KR20230115303A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20230115303A
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thermal structural
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크라호 마크
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리라이프드 에이비
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Abstract

배터리 장치(1)는 상부 표면(7)과 반대쪽 하부 표면(8)을 갖는 배터리 팩(6a)을 형성하는 서로 인접하게 배열된 다수의 배터리(2)를 포함하고, 배터리 장치(1)는 열 구조 요소(9)를 통해 열 유체 매체를 인도하도록 구성된 열 구조 요소(9)의 제1 관통 채널(10)을 통해 배터리의 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4)을 통해 배터리(2)를 냉각 또는 가열하기 위해 배터리 팩(6a)의 상부 표면(7) 및/또는 하부 표면(8)에 배열된 적어도 하나의 열 구조 요소(9)를 포함하고, 배터리 장치(1)는 열 구조 요소(9)에 대해 각각의 배터리(2)의 위치를 고정하도록 구성된 고정 요소(36; 15, 30, 37)를 포함한다.

Description

배터리 팩
본 발명은 다수의 배터리를 포함하는 배터리 장치로서, 각 배터리는 상부 단부판과 이 상부 단부판의 반대쪽 하부 단부판, 및 이 상부 단부판과 하부 단부판을 연결하는 몸체를 포함하고, 몸체는 상부 단부판과 하부 단부판 사이에 길이 방향으로 그리고 길이 방향에 수직인 두께 방향으로 연장부를 갖고, 몸체는 엔벨로프 표면에 의해 두께 방향으로 구획되고, 배터리는 두께 방향으로 서로 인접하게 배열되어 길이 방향으로 상부 표면과 반대쪽 하부 표면을 갖는 배터리 팩(6a)을 형성하고, 상부 표면과 하부 표면은 길이 방향에 수직인 길이 방향 및 폭 방향으로 연장부를 갖는, 다수의 배터리를 포함하는 배터리 장치에 관한 것이다.
배터리는 잘 알려져 있으며 다양한 응용 분야에 사용된다. 배터리 구동 디바이스는 환경 문제로 인해 날이 갈수록 중요해지고 있다. 예를 들어, 배터리 구동 차량의 수가 증가함에 따라 쉽고 빠르게 재충전할 수 있는 배터리에 대한 요구가 높아지고 있다. 배터리를 재충전하려면 여러 요인이 필요하다. 빠른 재충전을 위한 중요한 요인 중 하나는 충전 동안 배터리의 온도이다. 일부 배터리는 적절한 온도로 냉각해야 하지만 일부 배터리는 적어도 초기에는 적절한 온도로 가열해야 한다.
또한 에너지 소비량은 예를 들어 무게에 따라 달라지며, 무게가 높을수록 에너지 소비량이 높아진다.
종래 기술과 관련하여, 배터리 충전 성능을 향상시킴과 동시에 가볍고 강한 배터리에 대한 요구가 있다. 본 발명은 더 빠른 배터리 충전 성능 및 보다 효율적인 열 관리에 대한 요구를 충족함과 동시에 더 가볍고 구조적으로 강하고, 생산 시 조립할 부품 및/또는 재료가 거의 없어 생산하는 것이 합리적이며, 또한 수명이 다할 때 셀의 재활용 또는 재사용을 위해 분해하는 것이 합리적이다. 본 발명은 매우 적은 수의 부품을 갖고 구조물에 냉각 기능을 통합하여 셀이 과열될 위험 없이 5분 내지 6분만에 완전히 충전할 수 있는 가볍고 구조적으로 강한 배터리이다. 주요 부품, 즉 열 구조 요소(thermal structural element)는 냉각 유체/가스 통합을 위한 냉각 채널이 있는 구조, 배터리 고정 및 배터리 냉각 기능을 하는 압출 프로파일을 이용하고, 프로파일은 "평면 내에서", 즉, 배터리의 상부 단부 또는 하부 단부로부터 열을 효율적으로 전달하는 배터리 셀 능력을 이용하여 배터리 단부에 열적으로 연결된다. 또한 배터리 셀의 고정을 위해 압출 프로파일을 사용할 수 있어서 배터리를 고정하기 위한 별도의 부품 및 재료가 필요하지 않아서 배터리 팩의 구성요소 및 재료의 양이 줄어들어 재료, 무게 및 비용이 추가로 절약되고, 또한 신속한 조립 및 분해가 가능하다.
본 발명은 다수의 배터리를 포함하는 배터리 장치로서, 각 배터리는 상부 단부판과 이 상부 단부판의 반대쪽 하부 단부판, 및 이 상부 단부판과 하부 단부판을 연결하는 몸체를 포함하고, 몸체는 상부 단부판과 하부 단부판 사이에 길이 방향으로 그리고 길이 방향에 수직인 두께 방향으로 연장부를 갖고, 몸체는 엔벨로프 표면에 의해 두께 방향으로 구획되고, 배터리는 두께 방향으로 서로 인접하게 배열되어 길이 방향으로 상부 표면과 반대쪽 하부 표면을 갖는 배터리 팩을 형성하고, 상부 표면과 하부 표면은 길이 방향에 수직인 길이 방향 및 폭 방향으로 연장부를 갖고, 배터리 장치는 상부 단부판 및/또는 하부 단부판을 통해 배터리를 냉각 또는 가열하기 위해 상부 표면 및/또는 하부 표면에 배열된 적어도 하나의 열 구조 요소를 포함하고, 열 구조 요소는 폭 방향 및 길이 방향으로 연장부를 갖고 길이 방향과 일치하는 높이를 갖고, 열 구조 요소는 상부 표면 및/또는 하부 표면을 따라 연장되는 제1 관통 채널을 포함하고, 제1 관통 채널은 열 구조 요소의 일측 부분으로부터 열 구조 요소의 반대측 부분으로 연장되고, 관통 채널은 열 구조 요소를 통해 열 유체 매체(thermal fluid medium)를 인도하도록 구성되고, 배터리 장치는 열 구조 요소에 대해 각각의 배터리의 위치를 고정하도록 구성된 고정 요소를 포함하는, 배터리 장치에 관한 것이다.
한 가지 이점은 열 구조 요소가 배터리를 제 위치에 고정함과 동시에 적어도 하나의 단부판을 통해 배터리를 냉각 또는 가열함으로써 배터리의 온도를 조절하는 능력이 결합된 것이다. 배터리의 온도는 적어도 배터리를 충전하는 동안 중요하며, 이러한 장치를 통해 배터리를 높은 에너지 수준으로 충전할 수 있어서 환경에 따라 배터리 온도를 제어함으로써 매우 짧은 시간 기간 동안 충전할 수 있다. 예를 들어, 더운 기후에서는 배터리 유형에 따라 충전 동안 배터리를 최적의 온도로 냉각시키는 것이 중요하며, 추운 기후에서는 배터리 충전을 시작하기 전에 배터리를 가열해야 할 수 있다. 열 구조 요소는 배터리의 냉각 동안 배터리로부터 관통 채널의 열 유체 매체로 높은 열 전달을 허용하고, 배터리의 가열 동안 열 유체 매체로부터 배터리로 높은 열 전달을 허용하는 재료로 일체형으로 배열된다. 통합된 관통 채널은 열 유체 매체를 열 구조 요소로 전달하거나 또는 열 구조 요소로부터 열 유체 매체로 전달할 수 있다. 열 유체 매체는 예를 들어 차량 가열 및/또는 냉각 회로와 같은 외부 회로의 일부일 수 있고, 관통 채널은 임의의 적절한 연결 및 유체 전도체를 통해 이러한 회로에 연결될 수 있다. 열 구조 요소가 하나 초과의 관통 채널을 포함하는 경우 관통 채널은 상호 연결되어 하나의 내부 가열 및/또는 냉각 회로를 생성할 수 있으며, 여기서 열 유체 매체는 입구를 통해 하나의 관통 채널로 공급되고, 이 채널의 출구는 인접한 관통 채널의 입구에 연결될 수 있고, 이 채널의 출구는 관통 채널이 2개를 초과하는 경우 추가 관통 채널에 연결될 수 있고, 마지막 출구는 외부 회로에 연결된다. 여기에서 한 가지 이점은 열 구조 요소는 각 채널이 개별적으로 공급되는 경우보다 훨씬 더 균일한 열 분포를 얻는다는 것이다. 위에서 언급한 바와 같이 관통 채널은 임의의 적절한 연결 및 유체 전도체에 의해 상호 연결될 수 있다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 상부 표면 및/또는 하부 표면을 따라 연장되는 제2 관통 채널을 포함하고, 제1 관통 채널과 제2 관통 채널은 열 구조 요소의 일측 부분으로부터 열 구조 요소의 반대측 부분으로 연장되고, 열 구조 요소의 제1 및 제2 관통 채널은 동일한 측 부분으로부터 열 유체 매체의 입구와 출구를 위해 상호 연결된다.
열 유체 매체는 배터리로 열을 전달하거나 또는 배터리로부터 열을 전달할 수 있는 임의의 적절한 가스 또는 액체일 수 있다.
아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 다수의 배터리 팩이 함께 배열되어 더 큰 배터리 조립체를 형성할 수 있다. 각 배터리 팩은 적어도 하나의 열 구조 요소를 포함하고, 상이한 열 구조 요소의 관통 채널은 열 유체 매체 회로를 형성하도록 상호 연결된다. 관통 채널은 내부 가열 및/또는 냉각 회로와 함께 또는 없이 직렬로 상호 연결될 수 있지만 각 관통 채널에 개별적으로 공급할 수도 있다. 열 구조 요소를 외부 회로에 개별적으로 연결하는 한 가지 이점은 각 열 구조 요소가 열적으로 조정될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 배터리 장치의 중간에 있는 배터리 팩은 배터리 장치의 가장자리에 위치된 배터리 팩과는 다른 필요성을 가질 수 있다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 적어도 폭 방향 및/또는 길이 방향으로 미리 결정된 힘을 견디도록 구성된 구조 특징부(structural feature)를 포함한다.
여기서 한 가지 이점은 열 구조 요소가 배터리 고정 및 열 관리와 함께 추가 결합 능력을 갖는다는 것이다. 구조 특징부는 열 구조 요소를 강화하여 배터리 팩과 배터리 장치가 강해지고 외부 힘에 저항할 수 있도록 하는 데, 그렇지 않은 경우 이 외부 힘은 열 구조 요소가 압력을 받을 경우 배터리에 해를 끼칠 수 있다. 구조 특징부의 또 다른 이점은 그렇지 않은 경우 고르게 두꺼운 판으로부터 재료를 제거할 수 있기 때문에 열 구조 요소를 가볍게 만들 수 있다는 것이다.
일단부로부터 타단부로 연장되는 직선 관통 채널, 열 구조 요소의 일부인 고정 요소, 및 구조 특징부의 조합은 압출 공정에서 회전 다이로 만들어진 표면 패턴, 즉 구조 특징부와 고정 요소를 포함하는 압출 프로파일 제품으로 열 구조 요소를 제조할 수 있는 가능성을 제공한다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 배터리를 향하는 하부측, 및 배터리와는 반대쪽을 향하는 상부측을 포함하고, 하부측은 상부 단부판 및/또는 하부 단부판을 수용하도록 구성된 고정 요소를 포함한다. 여기에서 상부측은 구조 특징부를 포함한다.
일례에 따르면, 구조 특징부는 등각투영 그리드(isometric grid)를 포함한다. 여기서 한 가지 이점은 등각투영 그리드가 최적의 무게 대 강도 비율을 제공한다는 것이다. 구조 특징부의 다른 유형의 패턴도 가능하며, 배터리 장치가 사용되는 적용 유형에 따라 다르다.
일례에 따르면, 배터리 장치는 높이 방향으로 적층된 적어도 2개의 배터리 팩을 포함하고, 배터리 장치는 일측이 하나의 배터리 팩의 배터리를 향하고 제2 측이 제2 배터리 팩의 배터리를 향하도록 상호 연결 열 구조 요소를 포함하고, 상호 연결 열 구조 요소의 양측은 배터리를 향하는 열 구조 요소 측과 유사한 특징부를 갖는다.
일례에 따르면, 고정 요소는 배터리의 위치를 고정하도록 구성된 열 구조 요소로부터 연장되는 만입부 및/또는 중간층 및/또는 돌출부를 포함한다.
일례에 따르면, 배터리 장치는 열 구조 요소와 상부 표면 및/또는 하부 표면 사이에 중간층을 포함한다.
일례에 따르면, 중간층은 본질적으로 전체 상부 단부판 및/또는 하부 단부판 위에 배열되고, 중간층은 열 구조 요소보다 낮은 열 전도성을 가져서, 배터리와 열 구조 요소 사이에 열 등화기로서 작용한다.
일례에 따르면, 중간층은 배터리를 열 구조 요소에 부착하기 위한 부착 수단 형태의 고정 요소를 포함한다.
일례에 따르면, 중간층은 배터리와 열 구조 요소 사이에 미리 결정된 상대 운동을 허용하는 탄성을 갖는다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 금속을 포함하고, 여기서 배터리 장치는 열 구조 요소와 상부 단부판과 하부 단부판 사이에 전기 절연성 중간층을 포함한다. 일례에 따르면, 열 구조 요소는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 전기 비전도성 재료로 만들어지고, 열 구조 요소는 상부 단부판과 하부 단부판에 직접 배열되고, 또는 열 구조 요소는 전기 비전도성 재료로 만들어지고, 중간층은 열 구조 요소와 상부 단부판 및 하부 단부판 사이에 배열된다. 열 구조 요소에 적합한 비전도성 재료의 일례는 세라믹 재료가 내화성이기도 하기 때문에 세라믹이다. 예를 들어 플라스틱 또는 플라스틱 복합재 또는 금속-플라스틱 복합재 또는 세라믹 또는 세라믹 매트릭스 복합재와 같은 다른 재료도 가능하다.
일례에 따르면, 중간층은 시트 재료 및/또는 경화성 액체로 구성된다.
일례에 따르면, 배터리 장치는 상부 표면에 배열된 하나의 열 구조 요소, 및 상부 단부판 및/또는 하부 단부판을 통해 배터리를 냉각 또는 가열하기 위해 하부 표면에 배열된 하나의 열 구조 요소를 포함한다. 여기서 한 가지 이점은 배터리를 냉각 및/또는 가열하기 위한 향상된 열 능력이다. 또 다른 이점은 배터리 팩과 배터리 장치가 증가된 강도를 갖는다는 것이고, 즉, 외부 힘을 견딜 수 있다는 가능성이 있다는 것이다.
일례에 따르면, 배터리 장치는 배터리 팩의 측 부분을 덮는 2개의 열 구조 요소에 부착된 적어도 하나의 측벽을 포함한다.
일례에 따르면, 배터리 장치는 적어도 2개의 배터리 팩을 포함하고, 각 배터리 팩의 열 구조 요소는 확장된 배터리 장치를 형성하기 위해 상호 연결되고, 열 구조 요소는 배터리 팩을 상호 연결하기 위해 열 구조 요소를 폭 방향 또는 길이 방향으로 구획하는 측 부분 중 적어도 하나를 따라 연결 수단을 포함한다.
일례에 따르면, 연결 수단은 활주 동작을 통해 열 구조 요소를 상호 연결할 수 있는 활주 및 연결 수단을 포함하고, 또는 연결 수단은 후크 결합 동작을 통해 열 구조 요소를 상호 연결할 수 있는 후크 결합 및 연결 수단을 포함한다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 연결 케이블을 수용하기 위한 그루브 및/또는 만입부를 포함한다. 그루브와 만입부는 압출 공정에서 회전 다이에 의해 형성될 수도 있다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 관통 개구를 통해 연장되는 체결 수단을 수용하기 위해 높이 방향으로 연장되는 적어도 하나의 관통 개구를 포함한다.
일례에 따르면, 배터리 장치는 열 구조 요소의 적어도 하나의 측 부분에 부착될 수 있는 적어도 하나의 측벽을 포함하고, 측벽은 측 부분을 따라서 뿐만 아니라 길이 방향으로 연장부를 갖는다.
일례에 따르면, 열 구조 요소는 측벽의 부착을 위해 적어도 하나의 측 부분을 따라 부착 수단을 포함한다.
일례에 따르면, 관통 채널의 입구 및/또는 출구를 향하는 측벽은 관통 채널에 연결하기 위한 유체 전도체를 포함한다. 외부 열 회로는 측벽을 통해 배터리 장치에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 배터리 장치의 구조 특징부 및 강도는 예를 들어 차량에서 외부 구조물의 일부인 구조 특징부로서 특히 유리하다.
따라서 본 발명은 위에 따른 배터리 장치를 포함하는 차량으로서, 배터리 장치는 차량의 구조체의 일부로 구성되거나 또는 배터리 장치를 일부로 포함하는 응용 분야의 임의의 다른 구조체로서 구성된, 차량에 관한 것이다.
본 발명은 위의 예로 제한되지 않으며, 추가적인 특징이 추가될 수 있다. 예를 들어, 열 구조 요소는 열 구조 요소의 금속과 배터리 사이에 열적 및/또는 전기적 절연을 제공하는 양극 산화된 표면을 가진 금속으로 만들어질 수 있다. 열 구조 요소는 플러스 극과 마이너스 극 측의 한쪽 또는 양쪽에 배터리의 전류 집전체로도 사용될 수 있다. 또한, 배터리 장치는 열 구조 요소를 통해 열 유체 매체를 제어하는 제어 유닛에 정보를 전송하기 위해 열 구조 요소에 부착되거나 열 구조 요소와 연결된 온도 센서를 포함할 수 있다. 센서(들)는 온도를 검출하기 위한 임의의 적합한 센서일 수 있다. 제어 유닛은 예를 들어 차량 가열 및/또는 냉각 회로와 같은 외부 회로를 제어하기 위한 수신 및 송신 수단을 포함하는 컴퓨팅 능력을 가진 임의의 적합한 제어 유닛일 수 있다. 제어 유닛은 배터리의 적절한 충전 온도에 관한 데이터를 저장하기 위한 메모리를 추가로 포함할 수 있으며, 이 데이터는 센서(들)로부터의 온도 입력 데이터와 상관되어, 제어부가 출력 제어 신호를 회로에 제공하여, 관통 채널(들)의 열 유체 매체를 통해 열 구조 요소를 냉각 또는 가열하고, 센서의 입력에 따라 열 유체 매체의 적절한 공급 속도를 결정하도록 한다. 배터리 장치를 위한 제어 유닛은 센서의 입력에 따라 배터리 장치에 대한 열 유체 매체를 제어하는, 예를 들어, 열 유체 매체의 유량을 제어하는 별도의 제어 유닛일 수 있다. 유량은 냉각 또는 가열 요구에 따라 열리고 닫히는 하나 이상의 밸브 및/또는 가변적인 펌핑 효과를 갖는 하나 이상의 펌프 등에 의해 제어될 수 있다. 여기에서 제어 유닛은 외부 회로용 제어 유닛에 연결되어 통신할 수 있으며, 밸브 및/또는 펌프는 외부 회로의 일부일 수 있고, 또는 외부 회로에 연결된 배터리 장치를 위한 별도의 회로가 있을 수 있다. 대안으로 제어 유닛은 외부 회로에서 제어 유닛의 일부이다.
본 발명은 다수의 도면과 관련하여 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 일례에 따른 배터리 장치의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 일례에 따른 열 구조 요소의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 일례에 따른 2개의 열 구조 요소의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 일례에 따라 높이 방향으로 서로 상하로 위치된 2개의 배터리 팩의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 하나의 배터리 유닛으로 패킹된 12개의 배터리 팩의 사시도로서, 일례에 따라 3개의 배터리 팩이 높이 방향으로 서로 상하로 위치되어 하나의 하위 유닛을 형성하고, 2개의 하위 유닛이 길이 방향으로 서로 인접하게 위치되고, 4개의 하위 유닛이 폭 방향으로 서로 인접하게 위치되어 배터리 유닛을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 6은 하나의 배터리 유닛으로 패킹된 9개의 배터리 팩의 사시도로서, 일례에 따라 3개의 배터리 팩이 높이 방향으로 서로 상하로 위치되어 하나의 하위 유닛을 형성하고, 3개의 하위 유닛이 길이 방향으로 서로 인접하게 위치되어 배터리 유닛을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 7은 하나의 배터리 유닛으로 패킹된 54개의 배터리 팩의 사시도로서, 일례에 따라 3개의 배터리 팩이 높이 방향으로 서로 상하로 위치되어 하나의 하위 유닛을 형성하고, 2개의 하위 유닛이 길이 방향으로 서로 인접하게 위치되고, 12개의 하위 유닛이 폭 방향으로 서로 인접하게 위치되어 배터리 유닛을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 8은 일례에 따라 길이 방향으로 서로 인접하게 위치되고 활주 장치를 통해 서로 결합된 2개의 배터리 팩의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 9는 도 8의 장치의 폭 및 높이 방향의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 10은 일례에 따라 도 8 및 도 9의 활주 장치의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 11은 일례에 따라 도 8 및 도 9의 활주 장치의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 12는 일례에 따라 도 8 및 도 9의 상부 열 구조 요소의 측벽 장치의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 13은 일례에 따라 도 8 및 도 9의 하부 열 구조 요소의 측벽 장치의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 14는 상이한 배터리 고정 요소의 상면도를 개략적으로 도시한다.
도 15는 도 14의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 16은 4개의 둘러싸는 측벽을 갖는 도 8과 유사한 도면을 개략적으로 도시한다.
도 17은 4개의 둘러싸는 측벽을 갖는 도 4와 유사한 도면을 개략적으로 도시한다.
도 18은 일례에 따른 배터리 장치의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 19는 도 18에 따른 배터리 장치의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 20은 도 1 내지 도 17 중 어느 하나에 따른 배터리 장치를 포함하는 차량의 사시도를 개략적으로 도시한다.
본 발명은 다수의 비-배타적인 실시예와 관련하여 아래에서 설명될 것이다. 유사한 특징부는 유사한 번호로 표시된다. 실시예의 설명을 용이하게 하기 위해 3차원 데카르트 직교 좌표계를 사용하였고, 여기서 X-축은 길이 방향으로 표시되고, Y-축은 폭 방향으로 표시되고, Z-축은 높이 방향으로 표시되었다.
도 1은 2개의 열 구조 요소(9)를 갖는 일례에 따른 배터리 장치(1)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 도 2는 일례에 따른 열 구조 요소(9)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 도 3은 일례에 따른 2개의 열 구조 요소(9)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 도 18 및 도 19는 하나의 열 구조 요소(9)를 갖는 일례에 따른 배터리 장치의 2개의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 1 내지 도 3, 도 18 및 도 19는 다수의 배터리(2)를 포함하는 배터리 장치(1)를 개략적으로 도시하고, 각각의 배터리(2)는 상부 단부판(3)과 이 상부 단부판(3)의 반대쪽 하부 단부판(4), 및 이 상부 단부판(3)과 하부 단부판(4)을 연결하는 몸체(5)를 포함하고, 몸체(5)는 상부 단부판(3)과 하부 단부판(4) 사이의 길이 방향(Z)으로 그리고 이 길이 방향에 수직인 두께 방향(X, Y)으로 연장부를 갖고, 몸체(5)는 엔벨로프 표면(6)에 의해 두께 방향(X, Y)으로 구획되고, 배터리(2)는 두께 방향(X, Y)으로 서로 인접하게 배열되어, 길이 방향(Z)으로 상부 표면(7)과 반대쪽 하부 표면(8)을 갖는 배터리 팩(6a)을 형성하고, 상부 표면(7)과 하부 표면(8)은 길이 방향(Z)에 수직인 길이 방향(X) 및 폭 방향(Y)으로 연장부를 갖고, 배터리 장치(1)는 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4)을 통해 배터리(2)를 냉각 또는 가열하기 위해 상부 표면(7) 및/또는 하부 표면(8)에 배열된 적어도 하나의 열 구조 요소(9)를 포함하고, 여기서 열 구조 요소(9)는 길이 방향(X) 및 폭 방향(Y)으로 연장부를 갖고, 길이 방향(Z)과 일치하는 높이를 갖고, 열 구조 요소(9)는 상부 표면(7) 및/또는 하부 표면(8)을 따라 연장되는 제1 관통 채널(10)을 포함하고, 여기서 제1 관통 채널(10)은 열 구조 요소(9)의 일측 부분(11)으로부터 열 구조 요소(9)의 반대쪽 측 부분(12)으로 연장되고, 관통 채널(10)은 열 구조 요소(9)를 통해 열 유체 매체를 인도하도록 구성되고, 여기서 배터리 장치(1)는 열 구조 요소(9)에 대해 각각의 배터리(2)의 위치를 고정하도록 구성된 고정 요소(36; 15, 30, 37)를 포함한다.
배터리의 두께 방향 및 길이 방향이라는 위의 언급은 배터리의 설명 및 배터리 팩에서의 관계를 용이하게 하기 위해 도입된 것일 뿐이다. 배터리는 길이 방향으로 일반적으로 연장되고, 엔벨로프 표면에 의해 두께 방향으로 구분된 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 원형 단면을 갖는 배터리는 원통 좌표로 나타내면 길이 방향에 수직인 반경 방향으로 두께를 갖는다. 전술한 바와 같이 데카르트 좌표계를 사용하면 길이 방향은 높이 방향(Z)이 될 수 있고, 두께 방향은 폭 방향(Y)과 길이 방향으로 기술되는 평면에 있다. 따라서 배터리 형상에 관계없이 두께 방향을 설명하는 단면은 데카르트 좌표에서 높이 방향(Z)으로 다른 위치에 대한 X-Y 평면의 단면 형상으로 설명될 수 있다. 배터리들이 서로 인접하게 위치될 때 두께 방향은 X-Y 평면과 일치하고, 길이 방향은 높이 방향(Z)과 일치한다.
도 1에는 폭 방향(Y)으로 행으로 위치된 5개의 배터리(2)가 있고, 길이 방향(X)으로 24개의 행이 있어 배터리 팩(6a)을 형성한다. 도 1에서, 배터리 팩(6a)에서 최적의 공간 활용을 위해 매 두 번째 행은 인접한 행과 오프셋되어 위치된다. 본 발명은 배터리 백을 형성하는 배터리의 수에 제한이 없으나, 이것은 예를 들어 배터리 장치가 사용되는 응용 분야의 유형, 배터리의 크기와 형태, 배터리에 대해 선택된 장치의 유형에 의존하는 디자인 특징이다. 나아가 본 발명은 전술한 오프셋 배열로 제한되지 않고, 예를 들어, 배터리 장치가 사용되는 응용 분야의 유형, 배터리의 크기와 형태, 배터리의 유형, 발열 및 화재 방지, 배터리 간의 전기적 연결 등에 따라 배열될 수 있다. 또한 배터리는 모든 플러스 극이 일측에 배열되고 모든 마이너스 극이 타측에 배열되도록 배열될 수 있고, 또는 일부 배터리는 플러스 극이 일측을 향하도록 배향되고, 일부 배터리는 마이너스 극이 동일한 측을 향하도록 배향되도록 혼합될 수 있다. 이것은 예를 들어 전기 배선에 의존하는 디자인 선택이다. 배터리 배향에 상관없이, 열 구조 요소(9)는 유리하게는 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4)을 통해 배터리(2)를 냉각 또는 가열한다.
도 1 내지 도 18에서 볼 수 있는 바와 같이, 배터리 팩(6a)은 응용 분야의 요구 사항, 예를 들어, 에너지 소비량, 배터리 팩 공간 및 적용 위치에 따라 다른 방식으로 배열될 수 있다.
일례에 따라, 예를 들어, 도 2를 참조하면, 배터리 팩(6a)은 상부 표면(7) 또는 하부 표면(8) 상에 위치된 하나의 열 구조 요소(9)를 포함한다. 열 구조 요소(9)로 덮여 있지 않은 표면(7, 8)은 이 단부 상에 배터리를 제 위치에 고정하는 다른 구조의 일부를 형성할 수 있다. 상이한 구조는 배터리를 수용하기 위한 임의의 유형의 배열일 수 있다.
일례에 따라, 예를 들어, 도 1을 참조하면, 배터리 팩(6a)은 상부 표면(7)과 하부 표면(8) 상에 위치된 2개의 열 구조 요소(9)를 포함한다. 열 구조 요소(9)는 유리하게는 상부 단부판(3)과 하부 단부판(4)을 통해 배터리(2)를 냉각시키거나 가열한다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 열 구조 요소(9)는 체결 수단(32)을 통해 서로 고정될 수 있다. 이 예에서, 열 구조 요소(9)는 관통 개구(21)를 통해 연장되는 체결 수단(32)을 수용하기 위해 높이 방향(Z)으로 연장되는 적어도 하나의 관통 개구(21)를 포함한다. 체결 수단(32)은 예를 들어 너트 또는 리벳과 함께 또는 없이 예를 들어 볼트로 판들을 함께 고정하기 위한 임의의 적합한 디바이스 또는 구조일 수 있다.
도 1 내지 도 18은 열 구조 요소(9)가 적어도 폭 방향(Y) 및/또는 길이 방향(X)으로 미리 결정된 힘을 견디도록 구성된 구조 특징부(13)를 포함하는 것을 개략적으로 도시한다. 구조 특징부(13)는 열 구조 요소(9)의 일체형 부분이다. 열 구조 요소(9)는 일례에 따라 구조 특징부(13)가 열 구조 요소(9)의 일측에 구성되는 균질한 재료일 수 있다. 여기에서 한 가지 이점은 구조 특징부(13) 사이의 재료의 제거 또는 없음으로 인해 열 구조 요소(9)가 더 가벼워진다는 것이다.
열 구조 요소(9)는 다른 예에 따라 균질 재료일 수 있고, 여기서 구조 특징부(13)는 열 구조 요소(9)의 일측에서 열 구조 요소(9) 내에 매립된다. 여기에서 한 가지 이점은 구조 특징부(13) 사이의 재료의 제거 또는 없음으로 인해 열 구조 요소(9)가 더 가벼워진다는 것이다.
일례에 따르면, 열 구조 요소(9)는 배터리(2)를 향하는 하부측(28), 및 배터리(2) 반대쪽을 향하는 상부측(29)을 포함하고, 여기서 하부측(28)은 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4)을 수용하도록 구성된 고정 요소(36)를 포함한다.
일례에 따르면, 상부측(29)은 구조 특징부(13)를 포함한다.
일례에 따르면, 구조 특징부(13)는 등각투영 그리드(31)를 포함한다.
열 구조 요소(9)는 유리하게는 압출 공정에서 회전 다이로 만들어진 표면 패턴을 포함하는 압출 프로파일 제품이다.
도 14 및 도 15는 고정 요소(36)가 배터리(2)의 위치를 고정하도록 구성된 열 구조 요소(9)로부터 연장되는 만입부(30) 및/또는 중간층(14) 및/또는 돌출부(37)를 포함한다는 것을 보여준다.
일례에 따라, 예를 들어, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 17을 참조하면, 배터리 장치(1)는 높이 방향(Z)으로 적층된 적어도 2개의 배터리 팩(6a)을 포함하고, 배터리 장치(1)는 일측이 하나의 배터리 팩(6a)의 배터리를 향하고, 제2 측이 제2 배터리 팩(6a)의 배터리를 향하도록 상호 연결 열 구조 요소(33)를 포함하고, 여기서 상호 연결 열 구조 요소(33)의 양측은 배터리(2)를 향하는 열 구조 요소(9) 측과 유사한 특징부를 갖는다. 이 예에서, 하부측(28)과 상부측(29)은 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4)을 수용하는 고정 요소(36)를 포함한다. 도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 17에서 고정 요소는 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4)을 수용하도록 구성된 만입부(30) 형태이지만, 다른 형태의 고정 요소(36)도 가능하다. 예를 들어, 도 14 및 도 15는 고정 요소(36)가 배터리(2)의 위치를 고정하도록 구성된 열 구조 요소(9)로부터 연장되는 만입부(30) 및/또는 중간층(14) 및/또는 돌출부(37)를 포함하는 것을 보여준다.
일례에 따르면, 배터리 장치(1)는 열 구조 요소(9)와 상부 표면(7) 및/또는 하부 표면(8) 사이에 중간층(14)을 포함한다.
도 13에 도시된 일례에 따르면, 중간층(14)은 본질적으로 전체 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4) 위에 배열되고, 여기에서 중간층(14)은 열 구조 요소(9)보다 낮은 열 전도성을 가져서, 배터리(2)와 열 구조 요소(9) 사이의 열 등화기로서 작용한다. 일례에 따르면, 중간층(14)은 배터리(2)를 열 구조 요소(9)에 부착하기 위한 부착 수단(15) 형태의 고정 요소(36)를 포함한다. 도 13은 고정 요소(36)가 만입부(30)와 중간층(14)의 형태임을 개략적으로 도시하지만, 고정 요소(36)는 단지 중간층(14)이도록 하부측(28)을 구성할 가능성도 있다.
일례에 따르면, 중간층(14)은 배터리(2)와 열 구조 요소(9) 사이에 미리 결정된 상대 운동을 허용하는 탄성을 갖는다.
일례에 따르면, 열 구조 요소(9)는 금속을 포함하고, 여기서 배터리 장치(1)는 열 구조 요소(9)와 상부 단부판(3)과 하부 단부판(4) 사이에 전기 절연성 중간층(14)을 포함한다. 일례에 따르면, 열 구조 요소(9)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 또는 임의의 다른 전기 전도성 재료로 제조된다.
일례에 따르면, 열 구조 요소(9)는 전기 비전도성 재료로 만들어지고, 여기서 열 구조 요소(9)는 상부 단부판(3)과 하부 단부판(4)에 직접 배열되고, 또는 열 구조 요소(9)는 전기 비전도성 재료로 만들어지고, 여기서 중간층(14)은 열 구조 요소(9)와 상부 단부판(3)과 하부 단부판(4) 사이에 배열된다. 열 구조 요소(9)의 전기 비전도성 재료는 플라스틱 또는 플라스틱 복합재 또는 금속-플라스틱 복합재 또는 세라믹 또는 세라믹 매트릭스 복합재로 만들어질 수 있다.
일례에 따르면, 중간층(14)은 시트 재료 및/또는 경화성 액체로 구성된다. 여기서, 시트 재료는 종이나 보드 등과 같이 일반적으로 편평한 형상을 갖는 재료를 말한다. 경화성 액체는, 중간층으로 도포될 수 있고 경화 후 형상을 유지하는 방식으로 경화되는 임의의 적합한 유체일 수 있다.
일례에 따르면, 배터리 장치(1)는 배터리 팩(6a)의 측 부분(11, 12, 24, 25)을 덮는 2개의 열 구조 요소(9)에 부착된 적어도 하나의 측벽(22, 23)을 포함한다. 측벽(22, 23)은 배터리 팩의 일면, 양면, 3면 또는 4면 모두에 적용될 수 있다. 대안적으로, 측벽(22, 23)은 적층된 배터리 팩(6a)의 일면, 양면, 3면 또는 4면 모두에 적용될 수 있다. 적층된 배터리 팩(6a)은 예를 들어 도 4, 도 5, 도 6, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이 배터리를 서로 상하로 적층함으로써 달성될 수 있고, 또는 도 8에 도시된 바와 같이 배터리를 서로 인접하게 부착함으로써 달성될 수 있고, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 이 두 가지를 조합함으로써 달성할 수 있다.
일례에 따라, 예를 들어, 도 8을 참조하면, 배터리 장치(1)는 적어도 2개의 배터리 팩(6a)을 포함하고, 각 배터리 팩(6a)의 열 구조 요소(9)는 확장된 배터리 장치(1)를 형성하기 위해 상호 연결되고, 여기서 상호 연결된 열 구조 요소(9)는 적어도 폭 방향으로 미리 결정된 힘을 견디도록 구성되고, 여기서 열 구조 요소(9)는 배터리 팩(6a)을 상호 연결하기 위해 폭 방향 또는 길이 방향으로 열 구조 요소(9)를 구획하는 측 부분(11, 12, 24, 25) 중 적어도 하나를 따라 연결 수단(16)을 포함한다.
일례에 따라, 예를 들어, 도 8 내지 도 11을 참조하면, 연결 수단(16)은 활주 동작을 통해 열 구조 요소(9)를 상호 연결할 수 있는 활주 및 연결 수단(17)을 포함하고, 또는 연결 수단(16)은 후크 결합 동작을 통해 열 구조 요소(9)를 상호 연결할 수 있는 후크 결합 및 연결 수단(18)을 포함한다.
도 10은 일례에 따라 도 8 및 도 9의 활주 장치(16, 17)의 확대도를 개략적으로 도시한다. 도 10은 활주 장치(16, 17)가 하나의 열 구조 요소(9)에 구성된 제1 활주 부재(17a), 및 제2 열 구조 요소(9)에 구성된 제2 활주 부재(17b)를 포함하는 것을 보여준다. 제1 및 제2 활주 부재(17a, 17b)는, 서로 파지되어 열 구조 요소(9)를 제 위치에 유지함과 동시에 활주할 수 있는 정합하는 기하학적 특징부로 구성된다. 도 10에서, 활주 부재(17a, 17b)는 활주 이외의 다른 움직임을 방해하는 각진 부분(17c, 17d)을 갖는 본질적으로 T자형 활주 부재로 구성된다. 또한 활주 부재는 도 8 및 도 9에 도시된 측벽(22)을 수용하기 위한 측 부분(22)을 따라 부착 수단(26)을 포함한다. 부착 수단(26)은 대안적으로 배터리 팩(6a)을 서로 상하로 적층할 때 사용될 수 있다. 도 10 및 도 11에서, 활주 부재(17a, 17b)는 배터리 팩의 올바른 면을 서로 안전하게 정합시키기 위해 다른 면에 비해 각 면에 다르게 배열된다.
도 11은 일례에 따라 도 8 및 도 9의 활주 장치(16, 17)의 확대도를 개략적으로 도시한다. 도 11은 활주 부재(17a, 17b)가 활주 부재를 제 위치에 고정하여 추가 활주를 방해하는 활주 부재 연결점(34)을 포함하는 점을 제외하고는 도 11과 유사하다. 도 11에서 연결점(34)은 채널 같은 개구 형태이고, 여기서 채널의 일부는 하나의 활주 부재(17a)의 재료에 의해 구획되고, 채널의 나머지 부분은 다른 활주 부재(17b)에 의해 구획된다. 도 11은 부착 수단(35)이 활주 부재(17a, 17b)를 고정하기 위한 연결점에 삽입되도록 구성된 것을 도시한다. 부착 수단(35)은 도 11에 도시된 바와 같이 볼트 또는 나사일 수 있고, 또는 부착 수단은 접착제 또는 임의의 다른 적절한 부착 수단일 수 있다. 볼트 또는 나사(36)를 사용하면 측벽(22a, 22b)(도 16 참조)이 배터리 장치(1)에 부착 및 고정될 수 있다는 이점이 있다.
도 10 및 도 11에서 연결 수단(16)은 활주 수단(17) 대신 후크 결합 및 스냅 결합 수단(18)을 사용할 수 있다. 후크 결합 및 스냅 결합 수단(18)은 도 10 및 도 11에 도시된 것과 유사하게 보일 수 있지만, 각진 부분(17c, 17d)이 없을 수도 있다. 여기서, 제2 배터리 팩(6a)에 대해 하나의 배터리 팩(6a)을 각지게 하고 상부 열 구조 요소(9)에 후크 결합 수단을 함께 후크 결합시키고, 그런 다음 후크 결합 요소가 후크 결합 장치와 만나 제 위치에 스냅 결합될 때까지 하부의 2개의 열 구조 요소(9) 사이의 갭을 폐쇄하는 동작으로 각진 배터리 팩을 회전시킴으로써 2개의 배터리 팩(6a)을 함께 패킹할 수 있다. 위에 따라 부착 수단(35)과 부착 수단 연결점(34)의 사용이 여기서 사용될 수도 있으나, 이는 열 구조 요소(9)를 다른 조치에 의해 제 위치에 고정하는 경우 생략될 수도 있다.
일례에 따라, 도 1 내지 도 17을 참조하면, 열 구조 요소(9)는 상부 표면(7) 및/또는 하부 표면(8)을 따라 연장되는 제2 관통 채널(19)을 포함하고, 여기서 제1 관통 채널(10)과 제2 관통 채널(19)은 열 구조 요소(9)의 일측 부분(11)으로부터 열 구조 요소(9)의 반대측 부분(12)으로 연장되고, 여기서 열 구조 요소(9)의 제1 및 제2 관통 채널(10, 19)은 동일한 측 부분으로부터 냉각 및/또는 가열 매체의 입구 및 출구를 위해 상호 연결된다.
일례에 따르면, 측벽(22, 23)은 관통 채널(10, 19)에 연결하기 위한 유체 전도체(27)를 포함한다.
도시되지 않은 일례에 따르면, 열 구조 요소(9)는 연결 케이블을 수용하기 위한 그루브 및/또는 만입부(20)를 포함한다.
일례에 따라, 예를 들어, 도 8, 도 9, 도 16 및 도 17을 참조하면, 장치(1)는 열 구조 요소(9)의 적어도 하나의 측 부분(24, 25)에 부착될 수 있는 적어도 하나의 측벽(22, 23)을 포함하고, 여기서 측벽(22)은 측 부분(24, 25)을 따라서 뿐만 아니라 길이 방향으로 연장부를 갖는다. 일례에 따르면, 열 구조 요소(9)는 도 10 및 도 11과 관련하여 위에서 논의된 측벽(22)의 부착을 위해 적어도 하나의 측 부분(24, 25)을 따라 부착 수단(26)을 포함한다. 도 16은 4개의 둘러싸는 측벽(22, 23, 22a, 23a)을 갖는 도 8과 유사한 도면을 개략적으로 도시한다. 도 17은 4개의 둘러싸는 측벽(22, 23, 22a, 23a)을 갖는 도 4와 유사한 도면을 개략적으로 도시한다. 하나 이상의 측벽(22, 23, 22a, 23a)은 도 10, 도 11, 도 12, 도 13에 도시된 바와 같이 그루브 형태의 부착 수단(26)을 통해 제 위치에서 활주될 수 있고/있거나, 접착제, 용접, 볼트 결합, 핀 리벳 또는 임의의 다른 적절한 수단 형태의 부착 수단(26)으로 부착될 수 있다. 도 12는 일례에 따라 도 8 및 도 9의 상부 열 구조 요소(9)의 측벽 장치(22, 26)의 확대도를 개략적으로 도시한다. 도 13은 일례에 따라 도 8 및 도 9의 하부 열 구조 요소(9)의 측벽 장치(22, 26)의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 10, 도 11, 도 12 및 도 13은 측벽(22, 23, 22a, 23a)이 도 8에서와 같이 나란히 위치된 2개의 배터리 팩(6a) 사이에도 배열될 수 있음을 보여준다. 여기서 한 가지 이점은 측벽이 예를 들어 다른 배터리 팩(6a)을 절연시켜 화재 확산을 방지하는 내화 재료로 만들어질 수 있다는 것이다. 또 다른 이점은 이러한 중간 측벽이 조립된 배터리 장치(1)의 안정성과 강도를 증가시킨다는 점이다.
위의 내용과 관련하여,
도 4는 일례에 따라 높이 방향(z)으로 서로 상하로 위치된 2개의 배터리 팩(6a)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 도 17에서 볼 수 있는 바와 같이, 4개의 측벽(22, 23, 22a, 23a)은 두 배터리 팩(6a) 모두를 덮도록 배열될 수 있다. 아래에 설명된 배터리 팩의 패킹은 모두 위에 따른 측벽(22, 23, 22a, 23a)을 가진다. 그러나, 배터리 팩의 조성 및 상호 연결된 배터리 팩(6a)의 수에 관계없이, 측벽(22, 23, 22a, 23a)은 하나 이상의 측면에서 생략될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩(6a)을 수용하도록 배열된 디바이스가 측벽과 함께 배열된다면, 배터리 팩에서 하나 이상의 측벽(22, 23, 22a, 23a)은 생략될 수 있다. 그러나 열 구조 요소(9)에 연결된 측벽(22, 23, 22a, 23a)을 사용하는 것의 한 가지 이점은 이것이 배터리 팩(6a) 및/또는 배터리 유닛 및/또는 배터리 장치(1)의 안정성을 증가시킨다는 점이다.
도 5는 하나의 배터리 유닛으로 패킹된 12개의 배터리 팩(6a)의 사시도로서, 일례에 따라 3개의 배터리 팩(6a)이 높이 방향(Z)으로 서로 상하로 위치되어 하나의 배터리 유닛을 형성하고, 2개의 하위 유닛이 길이 방향(X)으로 서로 인접하게 위치되고, 4개의 하위 유닛이 폭 방향(Y)으로 서로 인접하게 위치되어 배터리 유닛을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 6은 하나의 배터리 유닛으로 패킹된 9개의 배터리 팩(6a)의 사시도로서, 일례에 따라 3개의 배터리 팩(6a)이 높이 방향(Z)으로 서로 상하로 위치되어 하나의 하위 유닛을 형성하고, 3개의 하위 유닛이 길이 방향(X)으로 서로 인접하게 위치되어 배터리 유닛을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 7은 하나의 배터리 유닛으로 패킹된 54개의 배터리 팩(6a)의 사시도로서, 일례에 따라 3개의 배터리 팩(6a)이 높이 방향(Z)으로 서로 상하로 위치되어 하나의 하위 유닛을 형성하고, 2개의 하위 유닛이 길이 방향(X)으로 서로 인접하게 위치되고, 12개의 하위 유닛이 폭(Y) 방향으로 서로 인접하게 위치되어 배터리 유닛을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다.
일례에 따라, 예를 들어, 도 20을 참조하면, 배터리 장치(1)는 차량(38)의 구조체의 일부로서 구성된다. 여기서, 도 1 내지 도 19 중 어느 하나에 도시된 예 중 어느 하나에 따른 배터리 장치(1)는 차량(38) 구조체의 일부로서 구성될 수 있고, 구조 요소(9)는 차량(38)의 구조체를 보강한다. 그러나, 도 1 내지 도 19 중 어느 하나에 도시된 예 중 어느 하나에 따른 배터리 장치(1)는 배터리 장치(1)를 일부로 포함하는 응용 분야의 임의의 다른 구조체의 일부일 수 있다.

Claims (30)

  1. 다수의 배터리(2)를 포함하는 배터리 장치(1)로서,
    각 배터리(2)는 상부 단부판(3)과 상기 상부 단부판(3)의 반대쪽 하부 단부판(4), 및 상기 상부 단부판(3)과 상기 하부 단부판(4)을 연결하는 몸체(5)를 포함하고, 상기 몸체(5)는 상기 상부 단부판(3)과 상기 하부 단부판(4) 사이에 길이 방향(Z)으로 그리고 상기 길이 방향에 수직인 두께 방향(X, Y)으로 연장부를 갖고,
    상기 몸체(5)는 엔벨로프 표면(6)에 의해 두께 방향(X, Y)으로 구획되고, 상기 배터리(2)는 두께 방향(X, Y)으로 서로 인접하게 배열되어, 길이 방향(Z)으로 상부 표면(7)과 반대쪽 하부 표면(8)을 갖는 배터리 팩(6a)을 형성하고,
    상기 상부 표면(7)과 상기 하부 표면(8)은 상기 길이 방향(Z)에 수직인 길이 방향(X)과 폭 방향(Y)으로 연장부를 갖고,
    상기 배터리 장치(1)는 상기 상부 단부판(3) 및/또는 상기 하부 단부판(4)을 통해 상기 배터리(2)를 냉각 또는 가열하기 위해 상기 상부 표면(7) 및/또는 상기 하부 표면(8)에 배열된 적어도 하나의 열 구조 요소(9)를 포함하고,
    상기 열 구조 요소(9)는 폭 방향(Y) 및 길이 방향(Y)으로 연장부를 갖고 상기 길이 방향(Z)과 일치하는 높이를 갖고,
    상기 열 구조 요소(9)는 상기 상부 표면(7) 및/또는 상기 하부 표면(8)을 따라 연장되는 제1 관통 채널(10)을 포함하고,
    상기 제1 관통 채널(10)은 상기 열 구조 요소(9)의 일측 부분(11)으로부터 상기 열 구조 요소(9)의 반대측 부분(12)으로 연장되고, 상기 관통 채널(10)은 상기 열 구조 요소(9)를 통해 열 유체 매체를 인도하도록 구성되고,
    상기 배터리 장치(1)는 상기 열 구조 요소(9)에 대해 각각의 배터리(2)의 위치를 고정하도록 구성된 고정 요소(36; 15, 30, 37)를 포함하는, 배터리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 적어도 폭 방향(Y) 및/또는 길이 방향(X)으로 미리 결정된 힘을 견디도록 구성된 구조 특징부(13)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배터리 장치(1)는 상기 열 구조 요소(9)와 상기 상부 표면(7) 및/또는 상기 하부 표면(8) 사이에 중간층(14)을 포함하는, 배터리 장치(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 중간층(14)은 본질적으로 전체 상부 단부판(3) 및/또는 하부 단부판(4) 위에 배열되고, 상기 중간층(14)은 상기 열 구조 요소(9)보다 낮은 열 전도율을 가져서, 상기 배터리(2)와 상기 열 구조 요소(9) 사이에 열 등화기로서 작용하는, 배터리 장치(1).
  5. 제3항에 있어서, 상기 중간층(14)은 상기 배터리(2)를 상기 열 구조 요소(9)에 부착하기 위한 부착 수단(15) 형태의 고정 요소(36)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간층(14)은 상기 배터리(2)와 상기 열 구조 요소(9) 사이에 미리 결정된 상대 운동을 허용하는 탄성을 갖는, 배터리 장치(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 금속을 포함하고, 상기 배터리 장치(1)는 상기 열 구조 요소(9)와 상기 상부 단부판(3)과 상기 하부 단부판(4) 사이에 전기 절연성 중간층(14)을 포함하는, 배터리 장치(1).
  8. 제6항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어지는, 배터리 장치(1).
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 전기 비전도성 재료로 만들어지고, 상기 열 구조 요소(9)는 상기 상부 단부판(3)과 상기 하부 단부판(4)에 직접 배열되고, 또는 상기 열 구조 요소(9)는 전기 비전도성 재료로 만들어지고, 상기 중간층(14)은 상기 열 구조 요소(9)와 상기 상부 단부판(3) 및 상기 하부 단부판(4) 사이에 배열되는, 배터리 장치(1).
  10. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간층(14)은 시트 재료 및/또는 경화성 액체로서 구성되는, 배터리 장치(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 장치(1)는 상기 상부 표면(7)에 배열된 하나의 열 구조 요소(9), 및 상기 상부 단부판(3) 및/또는 상기 하부 단부판(4)을 통해 상기 배터리(2)를 냉각 또는 가열하기 위해 상기 하부 표면(8)에 배열된 하나의 열 구조 요소(9)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  12. 제11항에 있어서, 상기 배터리 장치(1)는 상기 배터리 팩(6a)의 측 부분(11, 12, 24, 25)을 덮는 2개의 열 구조 요소(9)에 부착된 적어도 하나의 측벽(22, 23)을 포함하는, 배터리 장치(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 장치(1)는 적어도 2개의 배터리 팩(6a)을 포함하고, 각 배터리 팩(6a)의 열 구조 요소(9)는 확장된 배터리 장치(1)를 형성하기 위해 상호 연결되고, 상기 열 구조 요소(9)는 상기 배터리 팩(6a)을 상호 연결하기 위해 상기 열 구조 요소(9)를 폭 방향 또는 길이 방향으로 구획하는 측 부분(11, 12, 24, 25) 중 적어도 하나를 따라 연결 수단(16)을 포함하는, 배터리 장치(1).
  14. 제13항에 있어서, 상기 연결 수단(16)은 활주 동작을 통해 상기 열 구조 요소(9)를 상호 연결할 수 있는 활주 및 연결 수단(17)을 포함하고, 또는 상기 연결 수단(16)은 후크 결합 동작을 통해 상기 열 구조 요소(9)를 상호 연결할 수 있는 후크 결합 및 연결 수단(18)을 포함하는, 배터리 장치(1).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 장치(1)는 높이 방향(Z)으로 적층된 적어도 2개의 배터리 팩(6a)을 포함하고, 상기 배터리 장치(1)는 일측이 하나의 배터리 팩(6a)의 배터리를 향하고 제2 측이 제2 배터리 팩(6a)의 배터리를 향하도록 상호 연결 열 구조 요소(33)를 포함하고, 상기 상호 연결 열 구조 요소(33)의 양측은 상기 배터리(2)를 향하는 상기 열 구조 요소(9) 측과 유사한 특징부를 갖는, 배터리 장치(1).
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 상기 상부 표면(7) 및/또는 상기 하부 표면(8)을 따라 연장되는 제2 관통 채널(19)을 포함하고, 상기 제1 관통 채널(10)과 상기 제2 관통 채널(19)은 상기 열 구조 요소(9)의 일측 부분(11)으로부터 상기 열 구조 요소(9)의 반대측 부분(12)으로 연장되고, 상기 열 구조 요소(9)의 제1 및 제2 관통 채널(10, 19)은 동일한 측 부분으로부터 열 유체 매체의 입구와 출구를 위해 상호 연결된, 배터리 장치(1).
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 연결 케이블을 수용하기 위한 그루브 및/또는 만입부(20)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 관통 개구(21)를 통해 연장되는 체결 수단(32)을 수용하기 위해 높이 방향(Z)으로 연장되는 적어도 하나의 관통 개구(21)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 장치(1)는 상기 열 구조 요소(9)의 적어도 하나의 측 부분(24, 25)에 부착될 수 있는 적어도 하나의 측벽(22, 23)을 포함하고, 상기 측벽(22)은 상기 측 부분(24, 25)을 따라서 뿐만 아니라 길이 방향으로 연장부를 갖는, 배터리 장치(1).
  20. 제15항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 상기 측벽(22)의 부착을 위해 적어도 하나의 측 부분(24, 25)을 따라 부착 수단(26)을 포함하는, 배터리 장치(1).
  21. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 측벽(22, 23)은 상기 관통 채널(10, 19)에 연결하기 위한 유체 전도체(27)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 상기 배터리(2)를 향하는 하부측(28), 및 상기 배터리(2)와는 반대쪽을 향하는 상부측(29)을 포함하고, 상기 하부측(28)은 상기 상부 단부판(3) 및/또는 상기 하부 단부판(4)을 수용하도록 구성된 고정 요소(36)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  23. 제20항에 있어서, 상기 상부측(29)은 상기 구조 특징부(13)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  24. 제23항에 있어서, 상기 구조 특징부(13)는 등각투영 그리드(31)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)는 압출 공정에서 회전 다이로 제조된 표면 패턴을 포함하는 압출 프로파일 제품인, 배터리 장치(1).
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 요소(36)는 상기 배터리(2)의 위치를 고정하도록 구성된 상기 열 구조 요소(9)로부터 연장되는 만입부(30) 및/또는 중간층(14) 및/또는 돌출부(37)를 포함하는, 배터리 장치(1).
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9)(33)는 열 구조 요소(9, 33)의 금속과 상기 배터리(2) 사이에 열적 및/또는 전기적 절연을 제공하는 양극 산화된 표면을 갖는 금속으로 제조되는, 배터리 장치(1).
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구조 요소(9, 33)를 전류 집전체로 이용하는, 배터리 장치(1).
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 장치(1)는 상기 열 구조 요소(9, 33)에 부착되거나 연결되는 온도 센서를 포함하는, 배터리 장치(1).
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 배터리 장치(1)를 포함하는 차량(38)으로서,
    상기 배터리 장치(1)는 차량(38)의 구조체의 일부로 구성되거나, 또는 상기 배터리 장치(1)를 일부로 포함하는 응용 분야의 임의의 다른 구조체로서 구성된, 차량(38).
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