KR20230129027A - 배터리 하우징용 격벽 어셈블리, 배터리 및 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 하우징(2)용 격벽 어셈블리(1)로서, 길이 방향(L) 및 상기 길이 방향(L)에 직교하는 높이 방향(H)으로 연장되는 벽면(WE)에 위치하는 격벽(1a), 적어도 하나의 버스바 하우징(1b), 그리고 상기 버스바 하우징(1b)에 수용되는 적어도 하나의 버스바(1c)를 포함하는 격벽 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 격벽 어셈블리는 상기 버스바 하우징(1b)이 상기 격벽(1a)과 단일 부재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 하우징용 격벽 어셈블리, 배터리 및 차량

본 발명은 청구항 1의 전제부에서 더욱 상세하게 정의되는 유형에 따른 배터리 하우징용 격벽 어셈블리, 청구항 7의 전제부에서 더욱 상세하게 정의되는 유형에 따른 배터리 하우징을 갖는 배터리, 그리고 이러한 배터리를 갖는 차량에 관한 것이다.

차량용 트랙션 배터리(traction battery)(이하 배터리라 함)는 일반적으로 배터리 내부를 둘러싸고 다수의 부재로 이루어진 하우징 및 배터리 내부 공간에 배치되고 재차 각각 다수의 갈바니 전지(galvanic cell)를 포함하는 셀 모듈을 포함한다. 배터리 용량 및 배터리로부터 공급될 수 있는 전압을 설정하기 위해, 각각의 갈바니 전지 및 셀 모듈은 소정의 방식으로 직렬 및/또는 병렬 연결된다.

하나의 갈바니 전지가 손상된 경우 손상된 갈바니 전지에 화재가 발생할 수 있고, 이로 인해 인접한 갈바니 전지 또는 심지어 전체 셀 모듈에 불이 붙을 수 있다. 또한, 화염이 인접한 셀 모듈로 확산되어 결과적으로 전체 배터리가 파손될 수 있다. 이러한 과정을 열 폭주(thermal runaway) 또는 열 전이(thermal propagation)라고도 한다. 이러한 과정의 속도를 늦추기 위해 배터리 내부의 개별 셀 모듈들 사이에 소위 격벽이 배치된다. 이러한 격벽을 이용하여 개별 셀 모듈들이 열적으로 및 전기적으로 서로 분리된다. 이로 인해 배터리 내부에 화염이 확산될 위험 및 뜨거운 연소 가스의 주위 유동에 의한 허용되지 않은 가열로 인해 셀 모듈이 착화될 위험이 줄어든다.

셀 모듈들을 연결하기 위해 버스바(bus bar)라고도 하는 접촉 요소를 이용하여 셀 모듈들의 도체들이 연결된다. 이러한 버스바가 격벽을 통과하여 안내되도록 격벽은 일반적으로 개구부를 갖는다. 그러나 이러한 개구부들은 가스 및/또는 화염의 통과도 허용하여 서로 인접한 셀 모듈의 발화를 촉진한다. 단락 또는 감전을 방지하기 위해 버스바는 버스바 하우징 안에 배치되고, 이는 버스바의 직접적인 접촉을 막는다.

또한 배터리는 다수의 다양한 구조 부재, 예를 들어 하우징 부재, 나사, 셀 모듈, 전도체, 냉각 요소, 출력 전자장치 등을 포함한다. 따라서 배터리 생산을 위한 제조 번거로움이 그에 상응하여 높다.

유럽 공개특허공보 EP 3 282 501 A1호에서 배터리, 배터리용 배터리 모듈, 및 배터리용 버스바가 공지되어 있다. 위 문헌에서 버스바는 통합된 보호 기능을 갖는다. 버스바를 통해 다수의 갈바니 전지가 병렬 연결되고, 개별 갈바니 전지들은 각각 퓨즈를 통해 버스바에 연결된다. 퓨즈는 예를 들어 스탬핑에 의해 두 개의 다리 구간이 설치되는 금속판으로 형성된다. 따라서 두 개의 다리 구간은 스프링 요소를 형성하고 버스바에 대해 갈바니 전지의 상대적인 움직임을 가능하게 하여, 개별 갈바니 전지가 버스바로부터 쉽게 뜯겨 나가지 않게 한다. 개별 갈바니 전지가 손상된 경우, 갈바니 전지로부터 방출된 전류가 급격히 상승하여 버스바에 연결된 다른 갈바니 전지가 손상될 수 있다. 이 경우 퓨즈가 녹은 정도로 가열되어 결함이 있는 갈바니 전지를 버스바로부터 분리한다.

미국 공개특허공보 US 5,496,657 A호에 개별적으로 연결된 셀 모듈들을 갖는 모듈형 배터리 시스템이 공지되어 있다. 개별 셀 모듈들 사이에는 격벽에 고정된 셀 커넥터를 포함하는 격벽이 각각 배치된다. 격벽에는 셀 모듈의 간단한 상호 정렬 및 배치를 허용하는 가이드 요소가 연결된다.

전기 에너지 모듈을 장착하는 시스템이 미국 공개특허공보 US 2011/0302773 A1호에 공지되어 있다. 다수의 셀 모듈이 각각 하나의 연결 블록 및 연결 블록에 고정된 접촉 요소에 의해 서로 전기적으로 전도되게 연결된다. 셀 모듈들은 옆으로 나란히 배치되거나 수직으로 적층될 수 있다. 연결 블록은, 셀 모듈로부터 열을 배출하기 위해 냉각 매체를 안내하는 냉각 채널을 갖고 두 개의 셀 모듈 사이에서 연장되는 판형 확장부를 가질 수 있다.

독일 공개특허공보 DE 10 2013 202 367 A1호에 복합 필름으로 형성된 모듈 하우징을 갖는 에너지 저장 모듈이 공지되어 있다. 위 문헌에서 복합 필름은 각각 전기 저장 셀을 둘러싸아 개별 수용 포켓을 형성한다. 다수의 수용 포켓들은 물질 결합 연결부에 의해 서로 연결되어 에너지 저장 모듈을 형성한다. 저장 셀들이 전기적으로 접촉하도록, 셀 커넥터들은 각각 인접한 수용 포켓들 사이의 접촉면에서 복합 필름을 통과하여 셀 안내된다.

미국 공개특허공보 US 2019/0288343 A1호에 배터리용 장치가 공지되어 있다. 배터리는 배터리 내부를 다수의 챔버로 분할하기 위해 배터리 하우징 자체에 의해 형성된 격벽을 갖는 배터리 하우징을 포함한다. 각각의 챔버에는 각각 하나의 셀 모듈이 배치된다. 셀 커넥터는 격벽을 통과하여 또는 격벽 위로 안내되어, 인접한 셀 모듈들을 전기적으로 접촉시킨다.

독일 공개특허공보 DE 10 2017 216 005 A1호에 배터리 모듈 및 배터리 팩이 공지되어 있다. 다수의 배터리 셀들이 일렬로 배치되고 전기 전도성 연결 요소를 통해 서로 접촉된다. 배터리 셀들 사이에는 홀딩 구조체가 배치되고, 이는 배터리 셀들의 간단하고 안정적인 상호 정렬 및 장착을 허용한다.

또한 유럽 공개특허공보 EP 3 496 179 A1호는 배터리 팩용 커넥터를 개시하고 있다. 배터리 팩은 두 개의 챔버를 갖는 배터리 하우징을 포함하고, 각 챔버에는 다수의 배터리 셀을 갖는 배터리 모듈이 배치된다. 챔버는 배터리 하우징을 통해 일체화되게 형성된 벽부에 의해 서로 구분된다. 벽부는 배터리 모듈을 전기적으로 접촉시키는 커넥터가 통과되는 개구부를 갖는다. 커넥터 자체는 전기 전도성 코어 및 코어를 감싸는 외피를 포함한다. 외피는 벽부에 커넥터를 단단히 고정하기 위해 플러그 유형에 따라 형성된다.

본 발명의 목적은 배터리 제조의 번거로움 및 제조 중 셀 모듈들을 연결하는 데 필요한 택트 타임(takt time)을 낮추는, 개선된 배터리 하우징용 격벽 어셈블리를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 배터리 하우징용 격벽 어셈블리에 의해 달성된다. 바람직한 구성 및 추가 실시예와 이러한 격벽 어셈블리를 갖는 배터리 및 이러한 배터리를 갖는 차량은 종속 청구항들로부터 생겨난다.

배터리 하우징용 격벽 어셈블리는 길이 방향 및 길이 방향에 직교하는 높이 방향으로 연장되는 벽면에 위치하고 배터리 하우징에 의해 둘러싸이는 배터리 내부를 서로 구분되는 챔버로 구분하도록 설계된 격벽, 적어도 하나의 버스바 하우징, 그리고 벽면과 직각을 이루며 격벽을 통해 안내되어 버스바 하우징에 수용되는 적어도 하나의 버스바를 포함한다. 버스바 하우징은 격벽과 단일 부재로 형성된다. 본 발명에 따르면, 격벽은 배터리 하우징에 대해 별도로 형성된 후 배터리 하우징과 연결되도록 설계된다. 또한 격벽은 벽면과 직교하는 방향으로 샌드위치 구조를 가지며, 샌드위치 코어는 광물질을 포함하거나 완전히 광물질로 구성된다.

본 발명에 따른 격벽 어셈블리는 격벽과 버스바 하우징의 단일 부재 구조를 기반으로 셀 모듈들의 배선에 필요한 구성 요소 개수를 줄이는 것을 허용하여, 배터리 제조 작업이 단순화되고 제조 중 택트 타임이 줄어든다. 예를 들어 버스바가 격벽에 삽입되고, 버스바가 있는 격벽이 배터리 하우징에 장착될 수 있다. 우선 버스바 하우징에 버스바를 통합하고, 이어서 배터리 하우징에 격벽을 설치한 후 버스바가 있는 버스바 하우징을 격벽을 통과하여 안내하는 것이 더 이상 필요하지 않다. 또한 본 발명에 따른 격벽 어셈블리는, 셀 모듈이 열 폭주할 경우 서로 인접한 셀 모듈들이 쉽게 착화되지 않게 하는 부수적 효과를 지녀 화재 시 배터리 안전성을 향상시킨다. 이러한 부수적 효과는 화염과 뜨거운 가스가 통과할 수 있는, 버스바 하우징과 격벽 사이의 개구부 틈이 없음으로 인해 달성된다.

일반적으로 복수의 버스바가 또한 하나의 격벽에 수용될 수 있다. 예를 들어 길이 방향으로 서로 이격된 두 개의 버스바가 격벽을 통과하여 돌출될 수 있다. 이 경우 두 개 이상의 셀 모듈들이 하나의 버스바를 통해 접촉될 수 있다.

예를 들어 광물질로 구성된 매트가 격벽의 공동부에 삽입될 수 있다. 광물질로 인해 격벽의 열 저항성이 벽면을 통해 직각 방향으로 증가하고, 그 결과 발화된 셀 모듈에서 인접한 셀 모듈로 전달되는 열 흐름이 감소된다. 이는 화재 발생 시 배터리의 안전성을 더욱 높인다. 또한 광물질도 비전도성이어서, 단락의 경우에도 배터리의 안정성이 향상된다.

격벽 어셈블리의 바람직한 추가 실시예는 버스바가 벽면에서 적어도 간접적으로 형상 결합되게 격벽에 접촉되는 것, 특히 유체 기밀하게 접촉되는 것을 제공한다. 버스바와 격벽 사이의 틈이 작을수록, 발화된 셀 모듈에서 인접한 셀 모듈로 화염 및 가스가 확산되기 어려워진다. 특히 버스바가 유체 기밀하게 격벽에 접촉되는 경우, 버스바와 격벽 사이로 가스가 통과할 수 없다. 버스바는 직접 격벽에 접촉되거나 또는 버스바와 격벽 사이에 보상재가 위치할 수 있다. 예를 들어, 버스바가 적어도 영역 별로 버스바와 격벽 사이의 틈을 유체 기밀하게 채우는 내열성 수축 튜브로 감싸일 수 있다.

추가의 바람직한 구성에 따르면, 격벽 어셈블리는 각 버스바에 대해 격벽과 함께 각각의 버스바를 둘러싸는 보호캡 배열체를 포함할 수 있고, 보호캡 배열체는 벽면에 위치하면서 높이 방향으로 보호캡 배열체에 배치된 스페이서를 가지며, 여기서 스페이서와 격벽의 높이 방향의 선단부는 높이 방향으로 같은 높이를 이루도록 접촉된다. 보호캡 배열체가 제공됨으로써 격벽 어셈블리의 부품 수가 증가하기는 하나, 기존에 사용되는 버스바 하우징도 일반적으로 보호캡을 갖추므로 기존 버스바 하우징의 경우보다 부품 수가 적다. 보호캡 배열체의 제공은 벽부에 만곡된 버스바의 배치를 가능하게 한다. 예를 들어, U자 형태로 만곡된 버스바를 삽입하기 위해, 격벽은 높이 방향으로 개방된 수용부를 선단부에 가질 수 있다. U자 형태를 이용하여 버스바의 위치 공차 및 열적 신장이 보상된다. 가스가 격벽을 통과하는 것을 최소화하거나 심지어 완전히 방지하기 위해 보호캡 배열체를 이용하여 이 수용부가 폐쇄된다. 격벽과 배터리 하우징 사이의 틈은 스페이서를 이용하여 메워지거나 폐쇄되고, 이는 격벽 어셈블리의 절연 효과를 향상시킨다. 보호캡 배열체는 예를 들어 대응하는 스페이서를 포함한 보호캡 캐리어 및 두 개의 보호캡을 가질 수 있다. 스페이서는 스페이서에 일체로 형성되거나 어떠한 방식으로 예를 들어 접착 연결부 또는 나사를 이용하여 스페이서에 고정되는 보호캡 캐리어와 단일 부재로 형성될 수 있다.

또한, 격벽 어셈블리의 추가의 바람직한 구성은, 격벽이 적어도 하나의 비전도성 물질, 특히 플라스틱 및/또는 섬유-플라스틱 복합재를 포함하고 바람직하게는 격벽이 사출 성형으로 제조되는 것을 제공한다. 플라스틱은 비교적 저렴한 비전도성 물질이다. 특히 섬유-플라스틱 복합재로 형성됨으로써 격벽의 기계적 특성이 향상된다. 예를 들어 격벽의 안정성 및 강성이 높아진다. 플라스틱 또는 섬유-플라스틱 복합재의 사용은 사출 성형을 이용한 제조를 허용하여, 많은 수량의 격벽이 특히 저렴하고 시간 효율적으로 제조될 수 있다. 예를 들어 격벽은 PA6, GF35, 듀로플라스트(Duroplast) 및/또는 소위 시트 몰딩 컴파운드(sheet moulding compound, SMC)를 포함한다.

또한, 격벽 어셈블리의 추가의 바람직한 구성은 격벽의 높이 방향에 위치한 선단부에 길이 방향으로, 특히 격벽의 전체 길이에 걸쳐 이어지는 공차 보상 매트가 배치되고, 공차 보상 매트는 높이 방향으로 볼 때 버스바 위에서 연장된다. 공차 보상 매트를 이용하여 배터리 하우징에 배치된 격벽과 배터리 하우징 사이의 위치 공차가 보상되어 잠재적인 틈이 메워진다. 이는 배터리 내부에서 화염의 플래시 오버(flash over) 및/또는 가스의 확산을 추가로 어렵게 한다. 공차 보상 매트는 격벽의 전체 길이에 걸쳐 연장되거나 격벽의 선단부에 구간 별로만 위치할 수도 있다. 공차 보상 매트가 다수의 구간, 예를 들어 두 개, 세 개 또는 네 개 구간으로 분할되는 것도 가능하다. 따라서 특히 배터리 하우징이 직접적으로 격벽의 선단부에 인접하는 지점들이 마련된다. 공차 보상 매트는 고정을 위해 예를 들어 격벽과 접착될 수 있다. 공차 보상 매트는 예를 들어 플라스틱 폼(plastic foam), 고무, 실리콘 등을 포함한다.

본 발명에 따르면, 배터리 하우징으로 둘러싸인 배터리 내부를 갖는 배터리는, 전술한 바와 같은 배터리 내부에 배치된 적어도 하나의 격벽 어셈블리를 포함한다. 별도의 격벽 및 별도의 버스바 하우징으로 둘러싸인 버스바가 제공되는 것에 비해 본 발명에 따라 격벽 어셈블리의 부품 수가 줄어드는 것에 기반하여, 본 발명에 따른 배터리의 제조에서 택트 타임이 줄어들어 특히 빠르고 저렴하게 배터리가 제조된다.

배터리의 바람직한 추가 실시예는, 배터리 내부에 배치된 적어도 두 개의 셀 모듈을 배터리가 포함하고, 격벽 어셈블리는 두 개의 셀 모듈들 사이에 배치되어 격벽 어셈블리가 배터리 내부를 두 개의 인접하는 챔버, 특히 서로 밀폐되게 인접하는 두 개의 챔버로 분할하고, 두 개의 셀 모듈들은 버스바를 통해 전기적으로 전도되게 접촉되는 것을 제공한다. 본 발명에 따른 격벽 어셈블리는 배터리 제조 시간 단축을 허용할 뿐만 아니라 배터리 내화성도 높인다. 본 발명에 따른 격벽 어셈블리로 인해 배터리 내부에 배치된 셀 모듈들이 서로 구분되고, 종래에 사용되는 격벽 및 버스바 하우징에 비해 잠재적인 틈이 최소화되거나 심지어 완전히 특히 유체 기밀하게 밀폐되어, 화염의 플래시 오버 및 열적으로 폭주하는 셀 모듈에서 인접하는 셀 모듈로의 뜨거운 가스의 확산이 저지되거나 적어도 어려워진다.

바람직하게는, 배터리 하우징이 각 챔버에 대해 적어도 하나의 압력 조절 밸브를 갖는다. 예를 들어 이러한 압력 조절 밸브는 파열판으로 형성될 수 있다. 셀 모듈의 열 폭주가 발생하는 경우, 셀 모듈에서 방출되는 가스는 각 셀 모듈이 배치된 해당 챔버의 압력 상승을 초래한다. 이로 인해 개별 챔버 또는 배터리 하우징 자체가 파열될 수 있는 위험이 형성된다. 압력 조절 밸브가 제공됨으로써 압력 보상이 수행되어 챔버 및/또는 배터리 하우징의 파열이 방지된다. 본 발명에 따른 격벽 어셈블리를 이용하여, 개별 챔버들이 밀폐되는 방식으로 서로 구분되고, 따라서 각 챔버를 허용되지 않는 내부 압력으로부터 보호하기 위해 각 챔버에 대해 적어도 하나의 압력 조절 밸브가 제공될 필요가 있다. 격벽 어셈블리 및 배터리 하우징은, 셀 모듈로부터 방출되는 가스를 의도에 따라 각 압력 조절 밸브 방향으로 유도하기 위해 각각의 챔버에 충분한 체적이 제공되도록 형성된다. 압력 조절 밸브 없이도 개별 챔버가 제공될 수 있고, 이 경우 챔버들은 각각 압력 조절 밸브가 제공된 적어도 하나의 챔버에 유체 기밀하게 인접된다. 압력 조절 밸브가 없는 챔버에 배치된 셀 모듈의 열 폭주가 발생하는 경우, 셀 모듈로부터 방출된 가스 또는 증기는 인접한 챔버의 압력 조절 밸브를 통해 배터리 하우징 밖으로 배출될 수 있다.

본 발명에 따라, 차량은 적어도 하나의 전술한 배터리를 포함한다. 차량은 임의의 차량, 즉 승용차, 트럭, 밴, 버스 등일 수 있다. 차량은 순수하게 배터리 전기로 구동될 수 있거나 하이브리드 차량, 특히 플러그인-하이브리드로도 형성될 수 있다. 배터리에 화재가 발생하는 경우, 본 발명에 따른 배터리의 개선된 내화성으로 인해 차량 탑승자는 구조 및 대피할 시간을 더 많이 확보하게 된다. 또한, 서로 인접한 셀 모듈들이 쉽게 착화되지 않아 소방 조치를 시작할 시간이 더 많이 제공된다.

본 발명에 따른 격벽 어셈블리 및 본 발명에 따른 배터리의 추가의 바람직한 구성들은 이하에서 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하는 실시예로부터도 생겨난다.

도 1은 선행 기술에 공지된 격벽 어셈블리를 포함하는 배터리의 분해도이다.
도 2는 도 1의 배터리를 버스바의 장착 위치에서 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 3은 제1 구성에 따라 본 발명에 따른 벽부 어셈블리를 도시하는 사시도이다.
도 4는 대안적인 구성에 따라 본 발명에 따른 벽부 어셈블리를 도시하는 분해도이다.
도 5는 본 발명에 따른 벽부 어셈블리를 포함하는 배터리를 버스바의 장착 위치에서 절단하여 도시하는 단면도이다.

도 1은 선행 기술에서 공지된 격벽(1a)이 배터리(5), 예를 들어 차량용 트랙션 배터리에 장착된 상태를 도시한다. 명확하게 알아볼 수 있도록 도 1에는 배터리 하우징(2)의 하부만 도시된다. 배터리 하우징(2)으로 둘러싸인 배터리 내부에는 격벽(1a)으로 서로 구분되는 적어도 두 개의 셀 모듈(6)이 배치된다. 격벽(1a)은 셀 모듈들(6) 사이에서 길이 방향(L) 및 길이 방향(L)과 직교하는 높이 방향(H)으로 연장되는 벽면(WE)에서 연장되고, 배터리 하우징(2)으로 둘러싸이는 배터리 내부를 도 2에 도시되는 챔버(7.1 및 7.2)로 분할한다. 이에 따라 각각 적어도 하나의 셀 모듈(6)이 챔버들(7.1 및 7.2) 중 하나에 배치된다. 격벽(1a)은 예를 들어 배터리 하우징(2)으로부터 돌출된 프레임 프로파일(10)과 형상 결합되게 연결된다.

격벽(1a)을 이용하여 화염 및/또는 뜨거운 가스가 두 개의 챔버(7.1 및 7.2) 사이에서 확산되는 것이 어려워진다. 격벽(1a)에는 두 개의 셀 모듈들(6)을 접촉시키는 버스바(1c)가 직교 방향(OR)으로 벽면(WE)을 통과하여 안내되는 관통부(8)가 형성된다. 버스바(1c)는 전기 전도성 물질, 예를 들어 구리를 포함한다. 버스바(1c)는 두 개의 셀 모듈들(6)에 버스바(1c)를 고정하는 나사(9)가 통과되는 개구부, 예를 들어 관통 보어홀을 갖는다. 버스바(1c)는 구성 요소 또는 사람과 버스바(1c)의 바람직하지 않은 접촉이 단락을 초래하는 것을 막기 위해 버스바 하우징(1b)에 의해 둘러싸인다. 버스바 하우징(1b)에는 보호캡 캐리어(1d.1) 및 두 개의 보호캡(1.d2)을 포함하는 보호캡 배열체(1d)가 높이 방향(H)으로 위쪽으로 제공된다. 보호캡(1.d2)은 버스바(1c)와 셀 모듈들(6)의 나사 체결을 가능하게 하기 위해 개방될 수 있다.

장착되어야 할 부품의 개수가 비교적 많아 배터리 조립은 번거로운 일이다. 또한, 적어도 하나의 셀 모듈(6)에서 화재가 발생한 경우, 화염 및/또는 셀 모듈(6)에서 배출되는 뜨거운 가스가 관통부(8)를 통해 격벽(1a)을 통과하고 그 결과 예를 들어 제1 챔버(7.1)에서 제2 챔버(7.2)로 플래시 오버되거나 확산될 수 있다. 이는 인접한 셀 모듈(6) 또한 점화되거나 적어도 손상될 위험을 높인다.

도 2는 도 1에 도시된 격벽(1a) 및 버스바 하우징(1d)을 포함하는 버스바(1c)의 장착 상태를 버스바(1c)의 장착 위치에서 길이 방향(L)으로 절단한 단면도로 한 번 더 도시한다. 도 2에는 격벽(1a) 및 버스바 하우징(1b) 사이에 있는 개구부를 통한 제1 챔버(7.1)에서 제2 챔버(7.2)로의 가스 및/또는 화염의 통과를 나타내는 복수의 화살표가 도시된다.

도 3은 본 발명에 따른 격벽 어셈블리(1)를 사시도로 도시한다. 본 발명에 따르면, 격벽(1a)과 버스바 하우징(1b)은 단일 부재로 형성된다. 이로 인해 배터리(5) 제조 중 장착되어야 하는 부품의 개수를 줄일 수 있다. 그 결과 제조 중 택트 타임이 줄어들고 비용 절감으로 이어진다.

본 발명에 따른 격벽 어셈블리(1)의 또다른 긍정적인 부수적 효과는 관통부(8)의 열린 면을 최소화하거나 격벽(1a)과 배터리 하우징(2) 사이의 어떠한 틈을 메우는 것을 가능하게 한다. 특히 바람직한 구성에서, 본 발명에 따른 격벽 어셈블리(1)로 두 챔버(7.1 및 7.2)가 서로 밀폐되게 구분될 수 있어서 제1 챔버(7.1)에서 제2 챔버(7.2)로의 화염의 번짐 또는 가스의 침투에 대한 특히 높은 저항성이 달성된다.

본 발명에 따른 격벽 어셈블리(1)는 하나 이상의 버스바(1c)를 가질 수 있다. 따라서 격벽(1a)은 하나 이상의 버스바(1c)에 대한 버스바 하우징(1b)을 형성한다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 격벽 어셈블리(1)는 두 개의 버스바(1c)를 포함한다. 이 버스바들은 길이 방향(L)으로 간격(Δl)을 두고 서로 이격된다. 이에 상응하여 격벽(1a)은 판재 형태 또는 스트랩 형태의 버스바(1c)를 수용 및 통과시키는 두 개의 개구부를 직교 방향(OR)으로 갖는다. 버스바(1c)는 직접적으로 또는 간접적으로 격벽(1a)에 접촉될 수 있다. 예를 들어 버스바(1c)는 적어도 구간 별로 수축 튜브(11)에 의해 감싸일 수 있다. 수축 튜브(11)를 이용하여 격벽(1c)과 버스바(1c) 사이에 있을 수 있는 틈이 유체 기밀하게 메워질 수 있다. 또한, 공차 보상 매트(4)가 높이 방향(H)으로 볼 때 격벽(1a)에 배치될 수 있고, 이에 대해서는 이하에서 언급한다.

도 4는 도 1, 2, 4 및 5에 도시된 바와 같이 만곡된 버스바(1c)의 수용도 가능하게 하는, 본 발명에 따른 격벽 어셈블리(1)의 바람직한 구성을 도시한다. 이러한 버스바(1c)는 본질적으로 버스바(1c)를 셀 모듈(6)과 접촉시키는 두 개의 연장부가 평면에 있는 U자형 프로파일을 갖는다. 이러한 만곡부를 이용하여 예를 들어 셀 모듈들(6) 사이의 상대 운동 및 열적 신장이 보상될 수 있다. 도 4에 도시된 격벽 어셈블리(1)의 실시예에서, 버스바(1c)는 격벽(1a)을 통과하여 수용되기 위해 높이 방향(H)으로 볼 때 격벽(1a)에 삽입되는 수용 공간(12)에 삽입되고 수용 공간은 보호캡 배열체(1d)로 밀폐된다. 본 도에서도 보호캡 배열체(1d)는 보호캡 캐리어(1d.1)와 두 개의 보호캡(1d.2)을 포함한다. 여기서 버스바(1c)는 바람직하게는 수축 튜브(11)를 통해 간접적으로 격벽(1a) 및 보호캡 배열체(1d)와 벽면(WE)에서 유체 기밀하게 접촉한다.

본 발명에 따르면, 높이 방향(H)으로 볼 때 보호캡 배열체(1d)의 상부 단부 또는 측면과 격벽(1a)의 선단부(S) 간의 거리를 보상하기 위해, 보호캡 배열체(1d)는 스페이서(1d.3)를 갖는다. 스페이서(1d.3)는 보호캡 캐리어(1d.1)와 배터리 하우징(2) 사이에 아직 남아있는 공동부를 메우며, 이는 도 5에서도 알 수 있다. 특히, 스페이서(1d.3)는, 높이 방향(H)으로 볼 때 스페이서(1d.3)가 격벽(1a)의 선단부(S)를 같은 높이로 폐쇄하는 그러한 신장부를 높이 방향(H)으로 갖는다.

특히 바람직하게는 격벽(1a)의 전체 길이에 걸쳐 길이 방향(L)으로 격벽(1a)의 선단부(S)에 공차 보상 매트(4)가 배치된다. 공차 보상 매트(4)는 예를 들어 플라스틱 폼, 고무, 실리콘 등을 포함하고 두 개 챔버(7.1 및 7.2)가 서로 기밀하게 분리되게 한다. 공차 보상 매트(4)에 의해 배터리 하우징(2)과 격벽(1a) 또는 스페이서(1d.3) 간의 어떠한 틈이 메워질 수 있다.

격벽(1a)은 직교 방향(OR)으로 볼 때 샌드위치 구조를 가지며, 샌드위치 코어(3)는 격벽(1a)의 공동부에 삽입된다. 샌드위치 코어(3)는 광물질을 포함하거나 완전히 광물질로 구성된다. 광물질은 전기를 전도하지 않고 직교 방향(OR)으로 격벽(1a)을 통한 열저항을 높이는 이점을 지닌다. 이로 인해, 모듈들(6) 중 하나의 셀 모듈의 열 폭주 시 인접한 두 개의 셀 모듈들(6)에 대한 열로 인한 구성품 손상의 위험이 줄어들 수 있다. 바람직하게는, 격벽(1a) 및 보호캡 배열체(1d)도 전기적으로 비전도성 물질, 예를 들어 플라스틱을 포함한다. 플라스틱으로는 예를 들어 PA6, GF35 또는 듀로플라스트 또는 소위 시트 몰딩 컴파운드 즉 섬유-플라스틱 복합재가 적합하다. 바람직하게는, 격벽(1a) 및 보호캡 배열체(1d)는 사출 성형으로 제조될 수 있고, 이는 상응하는 구성품의 특히 저렴하고 빠른 제조를 허용한다.

보호캡 배열체(1d)를 격벽(1a)에 고정하기 위해 보호캡 배열체(1d)는 예를 들어 격벽(1a)에 클립으로 고정될 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 격벽 어셈블리(1)의 실시예를 버스바(1c)의 장착 위치의 높이에서 길이 방향(L)으로 절단하여 한 번 더 도시한다. 도 5와 도 2의 비교를 통해, 격벽(1a)과 배터리 하우징(2) 사이 및 버스바(1c)와 격벽(1a) 또는 보호캡 배열체(1d) 사이의 열린 개구부가 메워져서 어떠한 화염 및/또는 가스가 챔버(7.1 및 7.2)를 넘어 확산될 수 없다는 점이 드러난다. 도 5에는 보호캡(1d.2)이 도시되지 않는다.

셀 모듈(6)의 열 폭주의 경우에 챔버들(7.1, 7.2) 중 하나의 파열을 막기 위해, 바람직하게는, 배터리 하우징(2)은 각각의 챔버(7.1, 7.2)에 대해 적어도 하나의 압력 조절 밸브(미도시됨)를 가질 수 있다. 이러한 압력 조절 밸브는 예를 들어 파열판일 수 있다.

Claims (9)

1. 배터리 하우징(2)용 격벽 어셈블리(1)로서,
   길이 방향(L) 및 상기 길이 방향(L)에 직교하는 높이 방향(H)으로 연장되는 벽면(WE)에 위치하고 상기 배터리 하우징(2)로 둘러싸이는 배터리 내부를 서로 인접하는 챔버들(7.1, 7.2)로 구분하도록 설계된 격벽(1a),
   적어도 하나의 버스바 하우징(1b), 및
   벽면(WE)에 직교하여 상기 격벽(1a)을 통과하여 안내되고 상기 버스바 하우징(1b)에 수용되는 적어도 하나의 버스바(1c)를 포함하고,
   상기 버스바 하우징(1b)은 상기 격벽(1a)과 단일 부재로 형성되는 격벽 어셈블리에 있어서,
   상기 격벽(1a)은 상기 배터리 하우징(2)에 대해 별도로 형성되고 상기 배터리 하우징에 연결되도록 설계되고;
   상기 격벽(1a)은 벽면(WE)과 직교하는 방향(OR)으로 샌드위치 구조를 가지며, 샌드위치 코어(3)는 광물질을 포함하거나 완전히 광물질로 구성되는 것을 특징으로 하는, 격벽 어셈블리(1).
2. 제1항에 있어서,
   상기 버스바(1c)는 상기 벽면(WE)에서 적어도 간접적으로 형상 결합되게 상기 격벽(1a)에 접촉되되, 특히 유체 기밀되게 접촉되는 것을 특징으로 하는, 격벽 어셈블리(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 각각의 버스바(1c)에 대한 보호캡 배열체(1d)를 특징으로 하고, 상기 보호캡 배열체(1d)는 상기 격벽(1a)과 함께 각각의 버스바(1c)를 둘러싸고, 상기 벽면(WE)에 위치하고 상기 높이 방향(H)으로 상기 보호캡 배열체(1d)에 배치된 스페이서(1d.3)를 가지며, 여기서 상기 스페이서(1d.3)와 상기 격벽(1a)의 높이 방향(H)에 위치하는 선단부(S)는 상기 높이 방향(H)으로 같은 높이를 이루도록 접촉되는, 격벽 어셈블리(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 격벽(1a)은 적어도 하나의 비전도성 물질, 특히 플라스틱 및/또는 섬유-플라스틱 복합재를 포함하고 상기 격벽(1a)은 바람직하게는 사출 성형으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 격벽 어셈블리(1).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 격벽(1a)의 상기 높이 방향(H)에 위치하는 선단부(S)에는 상기 길이 방향(L)으로 특히 상기 격벽(1a)의 전체 길이에 걸쳐 이어지는 공차 보상 매트(4)가 배치되고, 상기 공차 보상 매트(4)는 상기 높이 방향(H)으로 볼 때 상기 버스바(1c) 위에서 연장되는 것을 특징으로 하는, 격벽 어셈블리(1).
6. 배터리 하우징(2)으로 둘러싸인 배터리 내부를 갖는 배터리(5)로서,
   상기 배터리 내부에 배치된 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항을 따른 격벽 어셈블리(1)를 특징으로 하는 배터리(5).
7. 제6항에 있어서,
   상기 배터리 내부에 배치된 적어도 두 개의 셀 모듈(6)을 특징으로 하고, 상기 격벽 어셈블리(1)는 상기 두 개의 셀 모듈들(6) 사이에 배치되어 상기 격벽 어셈블리(1)가 상기 배터리 내부를 두 개의 인접하는 챔버(7.1, 7.2), 특히 서로 밀폐되게 인접하는 두 개의 챔버(7.1, 7.2)로 분할하고, 상기 두 개의 셀 모듈들(6)은 상기 버스바(1c)를 통해 전기적으로 전도되게 접촉되는, 배터리(5).
8. 제7항에 있어서,
   상기 각각의 챔버(7.1, 7.2)에 대한 상기 배터리 하우징(2)은 적어도 하나의 압력 조절 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는, 배터리(5).
9. 차량으로서,
   제6항 내지 제8항 중 어느 한 항을 따른 적어도 하나의 배터리(5)를 특징으로 하는, 차량.