐서 서로 전기 전도되고 열 전도되게 상호 연결되고, 제2 측면(26)의 적어도 하나의 접촉부(21)에 연결된 말단 단자들이 상기 접촉부 요소(7)를 거쳐서 서로 전기 전도되고 열 전도되게 상호 연결되며, 상기 제1 측면(20)의 적어도 하나의 접촉부(21)에 연결된 상기 말단 단자들이 상기 접촉부 요소(7)를 거쳐서 상기 제2 측면(26)의 적어도 하나의 접촉부(21)에 전기 전도되고 열 전도되게 상호 연결된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  3. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    인접한 배터리 부분(6)들은 이들 인접한 배터리 부분(6)들 중 한 배터리 부분의 배터리 셀 종축의 방향으로 서로 이격된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  4. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    인접한 배터리 부분(6)들의 배터리 셀(5)들은, 한 배터리 부분(6)의 한 배터리 셀(5)을 관통해서 이 배터리 셀(5)의 배터리 셀 종축에 평행하게 연장되는 적어도 하나의 축이 인접한 한 배터리 부분(6) 내의 한 배터리 셀(5)과 교차하도록, 배치된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  5. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    인접한 배터리 부분(6)들의 배터리 셀(5)들이 하나의 접촉부 요소(7)에 서로 대향되게 접하는 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  6. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    배터리(2)의 모든 배터리 부분(6)들의 배터리 셀(5)들이 서로 평행하게 정렬된 배터리 셀 종축을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  7. 청구항 6에 있어서,
    배터리(2)의 배터리 부분(6)들이 배터리 셀 종축에 평행하게 연장되는 하나의 배터리 축을 따라 앞뒤로 배치된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  8. 청구항 7에 있어서,
    배터리의 모든 배터리 부분들이 하나의 배터리 격실에 놓이고, 배터리 축에 수직인 상기 배터리 격실의 배터리 격실 단면이 상기 배터리 축에 수직인 하나의 배터리 부분 외피의 최대 배터리 부분 단면에 대응하고, 상기 최대 배터리 부분 단면은 상기 배터리 축을 따르는 모든 배터리 부분들의 모든 배터리 부분 단면들을 포함하는 하나의 배터리 부분의 배터리 부분 단면인 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  9. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    배터리 셀(5)들의 제1 말단 단자들이 배터리 양극 말단 단자를 형성하고, 배터리 셀(5)들의 제2 말단 단자들이 배터리 음극 말단 단자를 형성하며, 하나의 배터리 부분(6)의 배터리 셀(5)들은 각각 하나의 접촉부 요소(7)에 오로지 배터리 양극 말단 단자들만을 거쳐서 또는 오로지 배터리 음극 말단 단자들만을 거쳐서 연결된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  10. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    접촉부 요소(7)는 판형으로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  11. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    접촉부 요소(7)는 그 접촉부 요소(7) 상에 서로로부터 계단식으로 편위되게 배치된 평면 부분들을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  12. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    셀 배열체(1)의 배터리 시작 영역(8)과 배터리 끝 영역(9) 각각에 가압판(3)이 배치되고, 상기 가압판(3)들은 장력 요소(4)들을 거쳐서 서로 연결됨으로써 적어도 하나의 접촉부 요소(7)에 접하는 배터리 셀(5)들이 상기 적어도 하나의 접촉부 요소(7)에 가압되고, 상기 배터리 시작 영역(8)과 상기 배터리 끝 영역(9)은 상기 셀 집합체(1)의 제1 단부 및 제2 단부에 있는 말단 단자들에 의해 한정된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  13. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항과 청구항 7에 있어서,
    배터리 부분(6)들의 배터리 셀(5)들이 제1 및 제2 셀 평면(15, 16)에 배치되고, 상기 제1 및 제2 셀 평면(15, 16)은 하나의 배터리 부분(6) 내에 번갈아 배치되고, 각 셀 평면을 따라 적어도 2 개의 배터리 셀(5)이 배치되고, 상기 제1 셀 평면(15) 내의 인접한 배터리 셀(5)들과 상기 제2 셀 평면(16) 내의 인접한 배터리 셀(5)들 사이의 동일한 간격이 미리 결정되고, 상기 제1 셀 평면(15) 내의 배터리 셀(5)들은 상기 제2 셀 평면(16) 내의 배터리 셀(5)들로부터 편위되게 배치되고, 모든 배터리 부분(6)들의 배터리 셀(5)들이 유사하게 배치되어, 장력 요소(4)들 중 하나의 장력 요소가 관통하는 적어도 하나의 외부 통로부(17)가 측 방향 면에 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  14. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항에 있어서,
    배터리 셀(5)들이 배터리 부분(6)들의 구석 영역 내의 다른 2 개의 배터리 셀(5)과 배터리 부분(6)들의 가장자리 영역 내의 다른 3 개의 배터리 셀(5)에 접하고, 구석 영역 또는 가장자리 영역에 배치되지 않은 배터리 셀(5)들 모두가 다른 6 개의 배터리 셀(5)에 접하는 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  15. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    한 배터리 부분(6)의 말단 단자들이 인접한 한 배터리 부분(6)의 말단 단자들에 전기 전도되고 열 전도되게 직접 접하는 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  16. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    배터리 부분(6)의 배터리 셀(5)들이 관통하게 되는 적어도 하나의 위치 결정 판(10)이 셀 집합체(1) 내에 배치되고, 상기 위치 결정 판(10)은 적어도 하나의 배터리 셀(5)을 관통시키는 적어도 하나의 리세스를 가지며, 상기 리세스는 상기 배터리 부분(6)의 배터리 셀(5)들 주위에 외피에 의해 한정되고, 상기 리세스는 상기 적어도 하나의 배터리 셀(5) 주위에서 형태에 맞게 결합되어 적어도 하나의 배터리 셀(5)을 배터리(2) 내에 위치시켜 안정화시키는 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  17. 청구항 16에 있어서,
    각각의 접촉부 요소(7)에 있어서의 양 측면 각각에 위치 결정 판(10)이 배치된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  18. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    적어도 하나의 접촉부 요소(7)가 열 소산 요소(12)를 거쳐 히트 싱크에 열 전도되게 연결된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  19. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    셀 배열체(1)가 열 전도성 하우징(33)으로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  20. 청구항 18 및 청구항 19에 있어서,
    상기 열 소산 요소(12)가 상기 하우징(33)에 연결된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  21. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    접촉부 요소(7)는 금속체로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  22. 청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 한 청구항에 있어서,
    접촉부 요소(7)는 일부가 전기 비전도성 재료로 만들어진 도체 구조 요소로 형성되고, 상기 도체 구조 요소는 제1 측면(20) 및 제2 측면(26) 각각에 적어도 하나의 전기 전도성 및 열 전도성 접촉부(21)를 가지며, 각각의 접촉부(21)는 각각의 다른 접촉부(21)에 전기 전도되고 열 전도되게 연결된 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 도체 구조 요소의 전기 비전도성 재료 내에 전기 전도성 및 열 전도성 재료로 제조된 코어(11)가 배치되고, 상기 코어(11)로부터 멀리 떨어져 대면하는 상기 전기 비전도성 재료의 측면들 각각에 적어도 하나의 접촉부(21)가 배치되고, 적어도 하나의 전기 전도성 및 열 전도성 리드 관통 요소(29)가 상기 코어(11)를 통해, 그리고 상기 코어(11)의 양 측면에 배치된 전기 비전도성 재료를 통해 연장되고, 상기 리드 관통 요소(29)는 상기 코어(11)로부터 전기 절연되고 상기 제1 측면(20) 상의 적어도 하나의 접촉부(21) 및 상기 제2 측면(26) 상의 적어도 하나의 접촉부(21)에는 전기 전도되게 연결되어, 상기 제1 측면(20) 상의 접촉부(21)들의 상기 제2 측면(26) 상의 접촉부(21)들로의 전기 전도성 및 열 전도성 연결이 상기 리드 관통 요소(29)를 거쳐 이루어지고 열 흐름이 상기 코어(11)에 의해 상기 도체 구조 요소로부터 잡혀서 소산될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 배터리(2).
  24. 청구항 22 또는 청구항 23에 있어서,
    적어도 2 개의 접촉부(21)들과 전기 전도성 및 열 전도성인 연결부(23)가 상기 도체 구조 요소의 제1 측면(20)에 배치되고, 상기 연결부(23)는 상기 제1 측면(20) 상의 상기 접촉부(21)들을 서로 전기 전도되고 열 전도되게 연결시키고, 상기 제1 측면(20) 상의 각 접촉부(21)에 전기 퓨즈(24)가 결합되고, 상기 연결부(23)가 각각의 접촉부(21)에, 그 접촉부(21)에 결합된 전기 퓨즈(24)를 거쳐서, 연결되고, 상기 연결부(23)는 전기 전도성 리드 관통 요소(29)를 거쳐서 상기 도체 구조 요소의 비전도성 재료를 통해 상기 제2 측면(26) 상의 적어도 하나의 접촉부(21)와 전기 전도되게 연결되어, 상기 제1 측면(20) 상의 각각의 접촉부(21)가 적어도 하나의 전기 퓨즈에 의해 상기 도체 구조 요소의 제1 측면(20) 상의 각각의 다른 접촉부(21) 및 상기 도체 구조 요소의 제2 측면(26) 상의 각각의 접촉부(21)에 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 배터리(2).
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