KR20200139811A - 감지 탭을 가진 전기 차량 배터리 셀 - Google Patents

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KR20200139811A
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폭스바겐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

배터리는, 엔드플레이트 집전체 캐소드(endplate current collector cathode), 엔드플레이트 집전체 애노드, 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 복수의 배터리 셀 컴포넌트를 포함하는 제1 배터리 셀을 포함하고, 각 배터리 셀 컴포넌트는 캐소드, 분리기, 애노드 및 양극성 집전체, 및 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 양극성 집전체 중 하나에 접속되고 그로부터 연장되는 적어도 하나의 감지 탭(sense tab)을 포함한다. 제2 배터리 셀은, 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 엔드플레이트 집전체 애노드를 통해 제1 배터리 셀에 병렬로 접속된다. 전압계는, 제1 감지 탭과, 엔드플레이트 집전체 캐소드, 엔드플레이트 집전체 애노드 또는 적어도 하나의 감지 탭 중 제2 감지 탭 중의 하나 사이에 접속되고, 전압계는 제1 배터리 셀의 적어도 하나의 배터리 셀 컴포넌트를 통해 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 엔드플레이트 집전체 애노드 중 적어도 하나로부터 전기적으로 절연되고 배터리 셀 컴포넌트 중 적어도 2개를 측정한다. 배터리 셀, 방법, 전기 차량 배터리 및 전기 차량도 제공된다.

Description

감지 탭을 가진 전기 차량 배터리 셀
본 발명은 일반적으로 전기 차량, 보다 구체적으로는 전기 또는 하이브리드 차량용 배터리에 대한 것이다.
유럽 특허 EP 제1 487 034 B1호는 검출 탭(detection tabs)을 갖는 양극성 구조(bipolar structure)의 배터리를 개시한다. 상기 특허에 개시된 바와 같이, 각각의 단위 셀 층들(unit cell layers) 사이에 전압 불균일이 발생하면, 하나의 단위 셀 층이 과충전 상태를 초래하고, 다른 단위 셀 층이 안정적인 사용을 달성하는데 있어서 결과적인 어려움을 갖는 과방전 상태(over-discharging state)를 초래할 확률이 발생한다. 사용 중인 리드(leads)를 통해 적절한 외부 제어 회로(예를 들면, 전압 검출 회로 또는 전류 우회 회로)에 접속되는 각 단위 셀 층의 단자 전압을 검출하기 위한 전압 검출 탭으로서 검출 탭을 이용함으로써, 각 단위 셀 층에 대한 전압이 모니터링될 수 있다. 또한, 비정상 전압(정격 범위를 벗어난 전압)이 검출되는 단위 셀 층의 충전 전류 또는 방전 전류를 우회 회로를 통해 흐르게 함으로써 과충전 및 과방전 단계의 발생이 효과적으로 제거될 수 있다. 이는 배터리 내부에 직렬로 접속된 단위 셀 층에 의해 야기된 단위 셀 층들 간의 전압 불균일 발생으로 인한 과충전 및 과방전 상태를 억제하여 양극성 배터리를 오랜 기간 안정적이고 안전하게 사용할 수 있도록 한다.
유럽 특허 EP 제1 487 034 B1호는 또한, 각 단위 셀 층에 대해 위치한 검출 탭이 이상(abnormality)을 포함하는 단위 셀 층의 존재를 검출하여 충전 또는 방전 전류를 우회하도록 허용하는 것이 바람직하다고 명시하고 있다. 이는 전체 단위 셀 또는 전체 배터리가 이상이 발생한 단위 셀의 전압 성분과 동등한 수준의 전압 강하가 발생하는 전압 값을 갖는 데 효과적이다. 이에 따라, 차량에 구동 전원으로 적용된 배터리를 이용하여 차량 주행 중 배터리에 이상이 발생하더라도, 배터리가 급전을 신속하게 차단할 확률이 발생하지 않아서, 차량이 안전 모드에서 지속적으로 주행할 수 있게 하며, 도로변 등의 대피지로 차량을 주행 차선 밖으로 치우기에 충분한 속도로 전력 공급을 유지할 수 있어 더욱 향상된 안전성을 가질 수 있다.
유럽 특허 EP 제1 422 769 B1호는 단위 셀 전압 측정 탭을 갖는 스택형 배터리를 개시한다. 이 특허에서 언급한 바와 같이 스택형 배터리는 각 단위 셀이 전압을 공유하여(충전 전압)/(직렬로 접속된 단위 셀 수)의 비율을 제공한다. 그러나 실제로는 단위 셀의 내부 저항과 용량에 변동이 발생하여 각 단위 셀이 공유하는 전압에 변동이 발생한다. 그 결과, 공유 전압이 높은 단위 셀에서 열화가 진행되며, 이러한 높은 공유 전압을 갖는 단위 셀에 의해 스택형 배터리의 수명이 제한되는 경향이 있다고 생각할 수 있다. 이러한 현상에 대응하기 위해서는, 이 특허에 따라, 각각의 단위 셀에 의해 공유되는 전압이 제어되게 구성하도록 요구되어, 모든 단위 셀이 균일하게 전압을 공유하도록 함으로써 단위 셀의 전압을 하나씩 측정하기 위한 전극을 준비할 필요가 있다.
유럽 특허 EP 제1 422 769 B1호 특허에는 또한 스택 방향과 교차하는 방향으로 스택형 배터리의 측부 표면 상에서 어긋난 위치에 공유 전압 측정 탭 전극이 배치되는 것이 개시되어 있다. 양극성 배터리에 접속된 단위 셀 제어기 유닛은 양극성 배터리의 각 단위 셀에 병렬로 접속된 전류 우회 회로를 갖는다. 충전이 진행됨에 따라 단위 셀의 단자 양단 전압이 증가하고 이러한 전압이 제너 전압을 초과하면 전류 우회 회로의 제너 다이오드가 전도되어 단위 셀을 통해 흐르는 전류를 우회한다. 제너 전압이 4.0V인 제너 다이오드를 사용하는 경우 단자 양단의 전압이 4.0V로 떨어지는 타이밍에 단위 셀의 충전이 종료된다. 단자 양단의 전압이 충전 전압에 도달한 단위 셀은 자동으로 충전 모드를 종료하고 모든 전류 우회 회로가 단위 셀을 우회하는 시점에 양극성 배터리의 충전이 종료된다. 복수의 셀 유닛에는 공유 전압 측정 탭 전극을 통해 병렬로 접속된 공유 전압 측정 탭 전극이 제공될 수 있다.
일본 특허 공보 JP 제2011 082097호는 복수의 단위 셀 요소를 갖는 적층체(stacked body)로부터 돌출된 전압 검출 탭이 제공되는 적층 배터리를 기재하고 있다. 전압 검출 탭의 돌출 위치에는 전압 검출 탭에 접속된 전압 취출판(voltage takeout board)이 제공된다. 이에 대응하여, 전압 취출판의 배선이 배치되고, 전압 검출 탭은 적층체의 적층 방향으로 서로 겹치지 않도록 단일 셀 소자로부터 돌출된다. 배터리는 배터리 내의 각 단위 셀의 전압을 검출하고 그 용량을 조절할 수 있은 것으로 알려져 있다.
본 발명은 배터리를 제공하고, 배터리는, 엔드플레이트 집전체 캐소드, 엔드플레이트 집전체 애노드, 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 복수의 배터리 셀 컴포넌트를 포함하는 제1 배터리 셀 - 각 배터리 셀 컴포넌트는 캐소드, 분리기, 애노드 및 양극성 집전체, 및 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 양극성 집전체 중 하나에 접속되고 그로부터 연장되는 적어도 하나의 감지 탭(sense tab)을 포함함 -; 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 엔드플레이트 집전체 애노드를 통해 제1 배터리 셀에 병렬로 접속된 제2 배터리 셀; 및 적어도 하나의 감지 탭 중 제1 감지 탭과, 엔드플레이트 집전체 캐소드, 엔드플레이트 집전체 애노드 또는 적어도 하나의 감지 탭 중 제2 감지 탭 중의 하나 사이에 접속된 전압계를 포함하고, 전압계는 제1 배터리 셀의 적어도 하나의 배터리 셀 컴포넌트를 통해 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 엔드플레이트 집전체 애노드 중 적어도 하나로부터 전기적으로 절연되고 배터리 셀 컴포넌트 중 적어도 2개를 측정한다.
전압계의 전기적 절연을 제공함으로써, 적은 수의 전압계로 개별 배터리 셀의 모니터링이 가능하며, 배터리 셀 컴포넌트의 개별 모니터링이 필요하지 않다. 감지 탭과 관련된 비용 및 포장 또는 하우징 문제도 줄일 수 있다.
제2 전압계는 제1 감지 탭, 제2 감지 탭 또는 적어도 하나의 감지 탭중 추가 감지 탭과, 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 엔드플레이트 집전체 애노드 중 하나 사이에 접속될 수 있다. 이를 통해 배터리 셀 내에서 문제가 발생한 위치를 더 잘 식별할 수 있다.
제1 전압계는 제1 감지 탭과 제2 감지 탭 사이에 접속될 수 있고, 제2 전압계는 제2 감지 탭과 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이에 접속될 수 있다.
대안적으로, 제1 전압계는 제1 감지 팁과 제2 감지 탭 사이에 접속될 수 있고, 제2 전압계는 추가 감지 탭과 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이에 접속될 수 있다.
제2 감지 탭 및 추가 감지 탭은 적어도 배터리 셀 컴포넌트 중 하나의 캐소드, 분리기 및 양극성 집전체에 의해 이격될 수 있다.
각 전압계는 바람직하게는 적어도 25개, 보다 바람직하게는 적어도 50개의 배터리 셀 컴포넌트를 모니터링한다.
제1 및 제2 배터리 셀 각각에 대한 배터리 셀 컴포넌트의 수는 바람직하게는 적어도 50개, 보다 바람직하게는 적어도 100개이다.
바람직하게는, 적어도 50개의 배터리 셀이 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 엔드플레이트 집전체 애노드를 통해 병렬로 접속된다.
제1 및 제2 배터리 셀은 바람직하게는 적어도 420 볼트의 전압을 갖는다.
본 발명은 또한 배터리 셀을 제공하며, 배터리 셀은, 엔드플레이트 집전체 캐소드; 엔드플레이트 집전체 애노드; 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 적어도 50개의 배터리 셀 컴포넌트 - 각각의 배터리 셀 컴포넌트는 캐소드, 분리기, 애노드 및 양극성 집전체를 포함함 -; 엔드플레이트 집전체 캐소드와 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 양극성 집전체 중 하나에 접속되고 그로부터 연장되는 10개 이하의 감지 탭을 포함한다.
배터리 셀 컴포넌트당 감지 탭의 양을 20% 미만으로 줄임으로써, 각 배터리 셀 컴포넌트에 대한 감지 탭과 연관된 비용 및 문제가 크게 감소되는 동시에 배터리 셀의 일반적인 모니터링이 여전히 가능하다.
바람직하게는, 5개 이하의 감지 탭이 제공되고, 보다 바람직하게는 정확히 2개의 감지 탭이 배터리 셀에 제공되거나 정확히 1개의 감지 탭이 배터리 셀에 제공된다.
본 발명은 또한 충전 또는 동작 중에 위에 개시된 배터리를 모니터링하는 것을 제공한다.
본 발명은 가장 바람직하게는 상기 배터리를 포함하는 전기 차량 배터리 및 상기 언급된 전기 차량 배터리를 포함하는 전기 차량와 함께 사용된다.
다음은 본 발명의 몇 가지 비제한적인 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따르지 않는 배터리의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 배터리 셀의 측면 개략도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 전압계에 접속된 도 2의 배터리 셀을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리의 제1 실시예의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 배터리의 제2 실시예의 개략도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리의 제3 실시예의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리의 제4 실시예의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리의 제5 실시예의 개략도를 도시한다.
도 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h 및 9i는 본 발명의 배터리 셀의 다양한 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 10은 전기 또는 하이브리드 차량에서 도 1의 배터리를 개략적으로 도시한다.
도 1은 본 발명을 설명하는데 사용되는, 본 발명에 따르지 않는 배터리(1000)의 개략도를 도시한다. 배터리(1000)는 애노드 라인(1010)과 캐소드 라인(1020) 사이에 병렬로 접속된 3개의 배터리 셀(1100, 1200, 1300)을 갖는다. 따라서 배터리 Ubat의 전압은 이들 두 라인 사이의 전압이고, 배터리 셀(1100, 1200, 1300)은 도시된 바와 같이 전류를 추가하여 최종 전류 Ig가 배터리(1000)에 의해 제공된다.
전압계(1030, 1040)가 셀(1100)의 전압을 측정하기 위해 사용되는 경우, 전압계(1030, 1040)는 여전히 셀(1200 및 1300)로부터 전류를 수신한다. 따라서 셀(1100)이 고장이 난 경우에도 전압계(1030, 1040)로부터 정보를 수신하는 배터리 관리 시스템(BMS)은 셀(1100)이 올바르게 기능하고 있다고 믿을 것이다.
도 2는 본 발명의 배터리 셀(100)의 측면 개략도를 도시한다. 배터리 셀(100)은 엔드플레이트 집전체 캐소드(102), 엔드플레이트 집전체 애노드(104), 및 엔드플레이트 집전체 캐소드(102)와 엔드플레이트 집전체 애노드(104) 사이에 복수의 배터리 셀 컴포넌트(110, 112)를 갖는다. 각각의 배터리 셀 컴포넌트(110, 112)는 캐소드(120), 분리기(122), 애노드(124) 및 양극성 집전체(126)를 포함한다. 감지 탭(106 및 108)은 엔드플레이트 집전체 캐소드(102)와 엔드플레이트 집전체 애노드(104) 사이에서 양극성 집전체(126) 중 하나에 접속되고 그로부터 연장될 수 있다.
양극성 집전체(126)는 예를 들어, 구리 또는 알루미늄 또는 니켈-코팅된 알루미늄 또는 니켈로 제조될 수 있고, 감지 탭(106, 108)은 동일한 재료로 제조될 수 있고 양극성 집전체(126)와 통합될 수 있다. 바람직하게는, 양극성 집전체(126) 및 감지 탭(106, 108)은 니켈로 코팅된 얇은 알루미늄 호일로 제조된다.
분리기(122)는 예를 들어, 다공성 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌-폴리 프로필렌 호일(일반적으로 8 ㎛ 내지 25 ㎛ 두께)과 같은 유전체 물질일 수 있다. 애노드(124) 및 캐소드(120)는 예를 들어, 분리기(122) 상에 증기 퇴적 또는 다른 막 기술(film technology)에 의해 퇴적될 수 있다.
배터리는 여기에 참조로 포함된 2017년 2월 14일에 출원된 미국 특허 출원 제15/432,401호에 개시된 바와 같이 중합체 프레임을 포함할 수 있으며, 액체 또는 겔과 같은 전형적인 전해질이 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한 전해질로서 리튬 산화물 또는 황화물 유리 또는 유리 세라믹 또는 세라믹과 같은 고체 전해질을 포함할 수 있다.
각각의 배터리 셀 컴포넌트(110, 112)는 일반적으로 4.2V의 전압을 가질 것이고, 각각의 배터리 셀은 여기서 200V보다 더 큰 것으로 정의된 고전압 일 수 있다. 따라서 배터리 셀(100)은 일반적으로 50개 이상의 배터리 셀 컴포넌트, 바람직하게는 100개 이상의 배터리 셀 컴포넌트를 가질 것이다. 일 실시예에서, 라인(101)에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 배터리 셀(100)에 대해 200개의 배터리 셀 컴포넌트가 제공되어 약 800V의 전압이 제공된다. 이는 각 도면에 개략적으로 도시된 배터리 셀의 경우이다.
차량용 배터리 팩은 50개보다 많은 고전압 배터리 셀, 예를 들어, 70개의 배터리 셀(100)을 병렬로 가질 수 있다.
도 3a는 전압계(130, 140)에 접속된 도 2의 배터리 셀(100)을 개략적으로 도시한다. 전압계(130)는 예를 들어, 많은 수의 배터리 셀 컴포넌트를 측정할 수 있으며, 여기서 개략적으로 5로 도시된다. 도 3b에서 전압계(150, 160)는 저항기 R1, R2 및 R3, R4가 도시된 대로 제공되는 추가 모니터링 가능성을 도시한다.
도 4는 배터리 셀(410, 412 및 414)을 갖는 본 발명에 따른 배터리(400)의 제1 실시예의 개략도를 도시한다. 셀은 각각의 엔드플레이트 집전체 캐소드(102) 및 엔드플레이트 집전체 애노드(104)를 통해 단순히 병렬로 접속될 수 있다. 각각의 배터리 셀 컴포넌트(110, 112)는 일반적으로 약 4.2V의 배터리 셀 컴포넌트 전압 Ucell을 갖는다. 예를 들어, 50개 이상의 배터리 셀 컴포넌트를 갖는 셀(410)은 단일 감지 탭을 가질 수 있어, 제조를 더 쉽게 하고 밀봉된 하우징으로의 잠재적인 누출 또는 오염을 더 어렵게 만든다.
전압계(420)를 갖는 배터리 관리 시스템(BMS)은 Ubatt-Ucell일 수 있는 U1을 모니터링할 수 있다. 전압계(420)는 배터리 셀(412 및 414)에 병렬로 접속되지 않기 때문에, 예를 들어, 동작 또는 충전 중 전압계(420) 측정 영역 내의 배터리 컴포넌트가 고장 또는 오작동할 경우, 전압계(420)는 전압계 측정 영역 내의 배터리 셀(410)에 고장 또는 문제를 나타내는 변화를 등록할 것이다. 또한, 상단 배터리 컴포넌트가 오작동하고 BMS가 Ubatt를 모니터링하고 있는 경우, 상단 셀 컴포넌트의 문제가 식별될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 상단 셀 컴포넌트가 단락되면, U1은 Ubatt로 증가하여 상단 셀 컴포넌트의 단락을 나타낸다. 예를 들어, 각각 4 볼트를 제공하는 150개의 셀 컴포넌트가 있는 경우, 정상 동작 중에 Ubatt는 600V이고, U1은 596V가 될 것이다. 그러나 상단 셀 컴포넌트의 단락은 전압계(420)와 유사한 구조로 배터리 셀(412, 414)의 전압을 제공할 것이며, 이는 600V의 전압을 나타낼 것이다.
배터리 셀(412, 414)에는 유사한 전압계가 제공되고 BMS에 의해 모니터링 될 수 있다. 본 발명은, 모든 셀 컴포넌트에 대해 감지 탭이 필요하고 각 셀 컴포넌트가 개별적으로 모니터링되는 종래 기술과 달리, 배터리 셀 충전 및 동작을 모니터링하고, 오작동 및 고장을 보다 용이하게 식별할 수 있는, 비용이 덜 드는 신뢰성 있는 방법을 제공한다. 예를 들어, 각각 200개의 셀 컴포넌트로 구성된 70개의 배터리 셀이 차량 배터리에 사용되는 경우 14000개의 감지 탭과 전압계와 BMS의 각 모니터링 기능이 필요하다. 이것은 더 많은 정확성을 제공하지만 비용 및 제조 관점에서 비실용적이다. 또한, 액체 또는 겔 전해질과 함께 사용되는 경우 각 감지 탭은 잠재적인 누출 지점을 나타낸다. 본 발명은 도 4의 실시예와 함께 사용하기 위한 70개의 감지 탭을 허용하고, 이하의 실시예에서 140개의 감지 탭을 허용하면서,오작동하는 배터리 셀의 식별을 여전히 허용한다.
그런 다음 오작동하는 배터리 셀이 우회되어 서비스 받을(servicing) 때까지 계속 동작될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 배터리(500)의 제2 실시예의 개략도를 도시한다. 문제를 보다 정확하게 식별하기 위해 배터리 셀(510, 512, 514)에 대해 두 개의 감지 탭이 제공될 수 있으며, 각 배터리 셀(510, 512, 514)에 대해 두 개의 전압계가 제공될 수 있다. 200개의 배터리 셀 컴포넌트를 갖는 배터리 셀에서, 예를 들어, 전압계(520)는 전압 U1에 대한 처음 110개의 배터리 셀 컴포넌트를 모니터링할 수 있고, 전압계(530)는 전압 U2에 대한 마지막 91개의 배터리 셀 컴포넌트를 모니터링할 수 있어서, 하나의 배터리 셀 컴포넌트를 중첩시킬(overlap) 수 있다. 각 전압계에 의해 모니터링되는 오작동하는 배터리 셀(510)의 부분은, 예를 들어, 전압계의 결과를 다른 배터리 셀(512, 514)과, 또는 예를 들어, U1 또는 U2의 이전 판독 값과 같은 저장된 데이터와 비교함으로써 식별될 수 있다. 중첩된 배터리 셀 컴포넌트가 오작동하더라도 U1 및 U2 각각의 전압 강하는 BMS에 의해 식별될 수 있다.
도 6은 배터리 셀(610)의 3개의 배터리 셀 컴포넌트가 전압계(620, 630)에 의해 중첩되는 본 발명에 따른 배터리(600)의 제3 실시예의 개략도를 도시한다. 전압계(620, 630)에 의해 측정된 배터리 부품 영역 내의 오작동은 BMS에 의해 모니터링될 수 있다. 도 6은 중첩된 컴포넌트의 수가 하나보다 많을 수 있으며 이러한 중첩된 셀이 전압계에 대해 절연체(isolator) 역할을 함을 보여주기 위해 제공된다.
도 7은 배터리 셀(710, 712 및 714)을 갖는 본 발명에 따른 배터리(700)의 제4 실시예의 개략도를 도시한다. 여기서 두 개의 전압계(720, 730)는 중첩되지 않고 제공되지만 특정 측정 영역 내에서 문제를 여전히 식별할 수 있으며, 상단 셀은 전압계(720 및 730)에 대한 절연체로 기능 한다. 이 실시예에서 상단에 있는 셀의 수는 하나보다 많을 수 있다.
도 8은 전압계(820)가 일부 배터리 셀 컴포넌트를 측정하고 전압계(830)가 다른 배터리 셀 컴포넌트를 측정하는 본 발명에 따른 배터리(800)의 제5 실시예의 개략도를 도시하며, 이들 영역은 적어도 하나의 배터리 셀 컴포넌트에 의해 분리된다. 이 경우 상단 배터리 셀 컴포넌트 또는 분리 배터리 셀 컴포넌트의 단락으로 인해 U1 + U2가 Ubatt와 동일하지 않다.
도 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h 및 9i는 엔드플레이트 집전체 캐소드(표시되지 않음)에 접속된 캐소드 탭(902) 및 엔드플레이트 집전체 애노드(903)에 접속된 애노드 탭(901)을 포함하여, 본 발명의 배터리 셀의 다양한 구현을 도식적으로 보여준다. 감지 탭(910, 920)은 도 9a에 도시된 것처럼 탭(901, 902)과 동일한 측부 상에 있을 수 있거나, 감지 탭(923)은 도 9b와 9c에 각각 도시된 것과 같이 90도로 또는 감지 탭(924)은 180도로 반대쪽에 있을 수 있다. 대안적으로, 두 감지 탭(912, 923)은 도 9d에 도시된 바와 같이 애노드 탭 및 캐소드 탭으로부터 90도로 측부 상에 있을 수 있다. 도 9e는 탭(912, 926)을 도시하고, 도 9f는 반대쪽의 탭들(912, 928)을 도시한다. 도 9g는 단일 감지 탭(920)을 도시하며, 도 9h는 3개의 감지 탭(910, 923, 925)을 도시하며, 도 9i는 제4 감지 탭(927)을 도시한다.
도 10에 개략적으로 도시된 바와 같이, 하나의 응용에서, 배터리(1000)는 전기 또는 하이브리드 차량(1002)에 전력을 공급하기 위해 전기 모터(1001)에 전기 배터리로서 전력을 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 배터리에 있어서,
    엔드플레이트 집전체 캐소드(endplate current collector cathode), 엔드플레이트 집전체 애노드, 상기 엔드플레이트 집전체 캐소드와 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 복수의 배터리 셀 컴포넌트를 포함하는 제1 배터리 셀 - 각 배터리 셀 컴포넌트는 캐소드, 분리기, 애노드 및 양극성 집전체(bipolar current collector), 및 상기 엔드플레이트 집전체 캐소드와 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 상기 양극성 집전체 중 하나에 접속되고 그로부터 연장되는 적어도 하나의 감지 탭(sense tab)을 포함함 -;
    상기 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 상기 엔드플레이트 집전체 애노드를 통해 상기 제1 배터리 셀에 병렬로 접속된 제2 배터리 셀;
    상기 적어도 하나의 감지 탭 중 제1 감지 탭과, 상기 엔드플레이트 집전체 캐소드, 상기 엔드플레이트 집전체 애노드, 또는 상기 적어도 하나의 감지 탭 중 제2 감지 탭 중의 하나 사이에 접속된 전압계
    를 포함하고,
    상기 전압계는 제1 배터리 셀의 적어도 하나의 배터리 셀 컴포넌트를 통해 상기 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 중 적어도 하나로부터 전기적으로 절연되고 상기 배터리 셀 컴포넌트 중 적어도 2개를 측정하는 것인, 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지 탭, 상기 제2 감지 탭 또는 상기 적어도 하나의 감지 탭 중 추가 감지 탭과, 상기 엔드플레이트 집전체 캐소드와 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 중 하나와의 사이에 접속된 제2 전압계를 더 포함하는, 배터리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전압계는 상기 제1 감지 탭과 상기 제2 감지 탭 사이에 접속되고, 상기 제2 전압계는 상기 제2 감지 탭과 상기 엔드플레이트 집전체 캐소드와 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 사이에 접속되는 것인, 배터리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전압계는 상기 제1 감지 탭과 상기 제2 감지 탭 사이에 접속되고, 상기 제2 전압계는 상기 추가 감지 탭과 상기 엔드플레이트 집전체 캐소드와 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 사이에 접속되는 것인, 배터리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 감지 탭 및 상기 추가 감지 탭은 적어도 상기 배터리 셀 컴포넌트 중 하나의 상기 캐소드, 상기 분리기 및 상기 양극성 집전체에 의해 이격되는 것인, 배터리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압계는 적어도 25개의 배터리 셀 컴포넌트를 모니터링하는 것인, 배터리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전압계는 적어도 50개의 배터리 셀 컴포넌트를 모니터링하는 것인, 배터리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 각각에 대한 배터리 셀 컴포넌트의 수는 적어도 25개인 것인, 배터리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 각각에 대한 배터리 셀 컴포넌트의 수는 적어도 50개인 것인, 배터리.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 엔드플레이트 집전체 캐소드 및 상기 엔드플레이트 집전체 애노드를 통해 상기 제1 배터리 셀에 병렬로 접속된 적어도 48개의 추가 배터리 셀을 더 포함하는, 배터리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀은 적어도 210 볼트의 전압을 갖는 것인, 배터리.
  12. 배터리 셀에 있어서,
    엔드플레이트 집전체 캐소드;
    엔드플레이트 집전체 애노드;
    상기 엔드플레이트 집전체 캐소드와 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 적어도 25개의 배터리 셀 컴포넌트 - 각각의 배터리 셀 컴포넌트는 캐소드, 분리기, 애노드 및 양극성 집전체를 포함함 -; 및
    상기 엔드플레이트 집전체 캐소드와 상기 엔드플레이트 집전체 애노드 사이의 상기 양극성 집전체 중 하나에 접속되고 그로부터 연장되는 10개 이하의 감지 탭
    을 포함하는, 배터리 셀.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리 셀 컴포넌트의 수는 적어도 50개인 것인, 배터리 셀.
  14. 제12항에 있어서,
    5개 이하의 감지 탭이 제공되는 것인, 배터리 셀.
  15. 제14항에 있어서,
    정확히 2개의 감지 탭이 상기 배터리 셀에 제공되는 것인, 배터리 셀.
  16. 제14항에 있어서,
    정확히 하나의 감지 탭이 상기 배터리 셀에 제공되는 것인, 배터리 셀.
  17. 충전 중에 전압계를 모니터링하는 단계를 포함하는, 제1항에 기재된 배터리를 모니터링하기 위한 방법.
  18. 동작 중에 전압계를 모니터링하는 단계를 포함하는, 제1항에 기재된 배터리를 모니터링하기 위한 방법.
  19. 제1항에 기재된 배터리를 포함하는 전기 차량 배터리.
  20. 제17항에 기재된 전기 차량 배터리를 포함하는 전기 차량 또는 하이브리드 차량.
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