KR20200118796A - 전기 구동 차량용 배터리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 개별 배터리 셀(22)을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈(20)을 구비한 전기 구동 차량용 배터리 장치에 관한 것으로서, 이러한 배터리 모듈(20)은 모듈 하우징(24)을 구비하며, 상기 모듈 하우징은 상기 배터리 셀(22)의 온도 조절을 위해 적어도 부분적으로 온도 조절 유체로 채워져 있고, 모듈 하우징(24)으로부터 온도 조절 유체의 유출을 방지하기 위해 일차 밀봉장치(26)를 구비하며, 또한, 상기 배터리 모듈(20)은 엔벨로프 하우징(30)의 모듈 공간(32)에 삽입되어 있으며, 상기 엔벨로프 하우징은 이러한 엔벨로프 하우징(30)으로부터 온도 조절 유체가 유출되는 것을 방지하기 위해 이차 밀봉장치(36)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전기 구동 차량의 배터리 장치에 관한 것으로서, 배터리 장치를 위한 엔벨로프 하우징 및 그러한 배터리 장치를 조립하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 의미에서 전기 구동 차량이란, 배터리 장치에 저장된 전기 에너지를 적어도 부분적으로 구동력으로 변환하기 위해 배터리 장치를 구비한 차량으로 이해할 수 있다. 이때, 소위 플러그인 하이브리드 차량 또는 주행 거리 확장형 차량도 전기 구동 차량에 해당할 수 있다. 배터리 성능 및 전력으로 구동력을 획득하기 위해, 상기 배터리 장치는 정해진 온도 범위를 유지해야 한다. 외부 온도로 인해, 또는 배터리 장치 이용시 가열로 인해 발생할 수 있는 너무 낮은 온도와 너무 높은 온도는 출력을 저해하거나, 또는 배터리 장치에 손상을 줄 수 있다. 따라서, 공지된 배터리 장치에 항상 온도 조절 장치가 제공되며, 상기 온도 조절 장치는 배터리 장치를 가열하기 위해 온도 조절 유체를 이용하여 열을 상기 배터리 장치에 유입시킬 수 있거나, 또는 배터리 장치를 냉각시키기 위해 열을 상기 배터리 장치로부터 배출시킬 수 있다.
종래의 해결책은 온도 조절 유체가 갑자기 상기 배터리 장치로부터 유출되지 않도록 하기 위해 고비용이 소요되는 단점이 있다. 일반적으로, 종래의 해결책에 따른 배터리 장치는 다수의 개별 배터리 셀을 구비한 배터리 모듈 형태로 제공된다. 일반적으로, 그러한 다수의 배터리 모듈은 배터리 장치에 대해 나란히 또는 서로 겹쳐진 상태로 연결된다. 이러한 연결은 온도 조절 유체를 가이드 하기 위해 상대적으로 복잡할 수 있다. 배터리 셀 사이의 각각의 섹션 및 배터리 모듈 면 사이 및 인접해 있는 배터리 모듈 사이의 각각의 섹션은 온도 조절 유체를 이송하기 위해 밀봉되어야 하며, 이러한 밀봉은 상기 온도 조절 유체의 원치 않는 누출을 방지하기 위한 것이다. 한편, 전술한 것을 위해 다수의 실링제가 인접해 있는 개별 부품 사이의 대응하는 경계지점에 삽입되어야 한다. 다른 한편, 개별 섹션의 하우징 부품이 특히 정확하게 제조되어야 하며, 이것은 실링제와 상호작용시 공차의 정확도에 대한 높은 요구조건을 충족시키기 위한 것이며, 이와 함께 매우 확실한 밀봉을 보장하기 위한 것이다. 특히, 온도 조절 유체의 유출에 대해 원하는 밀봉을 보장하기 위해, 그러한 배터리 장치 조립시 정확성 및 안전성과 관련하여 불가피하게 고비용이 소요된다.
본 발명의 목적은 전술한 단점을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 저렴한 비용과 단순한 방식으로 온도 조절 유체의 유출을 방지하기 위해 매우 확실한 밀봉을 보장하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 청구항 1항의 특징을 포함하는 배터리 장치, 청구항 11항의 특징을 포함하는 엔벨로프 하우징 및 청구항 12항의 특징을 포함하는 방법을 통해 해결된다. 본 발명의 또 다른 특징과 상세한 내용은 종속항, 발명의 상세한 설명 및 도면으로부터 설명된다. 이때, 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여 설명된 특징과 발명의 상세한 내용은 당연히 본 발명에 따른 엔벨로프 하우징 및 본 발명에 따른 방법과 관련해서 역으로도 적용되기 때문에, 본 공보와 관련하여 본 발명의 개별적 측면은 항상 상호 연관되거나 또는 연관될 수 있다.
본 발명에 따라, 전기 구동 차량을 위한 배터리 장치가 제공된다. 이를 위해, 상기 배터리 장치는 다수의 개별 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈을 구비한다. 또한, 상기 배터리 모듈에 모듈 하우징이 제공되며, 상기 모듈 하우징은 배터리 셀의 온도를 조절하기 위해 적어도 부분적으로 온도 조절 유체로 채워져 있다. 바람직하게는, 상기 모듈 하우징은 완전히 또는 거의 완전히 온도 조절 유체로 채워진다. 또한, 상기 모듈 하우징은 이러한 모듈 하우징으로부터 온도 조절 유체가 유출되는 것을 방지하기 위해 일차 밀봉장치를 구비한다. 또한, 배터리 모듈은 상기 엔벨로프 하우징의 모듈 공간에 삽입되어 있으며, 상기 엔벨로프 하우징은 이러한 엔벨로프 하우징으로부터 온도 조절 유체가 유출되는 것을 방지하기 위해 이차 밀봉장치를 구비한다.
상기 배터리 장치의 공지된 해결책으로부터, 이단(two-stage) 또는 두 부분으로 고정된 밀봉 시스템(sealing system)이 제공될 수 있다. 공지된 해결책의 경우, 다수의 개별 실링제가 배터리 모듈의 모듈 하우징에 제공된 일차 밀봉장치에 사용되는 반면, 본 발명에 따라 제공된 이러한 일차 밀봉장치는 이차 밀봉장치를 통해 보완된다. 이때, 상기 이차 밀봉장치는 매우 단순하고, 저렴한 비용으로 형성될 수 있으며, 그 이유는 이러한 이차 밀봉장치에 개별 배터리 모듈, 배터리 모듈의 각각의 평면 및/또는 개별 배터리 셀 사이에 있는 다수의 개별 경계지점 및 접점이 제공되는 것이 아니라, 오히려 단순한 형태의 엔벨로프 하우징의 밀봉만 제공되기 때문이다.
선행 기술의 공지된 해결책에 따르면, 각각의 개별 경계지점에 원하는 확실한 밀봉 기능이 불가피하게 제공될 수 있었다. 본 발명에 따른 해결책에 따르면, 그러한 개별 경계지점의 고장, 즉 일차 밀봉장치의 경계지점에 고장이 발생할 경우, 주변으로 온도 조절 유체의 유출이 효과적으로 억제되며, 그 이유는 단순하고, 저렴한 비용으로 제공된 엔벨로프 하우징의 이차 밀봉장치로 인해 주변으로 그러한 유출이 차단되기 때문이다. 즉, 유체 기술적 관점에서 일차 밀봉장치 고장 시, 엔벨로프 하우징은 온도 조절 유체를 모으기 위해 사용된다. 상기 이차 밀봉장치는 바람직하게는 상기 일차 밀봉장치가 작용하지 않거나, 또는 완전하게 작용하지 않을 때, 비로소 사용된다.
본 발명에 따른 배터리 장치의 이단 밀봉 시스템으로 인해, 많은 장점이 제공될 수 있다. 한편, 배터리 장치로부터 온도 조절 유체의 유출에 대한 안전성이 현저하게 증가하며, 그 이유는 그러한 유출에 대해 추가 장벽(barrier)이 이차 밀봉장치에 의해 제공되기 때문이다. 또한, 상기 일차 밀봉장치의 개별 실링제를 단순하고, 저렴한 비용으로 제공할 수 있고, 보다 신속하고 안전에 소요되는 적은 비용으로 각각의 조립 단계를 진행할 수 있다. 상기 일차 밀봉장치의 실링제에 대해 감소 된 품질 요건에 기반을 둔 상태에서 누출 또는 부분 누출, 예를 들어 상기 엔벨로프 하우징으로 온도 조절 유체가 누출될 경우, 상기 이차 밀봉장치의 존재로 인해 주변으로 원치 않는 그러한 온도 조절 유체의 유출이 효과적으로 억제될 수 있다.
상기 일차 밀봉장치뿐 아니라, 연관된 밀봉 면과 이에 대응하는 반대쪽 밀봉 면(counter sealing surface)이 보다 단순하고, 저렴한 비용으로 모듈 하우징에 제공될 수 있다. 특히, 이것은 감소 된 제조 요건에 기반을 둔 상태에서 상기 모듈 하우징에 제공된 개별 부품의 공차 정확성에 대한 요구조건을 줄일 필요가 있다는 사실에 근거를 두고 있다. 전술한 것은 제조 노력의 감소와 함께 이에 대응하여 제조 비용이 감소하는 결과를 가져온다.
이때, 대응하는 밀봉장치는 분리된 개별 부품, 예컨대 개별 하우징 구조의 통합 및 내장된 형태와 동일한 실링제를 구비할 수 있다.
본 발명의 의미에서 온도 조절 유체란, 배터리 모듈의 배터리 장치 안쪽으로 열을 전달하거나, 또는 배터리 모듈로부터 배터리 장치 바깥쪽으로 열을 전달할 수 있는 모든 액체로 이해할 수 있다. 이때, 대응하는 기능은 공지된 배터리 장치의 공지된 온도 조절장치와 동일하다.
본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여, 적어도 하나의 배터리 모듈과 엔벨로프 하우징의 내벽 사이에 자유공간이 형성되는 것은 장점일 수 있으며, 이때 상기 자유공간은 적어도 부분적으로, 특히 완전하게, 또는 거의 완전하게 봉쇄 재료로 채워진다. 일반적으로, 상기 엔벨로프 하우징은 이러한 하우징에 삽입된 배터리 모듈보다 크다. 적어도 하나의 배터리 모듈을 쉽고, 간단하며 클램핑 없이 모듈 공간에 삽입하기 위해, 일반적으로 공차 범위가 제공되며, 이러한 공차 범위는 적어도 하나의 배터리 모듈을 삽입하고 난 후에, 모듈 하우징과 엔벨로프 하우징의 내벽 사이에서 자유공간을 형성한다. 그러한 자유공간은 본 발명의 이러한 실시형태에서 봉쇄 재료로 채워진다. 전술한 것은 상기 일차 밀봉장치에서 누출이 발생할 경우, 이러한 봉쇄 재료가 자유공간 및 이러한 자유공간에 존재하는 자유부피(free volume)를 채우고, 이로써 그러한 자유공간 쪽으로 온도 조절 유체가 더는 유출되지 않는 것으로 이해할 수 있다. 달리 표현하면, 봉쇄 재료는 누출이 발생할 경우 유출되는 온도 조절 유체를 배출하고, 상기 엔벨로프 하우징의 감소한 자유공간으로 그러한 온도 조절 유체가 유입되는 것을 억제한다. 전술한 것은 누출이 발생할 경우, 그러한 자유공간이 존재할 때보다 현저하게 적은 온도 조절 유체가 모듈 하우징으로부터 배출되도록 한다. 누출 시, 온도 조절 유체가 상기 모듈 하우징으로부터 적게 배출될수록, 안전성이 증가하며, 이로써 배터리 모듈 내에서 매우 효과적인 온도조절 기능이 달성된다. 바람직하게는, 자유공간이 축소, 즉 봉쇄 재료가 자유공간을 완전히, 또는 거의 완전하게 채우는 것이다.
전술한 단락에 따른 실시형태에서, 상기 배터리 장치와 관련하여 봉쇄 재료가 발포 재료(foam material), 특히 적어도 부분적으로 폐쇄된 발포 기공(foam pore)을 구비하는 것이 장점으로 작용할 수 있다. 상기 발포 재료는 많은 장점을 포함한다. 한편, 발포 재료는 특히 단순하고, 저렴한 비용으로 자유공간에 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 발포를 일으키는 액체가 삽입되며, 이러한 액체는 삽입 이후, 예를 들어 활성화 또는 화학 반응을 통해 발포를 일으킨다. 이로 인해, 봉쇄 재료로서 발포 재료를 통해 자유공간이 효과적으로 폐쇄되고, 특히 폐쇄를 위해 발포 기공으로 채워진다. 폐쇄된 발포 기공을 포함하는 발포 재료의 사용으로 인해, 누출이 발생할 경우, 온도 조절 유체가 그러한 폐쇄된 발포 기공으로 유입되지 않는다. 그러한 발포 기공이 폐쇄를 위해 내측 공동을 형성함으로써, 봉쇄 재료의 단순한 공법 및 배터리 장치의 적은 중량과 높은 봉쇄 효과가 그러한 발포 사용으로 인해 결합될 수 있다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여 상기 봉쇄 재료가 액체, 특히 온도 조절 유체를 구비하는 것도 고려해 볼 수 있다. 당연히, 개별 배터리 장치의 서로 다른 봉쇄 재료가 서로 결합할 수 있다. 봉쇄 재료로서 온도 조절 유체가 사용됨으로써, 제조 공정에서 봉쇄 재료를 위한 추가 재료가 사용되지 않기 때문에 공정의 복잡성이 감소 될 수 있다. 누출이 발생할 경우, 봉쇄 재료로서 온도 조절 유체와 유출된 온도 조절 유체 간의 동질성으로 인해 액체 간의 화학 작용이 억제될 수 있다. 이때, 바람직하게는 가능하면 핀 또는 유동 단속기가 봉쇄 재료로서 액체를 차단하고, 원치 않는 범람을 억제하는 것이다. 또한, 액체가 특히 용이하고, 저렴한 비용으로 상기 자유공간으로 유입될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여, 바람직하게는 상기 봉쇄 재료가 고체, 특히 벌크 재료(bulk material) 형태의 고체를 구비하는 것이다. 이때, 상기 벌크 재료는 예를 들어 낟알 형태의 고체일 수 있으며, 마찬가지로 전술한 낟알 형태의 고체도 이러한 방식으로 상기 자유공간으로 용이하고, 저렴한 비용으로 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 그러한 고체는 마찬가지로 기공, 예를 들어 폐쇄된 형태의 그러한 기공을 구비할 수 있으며, 이것은 발포 재료와 관련하여 이미 상세하게 설명된 것처럼 적은 자체 중량에도 높은 봉쇄 효과를 제공하기 위한 것이다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여, 바람직하게는 상기 엔벨로프 하우징이 적어도 두 부분으로 형성되는 것이며, 연결 섹션을 포함하는 팬 섹션 및 대응하는 반대쪽 연결 섹션을 포함하는 커버 섹션을 구비하는 것이다. 이때, 적어도 하나의 배터리 모듈이 상기 팬 섹션에 삽입되고, 커버 섹션은 대응하는 반대쪽 연결 섹션을 통해 상기 연결 섹션과 액체 밀봉 방식으로 연결된다. 상기 여러 부분으로 나뉜 그러한 엔벨로프 하우징의 형태는 쉽고, 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 즉, 상기 엔벨로프 하우징의 개별 구성요소는 단순하게, 예를 들어 사출성형 방법을 통해, 특히 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 조립을 위해, 상기 팬 섹션은 적어도 하나의 배터리 모듈이 직접적으로 삽입될 수 있기 때문에, 폐쇄될 모듈 공간에서 거의 선-고정(prefixing) 또는 선-배치가 보장될 수 있다. 상기 커버 섹션을 통해 모듈 공간이 폐쇄됨으로써, 기계적 안전성뿐만 아니라, 동시에 이차 밀봉장치의 형태를 위한 액체 밀봉 연결이 보장될 수 있다.
전술한 단락의 배터리 장치와 관련하여, 바람직하게는 상기 팬 섹션이 밀봉 면을 구비하고, 상기 커버 섹션이 대응하는 반대쪽 밀봉 면을 구비하는 것이며, 이러한 밀봉 면은 특히 별도의 실링제를 통해 서로 액체 밀봉 상태로 접촉한다. 전술한 것은 연결 섹션과 대응하는 반대쪽 연결 섹션 간의 분리된 연결로부터 이차 밀봉장치의 원하는 밀봉 기능을 달성하기 위한 것이다. 특히, 상기 엔벨로프 하우징의 개별 구성요소 제조시 분리된 실링제로 인해 공차 요구조건이 줄어들 수 있다.
또한, 바람직하게는 전술한 두 단락에 따른 배터리 장치와 관련하여, 상기 연결 섹션은 대응하는 반대쪽 연결 섹션과 가역적, 또는 불가역적으로 연결되는 것이다. 그러한 연결은 예를 들어 접착, 용접 또는 불가역적 고정을 통해 실시될 수 있다. 이로 인해, 불가역적인, 특히 액체 밀봉 연결로 인해 이차 밀봉장치의 밀봉 기능이 단순하고 저렴한 비용으로 달성될 수 있고, 특히 연결 기능의 기능 통합이 달성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여, 상기 엔벨로프 하우징은 적어도 하나의 기능 수단, 특히 아래의 기능 수단, 즉:
- 적어도 하나의 배터리 모듈을 위한 전기 연결라인,
- 적어도 하나의 배터리 모듈을 위한 온도 조절 유체의 액체 라인,
- 적어도 하나의 배터리 모듈을 위한 데이터 라인, 중에서 적어도 하나의 기능 수단을 상기 엔벨로프 하우징의 모듈 공간으로 가이드 하기 위해 적어도 하나의 기능 통로를 구비하는 것이다.
전술한 것은 확정된 목록이 아니다. 상기 배터리 장치의 기능을 손상시키지 않기 위해, 상기 기능 통로는 각각의 접근 기능을 위해 제공될 수 있다. 이러한 기능 통로가 엔벨로프 하우징의 약한 지점에 제공되어 발생할 수 있는 배터리 장치의 기능 손상을 억제하기 위해, 바람직하게는 상기 기능 통로에 마찬가지로 이차 밀봉장치가 제공되며, 이로 인해 전기 연결라인, 액체 라인, 데이터 라인 또는 이와 유사한 라인이 가이드 되더라도 밀봉, 즉 엔벨로프 하우징으로부터 원치 않는 온도 조절 유체의 유출이 억제된다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여, 바람직하게는 상기 엔벨로프 하우징은 적어도 부분적으로 기계적으로 안정성을 갖고 있다. 기본적으로 가능한 유연 및/또는 탄력 있는, 바람직하게는 얇은 형태로 제공되는 것과 달리, 전술한 것은 추가 기능으로서 개별 배터리 모듈의 기계적 안정성 및 기계적 보호가 제공될 수 있다. 전술한 것은 삽입된 봉쇄 재료로 인한 기계적 댐핑 작용이 배터리 모듈을 보호하는 기능으로서 추가로 제공될 경우 더욱 효과적이다.
본 발명의 또 다른 대상은 본 발명에 따른 배터리 장치를 위한 엔벨로프 하우징에 관한 것으로서, 상기 엔벨로프 하우징은 적어도 하나의 배터리 모듈을 삽입하기 위해 모듈 공간을 감싸는 내벽을 구비한다. 이러한 내벽 및 엔벨로프 하우징은 엔벨로프 하우징으로부터 온도 조절 유체가 누출되지 않도록 밀봉 기능을 한다. 이로 인해, 본 발명에 따른 엔벨로프 하우징은 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여 상세하게 설명된 것과 동일한 장점을 포함한다.
본 발명의 또 다른 대상은 본 발명에 따른 배터리 장치를 조립하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 아래의 단계, 즉:
- 본 발명에 따른 엔벨로프 하우징의 모듈 공간에 적어도 하나의 배터리 모듈을 삽입하는 단계,
- 엔벨로프 하우징으로부터 온도 조절 유체가 누출되는 것을 억제하기 위해 모듈 공간을 액체 밀봉 방식으로 폐쇄하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 배터리 장치가 제공됨으로써, 본 발명에 따른 배터리 장치와 관련하여 상세하게 설명된 것과 동일한 장점이 본 발명에 따른 방법에 제공된다.
본 발명에 따른 방법은 모듈 공간을 폐쇄하기 전에 엔벨로프 하우징의 내벽과 적어도 하나의 배터리 모듈 사이에 아직 남아 있는 자유 공간이 봉쇄 재료로 적어도 부분적으로 채워질 수 있도록 제공된다. 봉쇄 재료 및 장점은 배터리 장치의 대응하는 실시형태와 관련하여 마찬가지로 상세하게 설명되었다.
본 발명의 또 다른 장점, 특징 및 구체적 내용은 도면과 관련하여 본 발명의 실시 예가 설명되고 있는 아래의 발명의 상세한 설명에서 상세하게 설명된다. 이때, 청구항과 발명의 상세한 설명에서 언급된 개별 특징은 독립적으로, 또는 임의적 결합에서도 본 발명의 본질을 벗어나지 않는다. 도면 설명은 다음과 같다:
도 1은 첫 번째 조립 단계에 있는 본 발명에 따른 배터리 장치의 실시형태를 도시하고 있고,
도 2는 또 다른 조립 단계에 있는 도 1의 실시형태를 도시하고 있고,
도 3은 조립이 종료되고 난 후의 도 1 및 도 2의 실시형태를 도시하고 있고,
도 4는 본 발명에 따른 배터리 장치의 또 다른 실시형태를 도시하고 있다.
도 2는 또 다른 조립 단계에 있는 도 1의 실시형태를 도시하고 있고,
도 3은 조립이 종료되고 난 후의 도 1 및 도 2의 실시형태를 도시하고 있고,
도 4는 본 발명에 따른 배터리 장치의 또 다른 실시형태를 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 배터리 장치(10)를 제조하기 위해 본 발명에 따른 방법을 도시하고 있다. 도 1은 여러 부분으로 형성된 엔벨로프 하우징(10)의 팬 섹션(50)을 도시하고 있다. 이러한 팬 섹션(50)은 엔벨로프 하우징(30)의 모듈 공간(32)의 대부분을 한정한다. 이러한 모듈 공간(32)에 배터리 모듈(20)이 도 1에 따른 화살표 방향을 따라 위쪽에서 삽입될 수 있다.
도 1에서 알 수 있듯이, 여기에 도시된 배터리 모듈(20)에 모듈 하우징(24)이 제공된다. 이때, 상기 모듈 하우징(24)은 다수의 배터리 셀(22)을 각각 감싸고 있고, 상기 배터리 셀은 각각의 평면에 좌측에서 우측으로 서로 분리된 상태로 배열 또는 연결되어 있다. 개별 배터리 셀(22)의 온도를 조절하기 위해 상기 모듈 하우징(24) 내부에 배열된 온도 조절 유체가 누출되지 않도록 하기 위해, 평면 사이의 개별 경계지점(interface) 및 모듈 하우징(24)의 단부지점에 일차 밀봉장치(26)의 밀봉 요소가 각각 배열되어 있다. 도 1에서 각 지점은 상기 모듈 하우징(24) 단부의 좌우 측에 개략적으로 도시되어 있고, 경계지점은 예를 들어 상기 배터리 셀(22)의 우측 평면과 끝에서 두 번째 평면 사이에 개략적으로 도시되어 있다. 당연히, 일차 밀봉장치(26)를 형성하기 위해 다른 모든 경계지점에도 대응하는 실링제가 제공된다.
도 2에 도시되어 있는 지점에 상기 배터리 모듈(20)이 삽입되고 난 후, 상기 배터리 모듈(20)과 엔벨로프 하우징(30)의 내벽(34) 사이의 좌우측 면에 자유공간(F)이 제공된다. 이러한 자유공간(F)은 봉쇄 재료(40)로 채워져 있으며, 나중에 이러한 봉쇄 재료는 도 3 및 도 4에서 상세하게 설명된다.
또 다른 이차 밀봉장치(36)를 형성하기 위해, 이러한 실시형태에서 별도의 개별 실링제(70)가 연결 섹션(52)과 함께 팬 섹션(50)의 밀봉 면(54) 위에 배열된다. 이어서, 커버 섹션(60)이 화살표 방향으로 위쪽에서 배치됨으로써 모듈 공간(32)은 폐쇄될 수 있다. 이러한 과정이 종료된 상태는 예를 들어 도 3에 도시되어 있다. 상기 커버 섹션(20)이 부착되어 상기 모듈 공간(32)이 폐쇄되며, 이때 배터리 모듈(20)뿐만 아니라, 바람직하게는 적어도 부분적으로 폐쇄된 발포(foam) 기공을 포함하는 발포 재료 형태의 봉쇄 재료(40)도 상기 모듈 공간의 좌우 측으로 채워지거나, 또는 삽입된다. 이로 인해, 상기 엔벨로프 하우징(30)이 폐쇄되고, 상기 연결 섹션(52)과 대응하는 반대쪽 연결 섹션(62) 간의 좌우 측이 불가역적 방식으로 폐쇄된다. 이차 밀봉장치(36)의 밀봉 작용을 보장하기 위해, 대응하는 압착을 통해 실링제(70)가 원하는 밀봉력으로 도포된다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 장치(10)의 또 다른 실시형태를 도시하고 있다. 도 3의 실시형태를 기반으로, 아직 남아 있는 위쪽 자유공간(F)에 봉쇄 재료(40)가 제공된다. 또한, 매체, 데이터 또는 전력 공급 및 배출을 위해 통로가 두 개의 기능 통로(38) 형태로 엔벨로프 하우징(30)의 팬 섹션(50) 우측에 제공된다. 이차 밀봉장치(36)는 바람직하게는 이러한 기능 통로(38)로 연장되어, 엔벨로프 하우징(30)으로부터 온도 조절 유체의 원치 않는 유출에 대해 효과적인 밀봉이 보장된다.
본 발명은 실시형태의 전술한 설명을 단지 실시 예의 범위에서 설명한 것이다. 당연히, 실시 형태의 개별 특징은 기술적으로 중요하다면 서로 결합 될 수 있고, 이때 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.
10 배터리 장치
20 배터리 모듈
22 배터리 셀
24 모듈 하우징
26 일차 밀봉장치
30 엔벨로프 하우징
32 모듈 공간
34 내벽
36 이차 밀봉장치
38 기능 통로
40 봉쇄 재료
50 팬 섹션
52 연결 섹션
54 밀봉 면
60 커버 섹션
62 대응하는 반대쪽 연결 섹션
64 대응하는 반대쪽 밀봉 면
70 실링제
F 자유공간
20 배터리 모듈
22 배터리 셀
24 모듈 하우징
26 일차 밀봉장치
30 엔벨로프 하우징
32 모듈 공간
34 내벽
36 이차 밀봉장치
38 기능 통로
40 봉쇄 재료
50 팬 섹션
52 연결 섹션
54 밀봉 면
60 커버 섹션
62 대응하는 반대쪽 연결 섹션
64 대응하는 반대쪽 밀봉 면
70 실링제
F 자유공간
Claims (13)
- 다수의 개별 배터리 셀(22)을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈(20)을 구비한 전기 구동 차량용 배터리 장치로서, 상기 배터리 모듈(20)은 모듈 하우징(24)을 구비하며, 상기 모듈 하우징은 상기 배터리 셀(22)의 온도 조절을 위해 적어도 부분적으로 온도 조절 유체로 채워져 있고, 모듈 하우징(24)으로부터 온도 조절 유체의 유출을 방지하도록 일차 밀봉장치(26)를 구비하며, 상기 배터리 모듈(20)은 엔벨로프 하우징(30)의 모듈 공간(32)에 삽입되어 있으며, 상기 엔벨로프 하우징은 상기 엔벨로프 하우징(30)으로부터 온도 조절 유체가 유출되는 것을 방지하도록 이차 밀봉장치(36)를 구비하는 배터리 장치(10).
- 제1항에 있어서,
적어도 하나의 배터리 모듈(20)과 엔벨로프 하우징(30)의 내벽(34) 사이에 자유공간(F)이 형성되어 있으며, 상기 자유공간은 적어도 부분적으로, 특히 완전히, 또는 거의 완전히 봉쇄 재료(40)로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제2항에 있어서,
상기 봉쇄 재료(40)는 특히 적어도 부분적으로 폐쇄된 발포 기공을 포함하는 발포 재료를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉쇄 재료(40)는 액체 특히, 온도 조절 유체를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉쇄 재료(40)는 고체, 특히 벌크 재료 형태의 고체를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔벨로프 하우징(30)은 적어도 두 부분으로 형성되어 있고, 연결 섹션(52)을 포함하는 팬 섹션(50) 및 대응하는 반대쪽 연결 섹션(62)을 포함하는 커버 섹션(60)을 구비하며, 적어도 하나의 배터리 모듈(20)은 팬 섹션(50)에 삽입되어 있고, 상기 커버 섹션(60)은 커버 섹션의 상기 대응하는 반대쪽 연결 섹션(62)을 통해 상기 연결 섹션(52)과 액체 밀봉 상태로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제6항에 있어서,
상기 팬 섹션(50)은 밀봉 면(54)을 구비하고, 상기 커버 섹션(60)은 대응하는 반대쪽 밀봉 면(64)을 구비하며, 상기 밀봉 면은 특히 별도의 실링제(70)를 통해 서로 액체 밀봉 상태로 접촉하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결 섹션(52)은 대응하는 반대쪽 연결 섹션(62)과 가역적 또는 불가역적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔벨로프 하우징(30)은 적어도 하나의 기능 수단, 특히 아래의 기능 수단:
- 적어도 하나의 배터리 모듈(20)을 위한 전기 연결라인,
- 적어도 하나의 배터리 모듈(20)을 위한 온도 조절 유체의 액체 라인,
- 적어도 하나의 배터리 모듈(20)을 위한 데이터 라인, 중 적어도 하나의 기능 수단을 상기 엔벨로프 하우징(30)의 모듈 공간(32)으로 가이드 하기 위해 적어도 하나의 기능 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔벨로프 하우징(30)은 적어도 부분적으로 기계적으로 안정되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치(10). - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 특징을 포함하는 배터리 장치(10)를 위한 엔벨로프 하우징으로서, 내벽(34)을 구비하며, 상기 내벽은 적어도 하나의 배터리 모듈(20)을 삽입하기 위한 모듈 공간(32)을 감싸고 있고, 엔벨로프 하우징(30)으로부터 온도 조절 유체가 유출되는 것을 방지하도록 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 엔벨로프 하우징(30).
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 특징을 포함하는 배터리 장치(10)를 조립하기 위한 방법으로서, 아래의 단계:
- 적어도 하나의 배터리 모듈(20)을 제11항의 특징을 포함하는 엔벨로프 하우징(30)의 모듈 공간(32)에 삽입하는 단계,
- 상기 엔벨로프 하우징(30)으로부터 온도 조절 유체가 유출되는 것을 방지하도록 모듈 공간(32)을 액체 밀봉 방식으로 폐쇄하는 단계를 포함하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 모듈 공간(32)을 폐쇄하기 전에, 엔벨로프 하우징(30)의 내벽(34)과 적어도 하나의 배터리 모듈(20) 사이에 남아 있는 자유공간(F)이 봉쇄 재료(40)를 통해 적어도 부분적으로 채워지는 것을 특징으로 하는 방법.
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