KR20230038775A - 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비 - Google Patents

배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비 Download PDF

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KR20230038775A
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하이치 양
위 탕
즈민 정
샤오텅 황
펑 왕
천이 쉬
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컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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Abstract

본 출원의 실시예는 전지, 전기 장치, 전지의 제조 방법 및 설비를 제공한다. 상기 배터리는 복수의 배터리 셀(20)을 포함하는 배터리 셀 그룹(201); 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 설치되는 냉각 시스템; 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 인접하는 제2 면(2112)에 설치되고, 버스 부재(121) 및 버스 부재(121)를 패키징하는 데 사용되고 홀을 구비하는 절연층(122)을 포함하며, 상기 버스 부재(121)는 홀 위치에서 배터리 셀 그룹(201) 중의 배터리 셀(20)에 전기적 연결되는 데 사용되는 신호 전송 어셈블리(24); 배터리 셀 그룹(201)에 연결되고 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되며, 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재(25)를 포함한다. 본 출원의 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비는 배터리의 안전성을 강화할 수 있다.

Description

배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비
본 출원은 배터리 기술분야에 관한 것으로, 특히 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비에 관한 것이다.
환경 오염이 날로 심해짐에 따라, 신에너지 산업이 점차 사람들의 주목을 받는다. 신에너지 산업에 있어서, 배터리 기술은 신에너지 발전에 관계되는 중요한 요소이다.
배터리 기술의 발전에 있어서, 안전 문제는 소홀히 할 수 없는 문제이다. 만약 배터리의 안전 문제를 확보할 수 없게 되면, 해당 배터리는 사용할 수 없다.
배터리는 고온 다습 환경에서, 배터리의 케이스 바디 내에 응축액이 생성되기 쉬워, 안전 우려를 초래하고, 배터리의 안전성에 영향을 미친다. 따라서, 배터리의 안전성을 강화하는 것이 배터리 기술 분야에서 시급히 해결해야 할 기술적 과제이다.
본 출원의 실시예는 배터리의 안전성을 강화할 수 있는 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비를 제공한다.
제1 양태에 있어서, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 그룹; 상기 배터리 셀 그룹의 제1 면에 설치되는 냉각 시스템; 상기 배터리 셀 그룹의 상기 제1 면에 인접하는 제2 면에 설치되고, 버스 부재 및 상기 버스 부재를 패키징하고 홀을 구비하는 절연층을 포함하며, 상기 버스 부재는 상기 홀 위치에서 상기 배터리 셀 그룹 중의 배터리 셀에 전기적 연결되는데 사용되는 신호 전송 어셈블리; 상기 배터리 셀 그룹에 연결되고 상기 제1 면의 엣지로부터 돌출되며, 상기 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 상기 신호 전송 어셈블리에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재를 포함하는 배터리를 제공한다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리에 있어서, 그 제1 면에 냉각 시스템을 설치하고, 제1 면에 인접한 제2 면에 신호 전송 어셈블리를 설치하여, 복수의 배터리 셀 사이의 전기적 연결을 실현하는데 사용되고, 해당 배터리는 제1 면 엣지에 연결 및 돌출되는 차폐 부재를 더 포함하여, 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리에 도달하는 것을 차단함으로써, 배터리에 단락이 발생되는 것을 피하고, 상기 배터리의 안정성을 향상시킨다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 제1 면에 평행되는 평면에서의 상기 차폐 부재의 정투영은 상기 제1 면에 평행되는 평면에서의 상기 전송 어셈블리의 정투영을 커버한다. 차폐 부재는 신호 전송 어셈블리가 위치하는 영역에서 연장되어, 냉각 시스템에서 응축액이 생성되는 경우, “처마” 작용을 할 수 있어, 응축액을 신호 전송 어셈블리 이외의 영역, 예를 들어 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹 사이의 공간으로 안내하여, 신호 전송 어셈블리를 보호한다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 차폐 부재가 상기 제1 면의 엣지에 돌출되는 돌출 부분은 상기 제1 면에 평행된다. 이와 같이, 냉각 시스템에서 생성되는 응축액은 냉각 시스템의 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹에 위치하는 차폐 부재 사이의 영역, 즉 냉각 시스템에서 차폐 부재에 접촉되지 않는 영역에 집결됨으로써, 신호 전송 어셈블리의 바로 상부에 응축액이 형성되는 것을 피하고, 배터리의 안정성을 강화하였다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 차폐 부재가 상기 제1 면의 엣지에 돌출되는 돌출 부분은 상기 제2 면을 향해 절곡된다. 차폐 부재에 대해 절곡 후, 절곡 부분은 응축액의 흐름을 안내할 수 있어, 응축액을 두 개의 배터리 셀 그룸 사이의 공간에 더욱 용이하게 집결시켜, 응축액이 배터리 셀 그룹에 도달하는 것을 제한한다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 배터리는 복수의 상기 배터리 셀 그룹을 포함하고; 여기서, 대향 설치되는 두 개의 상기 배터리 셀 그룹의 상기 차폐 부재의 상기 돌출 부분은 연결되어 요홈을 형성하고, 상기 요홈은 상기 응축액을 수집하는데 사용된다. 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 차폐 부재 위치에 떨어질 때, 요홈에 의해 수집될 수 있다. 요홈에 의해 수집된 응축액은 적절한 시기에 배출될 수 있고, 예를 들어 차량의 올리막 또는 내리막 시에 요홈 내의 응축액은 자연스럽게 배터리 셀 그룹의 전후단으로 배출된다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 요홈 저부에 상기 응축액을 배출하기 위한 액체 배출홀이 마련되어 있다. 이와 같이, 요홈에 수집된 응축액은 더욱 시기 적절하게 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹 사이로 배출되어, 응축액이 요홈 내에 집결되는 것을 피한다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 대향 설치되는 두 개의 상기 배터리 셀 그룹의 상기 차폐 부재의 상기 돌출 부분은 연결바를 통해 연결되어 상기 요홈을 형성한다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 대향 설치되는 두 개의 상기 배터리 셀 그룹의 상기 차폐 부재는 일체로 성형되어 요홈을 형성함으로써, 차폐 부재의 신뢰성을 향상시킨다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 차폐 부재의 재료는 절연 재료이기에, 신호 전송 어셈블리의 절연 격리를 확보할 수 있고, 배터리의 안정성을 더욱 향상시킨다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 배터리의 케이스 바디에는 상기 차폐 부재에 대응되는 액체 저장홈이 설치되어 있고, 상기 차폐 부재가 상기 응축액을 상기 액체 저장홈에 유입시킴으로써, 응축액이 배터리의 신호 전송 어셈블리를 멀리하도록 하여, 배터리의 안전성을 강화한다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 요홈의 단부는 상기 배터리의 케이스 바디의 벽에 연결되며, 상기 요홈은 상기 케이스 바디의 벽 내의 캐비티에 연통되어 상기 응축액을 상기 캐비티에 유입시킴으로써, 응축액이 배터리의 신호 전송 어셈블리를 멀리하도록 하여, 배터리의 안전성을 강화한다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 차폐 부재는 상기 제1 면과 상기 냉각 시스템 사이에 고정된다. 차폐 부재가 냉각 시스템에 직접 접촉되기에, 양자의 접촉 면적이 비교적 커서, 응축액의 흐름을 더욱 잘 안내할 수 있다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 차폐 부재는 상기 제2 면에 고정되되, 상기 차폐 부재가 상기 냉각 시스템에 접근하는 일단은 절곡되어 상기 제1 면의 엣지에 돌출된다. 차폐 부재는 배터리 셀 그룹의 제2 면의 신호 전송 어셈블리 상부에 위치하는 영역에 고정될 수 있고, 신호 전송 어셈블리와의 거리를 충분히 가깝게 설정할 수 있기에, 신호 전송 어셈블리에 대한 보호 작용이 더욱 우수하다.
하나의 가능한 구현 형태에서, 상기 배터리 셀 그룹은 N개의 배터리 셀 열을 포함하고, 상기 N개의 배터리 셀 열은 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 N개의 배터리 셀 열 중의 각각의 배터리 셀 열의 배터리 셀은 제2 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향에 수직되며, N은 양의 정수이고; 여기서, 상기 제1 면은 상기 제1 방향에 수직되고, 상기 제2 면은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 확정된 평면에 평행된다. 제1 면이 해당 배터리 셀 그룹에서 면적이 제일 큰 면일 경우, 배터리 셀 그룹의 방열 속도를 높이고, 비교적 우수한 온도 조절 효과를 실현한다.
제2 양태에 있어서, 제1 양태에 따른 전기 에너지 공급을 위한 배터리를 포함하는 전기 설비를 제공한다.
제3 양태에 있어서, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 그룹을 제공하는 단계; 상기 배터리 셀 그룹의 제1 면에 설치되는 냉각 시스템을 제공하는 단계; 상기 배터리 셀 그룹의 상기 제1 면에 인접하는 제2 면에 설치되고, 버스 부재 및 상기 버스 부재를 패키징하고 홀을 구비하는 절연층을 포함하며, 상기 버스 부재는 상기 홀 위치에서 상기 배터리 셀 그룹 중의 배터리 셀에 전기적 연결되는데 사용되는, 상기 배터리 셀 그룹의 상기 제1 면에 인접하는 제2 면에 설치되고, 버스 부재 및 상기 버스 부재를 패키징하고 홀을 구비하는 절연층을 포함하며, 상기 버스 부재는 상기 홀 위치에서 상기 배터리 셀 그룹 중의 배터리 셀에 전기적 연결되는데 사용되는 신호 전송 어셈블리를 제공하는 단계; 상기 배터리 셀 그룹에 연결되고 상기 제1 면의 엣지로부터 돌출되며, 상기 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 상기 신호 전송 어셈블리에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재를 제공하는 단계를 포함하는 배터리의 제조 방법을 제공한다.
제4 양태에 있어서, 상술한 제3 양태에 따른 방법을 실행하는 모듈을 포함하는 배터리의 제조 설비를 제공한다.
본 출원의 실시예에 따른 기술적 수단에서, 배터리의 제1 면에 냉각 시스템을 설치하고, 제1 면에 인접한 제2 면에 신호 전송 어셈블리를 설치하여, 복수의 배터리 셀 사이의 전기적 연결을 실현하고, 해당 배터리는 제1 면 엣지에 연결되고 돌출되는 차폐 부재를 더 포함하여, 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리에 도달하는 것을 차단하여, 배터리에 단락이 발생되는 것을 피하고, 상기 배터리의 안정성을 향상시킨다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리에 있어서, 그 제1 면에 냉각 시스템을 설치하고, 제1 면에 인접한 제2 면에 신호 전송 어셈블리를 설치하여, 복수의 배터리 셀 사이의 전기적 연결을 실현하는데 사용되고, 해당 배터리는 제1 면 엣지에 연결 및 돌출되는 차폐 부재를 더 포함하여, 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리에 도달하는 것을 차단함으로써, 배터리에 단락이 발생되는 것을 피하고, 상기 배터리의 안정성을 향상시킨다.
본 출원의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하 본 출원의 실시예에서 사용해야할 도면에 대해 간단한 소개를 하며, 이하에서 설명되는 도면은 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 당업자에게 있어서 진보성 창출에 힘쓸 필요 없이 도면에 의해 기타 도면도 얻을 수 있음은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 구조 개략도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 구조 개략도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 구조 개략도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 구조 개략도이다.
도 5은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 내부 부분 어셈블리의 구조 개략도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 내부 부분 어셈블리의 분해 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시된 배터리 내부 어셈블리의 사시 구조 개략도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀 그룹 중 배터리 셀 배열 형태의 개략도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 내부 부분 어셈블리의 구조 개략도이다.
도 10은 도 9에 도시된 배터리 내부 어셈블리의 사시 구조 개략도이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 내부 부분 어셈블리의 구조 개략도이다.
도 12는 도 11에 도시된 배터리 내부 어셈블리의 사시 구조 개략도이다.
도 13은 도 11에 도시된 배터리 내부 어셈블리의 사시 구조 개략도이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 내부의 요홈의 구조 개략도이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 내부의 캐비티의 구조 개략도이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 방법의 개략적 흐름도이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 제조 설비의 개략적 블록도이다.
도면에서, 도면은 실제 비례에 따라 제도된 것이 아니다.
이하 첨부 도면 및 실시예에 결부하여 본 출원의 실시 형태를 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 이하 실시예의 상세한 설명 및 첨부 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하고자 하는 것이나, 본 출원의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니며, 다시 말해서, 본 출원은 설명한 실시예에 한정되지 않는다.
본 출원의 설명에서, 유의해야 할 점은 별도로 설명하지 않는 한, 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 출원이 속하는 기술 분야의 당업자가 통상적으로 이해하는 의미와 동일하고; 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위한 목적일 뿐, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니며; 본 출원의 명세서와 청구 범위 및 상술한 도면의 설명 중의 용어 “포함”, “구비” 및 이들의 임의의 변형은 배타적이지 않은 포함을 의미하기 위한 것이며; “복수”의 의미는 두 개 이상이고; 용어 “상”, “하”, “좌”, “우”, “내”, “외”등으로 지시되는 방위 또는 위치 관계는 본 출원의 설명을 편리하게 하고 간략하게 하기 위한 것일 뿐이며, 가리키는 장치 또는 부재가 특정된 방위 구조 및 동작을 위하여 반드시 특정한 방위를 구비하도록 지시 또는 암시하는 것은 아니므로, 본 출원을 한정하는 것으로 이해하여서는 안 된다. 이밖에, 용어 “제1”, “제2”, “제3”등은 설명 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 지시 또는 암시하는 것으로 이해하여서는 안 된다. “수직”은 엄격한 의미상의 수직이 아닌, 오차 허용 범위 내에 있다. “평행”은 엄격한 의미상의 평행이 아닌, 오차 허용 범위 내에 있다.
본 출원에서 언급되는 “실시예”는, 실시예에 결합하여 설명하는 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 각 위치에 해당 단어가 나타날 시, 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것이 아니며, 기타 실시예와 배척되는 독립적이거나 대안적인 실시예를 가리키는 것도 아니다. 당업자는 명시적 및 암시적으로 본 명세서에서 설명되는 실시예는 기타 실시예와 결합될 수 있음을 이해해야 한다.
이하 설명에서 언급되는 방위 용어는 모두 도면에서 보여주는 방향이고, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하고자 하는 것이 아니다. 더 설명해야 할 부분으로는, 본 출원의 설명에 있어서, 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 “장착”, “서로 연결”, “연결”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어, 고정 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결일 수도 있거나, 일체로 연결되며; 직접적으로 연결될 수 있고, 중간 매체를 거쳐 간접적으로 연결될 수도 있으며, 두 개의 소자 내부의 연통일 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원에서의 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서 용어 “및/또는”은 단지 연관 대상의 연관 관계를 설명할 뿐이고, 3가지 관계가 존재함을 표시할 수 있다. 예를 들어, A 및/또는 B는, A가 단독으로 존재하거나, A 및 B가 동시에 존재하거나, B가 단독으로 존재하는 3가지 경우를 표시할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 부호 “/”는 일반적으로 전후 연관 대상이 “또는”인 관계임을 표시한다.
본 출원에서 배터리 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬 이온 배터리 또는 마그네슘-리튬 이온 배터리 등을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상 등일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 원기둥형 배터리 셀, 직사각형 배터리 셀 및 파우치 배터리 셀로 구분되고, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 더 높은 전압과 용량을 제공하기 위한 하나 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 단일 물리 모듈을 가리킨다. 예를 들어, 본 출원에 따른 배터리는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 통상적으로 하나 또는 복수의 배터리 셀을 패키징하기 위한 케이스 바디를 포함한다. 케이스 바디는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극 극판과 음극 극판 사이의 금속 이온의 이동에 의해 작동된다. 양극판은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 도포되고, 양극 활물질층을 도포하지 않은 집전체는 양극 활물질층을 도포한 집전체보다 돌출되고, 양극 활물질층을 도포하지 않은 집전체를 양극탭으로 한다. 리튬이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 코발트산 리튬, 인산철 리튬, 삼원리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극판은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 도포되며, 음극 활물질층을 도포하지 않은 집전체는 음극 활물질층을 도포한 집전체보다 돌출되고, 음극 활물질층을 도포하지 않은 집전체를 음극탭으로 한다. 음극 집전체의 재료는 동일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 높은 전류를 통과시킬 시 융단되지 않도록 보장하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수이고 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수이고 함께 적층된다. 분리막의 재료는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등일 수 있다. 그 외, 전극 어셈블리는 와인딩 구조일 수 있고, 시트 스택 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
다양한 전력 수요를 충족시키기 위해, 배터리는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있고, 여기서, 복수의 배터리 셀 사이는 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있직렬 으며, 혼합 연결은 직렬 연결 및 병렬 연결의 혼합을 가르킨다. 선택적으로, 복수의 배터리 셀은 먼저 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈을 구성하고, 복수의 배터리 모듈이 다시 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리를 구성한다. 다시 말해서, 복수의 배터리 셀은 직접 배터리를 구성할 수 있고, 먼저 배터리 모듈을 구성한 후 배터리 모듈이 다시 배터리를 구성할 수도 있다. 배터리는 추가로 전기 설비에 설치되어, 전기 설비에 전기에너지를 공급한다.
배터리 기술의 발전은 다방면의 디자인 요소, 예를 들어, 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충전/방전 배율 등 성능 파라미터를 동시에 고려해야 하며, 또한, 배터리의 안전성을 고려해야 한다.
배터리 셀에 있어서, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정에서 나타나고, 동시에 적절한 온도 설계도 있다. 배터리 셀을 적절한 온도로 제어하기 위해, 배터리 내에 냉각 시스템을 설치할 수 있다. 냉각 시스템은 냉각 매질을 수용하여, 배터리 셀의 온도를 낮추는 데 사용된다. 냉각 시스템은 냉각 부재 또는 냉각판 등으로 칭할 수도 있고, 냉각 매질은 냉각 유체로 칭할 수도 있으며, 더욱 구체적으로, 냉각액 또는 냉각 기체로 칭할 수 있다. 냉각 유체는 순환 유동하여, 더욱 우수한 온도 조절 효과를 실현한다. 선택적으로, 냉각 매질은 물, 물과 에틸렌글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있다. 냉각 매질이 물인 경우, 냉각 시스템은 수냉판으로 칭할 수도 있다.
배터리의 케이스 바디에는, 이상에서 언급한 배터리 셀 및 냉각 시스템 외에, 신호 전송 어셈블리 및 배터리의 다른 부재를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 케이스 바디에 배터리 셀을 고정시키기 위한 구조를 더 설치할 수 있다. 케이스 바디의 형상은 수용된 복수의 배터리 셀에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 케이스 바디는 6 개의 벽을 구비하는 직사각형일 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 신호 전송 어셈블리는 배터리 셀의 전압 및/또는 온도 등 신호를 전송하는 데 사용할 수 있다. 상기 신호 전송 어셈블리는 버스 부재를 포함할 수 있고, 해당 버스 부재는 복수의 배터리 셀 사이의 전기적 연결, 예를 들어, 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결을 실현하는 데 사용된다. 버스 부재는 배터리 셀의 전극 단자를 연결하는 것을 통해 배터리 셀 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 버스 부재는 용접을 통해 배터리 셀의 전극 단자에 고정된다. 버스 부재는 배터리 셀의 전압을 전송하고, 복수의 배터리 셀은 직렬 연결 후 비교적 높을 전압을 얻게 되며, 상응하게, 버스 부재를 통해 형성된 전기적 연결은 “고압 연결”로 칭할 수도 있다.
버스 부재 이외에, 상기 신호 전송 어셈블리는 배터리 셀의 상태를 셍싱하기 위한 센서 소자를 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 해당 센서 소자는 배터리 셀의 온도, 하전 상태 등 센싱 신호를 측정하고 전송하는데 사용된다. 본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 내의 전기적 연결 부재는 버스 부재 및/또는 센서 소자를 포함할 수 있다.
버스 부재 및 센서 소자는 절연층에 패킹되어, 신호 전송 어셈블리를 형성할 수 있다. 상응하게, 신호 전송 어셈블리는 배터리 셀의 전압 및/또는 센싱 신호를 전송하는 데 사용될 수 있다. 신호 전송 어셈블리의 배터리 셀의 전극 단자와의 연결 위치에 절연층이 마련되어 있지 않고, 즉, 이 위치의 절연층에 홀을 구비함으로써, 배터리 셀의 전극 단자에 연결된다.
배터리가 고온 고습 환경에 처할 경우, 배터리의 케이스 바디 내에 응축액이 생성되기 쉽고, 이는 배터리 내의 신호 전송 어셈블리의 안전 우려를 초래할 수 있으며, 신호 전송 어셈블의 전기적 연결 고장 및 실효를 초래할 있고, 나아가서 배터리의 안전성에 영향을 미친다. 구체적으로, 배터리 내 고온 고습 기체가 배터리의 케이스 바디 내의 냉각 시스템을 만나는 경우, 응축액이 생성될 수 있고, 해당 응축액이 배터리 내의 전기적 연결 영역에 떨어지면, 배터리의 안전성에 영향을 미칠 수 있다.
이를 감안하여, 본 출원은 배터리의 냉각 시스템이 설치되어 있는 면의 엣지에 차폐 부재를 설치하여, 냉각 시스템에서 생성되는 응축액이 배터리와의 전기적 연결 영역에 도달하는 것을 차단하여, 배터리의 안정성을 강화할 수 있는 기술적 수단을 제공한다.
배터리에서, 이상에 언급된 각 부재 이외에, 배터리의 케이스 바디에 케이스 바디 내외의 압력을 평형시키기 위한 압력 평형 기구를 더 설치할 수 있다. 예를 들어, 케이스 바디 내부의 압력이 케이스 바디 외측의 압력보다 클 경우, 케이스 바디 내부의 기체는 압력 평형 기구를 통해 케이스 바디 외측으로 유출될 수 있다. 케이스 바디 내부의 압력이 케이스 바디 외측의 압력보다 작을 경우, 케이스 바디 외부의 기체는 압력 평형 기구를 통해 케이스 바디 내부에 유입될 수 있다.
상술한 배터리의 케이스 바디 중의 각 부재는 본 출원의 실시예를 한정하는 것으로 이해해서는 안되고, 다시 말해서, 본 출원의 실시예에 따른 배터리의 케이스 바디는 상술한 부재를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다.
본 출원의 실시예에서 설명되는 기술적 해결수단은 모두 배터리를 사용하는 다양한 장치, 예를 들어, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북, 축전지차, 전동 장난감, 전동 공구 및 전기 자동차, 선박 및 항공기 등에 적용되며, 예를 들어, 항공기는, 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선 등을 포함한다.
이해해야 할 것은, 본 출원의 실시예가 설명하는 기술적 해결수단은 상술한 장치에 제한될 뿐만 아니라 배터리를 사용하는 모든 장치에 적용될 수 있으나, 설명의 간결을 위해, 이하의 실시예는 모두 전기 자동차를 예시로 설명을 진행한다.
예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도 1은 본 출원의 일 실시예의 차량(1)의 구조 모식도이고, 차량(1)은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 컨트롤러(50) 및 배터리(10)가 설치될 수 있고, 컨트롤러(50)는 모터(40)에 대한 배터리(10)의 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 저부 또는 헤드부 또는 미부에 배터리(10)를 설치할 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)의 전력 공급에 사용될 수 있고, 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 동작 전원으로, 차량(1)의 회로 시스템으로 사용될 수 있고, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 네비게이션 및 운행 시의 작동 전력 수요에 사용된다. 본 출원의 다른 실시예에 있어서, 배터리(10)는 차량(1)의 동작 전원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로 사용될 수도 있으며, 가솔린 또는 천연가스를 대체하거나 또는 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
다양한 사용 전력 필요를 만족시키기 위해, 배터리(10)는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)의 구조 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전지(10)는 적어도 하나의 전지 모듈(200)을 포함할 수 있다. 전지 모듈(200)은 복수의 전지 셀(20)을 포함한다. 전지(10)는 케이스 본체(11)를 포함할 수도 있으며, 케이스 본체(11)의 내부는 중공의 구조이며, 복수의 전지셀(20)이 케이스 본체(11) 내부에 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스 바디(11)는 두개의 부분을 포함할 수 있고, 이 두 부분은 각각 제1 부분(상부 케이스 바디)(111) 및 제2 부분(하부 케이스 바디)(112)으로 칭하며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 스냅 결합된다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)의 형상은 복수의 배터리 셀(20) 조합의 형상에 따라 결정될 수 있고, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)에 모두 적어도 하나의 개구를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 모두 중공 직육면체일 수 있고 각각 일면만 개구면이며, 제1 부분(111)의 개구와 제2 부분(112)의 개구는 대향되게 설치되되, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 서로 스냅 결합되어 폐쇄된 챔버를 갖는 케이스 바디(11)를 형성한다. 다른 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 달리, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112) 중 하나만 개구를 갖는 중공 직육면체이고, 다른 하나는 개구를 커버하기 위해 판 형상일 수 있다. 예를 들어, 여기서 제2 부분(112)은 중공 직육면체이고 일면만 개구면이며, 제1 부분(111)이 판 형상인 경우를 예로 들면, 제1 부분(111)은 제2 부분(112)의 개구에 커버되어 폐쇄된 챔버를 갖는 케이스 바디를 형성하고, 상기 챔버는 복수의 전지 셀(20)을 수용하는 데 사용될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)은 서로 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결 조합한 후 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)이 스냅 결합 후 형성하는 케이스 바디(11) 내에 안착할 수 있다.
선택적으로, 배터리(10)는 다른 구조를 더 포함할 수 있고 여기서 중복된 서술을 생략한다. 예를 들어, 해당 배터리(10)는 버스 부재를 더 포함할 수 있고, 버스 부재는 복수의 배터리 셀(20) 사이의 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결과 같은 전기적 연결을 실현하는 데 사용된다. 구체적으로, 버스 부재는 배터리 셀(20)의 전극 단자를 연결하는 것을 통해 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 나아가, 버스 부재는 용접을 통해 배터리 셀(20)의 전극 단자에 고정될 수 있다. 복수의 전지 셀(20)의 전기 에너지는 전도성 기구를 통해 박스 바디를 통과하여 추가로 인출될 수 있다. 선택 가능하게, 전도 기구도 버스 부재에 속할 수 있다.
다양한 전력 필요에 따라, 배터리 셀(20)의 수량은 임의의 수로 설정될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결의 형태를 통해 비교적 큰 용량 또는 전력을 실현할 수 있다. 각각의 배터리(10)에 포함되는 배터리 셀(20)의 수량이 많을 수 있기에, 장착의 편의를 위해, 배터리 셀(20)을 그룹으로 나누어 설치하고, 각 그룹의 배터리 셀(20)이 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 배터리 모듈 중에 포함된 배터리 셀(20)의 수량은 한정되지 않고, 필요에 따라 설치할 수 있다. 배터리는 복수의 배터리 모듈을 포함할 수 있고, 이러한 배터리 모듈은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결의 형태를 통해 연결될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 구조 개략도이고, 배터리 셀(20)은 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22), 하우징(211) 및 엔드 커버(212)를 포함한다. 하우징(211) 및 엔드 커버(212)는 케이스 또는 배터리 박스(21)를 형성한다. 하우징(211)의 벽 및 엔드 커버(212)는 모두 배터리 셀(20)의 벽으로 칭하고, 여기서 직육면체 형상의 배터리 셀(20)에 있어서, 하우징(211)의 벽은 저벽 및 네 개의 측벽을 포함한다. 하우징(211)은 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22) 조합 후의 형상에 따라 결정되고, 예를 들어, 하우징(211)은 중공의 직육면체 또는 정육면체 또는 원기둥체일 수 있고, 하우징(211)의 하나의 면에 개구를 구비하여, 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22)를 하우징(211) 내에 안착시킬 수 있다. 예를 들어, 하우징(211)이 중공의 직육면체 또는 정육면체인 경우, 하우징(211)의 하나의 평면은 개구면이고, 즉 해당 평면은 벽체를 구비하지 않아 하우징(211) 내부가 서로 통한다. 하우징(211)이 중공의 원기둥체인 경우, 하우징(211)의 단면은 개구면이고, 즉 해당 단면은 벽체를 구비하지 않아 하우징(211) 내부가 서로 통한다. 단부 커버(212)는 개구를 커버하고 하우징 본체(211)와 연결됨으로써, 전극 어셈블리(22)가 안치되는 밀폐 챔버를 형성한다. 하우징 본체(211) 내에는 전해액과 같은 전해질이 충진되어 있다.
해당 배터리 셀(20)은 두개의 전극 단자(214)를 더 포함할 수 있고, 두개의 전극 단자(214)는 엔드 커버(212)에 마련될 수 있다. 엔드 커버(212)는 통상적으로 평평한 판 형상이고, 두개의 전극 단자(214)는 엔드 커버(212)의 평평한 판면에 고정되며, 두개의 전극 단자(214)는 각각 양극 단자(214a) 및 음극 단자(214b)이다. 각각의 전극 단자(214)에 집전 부재(23)라고도 칭할 수 있는 하나의 연결 부재(23)가 각각 대응되게 설치되고, 상기 연결 부재(23)는 엔드 커버(212)와 전극 어셈블리(22) 사이에 위치하여, 전극 어셈블리(22)와 전극 단자(214)의 전기적 연결을 구현한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 전극 어셈블리(22)는 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)을 구비한다. 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)의 극성은 반대된다. 예를 들어, 제1 탭(221a)이 양극탭인 경우, 제2 탭(222a)은 음극탭이다. 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22)의 제1 탭(221a)은 하나의 연결 수단(23)을 거쳐 하나의 전극 단자에 연결되고, 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22)의 제2 탭(222a)은 다른 연결 수단(23)을 거쳐 다른 전극 단자에 연결된다. 예를 들어, 양극 단자(214a)는 하나의 연결 수단(23)을 거쳐 양극탭에 연결되고, 음극 단자(214b)는 다른 연결 수단(23)을 거쳐 음극탭에 연결된다.
해당 배터리 셀(20)에서, 실제 사용 필요에 따라, 전극 어셈블리(22)는 하나 또는 복수로 설치될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20) 내에 4 개의 독립적인 전극 어셈블리(22)가 설치되어 있다.
배터리 셀(20)에 감압 기구(213)를 더 설치할 수 있다. 감압 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 경우 내부 압력 또는 온도을 릴리즈 하도록 작동된다.
감압 기구(213)는 각종 가능한 감압 구조일 수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 감압 기구(213)는 감열성 감압 기구일 수 있고, 감열성 감압 기구는 감압 기구(213)가 설치되어 있는 배터리 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달할 경우 융해될 수 있도록 구성되고; 및/또는, 감압 기구(213)는 감압 감압 기구일 수 있고, 압전 감압 기구는 감압 기구(213)가 설치되어 있는 배터리 셀(20)의 내부 기압이 임계값에 도달할 경우 파열될 수 있도록 구성된다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)에 포함되는 복수의 배터리 셀(20)은 케이스 바디(11) 내에서 임의의 방향에 따라 배열 및 배치될 수 있는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 직육면체 형상의 배터리 셀(20)을 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀(20)을 도 3에 도시된 수직 방향에 따라 케이스 바디 내에 장착하여, 장착 후의 복수의 배터리 셀(20)의 엔드 커버(212)가 상부 케이스 바디(111)를 향하고, 배터리 셀(20)의 하우징(211)의 저벽이 하부 케이스 바디(112)를 향하도록 한다. 다시 예를 들어, 도 2와 달리, 복수의 도 3에 도시된 배터리 셀(20)을 횡방향으로 케이스 바디 내에 배치할 수도 있다.
구체적으로, 도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리(10)의 다른 분해 개략도이고, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀(20)을 횡방향으로 케이스 바디 내에 설치할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 복수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있고, 상기 복수의 배터리 셀(20)은 다층으로 배열될 수 있으며, 예를 들어, 도 4는 두층의 배터리 셀(20)을 설치한 예를 든다. 배터리(10) 중 최상층의 배터리 셀(20)에 있어서, 상기 최상층 중의 각각의 배터리 셀(20)의 측벽 중 면적이 제일 큰 측벽은 하부 케이스 바디(112)의 개구 위치를 향하고, 다시 말해서 상부 케이스 바디(111)를 향하며(도 4 중 미도시); 반대로, 배터리(10) 중 최하층의 배터리 셀(20)에 있어서, 상기 최하층 중 각각의 배터리 셀(20)의 측벽 중 면적이 제일 큰 측벽은 하부 케이스 바디(112)의 저벽을 향하고, 다시 말해서 하부 케이스 바디(112) 중 개구와 대향하는 벽을 향한다. 다시 말해서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀(20)의 엔드 커버(212) 일단은 하부 케이스 바디(112)의 측벽을 향하고, 다시 말해서 하부 케이스 바디(112) 중 개구와 인접하는 벽을 향하며, 이와 같이, 도 2에 도시된 배터리 셀(20)의 장착 방식에 비해, 도 4에 도시된 장착 방식은 배터리 셀(20)의 방열에 더욱 유리하다.
배터리 셀(20)이 적절한 온도에서 작동할 수 있도록 추가로 제어하기 위해, 상기 배터리(10)에 냉각 시스템(30)을 설치하여, 배터리(10)의 온도를 확보할 수도 있다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 시스템(30)은 복수의 배터리 셀(20)의 상부에 설치되어, 배터리 셀(20)의 면적이 비교적 큰 측벽이 상기 냉각 시스템(30)을 향하도록 하여, 배터리 셀(20)의 방열 면적을 증가시켜, 배터리 셀(20) 방열에 더욱 유리하도록 한다.
선택적으로, 상기 냉각 시스템(30)의 상부에 상부 케이스 바디(111)를 설치하여, 상부 케이스 바디(111)와 하부 케이스 바디(112)를 스냅 결합시킴으로써, 상기 배터리(10)의 케이스 바디를 형성할 수 있거나; 또는, 냉각 시스템(30)은 상부 케이스 바디(111)에 집적되어, 차지하는 공간을 줄일 수 있고, 다시 말해서 상기 냉각 시스템(30)은 상부 케이스 바디(111)로서, 하부 케이스 바디(112)에 커버되어 상기 배터리(10)의 케이스 바디(11)를 형성할 수 있다.
배터리(10)는 고온 고습 환경에서, 케이스 바디 내에 응축액이 생성되기 쉽고, 특히 냉각 시스템(30) 표면 및 주의에 응축액이 생성되기 쉬우며, 도 4에 도시된 배터리 셀의 장착 방식에서, 응축 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 떨어지면, 배터리(10) 내의 전기적 연결 영역에 대해 안전적 우려를 초래하여, 배터리(10)의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로, 배터리(10) 내 고온 고습 기체가 배터리(10)의 케이스 바디(11) 내의 냉각 시스템(30)를 만나는 경우, 응축액이 생성될 수 있고, 해당 응축액이 배터리(10) 내의 전기적 연결 영역에 떨어지면, 배터리(10)의 안전성에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 본 출원의 실시예는 배터리(10)를 제공하여, 상술한 과제를 해결할 수 있다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리(10)의 구조 개략도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)는 배터리 셀 그룹(201)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 배터리(10)는 복수의 배터리 셀 그룹(201)을 포함할 수 있다. 임의의 하나의 배터리 셀 그룹(201)에 있어서, 배터리 셀 그룹(201)은 복수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 임의의 하나의 배터리 셀 그룹(201)에 있어서, 여러가지 방식으로 그 중의 복수의 배터리 셀(20)을 배열할 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 배터리 셀 그룹(201)은 복수의 배터리 셀 열을 포함할 수 있고, 복수의 배터리 셀 열은 제1 방향(X)을 따라 배열되며, 도 7 및 도 8은 4 개의 배터리 셀 그룹(201)을 도시하고, 각각의 배터리 셀 그룹(201)은 두 개의 배터리 셀 열을 포함한다. 복수의 배터리 셀 열 중 의 각각의 배터리 셀 열 중의 배터리 셀(20)은 제2 방향(Y)을 따라 배열되고, 제1 방향(X)는 제2 방향(Y)에 수직된다.
배터리(10)는 냉각 시스템(30)을 더 포함한다. 냉각 시스템(30)은 냉각 매질을 수용하여, 배터리 셀(20)의 온도를 낮추는 데 사용된다. 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(30)은 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 설치될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)이 배터리(10)의 케이스 바디(11) 내에서 설치되는 방향이 다름에 따라, 상기 제1 면(2111)은 상기 배터리 셀 그룹(201)의 임의의 하나의 표면을 가르킬 수 있는 것을 이해해야 한다. 배터리 셀(20)이 직육면체인 예를 들어, 배터리 셀(20)의 방열 능력을 향상시키기 위해, 냉각 시스템(30)을 면적이 제일 큰 측벽의 상부에 설치할 수 있고, 그리하면 배터리 셀 그룹(201)은 냉각 시스템(30)의 일면을 향하며, 즉, 제1 면(2111)은 배터리 셀 그룹(201)의 면적이 제일 큰 하나의 면이고, 이와 같이 배터리 셀 그룹(201)의 방열 속도를 높일 수 있으며, 비교적 우수한 온도 조절 효과를 실현한다. 선택적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 배터리 셀 그룹(201)과 냉각 시스템(30) 사이는 구조 접착제(31)로 접착될 수 있다.
배터리(10)는 신호 전송 어셈블리(24)를 더 포함한다. 신호 전송 어셈블리(24)는 배터리 셀 그룹(201)의 제2 면(2112)에 설치된다. 여기서, 제2 면(2112)은 제1 면(2111)에 인접한다. 구체적으로, 신호 전송 어셈블리(24)는 배터리 셀(20)의 전압 및/또는 온도 신호의 전송을 실현하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 신호 전송 어셈블리(24)는 버스 부재(121) 및 절연층(122)을 포함할 수 있고, 절연층(122)은 버스 부재(121)를 패키징하는데 사용되며, 절연층(122)은 홀(123)을 구비하고, 버스 부재(121)는 홀(123) 위치에서 배터리 셀 그룹(201) 중의 배터리 셀(20)에 전기적 연결되는 데 사용된다.
선택적으로, 절연층(122)은 열간 프레스의 방식으로 상기 버스 부재(121)를 패키징할 수 있고, 또한, 홀을 마련하는 방식으로, 버스 부재(121)가 홀 위치를 거쳐 배터리 셀 그룹(201) 중 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있도록 한다.
신호 전송 어셈블리(24)는 배터리 셀(20) 사이의 여러 형태의 전기적 연결을 실현하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 배터리(10) 내의 전기적 연결 영역은 버스 부재(121)가 형성하는 전기적 연결 영역을 포함할 수 있고, 또한, 배터리(10) 내에 배터리 셀(20)의 상태을 센싱하기 위한 센서 소자(미도시)를 설치할 수도 있으며, 배터리(10) 내의 전기적 연결 영역은 센서 소자 중의 전기적 연결 영역을 포함할 수도 있다. 선택적으로, 신호 전송 어셈블리(24)는 센서 소자를 포함할 수 있고, 절연층(122)은 상시 센서 소자를 패키징하는 데 사용될 수도 있다.
도 5에 도시된 배터리 셀(20)과 냉각 시스템(30)의 배열 형태를 고려하면, 배터리(10)가 고온 다습 환경에 처할 경우, 배터리(10)의 케이스 바디 내에 응축액이 생성되기 쉽고, 특히 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 배터리(10) 내의 전기적 연결 영역에 떨어질 수 있으며, 예를 들어, 버스 부재(121)에 떨어질 수 있고, 배터리(10)의 단락을 초래하여 고장을 초래할 수 있으며, 배터리의 안정성에 영향을 미칠 수 있기에, 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 차폐 부재(25)를 더 포함할 수 있다. 차폐 부재(25)는 배터리 셀 그룹(201)에 연결되고 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되며, 차폐 부재(25)는 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단하는 데 사용된다. 구체적으로, 차폐 부재(25)는 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111) 또는 제2 면(2112)에 연결될 수 있다.
따라서, 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)에 있어서, 그 제1 면(2111)에 냉각 시스템(30)을 설치하고, 제1 면(2111)에 인접한 제2 면(2112)에 신호 전송 어셈블리(24)를 설치하여, 복수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현하며, 또한, 상기 배터리(10)는 제1 면(2111) 엣지에 연결 돌출되는 차폐 부재(25)를 더 포함하여, 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단함으로써, 배터리(10)에 단락이 발생하는 것을 피하고, 상기 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서,제1 면(2111)에 평행되는 평면에서의 차폐 부재(25)의 정투영은 제1 면(2111)에 평행되는 평면에서의 신호 전송 어셈블리(24)의 정투영을 커버한다. 다시 말해서, 차폐 부재(25)는 신호 전송 어셈블리(24)에 대응되는 영역에서 연장되고, 냉각 시스템(30)에서 응축액이 생성되는 경우, 차폐 부재(25)는 “처마”의 작용을 하여, 응축액을 신호 전송 어셈블리(24) 이외의 영역으로 안내할 수 있고, 예를 들어 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹(201) 사이의 공간에 안내하여, 신호 전송 어셈블리(24)를 보호하도록 한다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 차폐 부재(25)의 재료는 절연 재료이고, 예를 들어 차폐 부재(25)는 절연 시트일 수 있으며, 이로써 신호 전송 어셈블리(24)의 절연 격리를 확보할 수 있고, 배터리(10)의 안전성을 더욱 향상시킨다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 차폐 부재(25)는 상기 제1 면(2111)과 냉각 시스템(30) 사이에 고정될 수 있다. 차폐 부재(25)는 배터리 셀 그룹(201)의 전체 제1 면(2111)을 커버할 필요가 없고, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 차폐 부재(25)는 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)과 냉각 시스템(30) 사이에 고정되되 단지 제1 면(2111)이 엣지에 접근하는 위치에 접촉되며, 차폐 부재(25)의 일단은 구조 접착제(31)에 일치하여, 배터리 셀 그룹(201) 및 냉각 시스템(30)에 대한 구조 접착제(31)의 접착에 영향을 미치지 않는다. 또한 차폐 부재(25)는 냉각 시스템(30)에 직접 접촉되어, 양자의 접촉 면적이 비교적 커서, 응축액의 흐름을 더욱 잘 안내할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 차폐 부재(25)는 배터리 셀 그룹(201)의 제2 면(2112)에 고정되되, 차폐 부재(25)가 냉각 시스템(30)에 접근하는 일단이 절곡되어 상기 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되도록 할 수도 있다. 차폐 부재(25)는 배터리 셀 그룹(201)의 제2 면(2112)의 신호 전송 어셈블리(24) 상부에 위치하는 영역에 위치할 수 있고, 신호 전송 어셈블리(24)와의 거리를 충분히 가깝게 설정할 수 있기에, 신호 전송 어셈블리(24)에 대한 보호 효과가 더욱 우수하다. 상기 제2 면(2112)에 고정된 차폐 부재(25)는 하나의 전체적 구조일 수 있고, 복수의 서브 차폐 부재로 구성될 수도 있다. 구체적으로, 차폐 부재(25)는 각각 제1 배터리 셀 열의 복수의 배터리 셀(20)의 제1 벽에 설치되는 복수의 서브 차폐 부재를 포함하고, 여기서, 상기 제1 배터리 셀 열은 배터리 셀 그룹(201) 중 냉각 시스템(30)에 연결되는 배터리 셀 열이며, 상기 제1 벽은 배터리 셀(20)의 제2 면(2112) 상의 벽이다.
어떠한 방식으로 차폐 부재(25)를 장착하는지를 막론하고, 차폐 부재(25)가 신호 전송 어셈블리(24) 상부에서 차폐를 형성하여 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 막을 수 있기만 하면 된다. 본 출원의 실시예에 있어서, 차폐 부재(25)가 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)과 냉각 시스템(30) 사이에 고정되는 것을 예를 들어 설명한다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 차폐 부재(25)는 상기 제1 면(2111)의 엣지의 돌출 부분에 돌출되어 상기 제1 면(2111)에 평행된다. 이와 같이, 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액은 냉각 시스템(30)의 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹(201)에 위치하는 차폐 부재(25) 사이의 영역(32), 즉 냉각 시스템(30)에서 차폐 부재(25)와 접촉되지 않는 영역(32)에 모여짐으로써, 신호 전송 어셈블리(24)의 바로 상부에 응축액이 형성되는 것을 피하고, 배터리의 안전성을 강화하였다. 이러한 방식에서 차폐 부재(25)는 평면 구조이고, 공정 복잡도가 비교적 낮다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 차폐 부재(25)가 상기 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되는 돌출 부분은 제2 면(2112)을 향해 절곡된다. 차폐 부재(25)에 대해 절곡 후, 절곡 부분은 응축액의 흐름을 안내할 수 있어, 응축액이 두 개의 배터리 셀 그룹(201) 사이의 공간에 모이기가 더욱 쉬워, 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 제한한다.
나아가, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹(201)의 차폐 부재(25)의 돌출 부분이 연결되어 요홈(251)을 형성하고, 요홈(251)은 응축액을 수집하는 데 사용된다. 요홈(251)의 깊이는 차폐 부재(25)의 절곡 정도에 따라 결정될 수 있다. 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 차폐 부재(25) 위치에 떨어질 때, 요홈(251)에 의해 수집될 수 있다. 요홈(251)에 의해 수집된 응축액은 적절한 시기에 배출될 수 있고, 예를 들어 차량의 올리막 또는 내리막 시에 요홈(251) 내의 응축액은 자연스럽게 배터리 셀 그룹(201)의 전후단으로 배출된다. 선택적으로, 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹(201)의 차폐 부재(25)의 돌출 부분은 연결바(미도시)를 통해 연결되어 요홈(251)을 형성할 수 있다. 또는, 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹(201)의 차폐 부재(25)는 일체로 성형되어 요홈(251)을 형성함으로써, 차폐 부재(25)의 신뢰성을 향상시킨다.
더욱 나아가, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 요홈(251)의 저부에 액체 배출홀(252)이 마련되어 있고, 액체 배출홀(252)은 상기 응축액을 배출하는 데 사용된다. 이와 같이, 요홈(251)에 수집된 응축액은 적시에 대향 설치되는 두 개의 배터리 셀 그룹(201) 사이의 공간에 배출될 수 있어, 응축액이 요홈(251) 내에 과도하게 모이는 것을 피한다. 본 출원의 실시예에서 액체 배출홀(252)의 수량 및 형상에 대해 한정하지 않는다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 배터리(10)의 케이스 바디(11) 내에는 차폐 부재(25)에 대응되는 액체 저장홈(113)이 마련되어 있고, 차폐 부재(25)는 상기 응축액을 액체 저장홈(113)에 유입시키는 데 사용된다. 냉각 시스템(30)에서 응축액이 생성된 후, 응축액은 차폐 부재(25)를 따라 액체 저장홈(113)에 떨어지거나, 또는 먼저 요홈(251) 내에 떨어진 후, 요홈(251)을 통해 다시 응축액을 액체 저장홈(113)에 유입시킴으로써, 응축액이 배터리(10)의 신호 전송 어셈블리(24)를 멀리하도록 하기에, 배터리의 안전성을 강화할 수 있다. 액체 저장홈(113)은 케이스 바디(11)의 저부에 위치할 수 있다. 선택적으로, 액체 저장홈(113) 내에 그래비티 밸브를 설치할 수 있고, 그래비티 밸브는 액체 저장홈(113) 내의 응축액이 일정한 정도로 저장될 때 액체 저장홈(113) 내의 응축액을 케이스 바디(11)에 배출하는 데 사용된다. 선택적으로, 액체 저장홈(113) 내에 그래비티 밸브를 설치하고 않고, 케이스 바디(11)의 외부에 직접 연통되도록 할 수도 있으며, 예를 들어, 케이스 바디(11)의 벽의 관통홀을 통해 케이스 바디(11)의 외부에 연통된다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 15에 도시된 바와 같이, 요홈(251)의 단부는 배터리(10)의 케이스 바디(11)의 벽에 연결되고, 요홈(251)과 케이스 바디(11)의 벽 내의 캐비티이 연통되어 상기 응축액을 상기 캐비티에 유입시킬 수 있다. 상기 캐비티은 케이스 바디(11)의 벽 내에 원래 존재하는 캐비티일 수 있다. 선택적으로, 상기 캐비티은 도 15에 도시된 전문적으로 마련한 액체 저장홈(113)일 수도 있다. 요홈(251)의 단부가 배터리(10)의 케이스 바디(11)의 벽 내의 캐비티에 연결되기에, 냉각 시스템(30)에서 응축액이 생성된 후, 응축액은 차폐 부재(25)의 절곡 위치를 따라 요홈(251) 내에 떨어지고, 요홈(251)은 응축액을 그 단부에서 케이스 바디(11)의 벽 내의 캐비티 내에 유입시켜, 응축액을 저장하거나, 또는 더욱 나아가 케이스 바디(11)에 배출함으로써, 응축액이 배터리(10)의 신호 전송 어셈블리(24)에서 멀어지도록 하기에, 배터리(10)의 안전성을 강화할 수 있다.
본 출원의 일 실시예는 전기 설비를 더 제공하고, 해당 전기 설비는 전술한 각 실시예에 따른 배터리(10)를 포함하여, 상기 전기 설비에 전기 에너지를 공급하는 데 사용된다. 선택적으로, 전기 설비는 차량(1), 선박 또는 우주 설비일 수있다.
이상으로 본 출원의 실시예에 따른 배터리 및 전기 설비에 대해 설명하였고, 이하 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 방법 및 제조 설비에 대해 설명하되, 상세히 설명되지 않은 부분은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 방법(300)의 개략적 흐름도를 도시한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 해당 방법(300)은 복수의 배터리 셀(20)을 포함하는 배터리 셀 그룹(201)을 제공하는 단계 310; 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 설치되는 냉각 시스템(30)을 제공하는 단계 320; 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 인접하는 제2 면(2112)에 설치되고, 버스 부재(121) 및 상기 버스 부재(121)를 패키징하고 홀을 구비하는 절연층(122)을 포함하며, 상기 버스 부재(121)는 홀 위치에서 배터리 셀 그룹(201) 중의 배터리 셀(20)에 전기적 연결되는데 사용되는 신호 전송 어셈블리(24)를 제공하는 단계 330; 배터리 셀 그룹(201)에 연결되고 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되며, 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재(25)를 제공하는 단계 340를 포함한다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 제조 설비(400)의 개략적 블록도를 도시한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 배터리의 제조 설비(400)는 제공 모듈(410)을 포함할 수 있고, 제공 모듈(410)은 복수의 배터리 셀(20)을 포함하는 배터리 셀 그룹(201)을 제공하고; 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 설치되는 냉각 시스템(30)을 제공하며; 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 인접하는 제2 면(2112)에 설치되고, 버스 부재(121) 및 상기 버스 부재(121)를 패키징하고 홀을 구비하는 절연층(122)을 포함하며, 상기 버스 부재(121)는 홀 위치에서 배터리 셀 그룹(201) 중의 배터리 셀(20)에 전기적 연결되는 데 사용되는 신호 전송 어셈블리(24)를 제공하고; 배터리 셀 그룹(201)에 연결되고 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되며, 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재(25)를 제공하는 데 사용된다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 출원을 설명하였으나, 본 출원의 범위를 이탈하지 않는 상황에서, 이에 대해 개선을 진행할 수 있고, 등가물로 그 중 부재를 대체할 수 있다. 특히 구조적인 충돌이 존재하지 않는 한 각 실시예에서 언급한 각 기술 특징은 임의의 방식으로 조합할 수 있다. 본 출원은 본 명세서에서 개시한 특정 실시예에 국한되지 않고, 특허청구범위 내에 속하는 모든 기술 방안을 포함한다.

Claims (17)

  1. 배터리에 있어서,
    복수의 배터리 셀(20)을 포함하는 배터리 셀 그룹(201);
    상기 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 설치되는 냉각 시스템(30);
    상기 배터리 셀 그룹(201)의 상기 제1 면(2111)에 인접하는 제2 면(2112)에 설치되고, 버스 부재(121) 및 상기 버스 부재(121)를 패키징하는 데 사용되고 홀을 구비하는 절연층(122)을 포함하며, 상기 버스 부재(121)는 상기 홀 위치에서 상기 배터리 셀 그룹(201) 중의 배터리 셀(20)에 전기적 연결되는 데 사용되는 신호 전송 어셈블리(24);
    상기 배터리 셀 그룹(201)에 연결되고 상기 제1 면(2111)의 엣지로부터 돌출되며, 상기 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 상기 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면(2111)에 평행되는 평면에서의 상기 차폐 부재(25)의 정투영이 상기 제1 면(2111)에 평행되는 평면에서의상기 신호 전송 어셈블리(24)의 정투영을 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차폐 부재(25)가 상기 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되는 돌출 부분이 상기 제1 면(2111)에 평행되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차폐 부재(25)가 상기 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되는 돌출 부분이 상기 제2 면(2112)을 향해 절곡되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리는 복수의 상기 배터리 셀(201)을 포함하고;
    대향 설치되는 두 개의 상기 배터리 셀 그룹(201)의 상기 차폐 부재(25)의 상기 돌출 부분은 연결되어 상기 응축액을 수집하기 위한 요홈(251)을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 요홈(251) 저부에 상기 응축액을 배출하기 위한 액체 배출홀(252)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    대향 설치되는 두 개의 상기 배터리 셀 그룹(201)의 상기 차폐 부재(25)의 상기 돌출 부분은 연결바를 통해 연결되어 상기 요홈(251)을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    대향 설치되는 두 개의 상기 배터리 셀 그룹(201)의 상기 차폐 부재(25)는 일체로 성형되어 상기 요홈(251)을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 부재(25)의 재료는 절연 재료인 것을 특징으로 하는 배터리.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리의 케이스 바디 내에 상기 차폐 부재(25)에 대응되는 액체 저장홈(113)이 마련되어 있고, 상기 차폐 부재(25)는 상기 응축액을 상기 액체 저장홈(113)에 유입시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 요홈(251)의 단부는 상기 배터리의 케이스 바디의 벽에 연결되되, 상기 요홈(251)은 상기 케이스 바디의 벽 내의 캐비티(114)에 연통되어 상기 응축액을 상기 캐비티(114)에 유입시키는 것을 특징으로 하는 배터리.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 부재(25)는 상기 제1 면(2111)과 상기 냉각 시스템(30) 사이에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 부재(25)는 상기 제2 면(2112)에 고정되고, 상기 차폐 부재(25)가 상기 냉각 시스템(30)에 접근하는 일단은 절곡되어 상기 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀 그룹(201)은 N개의 배터리 셀(20) 열을 포함하고, 상기 N개의 배터리 셀(20) 열은 제1 방향에 따라 배열되며, 상기 N개의 배터리 셀(20) 열 중의 각각의 배터리 셀(20) 열의 배터리 셀(20)은 제2 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 방향이 상기 제2 방향에 수직되며, N은 양의 정수이고;
    상기 제1 면(2111)은 상기 제1 방향에 수직되고, 상기 제2 면(2112)은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 확정된 평면에 평행되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  15. 전기 에너지를 공급하기 위한 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 설비.
  16. 배터리의 제조 방법에 있어서,
    복수의 배터리 셀(20)을 포함하는 배터리 셀 그룹(201)을 제공하는 단계 310;
    상기 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 설치되는 냉각 시스템(30)을 제공하는 단계 320;
    상기 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 인접하는 제2 면(2112)에 설치되고, 버스 부재(121) 및 상기 버스 부재(121)를 패키징하고 홀을 구비하는 절연층(122)을 포함하며, 상기 버스 부재(121)는 상기 홀 위치에서 상기 배터리 셀 그룹(201) 중의 배터리 셀(20)에 전기적 연결되는데 사용되는 신호 전송 어셈블리(24)를 제공하는 단계 330;
    배터리 셀 그룹(201)에 연결되고 상기 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되며, 상기 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재(25)를 제공하는 단계 340를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 제조 방법.
  17. 배터리의 제조 설비에 있어서, 제공 모듈(410)을 포함하고, 상기 제공 모듈(410)은
    복수의 배터리 셀(20)을 포함하는 배터리 셀 그룹(201)을 제공하고;
    상기 배터리 셀 그룹(201)의 제1 면(2111)에 설치되는 냉각 시스템(30)을 제공하며;
    상기 배터리 셀 그룹(201)의 상기 제1 면(2111)에 인접하는 제2 면(2112)에 설치되고, 버스 부재(121) 및 상기 버스 부재(121)를 패키징하고 홀을 구비하는 절연층(122)을 포함하며, 상기 버스 부재(121)는 홀 위치에서 상기 배터리 셀 그룹(201) 중의 배터리 셀(20)에 전기적 연결되는 데 사용되는 신호 전송 어셈블리(24)를 제공하고;
    상기 배터리 셀 그룹(201)에 연결되고 상기 제1 면(2111)의 엣지에 돌출되며, 상기 냉각 시스템(30)에서 생성되는 응축액이 상기 신호 전송 어셈블리(24)에 도달하는 것을 차단하기 위한 차폐 부재(25)를 제공하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리의 제조 설비.
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