KR20230156933A - 배터리 조립체 - Google Patents

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KR20230156933A
KR20230156933A KR1020237034632A KR20237034632A KR20230156933A KR 20230156933 A KR20230156933 A KR 20230156933A KR 1020237034632 A KR1020237034632 A KR 1020237034632A KR 20237034632 A KR20237034632 A KR 20237034632A KR 20230156933 A KR20230156933 A KR 20230156933A
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도미닉 스푸너
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배터리 그래핀 코포레이션 프로프라이어터리 리미티드
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Abstract

본 발명은 배터리 조립체에 관련된다. 조립체는 배터리를 포함한다. 포스트는 배터리로부터 연장된다. 수용기는 포스트를 수용하고, 로킹 부재는 조립체를 함께 로킹하기 위해 수용된 포스트와 결합한다. 유리하게는, 로킹 부재는 조립체를 함께 로킹하기 위해 더 적은 압력을 필요로 할 수 있고, 나사 또는 다른 나사형 파스너를 필요로 하는 일 없이 PCT/AU2020/050604의 스냅 핏 배열보다 쉽게 해제할 수 있다.

Description

배터리 조립체
본 발명은 배터리 조립체에 관련된다.
본 명세서에서 임의의 종래 기술에 대한 언급은, 종래 기술이 일반적인 상식의 일부를 형성한다는 것을 인정하거나 제안하는 것이 아니며, 어떠한 형태로도 받아들여져서는 안 된다.
배터리 클램 쉘은 전기 자동차에 일반적으로 사용되는 배터리 조립체의 하나의 유형이다. 클램 쉘은 상단과 하단에 용접된 탭을 갖는 배터리를 포함한다. 배터리를 고정하기 위해 플라스틱 층이 제공되며, 사행 냉각 시스템은 클램 쉘을 통해 작동한다.
PCT/AU2020/050604는 조립 동안에 부품의 스냅 끼워맞춤을 가능하게 함으로써 용접의 필요성을 피하는 덜 복잡한 배터리 조립체를 개시한다. 스냅 끼워맞춤은 개구를 통해 탄성 헤드를 압착하는 것을 포함한다. 그러나, 실제로는 특히 셀의 개수가 많은 대형 조립체의 경우에, 부품을 함께 스냅 끼워맞춤하는데 상당한 힘이 필요하다. 게다가, 재활용을 위해 조립체의 부품을 해제하는 것이 어려울 수 있다.
본 발명은 개선된 배터리 조립체를 제공한다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 배터리 조립체가 제공되는데, 배터리 조립체는,
배터리와,
배터리로부터 연장되는 포스트와,
포스트를 수용하는 수용기와,
조립체를 함께 로킹하기 위해 수용된 포스트와 결합하는 로킹 부재를 포함한다.
유리하게는, 로킹 부재는 조립체를 함께 로킹하기 위해 더 적은 압력을 필요로 할 수 있고, 나사 또는 다른 나사형 파스너를 필요로 하는 일없이 예를 들면, PCT/AU2020/050604의 스냅 핏 배열보다 쉽게 해제될 수 있다.
로킹 부재는 각각의 포스트가 통과하는 개구를 규정할 수 있다. 로킹 부재는 텅 인 그루브(tongue-in-groove) 배열을 사용하여 포스트와 결합할 수 있다. 로킹 부재는 로킹을 위해 텅 인 그루브 배열과 결합하도록 수용기를 따라 슬라이딩할 수 있다. 로킹 부재는 포스트의 그루브 내에 결합하는 개구에 텅부를 규정할 수 있다.
수용기는 각각의 포스트가 수용되는 개구를 규정할 수 있다. 수용기는 절연체 플레이트를 포함할 수 있다. 수용기는 배터리와 결합하기 위한 집전기를 포함할 수 있다.
배터리 모듈은 베이스 플레이트를 더 포함할 수 있다. 베이스 플레이트는 절연체 플레이트를 포함할 수 있다. 베이스 플레이트는 배터리와 결합하기 위한 집전기를 포함할 수 있다. 포스트는 베이스 플레이트로부터 연장될 수 있다. 포스트는 베이스 플레이트에 용접될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 배터리 팩이 제공되며, 배터리 팩은,
조립체와,
조립체를 감싸는 케이싱을 포함한다.
케이싱은 용기와, 용기에 끼워맞춤하기 위한 뚜껑을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 배터리 조립체 내에 배터리를 보유하는 리테이너가 제공되며, 리테이너는,
배터리로부터 연장되는 포스트와,
포스트를 수용하는 수용기와,
조립체를 함께 로킹하기 위해 수용된 포스트와 결합하는 로킹 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 배터리 조립체를 조립하는 방법이 제공되며, 배터리 조립체는 배터리와, 배터리로부터 연장되는 포스트를 포함하며, 본 방법은,
수용기로 포스트를 수용하는 것과,
조립체를 함께 로킹하도록 로킹 부재를 보유 포스트와 결합하는 것을 포함한다.
본 명세서에 기재된 특징 중 임의의 것은 본 발명의 범위 내에서 본 명세서에 설명된 다른 특징 중 임의의 하나 이상과 임의의 조합으로 조합될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징, 실시예 및 변형예는 당업자가 본 발명을 수행하기에 충분한 정보를 제공하는 이하의 상세한 설명으로부터 이해될 수 있다. 본 상세한 설명은 어떤 방식으로든 선행의 발명의 요약의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 상세한 설명은 이하와 같이 다수의 도면을 참조한다.
도 1은 로킹 플레이트가 제거된 상태로 개방 위치에 있는 배터리 조립체의 사시도이다.
도 2는 로킹 부재가 언로킹된 슬라이드 위치에 있는 도 1의 배터리 조립체의 사시도이다.
도 3은 조립체를 함께 로킹하기 위해 로킹 플레이트가 슬라이딩되는 도 2의 배터리 조립체의 사시도이다.
도 4는 도 1의 배터리 조립체의 베이스의 사시도이다.
도 5는 모든 층이 도시되는 배터리 조립체의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같은 배터리 조립체(100)가 제공된다.
배터리 조립체(100)는 각각 수직으로 세워진 원통형 배터리(102)의 그리드를 포함한다. 포스트(104)는 배터리(102)의 상단으로부터 위로 연장된다. 플레이트 수용기(106)는 로킹 동안에 제 위치에 포스트(102)의 자유 상단부를 수용하고 보유하기 위해 제공된다. 수용기(106)는 각각의 포스트(102)가 꼭 맞게 수용되는 개구를 규정한다.
로킹 플레이트(108)(즉, 부재)는 조립체(100)를 함께 로킹하도록 굽힘 및 측방향 이동에 저항하는 보유 포스트(104)와 결합하기 위해 제공된다. 유리하게는, 로킹 플레이트(108)는 조립체(100)를 함께 로킹하기 위해 더 적은 압력을 필요로 할 수 있고, 나사 또는 다른 나사형 파스너의 필요 없이 스냅 핏 배열(예를 들면, PCT/AU2020/050604)보다 더 쉽게 해제할 수 있다.
도 2를 참조하면, 로킹 플레이트(108)는 각각의 포스트(104)의 자유 단부를 통과하는 개구(200)를 규정한다. 로킹 플레이트(108)는 텅 인 그루브 배열을 사용하여 포스트(104)와 결합한다. 로킹 플레이트(108)는 포스트(104)의 그루브 내에 맞물리는 개구의 텅부를 규정한다.
도 3에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 로킹 플레이트(108)는 로킹 부재(108) 및 수용기(106)가 중첩될 때 로킹하기 위한 텅 인 그루브 배열과 결합되기 위해 플레이트 수용기(106)를 따라 슬라이딩된다.
도 4를 참조하면, 배터리 조립체(100)는 베이스 플레이트(400)를 더 포함한다. 폴리머 포스트(104)는 베이스 플레이트(400)로부터 수직으로 연장된다. 탄성 포스트(104)는 베이스 플레이트(400) 내로 삽입된 다음에, 베이스 플레이트(400)에 전기 용접된다. 베이스 플레이트(400)는 배터리(102)와 접촉하는 집전기를 수용하기 위한 수용기(402)를 규정한다.
도 5를 참조하면, 수용기(106)는 외부 절연체 플레이트(500a)과, 배터리(102)와 결합하기 위한 인접한 내부 집전기(502a)를 포함한다. 집전기(502a) 및 배터리(102)는 외부 절연체 플레이트(500a) 내에 수용된다.
유사하게는, 베이스 플레이트(400)는 외부 절연체 플레이트(500b) 및 배터리(102)와 결합하기 위한 인접한 내부 집전기(502b)를 포함한다. 집전기(502b) 및 배터리(102)는 외부 절연체 플레이트(500b)의 수용기(402) 내에서 수용된다.
전기 절연체 플레이트(500), 포스트(104) 및 로킹 플레이트(108)는 배터리(102)의 단락을 방지하기 위해 고분자 재료로 성형되고, 열 흡수(heat sinking)를 위한 열전도성을 향상시키기 위해 그래핀을 포함한다. 전기 전도성 집전기(502)는 각각의 절연체 플레이트(500) 내에 코팅되며, 금속 및 그래핀을 포함한다. 집전기(502)는 필요에 따라 배터리(102)가 병렬 또는 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
조립체(100)는 배터리(102)를 냉각시키고 안전한 배터리 팩을 형성하는데 도움이 되는 열 전도성 케이싱으로 꼭 맞게 둘러싸일 수 있다. 케이싱은 조립체(100)를 포함하는 컨테이너와, 컨테이너에 끼워맞춤하기 위한 뚜껑을 포함한다.
배터리 조립체(100)를 조립하는 방법은 이제 간략하게 설명된다.
우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(400)를 갖는 조립체(100)가 제공된다. 배터리(102)는 포스트(104) 사이와 수용기(402) 내로 직렬로 로딩된다.
다음에, 도 1을 참조하면, 플레이트 수용기(106)는 배터리(102) 상에 안착될 때 포스트(104)의 자유 단부를 수용한다.
다음으로, 로킹 플레이트(108)는 도 2에 도시된 바와 같이 포스트(104) 위에 위치된 후, 도 3에 도시된 바와 같이 플레이트 수용기(106)를 따라 슬라이딩하고, 그에 따라 로킹 플레이트(108)는 조립체(100)를 함께 로킹하기 위해 보유 포스트(104)와 결합한다.
그 다음에, 로킹된 조립체(100)는 배터리 팩을 형성하도록 케이싱 내에 단단히 위치될 수 있다.
재활용하는 동안에, 배터리(102)를 제거하고 교체하기 위해 역분해 단계를 용이하게 수행할 수 있다.
전기 용접 포스트(104)를 제외하고, 일반적으로 용접이 없는 배터리 조립체(100)는 배터리 팩의 전체 구조에 영향을 미치지 않고 파스너를 제거한다. 이는 더 적은 부품으로 더 빠르고 쉽게 조립하도록 제공되며, 분해되도록 설계된다. 배터리 조립체(100)는 조립 및 유지가 더 안전하고, 중량과 크기가 감소되며, 임의의 유형의 액체 냉각 시스템을 허용한다.
당업자는 본 발명의 범주를 일탈하는 일 없이 많은 실시예 및 변형예가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.
일 실시예에서, 베이스 플레이트(400) 및 플레이트 수용기(106)는 배터리(102)와의 전기적 접촉을 촉진하기 위해 단자 범프로 물리적으로 성형되는 것을 규정한다.
일 실시예에서, 전기 절연체 플레이트(500), 포스트(104) 및/또는 로킹 플레이트(108)는 폴리머가 아니다. 일 실시예에서, 포스트(104)는 제 위치에 전기 용접되지 않고, 오히려 제 위치에 로킹되거나 일부 다른 고정 방법에 의해 고정된다.
법령에 따라, 본 발명은 구조적 또는 방법적 특징에 대해 어느 정도 언어로 설명되었다. 본 명세서에 설명된 수단이 본 발명을 실시하는 바람직한 형태를 포함하므로, 본 발명은 도시되거나 설명된 특정 특징부에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로, 본 발명은 당업자에 의해 적절하게 해석되는 첨부된 청구범위의 적절한 범위 내에서 임의의 형태 또는 변경예로 청구된다.
본 명세서 전체에서 '일 실시예' 또는 '실시예'에 대한 참조는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징부, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐서 여러 곳에서 '일 실시예에서' 또는 '일 실시예에서'라는 문구가 나타나는 것이 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 게다가, 특정 특징부, 구조 또는 특성은 하나 이상의 조합에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 배터리 조립체에 있어서,
    배터리와,
    상기 배터리로부터 연장되는 포스트와,
    상기 포스트를 수용하는 수용기와,
    상기 배터리 조립체를 함께 로킹하기 위해 수용된 포스트와 결합하는 로킹 부재를 포함하는
    배터리 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로킹 부재는 각각의 포스트가 통과되는 개구를 규정하는
    배터리 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 로킹 부재는 텅 인 그루브 배열을 사용하여 상기 포스트와 결합하는
    배터리 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 로킹 부재는 로킹을 위해 상기 텅 인 그루브 배열과 결합하도록 상기 수용기를 따라 슬라이딩할 수 있는
    배터리 조립체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 로킹 부재는 상기 포스트의 그루브 내에 결합하는 텅부를 규정하는
    배터리 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용기는 각각의 포스트가 수용되는 개구를 규정하는
    배터리 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용기는 절연체 플레이트를 포함하는
    배터리 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용기는 상기 배터리와 결합하기 위한 집전기를 포함하는
    배터리 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    베이스 플레이트를 더 포함하는
    배터리 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 절연체 플레이트를 포함하는
    배터리 조립체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 상기 배터리와 결합하기 위한 집전기를 포함하는
    배터리 조립체.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 포스트는 상기 베이스 플레이트로부터 연장되는
    배터리 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 포스트는 상기 베이스 플레이트에 용접되는
    배터리 조립체.
  14. 배터리 팩에 있어서,
    제 1 항에 기재된 배터리 조립체와,
    상기 배터리 조립체를 감싸는 케이싱을 포함하는
    배터리 팩.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 케이싱은 용기와, 상기 용기에 끼워맞춤하기 위한 뚜껑을 포함하는
    배터리 팩.
  16. 배터리 조립체에 배터리를 보유하기 위한 리테이너에 있어서,
    상기 배터리로부터 연장되는 포스트와,
    상기 포스트를 수용하는 수용기와,
    상기 배터리 조립체를 함께 로킹하기 위해 수용된 포스트와 결합하는 로킹 부재를 포함하는
    배터리 팩.
  17. 배터리와, 상기 배터리로부터 연장되는 포스트를 포함하는 배터리 조립체를 조립하는 방법에 있어서,
    수용기로 상기 포스트를 수용하는 단계와,
    상기 배터리 조립체를 함께 로킹하기 위해 수용된 포스트와 로킹 부재를 결합하는 단계를 포함하는
    배터리 조립체 조립 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계는 상기 수용기를 따라 상기 로킹 부재를 슬라이딩시키는 것을 포함하는
    배터리 조립체 조립 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계는 하나 이상의 텅부를 그루브에 삽입하는 것을 포함하는
    배터리 조립체 조립 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 포스트가 연장되는 베이스 플레이트 상에 상기 배터리를 위치시키는 단계를 더 포함하는
    배터리 조립체 조립 방법.
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