KR20230127250A - 압출형 열가소성 배터리 인클로저 - Google Patents

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칼로스 카데나 페레이라
디네쉬 문주룰리마나
안닐 티와리
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

클러스터로 배열된 배터리 셀을 수용하기 위한 장치로서, 인클로저는 열가소성 수지로 형성된 저비용 모놀리식 압출부로 형성된 벽을 갖고 인클로저를 가로질러 연장하는 복수의 세장형 평행 중공을 정의한다. 압출부는 열 및 도로 잔해물에 대한 외부 하향 장벽을 제공하기 위해 한쪽에 고정된 금속 시트를 포함할 수 있다.

Description

압출형 열가소성 배터리 인클로저
본 발명은 배터리 팩(battery pack), 특히 전기 자동차용 배터리 팩에 사용되는 것과 같은 배터리 팩 인클로저 및 배터리 어셈블리에 관한 것이다.
자동차 산업이 초기 사례의 전기화에서 확장된 제조를 활용하는 보다 발전된 사례로 전환함에 따라, 복잡성, 무게 및 비용을 해결하여 초기 설계를 개선시키는 데 점점 더 중점을 두고 있다. 예를 들어, 초기 배터리 팩은 기계가공된 금속 또는 수작업 복합 재료로 형성된 인클로저를 사용하여 제조되었다. 초기의 저-용량 차량의 목적에는 충분했지만, 이러한 접근 방식은 그 재료가 특정 포장 또는 적재 요건에 최적화되지 않았기 때문에 중량 불이익을 겪었다는 사실은 말할 것도 없을 뿐더러 이러한 재료로 작업하는 데 있어서 드는 비용이 높고 주기 시간이 느리다는 사실을 빠르게 명백하게 했다.
진화와 개선을 계속 이어가고 있는 영역은 배터리가 원동기(prime mover)에 전력을 공급하는 배터리 팩 인클로저이다. 초기 사례에서는 플라스틱의 이점을 활용하려고 시도했지만, 이러한 배터리 트레이 및 인클로저는 열경화성 수지 및 열가소성 수지용 압축 성형 기술을 사용하여 제조되었다. 이러한 접근 방식은 고가의 금형(metal mold) 및 부품당 1분 정도의 사이클 시간을 가진 고압 프레스를 요구할 수 있는데, 이는 분당 전체 차량 한 대를 만들 수 있는 고용량 자동차 제조에 필요한 것보다 느린 것이다. 이러한 접근 방식은 전기화의 초기 사례에 충분할 수 있지만, 부피가 증가함에 따라 주기 시간을 개선하고 공구 비용을 줄이고 특정 로드 케이스에 대한 재활용 가능성 및 구조 최적화와 같은 기타 요구 사항도 해결해야 한다.
US20180337375A1은 덕트를 정의하는 압출형 알루미늄 판 및 덕트를 정의하는 플라스틱 판 몸체를 갖는 배터리 하우징을 개시한다.
US20130344362A1은, 열 전도성을 증가시키기 위한 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 플라스틱 화합물로 형성된, 열 분산을 위해 제공된 적어도 하나의 섹션을 포함하는 플라스틱 하우징을 개시한다.
DE102016220877A1은 배터리 하우징의 냉각판 또는 하우징 베이스와 배터리 모듈의 모듈 하우징 사이에 배치하기 위한 열 전도 매트를 개시하고, 언급된 개체는 열 전도 매트가 폐쇄 및/또는 개방 중공 프로필 단면을 갖는다는 사실로 인해 달성된다.
WO2020196878A1에는 수지 상자체(resin box body)와 금속판-형상의 뚜껑체(metal plate-shaped lid body)가 접합되고, 상자체의 상면과 하면 중 적어도 한쪽이 개구부를 개폐하는 구조를 포함하는 냉각 유닛을 개시한다.
DE102015206522A1는 에너지 저장소를 지지하기 위한 열전도성 냉각판을 개시하며, 이는 냉각제가 흐를 수 있는 냉각판에 형성된 여러 개의 냉각 채널, 및 냉각판보다 낮은 열전도율을 갖는 재료로 형성된 절연층을 갖는다.
본 주제는 이러한 문제에 대한 몇 가지 솔루션을 제공한다. 윤곽 압출 기반 설계를 사용함으로써, 바람직하지 않은 높은 자본 비용 투자를 회피할 수 있다. 예는 다중벽 윤곽의 이점을 활용하는 제조 부품을 제공한다. 본원에 개시된 예는 단순 압출형 다중벽 열가소성 수지로 제조된 저비용 배터리 인클로저 및/또는 인클로저를 제공한다. 본원에 개시된 다양한 접근 방법은 관련 성능 기준을 충족한다. 예는, 제조과정을 단순화함으로써, 부분적으로는 주기 시간 단축과 같이 제조과정을 보다 효율적으로 만들어 비용을 절감한다.
본원에 개시된 예는 저비용 모놀리식 압출로 형성된 벽을 갖는 하우징 또는 인클로저와 함께 클러스터로 배열된 배터리 셀들 또는 모듈들을 하우징하기 위한 장치를 제공한다. 이 벽은 열가소성 수지로 형성될 수 있으며 인클로저를 가로질러 연장되는 복수의 기다란 평행 중공을 정의할 수 있다. 압출부는 열 및 도로 잔해물에 대한 외부 하향 장벽을 제공하기 위해 한쪽에 고정된 금속 시트를 포함할 수 있다.
예는 전기 자동차 배터리 팩 트레이 및 인클로저 제조를 위한 열가소성 윤곽 압출 기술을 활용한다. 다중벽 설계는 마찰 댐핑 요소(frictional damping element)들의 통합을 허용할 수 있다. 예는 냉각수 순환을 제공할 수 있다. 다중벽(multiwall wall) 또는 트레이 설계는 배터리 케이스의 자유 낙하 또는 원통형 기둥에 차량 낙하와 같은 동적 하중을 완화시킬 수 있다. 본원에 개시된 특정 설계는 내부 배터리 팩 컴포넌트로의 외부 열 전달을 유리하게 감소시킬 수 있다.
도 1은 일부 예에 따라 압출되는 내부 시트를 갖는 인클로저의 사시도를 도시한다.
도 2는 일부 예에 따른 인클로저 컴포넌트의 분해도를 도시한다.
도 3은 일부 예에 따른 인클로저 컴포넌트 및 패스너의 단면을 도시한다.
도 4는 일부 예에 따른, 다중 압출 층을 갖는 인클로저 컴포넌트의 사시도를 도시한다.
도 5는 일부 예에 따른 다중 압출 층 및 댐퍼를 갖는 인클로저 컴포넌트의 사시도를 도시한다.
도 6a는 일 예에 따른 스프링 바이어스를 채용하는 댐퍼를 도시한다.
도 6b는 일 예에 따라 압축 및/또는 휨 저항을 채용하는 댐퍼를 도시한다.
도 7은 일부 예에 따른 인클로저 컴포넌트의 열 전달을 보여주는 개략도를 도시한다.
도 8a는 일 예에 따른 인클로저 컴포넌트의 평면도를 도시한다.
도 8b는 일부 예에 따라 액체 냉각을 나타내는, 라인 5A-5A를 따라 취해진 인클로저 컴포넌트의 단면을 도시한다.
도 9는 일부 예에 따른 배터리 팩의 사시도를 도시한다.
도 10은 일부 예에 따른 배터리 셀 및 냉각 장치의 내부 도면을 도시한다.
도 11a는 일부 예에 따른 배터리 팩을 도시한다.
도 11b는 도 11a의 내부 시트를 도시한다.
도 12a는 일부 예에 따른 내부 시트의 사시도를 도시한다.
도 12b는 도 12a에서 12B로 라벨링된 섹션의 클로즈업을 도시한다.
도 12c는 도 12a의 내부 시트의 말단부 도면을 도시한다.
도 12d는 도 12c에서 12D로 라벨링된 섹션의 단면도를 도시한다.
도 13a는 일부 예에 따라 처짐 전 시뮬레이션 낙하 시험의 단면을 도시한다.
도 13b는 일부 예에 따라 제1 수준의 응력을 나타내는 시뮬레이션 낙하 시험의 단면을 도시한다.
도 13c는 일부 예에 따라 제2 수준의 응력을 나타내는 시뮬레이션 낙하 시험의 단면을 도시한다.
도 14는 일부 예에 따라 배터리 팩 낙하에 대한 힘 대 시간 곡선을 도시한다.
통상적인 배터리 팩 인클로저는 기계 가공 또는 스탬핑 금속으로 형성되어 강도와 인성을 제공하지만 무겁다. 따라서, 일부 설계는 열경화성 폴리머 매트릭스를 활용하는 탄소 섬유 복합재와 같은 복합재에 의존할 수 있다. 수많은 바람직한 성능 특성을 제공하지만, 이러한 설계는 효율적인 제조 기술이 부족하다는 문제가 있다. 예를 들어, 컴포넌트들은 수작업으로 배치되었을 수 있다. 자동화된 경우에도, 이러한 설계의 고유한 요구 사항으로 인해 경제적이고 신뢰할 수 있는 대량 제조를 위한 경쟁에서 제외되는 경우가 많다. 일부는 사출 성형 기술(injection molding technology)의 고유한 이점을 활용하려고 시도했지만, 그렇게 큰 부품을 만드는 것이 얼마나 어려운지 상상하는 것은 어렵지 않다 - 사업 타당성을 유지하기 위해 매우 비싸고 대형 성형 기계를 사용해야 하며 값비싼 제어 장치와 높은 수율을 요구한다.
본 주제는 배터리 팩의 하나 이상의 벽에 대해 비교적 간단한 다중벽 압출을 활용함으로써 이러한 모든 단점을 해결한다. 본원에 개시된 많은 설계가 평면인 이유는, 다중벽 시트가, 경량, 강도, 강성, 방음 및 단열, 연속 가동 가능한 압출 라인을 통한 경제적인 제조 등을 포함하는 그 이점을 여전히 유지하면서 일부 2차 성형을 향유할 수 있기 때문에 제한되지 않는다. 본원에 개시된 예는 배터리 팩의 베이스에 위치한 다중 벽 인클로저 컴포넌트로 시작하여 엔드플레이트 또는 심지어 냉각 매니폴드와 같은 보조 컴포넌트를 추가하여 기존 배터리 인클로저의 기능을 복제하거나 추가한다.
도 1은 압출된 내부 시트를 포함하는 인클로저 컴포넌트를 특징으로 하는 하부에 간략화된 인클로저를 나타내는, 배터리 팩의 단면의 사시도를 도시한다. 인클로저는 간략화를 위해 직육면체로 도시된 배터리 모듈(102)을 갖는 배터리 팩(100)을 위한 것이다. 일 예에서, 복수의 모듈은 클러스터로 배열되어 평면 표면을 정의한다. 따라서, 도면에서는 명확성을 위해 클러스터를 개별 모듈이 아닌 모놀리스(monolith)로 도시한다. 도면에서는 클러스터가 정육면체에 근사한 것으로 도시하지만, 현재 주제는 그렇게 제한되지 않으며 실제로는 아마도 불규칙한 형상을 하고 있을 것이다. 그러나, 대부분의 경우, 클러스터는 적어도 하나의 평면을 정의할 것이다.
배터리 팩은 인클로저 컴포넌트(116)를 포함하는 하부 인클로저를 포함한다. 픽쳐 프레임에서 유리와 유사하게, 인클로저 컴포넌트는 배터리 팩(100)의 하부 인클로저의 일부를 형성한다.
인클로저 컴포넌트(116)는 하부 시트(106)를 포함할 수 있다. 하부 시트는 금속일 수 있으며, 배터리 팩을 바닥에서 볼 때 또는 실제로는 전기 자동차의 바닥에서 볼 때 배터리 팩의 일부이다. 하부 시트는 다양한 기능을 수행하도록 제작되었다. 기능 중 하나는 마모를 관리하는 것이고, 다른 하나는 펑크에 저항하는 것이며, 본 명세서에 개시된 바와 같이 열을 분산시킬 수도 있다. 하부 시트(106)는 에지(118) 너머로 연장될 수 있거나 표면(114)의 일부만을 커버할 수 있지만, 예를 들어 그것과 같은 공간을 차지함으로써 배터리 모듈 클러스터(102)의 평면(114)을 실질적으로 커버하도록 치수화될 수 있다.
인클로저 컴포넌트(116)는 근위부(120) 및 원위부(122)를 가질 수 있다. 인클로저 컴포넌트는, 근위부(120)와 원위부(122) 사이의 거리 D11이 평면(114)의 제1 에지(126)에 근접한 제1 위치(124)로부터 평면(114)을 가로질러 적어도 하나의 평면(114)의 제1 에지(126)에 대향하는 적어도 하나의 평면(114)의 제2 에지(118)에 근접한 제2 위치(128)까지 연장되도록 치수화될 수 있다.
인클로저 컴포넌트는 내부 시트(104)를 포함할 수 있다. 내부 시트(104)는 본 개시내용의 핵심이다. 배터리 팩의 하부 인클로저의 대부분이 압출 플라스틱 시트로 형성될 수 있음을 인식함으로써, 본 개시내용은 성능을 희생하지 않고 대형 배터리 인클로저를 제공하는 매우 간단하고 저렴한 방법을 제공한다.
내부 시트(104)는 상부 윤곽(130)을 한정할 수 있다. 상부 윤곽(130)은 상부 주면(132)을 따라 연장되고 하부 윤곽(134)은 상부 주면(132) 반대편에 배치된 하부 주면(136)을 따라 연장될 수 있다. 내부 시트(104)는 모놀리식 압출로 형성될 수 있다.
내부 시트(104)는 열가소성 수지로 형성될 수 있다. 열가소성 수지의 예는, 비강도 및 비강성이 높은 UL94 V0 폴리프로필렌 화합물과 같은 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 및/또는 얇은 두께에서 UL94 V0 등급의 UL94 V0 고유동 PC/ABS 컴파운드 난연성 폴리카보네이트 화합물과 같은 ABS 화합물, 충격 흡수재용 저온 연성을 갖는 폴리에스테르 화합물, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 내부 시트(104)는 복수의 세장형 평행 중공(108)을 한정할 수 있다. 중공(108)은 근위부(120)와 원위부(122) 사이에서 인클로저 컴포넌트(116)의 길이(L11)를 연장할 수 있다.
하부 시트(106)는 내부 시트(104)에 대해 배치될 수 있다. 하부 시트(106)는 내부 시트(104)의 하부 윤곽(134)에 일치하도록 형상화된 하부 시트 윤곽(138)을 한정한다. 하부 시트(106)는 내부 시트(104)의 열가소성 수지 이외의 재료로 형성될 수 있다. 내부 시트(104) 및 하부 시트(106)는 인클로저 컴포넌트가 강성 어셈블리를 형성하도록 함께 체결될 수 있다.
도 2는 일부 예에 따른 인클로저 컴포넌트(200)의 분해도를 도시한다. 이 예는, 내부 시트(104)에 대해 배치될 수 있는 상부 시트(202)를 제공함으로써 그리고 A-B-A 샌드위치, 또는 상부-시트/내부-시트/하부-시트 샌드위치를 제공함으로써 도 1의 예시를 기반으로 한다.
상부 시트(202)는, 상부 시트 윤곽(204)을 정의할 수 있다. 상부 시트 윤곽은 내부 시트(104)의 상부 윤곽(130)에 일치하도록 형성될 수 있다. 상부 시트(202)는 내부 시트(104)의 열가소성 수지 이외의 재료로 형성될 수 있다. 상부 시트는 금속으로 형성될 수 있다. 상부 시트는 열 분산뿐만 아니라 펑크 방지에도 유용하다.
상부 시트(202), 내부 시트(104) 및 하부 시트(106)는 복합 벽 또는 바닥 벽이 단단한 어셈블리를 형성하도록 함께 체결될 수 있다. 접착제(206)는 상부 시트(202)와 내부 시트(104) 사이의 상부 인터페이스(208) 중 적어도 하나를 따라 배치될 수 있다.
하부 시트(106)와 내부 시트(104) 사이의 하부 인터페이스(210)를 따라 접착제가 배치될 수 있다. 접착제는 필름일 수 있다. 접착제는 감압성 접착제, 열경화성 접착제, 스프레이 또는 기타 적절한 접착제일 수 있다. 접착제는 내부 시트(104)의 내부 시트 주변부(214)에 대해 동일 공간에 있는 접착제 주변부(212)를 가질 수 있다. 상부 시트(202)의 상부 시트 주변부(216)는 내부 시트(214)의 내부 시트 주변부(214)와 같은 공간을 차지할 수 있다. 하부 시트(106)의 하부 시트 주변부(218)는 내부 시트 주변부(214)와 같은 공간을 차지할 수 있다. 상부 시트 주변부(216), 내부 시트 주변부(214) 및 하부 시트 주변부(218)는 모두 같은 공간을 차지할 수 있다.
열 전도성 페이스트는 상부 시트(202)와 내부 시트(104) 사이의 상부 인터페이스(208) 중 적어도 하나를 따라 배치될 수 있다. 열 전도성 페이스트는 하부 시트(106)와 내부 시트(104) 사이의 하부 인터페이스(210)에 배치될 수 있다.
도 3은 일부 예에 따른 인클로저 컴포넌트 및 패스너의 단면을 도시한다. 다중벽 또는 인클로저 컴포넌트(318)는 중공(308)을 정의하고, 하단 트레이로서 외부 금속 시트와 배터리 케이스에 통합되어 못이 침투하는 것을 방지하고 열을 하단면에 분산시킬 수 있다. 상부측(320)은 또한 완전한 샌드위치 구성을 가능하게 하는 금속판으로 클래딩될 수 있다. 접착제(206)는 상부 시트(미도시)와 내부 시트(304) 사이의 상부 인터페이스(312) 중 적어도 하나를 따라 배치될 수 있다. 하부 플레이트 또는 시트(306)는 도시된 바와 같이 볼트로 고정될 수 있다. 접착제(314)는 하부 시트(306)와 내부 시트(304) 사이의 하부 인터페이스(316)를 따라 배치될 수 있다. 두 가지 방법을 조합하여 사용할 수 있다. 차량용 금속 가로대 또는 차량 프레임의 다른 부분에 볼트로 고정하면 화재 테스트 중이나 화재 후 또는 소비자가 사용하는 동안 바닥이 떨어지거나 구부러지지 않도록 할 수 있다.
패스너(302)는 내부 시트(304)를 하부 시트(306)에 고정할 수 있다. 하부 시트는 내부 시트(304)에 의해 정의된 리세스(324)에 등록된 돌출부(322)를 가질 수 있다. 돌출부(322)는 하부 시트(306) 내의 리세스(326)를 한정할 수 있고, 패스너(302)는 리세스(326) 내에 배치될 수 있다. 엘라스토머 와셔(310)가 패스너(302)와 하부 시트(306) 사이에 배치될 수 있다. 패스너(302)와 하부 시트(306) 사이에 크러시 와셔가 배치될 수 있다.
도 4는 일부 예에 따라 다중 압출 층을 갖는 배터리 팩(400)용 인클로저 컴포넌트의 사시도를 도시한다. 내부 시트가 이방성 굴곡 특성을 가질 수 있기 때문에, 제1 압출 시트의 특성과 균형을 이루는 특성을 갖는 제2 압출 시트를 추가할 수 있고, 이에 의해 등방성 굴곡 특성 또는 특정 차량의 요구에 맞게 특별히 조정된 굴곡 특성을 갖는 어셈블리를 제공할 수 있다.
제2 내부 시트(402)는 내부 시트(104)에 대해 배치될 수 있다. 제2 내부 시트(402)는 내부 시트(104)의 상부 윤곽(130)에 일치하도록 형상화될 수 있는 제2 내부 시트 윤곽(404)을 정의할 수 있다. 제2 내부 시트(402)는 제2 복수의 세장형 평행 중공(406)을 정의하는 제2 모놀리식 압출부를 포함할 수 있다. 제2 내부 시트(402), 내부 시트(104)는 복합 벽이 단단한 어셈블리를 형성하도록 함께 체결될 수 있다. 상부 시트 및 하부 시트 중 하나 또는 둘 모두가 강성 어셈블리에 추가되어 강성을 더욱 증가시킬 수 있다. 상부 시트 및 하부 시트 중 하나 또는 둘 다 금속일 수 있다.
제2의 복수의 세장형 평행 중공(406)은, 제1의 복수의 세장형 평행 중공의 제1 중공이 제2의 복수의 세장형 평행 중공의 제2 중공에 대해 기울어지도록 제1의 복수의 세장형 평행 중공(108)에 정렬될 수 있다. 예시된 바와 같이, 내부 시트(104) 및 제2 내부 시트(402)는 x-y 평면에서 0°/90° 정렬로 정렬될 수 있다.
제2 내부 시트(402)와 내부 시트(104)는 동일한 열가소성 수지로 형성될 수 있다. 제2 내부 시트(402) 및 내부 시트(104)는 폴리머 본드를 통해 서로 체결될 수 있다. 폴리머 결합의 예는 교차 중합, 용접(예를 들어, 열 고정), 라미네이션 및 기타 결합을 포함한다. 제2 내부 시트(402)와 내부 시트(104)는 서로 접착될 수 있다. 제2 내부 시트(402) 및 내부 시트(104)는 도 3에 예시된 실시예의 양태를 사용하는 것과 같이 하나 이상의 기계적 패스너로 서로 고정될 수 있다.
상부 시트는 제2 내부 시트(402)에 대해 배치될 수 있다. 상부 시트는 제2 내부 시트(402)의 열가소성 수지 이외의 재료로 형성될 수 있다. 예는 금속 재료를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 상부 시트, 제2 내부 시트(402), 내부 시트 및 하부 시트는 복합 벽이 강성 어셈블리를 형성하도록 함께 고정된다.
도 5는 일부 예에 따른 다중 압출 층 및 댐퍼를 갖는 인클로저 컴포넌트의 사시도를 도시한다. 인클로저 컴포넌트(500)는, 내부 시트(104)와 측면 내부 시트(502) 사이에 갭(506)을 정의하는, 제1 내부 시트(104)에 대해 측면으로 배치된 측면 내부 시트(502)를 포함할 수 있다. 측면 내부 시트(502)는 하나 이상의 중공(504)을 정의할 수 있지만, 본 주제는 이에 제한되지 않는다. 도 6a 및 도 6b에 예시된 것과 같은 댐퍼는 갭(506)에 배치될 수 있다. 댐퍼는 상부 시트(202), 하부 시트(106), 제1 내부 시트(104) 및 측면 내부 시트(502) 중 적어도 하나와 슬라이딩 가능한 관계로 배치될 수 있다. 댐퍼의 기능은 간행물 Romberg, Oliver, Tausche, Matthias, Pereira, Carlos, and Panning, Lars (2007) Passive Damping of Sandwich Panels, 10th European Conference on Spacecraft Structures, Materials & Mechanical Testing, at 10 - 13에서 다음과 같이 부분적으로 인용한다:
"동적 하중에 의해 야기된 변위로 인한 구조적 응력과 변형은 패시브 또는 액티브 측정을 기반으로 한 기계적 댐핑(mechanical damping)에 의해 감소될 수 있다. 패시브 댐핑 시스템은 상대적으로 단순할 수 있지만 광범위한 기계적 진동을 억제할 수 있다. 이러한 개념은 개발, 제조 및 응용 분야에서 저렴할 뿐만 아니라 유지 관리를 필요로 하지 않는다."
"액티브 댐핑 조치와 비교할 때, 패시브 요소는 전자 장치, 제어 알고리즘, 전원, 액추에이터, 센서뿐만 아니라 복잡한 유지 관리도 또한 필요로 하지 않는다. 더욱이, 더 높은 온도와 짧은 반응 시간(예를 들어, 재진입 환경)에 액티브 댐퍼를 안정적으로 적용시키는 것은 의문이다. 패시브 댐퍼의 물리적 효과는 부하로 인한 에너지 소산에 기반한다."
상부 시트(202) 및 하부 시트(106) 중 하나 또는 둘 다는 금속 시트, 열가소성 시트, 압출 시트, 및 본원에 개시된 댐핑 시트를 포함하는 다른 재료 및 디자인을 포함하여 본 명세서에 개시된 임의의 시트를 포함할 수 있다.
도 6a는 일 예에 따른 스프링 바이어스를 채용하는 댐퍼를 도시한다. 댐퍼는 갭에 억지 끼워맞춤(interference fit)될 수 있다. 이 도면은 댐퍼가 사용 중에 탄성 압축을 견디는 것을 나타내는 스프링(604)의 기호를 도시한다. 압축은 하나 이상의 X-Z 및 X-Y 평면에 있을 수 있다. X-Z를 따라 자유롭게 움직일 수 있어 댐퍼가 인접 구조에 마찰할 수 있다. 댐퍼(602)는 도시된 바와 같이 중공(606)을 정의하는 압출된 열가소성 수지로 형성될 수 있지만 본 주제는 이에 제한되지 않으며, 단일체(monolith)를 포함할 수 있거나 심지어 스프링 어셈블리는 코일 스프링, 리프 스프링 등을 포함할 수 있다.
도 6b는 예에 따라 압축 및/또는 굴곡 저항을 채용하는 댐퍼(602)를 도시한다. 갭에 배치된 댐퍼인 댐퍼(608)는 서로 슬라이딩 가능한 관계에 있는 제1 섹션(610) 및 제2 섹션(612)을 포함할 수 있다. 제1 섹션(610)은 제1 램프(first ramp)(616)를 포함할 수 있고, 제2 섹션은 제1 램프(616)와 정합되는 제2 램프(614)를 포함하여, 댐퍼(608)는 직육면체 형상을 정의하게 된다.
도 7은 일부 예에 따른 인클로저 컴포넌트에서의 열 전달을 보여주는 개략도를 도시한다. 다중벽 또는 인클로저 컴포넌트(700)는 얇은 금속 페이스시트를 갖는 샌드위치 구조에서 코어로서 기계적으로 작용할 수 있다. 이러한 구성은 개별적으로 사용될 때의 층들과 비교할 때와 같은 구조적 이점을 제공한다. 예를 들어, 인클로저 컴포넌트(700)는 구부릴 때 구성 부품들 중 어느 것보다 더 단단하다. 또한, 이는 구멍을 뚫기는 더 어려울 수도 있다. 또한, 이는 단일 재료로 만든 구조보다 가볍고 열경화성 충전 허니콤(thermoset-filled honeycomb)과 같은 다른 접근 방식보다 가볍다. 도 3과 관련하여 도시된 체결 시스템은 샌드위치 구조에서 2개 또는 3개의 층을 체결하는 데 사용될 수 있다.
이들 기계적 이점에 더하여, 다중벽 또는 인클로저 컴포넌트(700)는 벽으로의 열적 브릿지(thermal bridge)를 제한함으로써 외부 소스로부터 배터리 모듈 및 셀로의 열 경로를 느리게 한다. 도면은 내부 시트(704)를 통한 열 전도를 나타낸다. 이러한 전도와 동시에, 페이스시트(facesheet)로도 지칭되는 하부 시트(706)는 내부 시트(704)를 통한 전도율보다 더 큰 전도율로 외부로 열을 전도하는 금속으로 형성될 수 있다. 이것의 이점은, 하부 시트(706)가 배터리 팩의 바닥을 가로질러 열 에너지를 분산시킴으로써 더 많은 열 에너지를 흡수하여, 열원에 매우 근접하게 배치된 셀과 같은 개별 셀로 이동하는 열의 양을 감소시킬 수 있다는 것이다. 상부 시트(702)는 유사하게 강성을 추가하고 열을 분산시킬 수 있다.
도 8a는 일 예에 따른 인클로저 컴포넌트의 평면도를 도시한다. 도 8b는 일부 예에 따라 액체 냉각을 나타내는 라인 8B-8B를 따라 취한 인클로저 컴포넌트의 단면을 도시한다. 내부 시트(808)는 복수의 세장형 평행 중공(802)을 포함할 수 있다. 중공(802)은 복수의 로우(row), 예를 들어 제1 로우(804) 및 제2 로우(806)로 구성될 수 있다. 복수의 로우 중 2개 이상이 서로 적층될 수 있다. 이러한 스택은 내부 시트(808)의 스택 두께(D81)를 정의할 수 있다. 도면에서 적층된 로우가 단일 모놀리식 압출부로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이렇게 제한되지 않는다. 복수의 로우는 인클로저 컴포넌트의 길이(D82)를 가로질러 연장될 수 있다.
내부 시트에는 매니폴드(810)가 결합될 수 있다. 매니폴드는 복수의 중공(802)의 특정 중공(816)과 유체 연통하여 배치될 수 있는 내부 체적(814)을 정의할 수 있어, 내부 시트는 복수의 냉각제 중공(802)을 통해 내부 시트(808)의 길이를 따라 냉각제를 지향시키도록 구성될 수 있다. 제2 매니폴드(812)는 중공의 방향을 바꾸는데 사용될 수 있지만, 본 주제는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 개별 튜브를 사용하여 중공을 연결하고 여러 기존 배관 기술을 사용할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 복수의 중공(802) 및 이들을 연결하는 통로는 다양한 방식으로 구성되어 단일 회로, 다중 회로, 직교류 및 열교환기 분야에서 알려진 다른 냉각 구조를 가능하게 할 수 있다.
복수의 중공은 각각 열가소성 물질과 같은 모놀리식 재료의 압출을 통해 완전히 둘러싸일 수 있다. 대안적으로, 압출부는 상부 시트(816)에 의해 덮힌(capped) 하나 이상의 U자형 채널을 형성할 수 있다. 상부 시트(816)는 냉각제 유체와 같은 냉각제를 전달하기 위해 그 길이를 따라 밀봉될 수 있도록 복수의 냉각제 중공을 둘러쌀 수 있다. 중공이 유체가 새지 않도록 이러한 구성을 밀봉하는 것이 어려울 수 있지만, 개스킷, O-링 또는 실란트와 같은 다양한 기술이 사용될 수 있다. 이와 같이, 배터리 셀의 방열판(heat sink)을 형성할 수 있는 상부 시트는 냉각제(818)와 높은 열전도율을 갖는다. 단일 압출로 중공(802)을 형성하는 것이 제조에 더 용이할 수 있지만, 이러한 설계는 상부 시트(816)와 냉각제(818) 사이에 배치되는 재료를 최소화하도록 노력할 것이다. 따라서, 상부 시트(816)는 복수의 냉각제 중공(802)에 근접하여 내부 시트(808)에 대해 배치될 수 있다. 내부 시트(808)의 외벽(820)은 상부 시트(816)와 복수의 냉각제 중공(802) 사이에 배치될 수 있고, 내벽(822)은 복수의 냉각제 중공(802)과 복수의 다른 중공(824) 사이에 배치될 수 있다. 외벽(820)은 내벽(822)보다 얇을 수 있다.
복수의 중공(802)은 액체 냉각제와 같은 제1 냉각제를 전도할 수 있는 반면, 다른 중공(824)은 대기와 같은 제2 냉각제를 전도할 수 있다. 매니폴드는 복수의 중공(802)을 덮는 것으로 제한될 수 있는 반면, 다른 중공(824)은 대류를 통한 전도를 허용하도록 대기에 개방될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같이, 열전도성 페이스트와 같은 전도 인에이블러는 냉각제로부터 상부 시트까지의 전도도를 추가로 향상시킬 수 있다.
복수의 냉각제 중공(802)은 액체 냉각제 및 대기 가스와 같은 가스를 포함하는 다양한 냉각제를 전도하도록 구성될 수 있다. 복수의 중공(802) 각각은 폭과 높이를 정의하는 직사각형 단면일 수 있다. 중공의 폭은 중공의 높이보다 클 수 있다. 내부 시트(808)는 복수의 중공(802)의 각각의 측벽을 정의하는 내부 시트(808)의 길이(D82)를 따라 연장되는 복수의 세장형 리브(826)를 정의할 수 있다. 리브는 평면형일 수 있으며 상부 평면형 면에 수직으로 확장된다. 리브는 평면형일 수 있으며 하부 평면형 면에 수직으로 확장된다.
도 9는 일부 예에 따른 배터리 팩의 사시도를 도시한다. 도시된 팩(17)은 차량에서의 실제 사용에 필요한 많은 특징을 포함하는 보다 완성된 실시형태를 나타낸다. 팩(17)은 위에서 개시된 많은 특징들을 포함한다. 도 10은 일부 예에 따른 배터리 셀 및 냉각 장치의 내부 도면을 도시한다. 도 11a는 일부 예에 따른 분해도를 도시한다. 도 11b는 도 11a의 내부 시트를 도시한다. 배터리 팩(17)은 전기 차량의 원동기에 동력을 공급하기 위해 사용될 수 있다.
배터리 팩(17)은 도 10에 도시된 바와 같이 셀에 의해 정의된 평면(1002)에 대향하는 하부 평면을 갖는 클러스터에 배열된 배터리 모듈(7B)을 포함할 수 있다. 하부 엔클로저(27)는 배터리 모듈(7B)의 바닥 부분(1006)을 수용하도록 크기가 정해질 수 있다.
배터리 모듈은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 모듈은 2개 초과의 배터리 셀, 예를 들어 10, 20 30, 40개 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 어셈블리는 예를 들어 2, 4, 6, 8 또는 10 등으로 번호가 매겨진 배터리 모듈(7B)의 쌍 또는 클러스터를 포함할 수 있으며, 프레임(18)은 그 내부에 적어도 배터리 모듈(7B)을 유지하도록 구성된 스파(19), 상부 인클로저(24), 및 하부 인클로저(27)을 포함한다. 어셈블리는 배터리 팩(17)의 각 컴포넌트를 모니터링하고 배터리 어셈블리의 충전 및 방전을 조절하도록 구성된 제어 모듈(32)을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 스파(19)는 하나 이상의 배터리 모듈(7B)을 측면에 배치하여 물리적으로 구속하기 위해 프레임 내에 규칙적으로 분포될 수 있다. 일부 실시형태에서, 스파(19)는 복합재 및/또는 금속 플라스틱 하이브리드를 포함할 수 있는 열가소성 재료로 제조된다. 일부 실시형태에서, 프레임(18)은 임의의 형태를 가질 수 있다. 이는, 원형, 삼각형, 다각형, 바람직하게는 직사각형인 단면을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 프레임은 하나의 단일 부품으로 만들어지며, 따라서 균질하거나 모놀리식이다. 일부 실시형태에서, 프레임(18)은 일부 커넥터 수단(20), 예를 들어 다이 캐스트형 커넥터에 의해 서로 연결되는 빔(21, 22)으로 이루어진다. 일부 실시형태에서, 프레임은 그 전체 또는 일부가 열가소성 재료, 합성물 및/또는 금속으로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 프레임의 빔(21, 22)은 적어도 충격 및 충격 흡수 수단(23)을 포함한다. 충격 흡수 수단은 하나 이상의 에너지 흡수체를 포함할 수 있으며, 그 주변부에서 배터리 팩 인클로저에 결합될 수 있다.
"충격 및 충격 흡수 수단"은 배터리 어셈블리의 변형을 보존하거나 적어도 감소시키기 위해 충격으로부터 오는 에너지를 흡수하고 분산시키기에 적합한 모든 종류의 수단을 포함하는 것으로 본 명세서에서 정의된다. 이러한 충격 및 충격 흡수 수단은 폐포 구조 부분, 금속 압착 요소, 구조 발포체, 또는 이들의 조합 또는 당업자에게 알려진 임의의 다른 수단일 수 있다.
빔의 채널에 대한(또한 빔을 통한 개구에 대한) 폐포 구조 부분(23)의 배향은 바람직한 에너지 흡수 특성을 얻기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 폐포 구조 부분은 빔의 장축에 대해 0도(예를 들어, 평행) 내지 90도(수직)로 배향될 수 있는 채널을 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 폐포 구조 부분(23)은 허니콤 및/또는 기둥(직사각형, 삼각형) 형상을 가질 수 있다.
선택적으로, 일부 실시형태에서, 폐포/채널(23)의 일부 또는 전부는 그 내부에 발포체를 가질 수 있다. 다시 말해, 폐포는 개별적으로 속이 비어 있거나 채워질 수 있으므로 특정 폐포를 채우거나 특정 폐포에 대해 다른 중합체를 사용하거나 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 사용함으로써 구조적 완전성이 변형될 수 있다. 가능한 충전재 중 하나는 폼(foam)이다.
관형 냉각 구조(1008)는 어떻게 냉각제가 모듈(7B)을 인터레이스(interlace)하는지 설명하기 위해 도시되어 있지만, 이 냉각 구조는 도 8에서 논의된 하부 인클로저 컴포넌트의 냉각 구조와 상이하다. 이 냉각 시스템은 모두 선택 사항이지만, 차량에 원하는 냉각을 달성하기 위해 단독으로 또는 함께 사용될 수 있다.
하부 인클로저는 배터리 셀의 하부 평면을 실질적으로 덮도록 치수화된 인클로저 컴포넌트로 구성될 수 있다. 본원에 개시된 것과 같은 인클로저 컴포넌트는 근위부 및 원위부를 가질 수 있고, 근위부와 원위부 사이의 거리가 평면의 제1 에지에 근접한 제1 위치로부터 평면을 가로질러 적어도 하나의 평면의 제1 에지와 대향될 수 있는 적어도 하나의 평면의 제2 에지에 근접한 제2 위치까지 연장하도록 치수화될 수 있다. 상부 인클로저(24)는 배터리 셀의 상부 부분(1004)을 결합하도록 크기가 정해질 수 있고, 상부 인클로저(24)는 챔버를 정의하는 하부 인클로저에 결합될 수 있으며, 배터리 셀은 챔버 내에 배치될 수 있다.
하부 인클로져(27)는 다양한 예에 따라 배터리 팩이 도로를 향하고 있는 도로 주행 차량용 배터리 어셈블리에 적합하다. 하부 인클로저(27)의 경우, 압출형 내부 시트(28)에 접착 결합된 금속성 하부 시트(29)로 구성된 인클로저 컴포넌트가 선택된다. 올바른 접착제를 선택하는 것이 중요하지만, 상용 용액도 존재한다. 하부 인클로저(27)는 도로로부터의 돌출부 및 장애물로부터 어셈블리를 보호하도록 구성된 하부 인클로저(27)를 형성하기 위해 도로에 노출되는 금속판(29)에 조립된 적어도 압출형 내부 시트(28)를 포함할 수 있다.
금속판은 차량 외부로부터 EMI 차폐를 제공할 수 있다. 하부 인클로저는 상부 인클로저와 유사하게 패스너로 배터리 팩의 프레임을 따라 고정되거나, 부착되거나, 그렇지 않으면 결합될 수 있다. 장애물 및 도로로부터의 돌출물로부터 배터리 팩(17)을 보호하는 것 외에도, 하이브리드 하부 인클로저의 금속판(29)은 평면에서, 즉 종방향으로 열을 전도할 수 있는 반면, 내부 시트(28)는 배터리로의 열 전도를 감소시키는데, 이는 다음과 같은 점에서 중요하다: 작동 도중 국소적인 고온 또는 저온 지점을 최소화하고 화염이나 발화원이 있는 경우 더 넓은 표면에 에너지를 퍼뜨린다.
일부 실시형태에서, 상부 인클로저(24) 및/또는 하부 인클로저(27)는 예를 들어 비중이 낮은 폴리프로필렌 또는 열 전도성 폴리카보네이트와 같은 열가소성 재료로 제조된다. 프레임(18) 및/또는 바닥 인클로저와 같은 배터리 팩의 컴포넌트들 중 일부는 비강도 및 비강성이 높은 UL94 V0 폴리올레핀 화합물, 얇은 게이지 내부 컴포넌트에 대한 접착 호환성이 우수한 UL94 V0 고유동 엔지니어링 열가소성 화합물, 충격 흡수제에 대한 저온 연성을 갖는 폴리에스테르 화합물 계열을 포함하는 그룹 중 적어도 하나로 형성된다. 일부 실시형태에서, 바닥 엔클로저는 우선적으로 내부 표면에서 강성 및 그 비틀림 저항을 증가시키기 위해 일부 리브를 하나 또는 두 표면(들)에 포함할 수 있다.
상부 엔클로저(24)는 난연성 유리 섬유 충전 폴리올레핀으로 사출 성형될 수 있다. 일부 실시형태에서, 상부 엔클로저(24)는 열가소성 재료, 합성물 및/또는 금속으로 되어 있다. 상부 인클로저(24) 및 하부 인클로저(27) 중 하나 이상은 무선 호환성, 전도성 호환성 또는 다른 어떤 다른 전자기 호환성을 위해 선택된 dK/dF를 갖는 재료로 형성될 수 있다. 이를 통해 차량 전자 장치 및/또는 배터리 팩 내의 전자 장치를 EMI로부터 보호할 수 있다. EMI 차폐는 또한 이러한 컴포넌트를 형성하기 위해 폴리머로 금속 부재를 오버 몰딩함으로써 얻을 수 있다. 상부 인클로저가 이와 같이 형성된 예에서, 압력 밀봉을 보장하기 위해 엘라스토머 밀봉으로 배터리 팩의 프레임을 따라 볼트로 고정할 수 있다. 대안적으로, 양면 접착 테이프를 사용하여 프레임과 접착식으로 접착할 수 있다.
일부 실시형태에서, 어셈블리의 일부 또는 모든 열가소성 재료 부품은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 산화 방지제, UV 안정제, 안료, 염료, 접착 촉진제 및 난연제와 같은 첨가제 및/또는 안정제, 예를 들어, 유기 인산염 화합물(예를 들어, 피로인산 피페라진, 폴리인산 피페라진 및 이들의 조합), 유기 인산 화합물(예를 들어, 인산, 피로인산 멜라민, 폴리인산 멜라민, 인산 멜라민) 및 이들의 조합, 및 산화아연의 혼합물, 및/또는 충진제, 예를 들어 섬유. 예를 들어, 섬유 충전 폴리올레핀이 사용될 수 있다. 가능한 섬유 재료는 유리, 탄소, 아라미드 또는 플라스틱 중 적어도 하나, 바람직하게는 유리를 포함할 수 있다. 섬유 길이는 잘게 쵸핑되거나 길거나 짧거나 연속적일 수 있다. 특히, 긴 유리 섬유 충전 폴리프로필렌(예를 들어, SABIC에서 입수 가능한 STAMAX™)이 사용될 수 있다. 긴 섬유는 초기 섬유 길이를 갖는 것으로 정의되므로, 몰딩 전에 최소 3mm이다.
도 12a는 일부 예에 따른 내부 시트의 사시도를 도시한다. 도 12b는 도 12a에서 12B로 라벨링된 섹션의 클로즈업을 도시한다. 도 12c는 도 12a에서 내부 시트의 말단 도면을 도시한다. 도 12d는 도 12c에서 12D로 라벨링된 섹션의 단면도를 도시한다. 도면들은 단순히 도 9 내지 도 11b에 도시된 내부 시트(28)에 대한 예시적인 치수를 나타낸다. 치수 D121은 약 2310mm일 수 있다. 치수 D122는 약 1370mm일 수 있다. 치수 D123은 약 68.5일 수 있다.
도 13a는 일부 예에 따라 처짐 전 시뮬레이션 낙하 시험의 단면을 도시한다. 도 13b는 일부 예에 따라 제1 수준의 응력을 나타내는 시뮬레이션 낙하 시험의 단면을 도시한다. 도 13c는 일부 예에 따라 제2 수준의 응력을 나타내는 시뮬레이션 낙하 시험의 단면을 도시한다. 도면에 도시된 데이터는 고체 장애물에 떨어졌을 때 내부 시트(28)의 굴곡을 예시한다. 도면은 내부 시트(28)가 SABIC의 유럽 특허 출원 제EP19202591.4호에 개시된 배터리 팩과 같은 배터리 팩(17)의 이전 구성에 비해 적절한 양의 응력을 흡수할 수 있음을 도시한다. 따라서, 배터리 팩은 내부 시트와 유사한 치수를 갖는 사출 성형된 내부 시트를 갖지만 동일한 구성의 배터리 팩보다 덜 편향되도록 구성될 수 있다.
도 14는 일부 예에 따라 배터리 팩 낙하에 대한 힘 대 시간 곡선을 도시한다. 예시는 도 11a 및 도 11b의 트레이 구성으로 일정 높이에서 전체 배터리 팩(17)을 떨어뜨리는 효과를 보여준다. 다중벽은 에너지 흡수를 허용하므로 전체 금속 트레이(기준선)와 비교할 때 배터리로 전달되는 힘을 감소시킨다. 압출된 윤곽의 힘 감소는 허니콤(성형)에 성형을 통합하여 달성한 것과 동일한 수준일 수 있다.
"배터리"라는 용어는 본원에서 모든 종류의 배터리, 바람직하게는 리튬 이온 배터리, 특히 파우치 배터리 셀(들)을 포함하는 배터리를 포함하는 것으로 정의되며, 이는 셀 내 압력의 축적으로 인해 팽윤(swelling)될 수 있다. 팽윤으로 인해 파우치 셀의 내부 컴포넌트들이 이동할 수 있다. 예를 들어, 파우치 셀의 전극이 분리되어 프리즘 셀의 화학적 특성을 저하시킬 수 있다. 또한, 파우치 셀의 통제되지 않은 팽윤은 효율성과 제품 수명을 크게 감소시킬 수 있다. 따라서, 파우치 셀에 압축을 제공하여 화학적 무결성을 보호하고 효율성과 제품 수명을 보호하는 것이 바람직하다.
용어 "배터리 팩"은 본원에서 다양한 예에 따른 배터리를 포함하는 배터리 인클로저를 포함하는 것으로 정의된다.
본원에서 "전기 자동차 배터리 어셈블리"라는 용어는 이를 유지하기 위한 프레임으로 둘러싸인 적어도 하나의 배터리 팩, 상부 인클로저 및 하부 인클로저를 포함하는 것으로 정의된다.
본 출원은 도면 및/또는 다양한 실시형태를 참조하여 다양한 기술적 특징 및 이점을 설명한다. 당업자는, 주어진 실시형태의 기술적 특징이 그 반대가 명시적으로 언급되지 않는 한 실제로 다른 실시형태의 특징들과 결합될 수 있거나 이러한 특징이 양립할 수 없으며 그 조합이 기술적 특징 중 적어도 하나에 대한 해결책을 제공하지 않는다는 것이 명백한 경우는 예외임을 이해할 것이다. 또한, 주어진 실시형태에서 설명된 기술적 특징은 그 반대가 명시적으로 언급되지 않는 한 본 실시형태의 다른 특징과 분리될 수 있다.
본 발명이 청구된 본 발명의 응용 분야를 벗어나지 않고 많은 다른 특정 형태의 실시형태를 허용한다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 실시형태들은 예시로서 고려되어야 하며, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 분야에서 변형될 수 있으며, 본 발명은 위에서 주어진 세부사항으로 제한되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 평면(114)을 정의하는 클러스터로 배열된 배터리 셀을 수용하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
    상기 평면(114)을 실질적으로 덮도록 치수화된 인클로저(27) 컴포넌트 - 상기 인클로저(27)는 근위부(120) 및 원위부(122)를 갖고, 상기 인클로저(27) 컴포넌트는 상기 근위부(120)와 상기 원위부(122) 사이의 거리가 상기 평면(114)의 제1 엣지(126)에 근접한 제1 위치(124)로부터 상기 평면(114)을 가로질러 상기 평면(114)의 상기 제1 엣지(126)에 반대쪽에 있는 상기 평면(114)의 제2 엣지(118)에 근접한 제2 위치(128)까지 연장하도록 크기가 정해지도록 치수화됨 -, 상기 인클로저(27) 컴포넌트는:
    상부 주면(132)을 따라 내부 시트 상부 윤곽(130)을 정의하고 상기 상부 주면(132) 반대편에 배치된 하부 주면(136)을 따라 내부 시트 하부 윤곽(134)을 정의하는 내부 시트(104) - 상기 내부 시트(104)는 열가소성 수지로 형성되고 상기 근위부(120)와 상기 원위부(122) 사이에서 상기 인클로저(27) 컴포넌트의 길이를 연장하는 복수의 세장형 평행 중공(108)을 정의하는 모놀리식 압출부를 포함함 -;
    상기 내부 시트(104)에 대해 측면으로 배치되고 그 사이에 갭(506)을 정의하는 측면 내부 시트(502);
    상기 갭(506)에 배치된 댐퍼(602, 608); 및
    상기 내부 시트(104), 상기 댐퍼(602, 608) 및 상기 측면 내부 시트(502)에 대해 배치된 하부 시트(106) - 상기 하부 시트(106)는 상기 내부 시트(104)의 상기 내부 시트 하부 윤곽(134)에 일치하도록 형상화된 하부 윤곽(134)을 정의하고, 상기 하부 시트(106)는 상기 내부 시트(104)의 상기 열가소성됨 - 를 포함하고,
    상기 내부 시트(104)와 상기 하부 시트(106)는 상기 인클로저(27) 컴포넌트가 강성 어셈블리를 형성하도록 함께 고정되고,
    상기 댐퍼(602, 608)는 상기 내부 시트(104), 상기 측면 내부 시트(502) 및 상기 하부 시트(106)에 대해 슬라이딩 가능한, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 시트(104)에 대해 배치된 제2 내부 시트(402)를 포함하고, 상기 제2 내부 시트(402)는 상기 내부 시트(104)의 상기 복수의 세장형 중공(108)에 기울어져 배치되는 제2 복수의 세장형 중공(406)을 정의하는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 댐퍼(602)는 상기 내부 시트(104) 및 상기 측면 내부 시트(502) 중 적어도 하나와 상이한 스프링(604) 비율을 갖는, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 댐퍼(602, 608)는 서로에 대해 슬라이딩 가능한 제1 섹션(610) 및 제2 섹션(612)을 포함하는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 시트(104)에 대해 배치된 상부 시트(202, 702, 816)를 포함하고, 상기 상부 시트(202, 702, 816)는 상기 내부 시트(104)의 상기 내부 시트(104) 상부 윤곽(130)과 일치하도록 형상화된 상부 시트 윤곽(130)을 정의하고, 상기 상부 시트(202, 702, 816)는 상기 내부 시트(104)의 상기 열가소성 수지 이외의 재료로 형성되고;
    상기 상부 시트(202, 702, 816), 상기 내부 시트(104) 및 상기 하부 시트(306)(106, 306, 706)는 상기 상부 시트(202, 702, 816), 상기 내부 시트(104) 및 상기 하부 시트(306)(106, 306, 706) 중 어느 하나보다 더 단단한 어셈블리를 형성하는 복합 벽에 함께 고정되는, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 시트(202, 702, 816)와 상기 내부 시트(104) 사이의 상부 계면(208, 312) 및 상기 하부 시트(306)(106, 306, 706)와 상기 내부 시트(104) 사이의 하부 계면(210, 316) 중 적어도 하나를 따라 배치된 접착제(206, 314)를 포함하는, 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 세장형 평행 중공(108, 406, 802)은 상기 내부 시트(104)의 두께를 통해 서로 적층된 복수의 로우(row)로 조직화되고, 여기서 상기 복수의 로우 각각은 상기 엔클로저(27) 컴포넌트의 상기 길이를 가로질러 연장하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 내부 시트(104)와 결합된 매니폴드(810)를 포함하고, 상기 매니폴드(810)는 상기 복수의 세장형 평행 중공(108, 406, 802)의 복수의 냉각제 중공(802)과 유체 연통하도록 배치된 내부 체적(814)을 정의하여 상기 내부 시트(104)가 상기 복수의 냉각제 중공(802)을 통해 상기 내부 시트(104)의 상기 길이를 따라 냉각제(818)를 지향시키도록 구성되는, 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 냉각제 중공(802)에 근접하여 상기 내부 시트(104)에 대해 배치된 상부 시트(202, 702, 816)를 포함하는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 시트(202, 702, 816)는 냉각제(818)를 전달하기 위해 그 길이를 따라 밀봉되도록 상기 복수의 냉각제 중공(802)을 둘러싸는, 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 세장형 평행 중공(108, 406, 802) 중 적어도 일부는 세장형 중공(606) 챔버를 정의하는 열가소성 수지에 의해 완전히 벽으로 둘러싸인, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 세장형 평행 중공(108, 406, 802) 중 적어도 일부는 냉각제(818) 유체를 전달하도록 구성되는, 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 시트(104)는 상기 복수의 세장형 평행 중공(108, 406, 802)의 각각의 측벽을 정의하는 상기 내부 시트(104)의 상기 길이를 따라 연장하는 복수의 세장형 리브(826)를 정의하는, 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 시트(104)를 상기 하부 시트(306)에 체결하는 패스너(302)를 포함하는, 장치.
  15. 제1항의 장치로부터 형성된 바닥 벽을 갖는 배터리 팩(100) 하우징.
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