KR20240049622A - 배터리 및 전기 장치 - Google Patents

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싱디 천
펑 왕
차오 롱
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컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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Abstract

본 출원은 배터리 및 전기 장치를 개시한다. 본 출원의 실시예의 배터리는 제1 방향을 따라 대향하는 상단부 및 바닥부를 구비하는 박스체; 상기 박스체 내에 거꾸로 배치되고 상기 상단부와 연결되며, 상기 제1 방향에서 상기 상단부로부터 떨어지게 설치된 전극 단자를 포함하는 배터리 셀; 적어도 2개의 상기 배터리 셀의 상기 전극 단자와 전기적으로 연결하는 데 사용되는 집전 부재; 상기 바닥부와 상기 집전 부재 사이에 설치되며, 상기 배터리 셀을 지지하고 상기 배터리 셀이 상기 바닥부와 절연되도록 설치하는 데 사용되는 보호 조립체;를 포함한다. 본 출원의 실시예에서 제공되는 배터리는 배터리의 강도 및 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리 및 전기 장치
본 출원은 배터리 분야에 관한 것으로서, 특히 배터리 및 전기 장치에 관한 것이다.
차량 분야 및 배터리 분야의 기술의 공동 발전에 따라, 현재 시장 중의 캐리어의 구동 방법도 점점 증가하고 있으며 오염을 줄이고 비용을 줄이기 위해 전기 구동 캐리어의 시장 점유율도 점점 증가하고 있다. 이를 기반으로 섀시의 두께를 줄이고 전기 구동 캐리어의 내부 공간을 늘리기 위해 배터리 및 섀시를 일체화로 설치하는 기술이 등장하고 있으며, 캐리어를 운행하는 과정에서 배터리 바닥부가 외부의 충격을 받아 사용 과정에서 배터리가 변형되도록 하여 안전 사고의 위험을 일으킬 수 있다.
따라서, 안전 성능이 높은 배터리 및 상응한 전기 장치가 시급히 필요하다.
본 출원은 배터리 및 전기 장치를 제공하며 이의 배터리는 보다 높은 상단부 강도를 구비하여 안전 계수를 향상시킬 수 있다.
제1 양태에 따르면, 본 출원은 배터리를 제공하며, 이는 제1 방향을 따라 대향하는 상단부 및 바닥부를 구비하는 박스체; 박스체 내에 거꾸로 배치되고 상단부와 연결되며, 제1 방향에서 상단부로부터 떨어지게 설치된 전극 단자를 포함하는 배터리 셀; 적어도 2개의 배터리 셀의 전극 단자와 전기적으로 연결하는 데 사용되는 집전 부재; 바닥부와 집전 부재 사이에 설치되며, 배터리 셀을 지지하고 배터리 셀이 바닥부와 절연되도록 설치하는 데 사용되는 보호 조립체;를 포함한다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 배터리의 배터리 셀은 박스체 내부에 거꾸로 설치되어, 평평하고 전극 단자가 설치되지 않은 배터리 셀의 바닥면을 박스체 상단부와 연결하고 배터리 셀과 박스체 바닥부 사이에 지지용 보호 조립체를 설치함으로써, 배터리 셀의 전극 단자 등 부재가 외부의 충격을 받을 때 다른 부재와 충돌하는 것을 방지할 수 있으며, 또한 배터리 셀과 박스체 상단부를 연결하여, 배터리 바닥부가 충격을 받을 때 배터리 셀과 박스체 상단부 사이가 충돌하는 것을 방지할 수 있어, 배터리 상단의 강도를 효과적으로 향상시키고 배터리 전체의 안전성을 보장할 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 배터리 셀은 상단부와 접착 고정된다. 배터리 바닥부와 상단부를 접착함으로써, 배터리 상단부의 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 상단부는 상단 플레이트 및 프레임을 포함하며, 프레임은 복수 개의 배터리 셀을 둘러싸면서 설치되고 프레임은 상단 플레이트 및 바닥부를 연결하는 데 사용된다. 배터리 셀을 둘러싸면서 설치된 프레임은 배터리 셀의 측면에 대한 보호를 제공하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 보호 조립체는 제2 방향을 따라 연장된 복수 개의 보호 부재를 포함하며, 복수 개의 보호 부재는 제3 방향에서 이격 설치되며, 배터리 셀 및 보호 부재는 서로 맞닿고, 제1 방향, 제2 방향 및 제3 방향은 서로 교차적으로 설치된다. 보호 조립체는 각각 복수 개의 배터리 셀과 서로 맞닿는 복수 개의 보호 부재를 포함하여, 배터리 셀과 박스체의 바닥부 사이에 일정한 거리를 유지하도록 하여, 바닥부의 충격으로 인해 배터리에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 바닥부에서의 전극 단자의 정투영은 바닥부에서의 인접한 보호 부재의 정투영 사이에 위치한다. 배터리 셀이 보호 조립체에 의해 세워진 후 전극 단자가 인접한 보호 부재 사이에 위치하도록 하여 전극 단자의 충격적 손상을 방지할 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 복수 개의 보호 부재는 가장자리 보호 부재, 제1 보호 부재 및 제2 보호 부재를 포함하며, 제3 방향을 따라 가장자리 보호 부재는 정렬로 배치된 배터리 셀 조립체의 양측 가장자리에 설치되고, 제1 보호 부재 및 제2 보호 부재는 2개의 가장자리 보호 부재 사이에 교대로 분포된다. 가장자리에 보호 부재를 설치함으로써 모서리가 충돌하여 손상되는 것을 방지할 수 있고, 또한 교대로 설치된 제1 보호 부재와 제2 보호 부재는 집전 부재의 설치와 공동으로 전기적 성능이 안전한 연결 회로를 형성할 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 제2 방향을 따라, 제1 보호 부재의 연장 길이는 제2 보호 부재의 연장 길이보다 크다. 연장 길이가 보다 짧은 제2 보호 부재 사이에 배터리 셀을 서로 전기적으로 연결하는 데 사용되는 집전 부재 중의 연결 부재를 설치하여, 보호 조립체를 통해 연결부재에 대한 보호를 제공하고 전기적 연결의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 제3 방향을 따라, 제1 보호 부재의 폭은 제2 보호 부재의 폭보다 크고 제2 보호 부재의 폭은 가장자리 보호 부재의 폭보다 크다. 각 제1 보호 부재는 인접한 2개의 배터리 셀과 동시에 맞닿아, 가공 효율을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 제1 방향에서의 보호 조립체의 연장 길이는 1.5mm보다 크다. 보호 조립체가 제1 방향에서 일정한 길이 이상 연장되도록 하여, 배터리 바닥부가 충격을 받을 때 배터리 내부의 전기적 성능 안전성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 보호 조립체는 연결 플레이트를 더 포함하며, 복수 개의 보호 부재는 상단부를 향하는 연결 플레이트의 표면에 각각 설치된다. 복수 개의 보호 부재는 모두 연결 플레이트와 연결하여 설치될 수 있으며 연결 플레이트를 통해 복수 개의 보호 부재 사이의 상대적 위치를 안정시키고, 또한 집전 부재와 박스체 바닥부 사이의 절연 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 프레임과 상단 플레이트 사이는 용접 연결, 핫멜트 셀프태핑 연결, 접착 연결, 체결 부재 연결 또는 일체 성형으로 설치된다. 프레임과 상단 플레이트 사이는 고정적 연결 또는 일체 성형으로 설치되어, 전체 구조의 연결 강도를 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 보호 조립체는 배터리 셀과 접착 고정된다. 배터리 셀의 하단은 보호 조립체와 접착 고정되어, 전체 연결 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 배터리 셀은 압력 방출 기구를 더 포함하며, 압력 방출 기구는 전극 단자와 동일한 측에 설치된다. 압력 방출 기구를 마찬가지로 배터리 셀 하부에 설치하여, 전극 단자와 함께 이를 보호하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 바닥부에서의 압력 방출 기구의 정투영은 바닥부에서의 인접한 보호 부재의 정투영 사이에 위치한다. 전극 단자와 유사하게, 압력 방출 기구를 인접한 보호 부재 사이에 설정하여, 압력 방출 기구가 충돌 충격을 받을 확률을 줄일 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 보호 조립체는 절연 재료이거나 보호 조립체는 절연 도포층으로 도포된다. 보호 조립체는 집전 부재와 박스체 바닥부 사이에 전기적으로 절연되도록 하여, 박스체 바닥부가 외부 자극에 의해 배터리 셀 간의 전기적 연결에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 실시예의 일 양태에 따르면, 배터리는 어댑터 플레이트 및 어댑터를 더 포함하며, 어댑터 플레이트는 박스체의 일측에 설치되고 박스체로부터 돌출되어 설치되며, 어댑터 플레이트는 바닥부와 연결되어 수용부를 형성하고, 어댑터는 수용부에 설치되고 어댑터 플레이트와 연결되어 설치된다. 어댑터를 수용부에 설치하여 박스체를 통해 어댑터를 보호하여, 어댑터가 충돌하여 손상될 확률을 줄일 수 있다.
제2 양태에 따르면, 본 출원은 제1 양태에서 임의의 하나의 실시예에 따른 배터리를 포함하는 전기 장치를 제공한다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 기술적 해결수단에서, 배터리 모듈을 박스체에 거꾸로 설치하고 배터리 모듈 자체의 평평한 바닥면과 배터리 박스체의 상단부를 서로 연결하여 고정시키며, 동시에 배터리 셀과 박스체 바닥부 사이에 보호 조립체를 설치하여 배터리 셀을 지지하며, 이로써 배터리 내부의 구조적 강도를 향상시키고 충돌 또는 압착 시 배터리의 안전 문제를 방지하여 배터리 전체의 안전 계수를 향상시킬 수 있다.
이하의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 기재를 읽음으로써 다양한 다른 장점과 이점은 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확해질 것이다. 도면은 바람직한 실시형태를 나타내는 목적으로만 사용되며 본 출원에 대한 제한으로 간주되지 않는다. 또한 모든 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 부재를 의미한다. 도면에서,
도 1은 본 출원의 일부 실시예에서 제공되는 차량의 구조 모식도이며;
도 2는 본 출원의 일부 실시예에서 제공되는 배터리의 구조 모식도이며;
도 3은 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 분해도이며;
도 4는 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 바닥부의 구조 모식도이며:
도 5는 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 단면 모식도이며:
도 6은 본 출원의 다른 하나의 실시예에서 제공되는 배터리 셀의 구조 모식도이며;
도 7은 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 단면 모식도이며:
도 8은 도 7에서의 영역 A의 확대도이며;
도 9는 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 보호 조립체의 구조 모식도이며:
도 10은 본 출원의 또 다른 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 구조 모식도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 출원의 기술적 해결수단의 실시예에 대해 자세히 설명한다. 이하 실시예는 본 출원의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하는 데 사용되므로 예시로만 사용되며 이로써 본 출원의 청구범위를 제한할 수는 없다.
별다른 정의가 없는 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술 및 과학적 용어는 본 출원에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하는 의미와 동일하며, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 기재하기 위한 목적일 뿐, 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 출원의 명세서와 특허청구범위 및 상기 도면의 간단한 설명 중의 용어 “포함”과 “구비” 및 이들의 임의의 변형은, 비배타성 포함을 커버하도록 의도된다.
본 출원의 실시예의 기재에서, 기술 용어 "제1" 및 "제2"는 상이한 대상을 구별하는 데만 사용되며, 상대적 중요성을 나타내거나 암시하고 또는 표시된 기술적 특징의 수량, 특정된 순서 또는 주된 것과 부차적인 것의 관계를 암시적으로 나타내는 것으로 이해해서는 안된다. 본 출원의 실시예의 기재에서, "복수 개"의 의미는 달리 명시적이고 구체적인 제한이 없는 한 2개 이상이다.
본 출원에서 언급된 “실시예”는 실시예에서 기재된 특정된 특징, 구조 또는 특성을 결합하여, 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 중의 각 위치에 해당 문구가 나타났다고 해서 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니고, 다른 실시예와 서로 배척되는 독립되거나 대안적인 실시예도 아니다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자가 명시적으로 그리고 묵시적으로 이해하는 것은 본 출원에 기재된 실시예가 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것이다.
본 출원의 실시예의 기재에서, 용어 “및/또는”은 단지 관련대상을 기재하는 연관관계일 뿐, 세가지 관계가 존재할 수 있으며, 예를 들어 A및/또는 B는 단독적으로 A가 존재하는 경우, A와 B가 동시에 존재하는 경우, 단독적으로 B가 존재하는 경우, 이 세가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한, 본 출원에서 부호“/”는, 일반적으로 전후 관련 대상이 “또는”의 관계임을 나타낸다.
본 출원의 실시예의 기재에서, 용어 "복수 개"는 두 개 이상(두 개 포함)을 의미하며, 마찬가지로 "복수 군"는 두 군 이상(두 군 포함)을 의미하고, "복수개 시트"는 두개 시트 이상(두개 시트 포함)을 의미한다.
본 출원의 실시예의 기재에서, 기술 용어 “중심”, “세로”, “가로”, “길이”, “폭”, “두께”, “상”, “하”, “전”, “후”, “좌”, “우”, “수직”, “수평”, “위”, “밑”, “내”, “외”, “시계방향”, “반시계방향”, “축 방향”, “반경 방향”, “원주 방향” 등의 지시하는 방향 또는 위치관계는 도면에 도시된 방향 또는 위치관계에 기초하여, 단지 본 출원의 실시예를 기재하고 간략하게 설명하기 위한 것일 뿐, 이의 지시하는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방향을 가지고 특정된 방향으로 구성되고 조작되어야 함을 의미하거나 암시하는 것이 아니므로, 본 출원의 실시예에 대한 한정으로 이해해서는 안된다.
본 출원의 실시예의 기재에서, 별다른 명확한 규정과 한정이 없는 한, 기술 용어 “장착”, “접속”, “연결”, ”고정” 등 용어는 광범위하게 이해해야 하며, 예를 들어, 고정적 연결일 수도 있고, 탈착가능한 연결일 수도 있고 또는 일체일 수도 있으며; 기계적 연결일 수도 있고 전기적 연결일 수도 있으며; 직접적인 접속일 수도 있고, 중간 매개체를 통한 간접적인 접속일 수도 있으며, 2개의 소자 내부의 연결 또는 2개의 소자의 상호 작용 관계일 수 있다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원의 실시예에서의 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
배터리 분야 기술의 발전과 혁신에 따라, 현재 시장에서 동력 배터리의 응용이 점점 더 광범위해지고 있다. 동력 배터리는 수력, 화력, 풍력, 태양광 발전소 등 에너지 저장 전원 시스템에 적용될 뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 오토바이, 전기 자동차 등 전기 교통 수단, 및 군사 장비, 항공 우주 등 다양한 분야에서 널리 적용된다. 동력 배터리의 적용 분야가 지속적으로 확대됨에 따라 그 시장 수요량도 지속적으로 증가하고 있다. 전기 교통수단을 예로 들어, 배터리에 필요한 공간이 보다 커, 기존의 전기 차량은 일반적으로 배터리를 섀시 위치에 설치하며, 차내 공간을 넓히기 위해, CTC(cell to chassis, 배터리 섀시 일체화) 기술 등 배터리를 교통수단 섀시와 집적하여 설치하는 구조가 상응하게 등장했다.
출원인은 기존의 배터리 및 섀시의 집적 설계가 일반적으로 배터리 셀의 바닥부를 배터리 박스체의 바닥부와 연결 고정하는 동시에 상단부에 연결 부재를 설치하여 복수 개의 배터리 셀을 서로 연결한다는 점을 주목했다. 이때 교통수단은 운행 과정에서 바닥부가 긁히거나 부딪히면 배터리 셀의 상단부 및 배터리 박스체의 상단부가 충돌할 수 있어, 배터리 자체의 손상 및 연결 부재의 손상 등 문제를 일으키기 쉬워, 충격이 클 때 발화 및 폭발 가능성이 있어 안전상의 위험을 초래한다.
위의 고려를 기반으로, 배터리 상단부 강도를 향상시키고 안전성을 향상시키기 위해 출원인은 배터리를 제안하였는 바, 해당 배터리는 배터리 셀, 집전 부재 및 보호 조립체가 순차적으로 설치된 박스체를 포함하며, 상기 배터리 셀은 거꾸로 설치되고 배터리 셀의 바닥부 및 박스체 상단부를 연결하여 설치하며, 이로써 배터리 박스체 상단부의 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 동시에 배터리 셀과 박스체의 바닥부 사이에 보호 조립체가 설치되어, 배터리와 배터리 사이의 연결 부재 등이 바닥부와 충돌하는 것을 방지하여, 배터리의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에 설명된 기술적 해결수단은 배터리 및 해당 배터리를 사용하는 전기 장치에 적용된다.
그 중의 전기 장치는 차량, 핸드폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 기선, 우주설비, 전동 장난감과 전동 공구 등등일 수 있다. 차량은 연료차, 천연가스 자동차 또는 신재생에너지 자동차일 수 있고, 신재생에너지 자동차는 순수 전기자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있으며; 우주설비는 비행기, 로켓, 우주 왕복선과 우주선 등등을 포함하고; 전동 장난감은 고정식 또는 이동식 전동 장난감을 포함하되, 예를 들어, 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 기선 장난감과 전기 비행기 장난감 등등을 포함하고; 전동 공구는 금속 절삭 전동 공구, 연마 전동 공구, 조립 전동 공구와 철도용 전동 공구를 포함하되, 예를 들어, 전기드릴, 전동 연마기, 전동 렌치, 전동 드라이버, 전기해머, 임팩트 전기드릴, 콘크리트 진동기와 전기대패 등등을 포함한다. 본 출원의 실시예는 상술한 전기 장치에 대해 특별히 제한하지 않는다.
본 출원의 실시예에 개시된 배터리는 전술한 차량, 선박 또는 비행체와 같은 전기 장치에 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다는 것을 이해할 수 있다. 본 출원에 개시된 배터리 등으로 구성된 해당 전기 장치를 구비하는 전원 시스템을 사용할 수 있고, 이와 같이, 바닥부의 충격으로 인해 배터리에 미치는 영향을 방지하고 배터리의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이를 기반으로 본 출원의 이하 실시예 및 도면에서 해당 배터리를 차량의 동력 배터리로 하는 경우를 예로 들어 설명하되, 본 출원은 이에 국한되지 않음을 이해해야 하며, 본 출원의 실시예에서 제공되는 배터리를 바닥부가 충격을 받을 수 있는 다른 시나리오에 적용하여 똑같이 배터리를 보호할 수도 있다.
이하 실시예는 설명을 용이하게 하기 위해 마찬가지로 전기 장치를 차량으로 하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 출원의 일부 실시예에서 제공되는 차량의 구조 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1000)의 내부에는 배터리(2000)가 설치되며 배터리(2000)는 차량(1000)의 바닥부 또는 헤드부 또는 후미부에 설치될 수 있다. 배터리(2000)는 차량(1000)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있고, 예를 들어, 배터리(2000)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1000)은 컨트롤러(3000)와 모터(4000)를 더 포함할 수 있으며, 컨트롤러(3000)는 배터리(2000)가 모터(4000)에 전원을 공급하도록 제어하는 데 사용되며, 예를 들어, 차량(1000)의 시동, 네비게이션과 운행 시의 동작 전력 사용의 수요에 사용된다.
본 출원의 일부 실시예에서, 배터리(2000)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1000)의 구동 전원으로도 사용되어, 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1000)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
도 2 내지 도 6을 함께 참조하면, 도 2는 본 출원의 일부 실시예에서 제공되는 배터리의 구조 모식도이며, 도 3은 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 분해도이며, 도 4는 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 바닥부의 구조 모식도이며, 도 5는 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 단면 모식도이며, 도 6은 본 출원의 다른 하나의 실시예에서 제공되는 배터리 셀의 구조 모식도이다.
본 출원은 박스체(100), 배터리 셀(200), 집전 부재(300) 및 보호 조립체(400)를 포함하는 배터리(2000)를 제공하는 바, 여기서 박스체(100)는 제1 방향(Z)을 따라 대향하는 상단부(10) 및 바닥부(20)를 구비하고, 배터리 셀(200)은 박스체(100) 내에 거꾸로 배치되고 상단부(10)와 연결되며, 배터리 셀(200)은 제1 방향(Z)에서 상단부(10)로부터 떨어지게 설치된 전극 단자(30)를 포함하며; 집전 부재(300)는 적어도 2개의 배터리 셀(200)의 전극 단자(30)와 전기적으로 연결하는 데 사용되며; 보호 조립체(400)는 바닥부(20)와 집전 부재(300) 사이에 설치되며, 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)을 지지하는 데 사용되고 배터리 셀(200)이 바닥부(20)와 절연되도록 설치한다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 배터리(2000)는 상단부(10)와 바닥부(20)가 스냅핏되어 구성된 박스체(100)를 구비하고, 박스체(100)의 내부에서, 상단부(10)로부터 바닥부(20)를 지향하는 방향을 따라 배터리 셀(200), 집전 부재(300) 및 보호 조립체(400)가 순차적으로 설치되며, 집전 부재(300)는 복수 개의 배터리 셀(200)과 각각 연결되어 설치되어, 복수 개의 배터리 셀(200) 사이에 전기적 연결을 형성할 수 있으며, 보호 조립체는 배터리 셀(200)과 바닥부(20) 사이에 설치되어, 배터리 셀(200)과 바닥부(20) 사이에 일정한 거리를 유지하도록 하고, 동시에 양자가 전기적으로 절연되도록 하여, 바닥부(20)가 외부와의 충격 또는 전기적 간섭을 받을 때 배터리 셀(200)에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 박스체(100)는 상단부(10) 및 바닥부(20)를 포함하며, 본 출원의 실시예에 따른 상단부(10)와 바닥부(20) 사이는 탈착가능한 연결일 수 있어 배터리 셀(200) 등 다른 부재를 박스체(100) 내부에 설치하는 데 편리하고, 해당 탈착가능한 연결은 나사를 통해 연결될 수 있고, 즉 바닥부(20)와 상단부(10)가 연결된 위치에 바닥부(20)를 관통하는 관통공을 설치하고 상단부(10)의 대응하는 위치에 상응한 나사 구멍을 설치하며 나사를 통해 체결 연결될 수 있다. 선택적으로, 상단부(10)는 배터리(2000)가 집적된 캐리어 섀시 등 부재와 일체 성형으로 설치되며, 이로써 박스체(100)의 강도를 더욱 향상시키고 연결을 견고하게 할 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 박스체(100)는 배터리 셀(200) 등 내부에 설치된 부재를 수용 및 보호하는 데 사용되며, 이를 기반으로 박스체(100)는 상이한 구조를 구비할 수 있음을 이해할 수 있다. 일부 선택적인 실시예에 있어서, 상단부(10)는 바닥부(20)와 서로 커버되어, 배터리 셀(200) 등 부재를 수용하기 위한 챔버를 함께 한정할 수 있다. 여기서, 상단부(10)는 일단이 개구된 중공 구조일 수 있고, 동시에 바닥부(20)는 판상 구조일 수 있으며, 또한 상단부(10)의 개구측에 커버되어, 배터리 셀(200) 등 부재를 수용하기 위한 상응한 챔버를 형성하며; 또는, 상단부(10) 및 바닥부(20)는 모두 일측이 개구된 중공 구조일 수 있고, 즉 상단부(10) 및 바닥부(20)의 경계면이 배터리 셀(200)의 중앙부에 위치할 수 있으며, 이때 상단부(10)의 개구측이 바닥부(20)의 개구측에 접합되어, 배터리 셀(200) 등 부재를 수용하기 위한 상응한 챔버를 형성한다. 물론 상단부(10) 및 바닥부(20)는 원기둥체, 직육면체 등과 같은 다양한 형태일 수 있으며 양자가 서로 매칭되어 연결할 수만 있으면 된다.
상단부(10) 및 바닥부(20) 연결 후의 밀봉성을 향상시키기 위해, 본 출원의 실시예에 따른 상단부(10)와 바닥부(20) 사이는 플랜지를 통해 연결될 수 있고, 또는, 연결부에 실링 접착제, 실링 링 등과 같은 실링 부재를 설치할 수도 있다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(200)은 전기 에너지를 저장 및 공급하는 데 사용되며, 박스체(100)에는 복수 개의 배터리 셀(200)이 동시에 설치될 수 있고, 복수 개의 배터리 셀(200)은 정렬로 배치될 수 있다. 선택적으로, 배터리(2000)에서, 배터리 셀(200)은 복수 개일 수 있다. 배터리 셀(200)이 복수 개인 경우, 복수 개의 배터리 셀(200) 간에 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결로 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 복수 개의 배터리 셀(200)에 직렬도 있고 병렬도 있다는 것을 의미한다. 복수 개의 배터리 셀(200) 간에 직접적으로 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결로 연결될 수 있으며, 물론 복수 개의 배터리 셀(200)이 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결로 연결되어 배터리 모듈를 구성한 다음 복수 개의 배터리 모듈가 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결로 연결되어 전체를 형성하고 박스체(100)에 수용될 수도 있다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(200)은 거꾸로 설치된 자세로 장착되며, 즉, 배터리 셀(200)에서 전극 단자(30)가 설치된 정단면과 대향하는 평평한 바닥면 및 상단부(10)는 서로 연결되어 설치되어, 전극 단자(30)가 상단부(10)로부터 떨어진 일측에 위치하도록 하며, 이로써 배터리(2000) 상단부의 구조적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 또한 배터리 셀(200)의 바닥부 및 상단부(10)를 연결함으로써, 박스체(100) 내부의 공간 활용도를 향상시켜 배터리(2000) 전체의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 집전 부재(300)는 배터리 셀(200)과 연결되어 설치되고, 여기서 집전 부재(300)는 복수 개의 배터리 셀(200) 사이에 필요한 전기적 연결 관계를 형성하는 데 사용되는 CCS(Cells Contact System) 조립체, 즉 유연성 회로 기판, 플라스틱 구조 부재, 버스 바 등으로 구성된 집적 하니스일 수 있으며, 해당 집전 부재(300)를 통해 배터리 셀(200)을 충방전할 수 있다. 선택적으로, 본 출원의 실시예의 집전 부재(300)를 배터리 셀(200)의 전극 단자(30)에 용접 연결하여, 집전 부재(300)와 배터리 셀(200) 사이가 연결 및 고정되도록 할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 따른 집전 부재(300)는 복수 개의 조립체를 포함할 수 있고, 각 조립체는 배터리 셀(200)로 구성된 배터리 모듈와 각각 대응하게 연결 설치되고, 이러한 조립체를 전기적으로 연결하여, 필요한 직렬/병렬/혼합 연결의 연결 관계를 형성하며, 또는, 본 출원의 실시예에 따른 집전 부재(300)는 일체적으로 설치되어, 동일한 조립체를 통해 각 배터리 셀(200)에 각각 연결될 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 조립체(400)는 바닥부(20)와 집전 부재(300) 사이에 설치되고 배터리 셀(200)을 지지하는 데 사용되며, 즉 보호 조립체(400)는 상하 양측이 각각 집전 부재(300)에 의해 커버되지 않은 배터리 셀(200)의 일부 영역 및 바닥부(20)와 맞닿아, 배터리 셀(200)에 제1 방향(Z)에서의 지지력을 제공할 수 있다. 동시에 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)과 바닥부(20) 사이에 일정한 갭이 있고 서로 접촉하지 않도록 하며, 더 나아가 배터리 셀(200)에 연결된 집전 부재(300)도 마찬가지로 바닥부(20)와 일정한 간격을 유지하도록 할 수 있으며, 집전 부재(300), 배터리 셀(200)은 모두 바닥부(20)와 절연되도록 설치하여, 밖에 노출된 바닥부(20)가 외부 환경의 간섭을 받아, 배터리 셀(200) 및 집전 부재(300)에 대한 전기적 간섭을 일으키는 것을 방지한다.
추가적으로, 보호 조립체(400)는 제1 방향(Z)에 수직인 방향을 따라 연장된 평평한 표면을 구비하여, 박스체(100)의 바닥부(20)에 추가적으로 한층의 보호층을 더 제공하여, 바닥부(20)가 충격을 받을 때 배터리 셀(200) 및 집전 부재(300)에 미치는 영향을 더욱 줄일 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 배터리(2000)의 배터리 셀(200)은 박스체 내부에 거꾸로 설치되어, 평평하고 다른 부재가 설치되지 않은 배터리 셀(200)의 바닥부를 박스체(100)의 상단부(10)와 연결함으로써, 배터리(2000) 전체의 상단부 구조적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 동시에, 박스체(100)의 바닥부(20)와 집전 부재(300) 사이에 보호 조립체(400)가 더 설치되고, 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)에 대해 지지 역할을 제공할 수 있어, 배터리 셀(200), 집전 부재(300)가 모두 바닥부(20)와 일정한 간격을 유지하도록 하여, 바닥부가 충격을 받을 때 배터리(2000) 전체의 안전성을 보장할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 배터리 셀(200)은 상단부(10)와 접착 고정된다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(200)은 상단부(10)와 고정 연결될 수 있고, 구체적으로, 접착 고정될 수 있으며, 접착 연결을 통해 배터리 셀(200)을 상단부(10)에 연결할 때 제1 방향(Z)에서 필요한 크기를 줄여, 배터리(2000) 전체의 두께를 줄일 수 있다. 배터리(200)와 상단부(10)를 고정 연결함으로써, 배터리 상단부의 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 상단부(10)는 상단 플레이트(11) 및 프레임(12)을 포함하며, 프레임(12)은 복수 개의 배터리 셀(200)을 둘러싸면서 설치되고, 프레임(12)은 상단 플레이트(11)와 바닥부(20)를 연결하는 데 사용된다.
본 출원의 실시예에 따른 박스체(100)는 서로 스냅핏된 상단부(10) 및 바닥부(20)를 포함하고, 이를 기반으로, 상단부(10)는 상단 플레이트(11) 및 프레임(12) 두 부분으로 구성될 수 있으며, 여기서 상단 플레이트(11)는 제1 방향(Z)에 수직인 평면을 따라 연장될 수 있고, 또한 상단 플레이트(11)는 배터리(2000)와 연결할 섀시 등 부재에 집적될 수 있으며, 프레임(12)은 제1 방향(Z)에 평행하고 배터리 셀(200) 등 부재를 둘러싸면서 설치되며, 동시에 프레임(12) 및 상단 플레이트(11)는 고정적 연결 또는 탈착가능한 연결일 수 있다. 선택적으로, 본 출원의 실시예에 따른 프레임(12)이 제1 방향(Z)에서 연장된 거리는 배터리 셀(200), 집전 부재(300) 및 보호 조립체(400)가 제1 방향(Z)에서 연장된 거리보다 클 수 있으며, 이때 바닥부(20)는 프레임(12)의 하단에 커버될 수 있다. 배터리 셀(200)을 둘러싸면서 설치된 프레임(12)은 배터리 셀(200)의 측면에 대한 보호를 제공하여 이의 안전성을 향상시킬 수 있고 또한 가공하는 데 더 편리하다.
도 7 내지 도 9를 함께 참조하면, 도 7은 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 단면 모식도이며, 도 8은 도 7에서의 영역 A의 확대도이며, 도 9는 본 출원의 하나의 실시예에서 제공되는 보호 조립체의 구조 모식도이다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 보호 조립체(400)는 제2 방향(X)을 따라 연장되는 복수 개의 보호 부재(40)를 포함하며, 복수 개의 보호 부재(40)는 제3 방향(Y)에서 이격 설치되며, 배터리 셀(200)과 보호 부재(40)는 서로 맞닿고, 제1 방향(Z), 제2 방향(X) 및 제3 방향(Y)은 서로 교차적으로 설치된다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 조립체(400)는 각각 복수 개의 배터리 셀(200)과 서로 맞닿는 복수 개의 보호 부재(40)를 포함하여, 배터리 셀(200)과 박스체(100)의 바닥부(20) 사이에 일정한 거리를 유지하도록 하여, 바닥부(20)의 충격으로 인해 배터리(2000)에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 따른 보호 부재(40)는 전극 단자(30)가 설치된 배터리 셀(200)의 표면에 맞닿을 수 있고, 구체적으로, 전극 단자(30)가 설치된 각 배터리 셀(200)의 해당 표면에서 전극 단자(30)가 위치한 영역을 제외한 힘을 받을 수 있는 일부 영역에 맞닿을 수 있으며, 즉 제1 방향(Y)에서 전극 단자(30)의 양측에 위치한 해당 표면에서의 "어깨부"에 맞닿는다. 이를 기반으로 보호 부재(40)는 배터리 셀(200)과 대응하는 위치에 설치되어야 하며, 본 출원 실시예에 따른 복수 개의 배터리 셀(200)은 정렬로 배치될 수 있으며, 대응하게, 보호 부재(40)는 제2 방향(X)을 따라 연장되고 제3 방향(Y)을 따라 배치되어, 이격하여 평행 설치된 스트립 구조체를 형성할 수 있다. 가장자리에 위치한 보호 부재(40)를 제외하고 다른 보호 부재(40)는 인접한 배터리 셀(200)이 연결되는 위치에 설치될 수 있고, 즉 각 보호 부재(40)는 제3 방향(Y)에서 인접하게 설치된 2개의 배터리 셀(200)과 동시에 맞닿을 수 있다.
선택적으로, 본 출원 실시예에 따른 제1 방향(Z), 제2 방향(X) 및 제3 방향(Y)은 2개씩 서로 수직되어, 보다 규칙적이고 가공이 편리한 구조를 형성할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 바닥부(20)에서의 전극 단자(30)의 정투영은 인접한 바닥부(20)에서의 보호 부재(40)의 정투영 사이에 위치한다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)과 서로 맞닿는 복수 개의 보호 부재(40)를 포함하며, 여기서 바닥부(20)에서의 배터리 셀(200)의 전극 단자(30)의 정투영은 인접한 보호 부재(40) 사이에 위치할 수 있으며, 이때 보호 부재(40)가 배터리 셀(200)의 어깨부와 맞닿아, 전극 단자(30)와 집전 부재(300)의 연결이 보호 조립체(400)에 의해 방해되지 않도록 할 수 있으며, 또한 배터리 셀(200)이 보호 조립체(400)에 의해 세워진 후 전극 단자(30)가 인접한 보호 부재(40) 사이에 위치하도록 하여 충격으로 인한 힘을 복수 개의 배터리 셀(200)로 분산시켜, 전극 단자(30)의 충격적 손상을 방지할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 복수 개의 보호 부재(40)는 가장자리 보호 부재(41), 제1 보호 부재(42) 및 제2 보호 부재(43)를 포함하며, 제3 방향(Y)을 따라 가장자리 보호 부재(41)는 정렬로 배치된 배터리 셀(200)로 구성된 조립체의 가장자리에 설치되고, 제1 보호 부재(42) 및 제2 보호 부재(43)는 2개의 가장자리 보호 부재(41) 사이에 교대로 분포된다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 부재(40)는 각각 상이한 위치에 설치된 3가지의 보호 부재를 포함할 수 있으며, 여기서 가장자리 보호 부재(41)는 배터리 셀(200)의 가장자리 위치에 설치되고 가장자리 보호 부재(41) 사이에는 제1 보호 부재(42)와 제2 보호 부재(43)가 교대로 설치된다. 제1 보호 부재(42)와 제2 보호 부재(43) 사이는 상이한 치수를 구비하여, 집전 부재(300) 중 복수 개의 상이한 연결 부재와 매칭되어 인접한 배터리 셀(200) 사이의 연결을 위해 필요한 공간을 제공할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 따른 보호 부재(40)는 복수 개의 상이한 치수를 포함할 수 있고, 배터리 셀(200)의 길이 및 배터리에서의 전극 단자(30), 압력 방출 기구(60)의 위치에 따라 각 보호 부재(40)의 치수를 상응하게 조정하며, 각 보호 부재(40)가 복수 개의 배터리 셀(200)과 맞닿을 때 각 보호 부재(40)는 인접한 2개의 배터리 셀(200) 사이에 맞닿을 수 있으며, 이때 제1 보호 부재(42)와 제2 보호 부재(43) 사이의 간격은 배터리 셀(200) 자체의 길이와 근사할 수 있고, 교대로 배치된 제1 보호 부재(42)와 제2 보호 부재(43)는 집전 부재(300)의 설치와 매칭되어 안전하고 믿음직한 전기적 연결 회로를 형성할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 제2 방향(X)을 따라, 제1 보호 부재(42)의 연장 길이는 제2 보호 부재(43)의 연장 길이보다 크다.
전술한 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 제1 보호 부재(42) 및 제2 보호 부재(43)는 자체의 연장 방향에서 상이한 길이를 구비할 수 있으며, 인접한 제2 보호 부재(43) 사이의 노치를 통해 배터리 셀(200) 사이에 전기적 연결을 형성하는 버스 바 등 경질 연결 부재를 설치할 수 있으며, 해당 연결 부재를 통해 제3 방향(Y)에서 인접한 2개의 배터리 셀(200)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 즉, 제2 보호 부재(43)의 길이 및 제2 방향(X)에서 인접한 제2 보호 부재(43) 사이의 간격을 조정함으로써, 집전 부재(300)의 경질 연결 부재에게 양보할 수 있다.
선택적으로, 배터리 셀(200) 사이의 연결 부재 설치 위치에 따라, 제2 방향(X)을 따른 제1 보호 부재(42)의 연장 길이와 해당 방향에서의 박스체(100)의 내부 챔버의 길이는 동일할 수 있고, 즉 박스체(100) 내부에서 일체적으로 완전하게 연장되고, 또는, 제1 보호 부재(42)는 제2 방향(X)에서 절단 개구가 설치되어, 절단 개구에서 상응한 연결 부재를 설치할 수 있다. 집전 부재(300) 중의 연결 부재를 보호 부재(40)의 절단 개구에서 설치하여, 연결 부재가 마찬가지로 바닥부(20)와 일정한 간격을 유지하도록 하여, 충격 보호를 형성하고 절연을 유지할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 제3 방향(Y)을 따라, 제1 보호 부재(42)의 폭은 제2 보호 부재(43)의 폭보다 크고 제2 보호 부재(43)의 폭은 가장자리 보호 부재(41)의 폭보다 크다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 부재(40)는 가장자리에 설치된 가장자리 보호 부재(41) 및 가장자리 보호 부재(41) 사이에 교대로 설치된 제1 보호 부재(42)와 제2 보호 부재(43)를 포함하며, 여기서 가장자리 보호 부재(41)는 하나의 배터리 셀(200)과만 맞닿으며, 따라서, 가장자리 보호 부재(41)의 폭은 제1 보호 부재(42)와 제2 보호 부재(43)보다 작을 수 있고, 제1 보호 부재(42) 및 제2 보호 부재(43)는 인접한 배터리 셀(200)의 연결부에 설치되고 동시에 복수 개의 배터리 셀(200)과 맞닿을 수 있다. 각 제1 보호 부재(42)는 인접한 2개의 배터리 셀(200)과 동시에 맞닿아, 필요한 보호 부재(40)의 수를 줄여 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서 제공되는 배터리(2000)는 배터리 셀(200)에서 보호 조립체(400)와 중첩되어 설치될 수 없는 일부 영역의 위치 및 크기에 따라 보호 조립체(400)에서 각 보호 부재(40)의 폭 및 위치를 설계할 수 있다. 구체적으로, 배터리 셀(200)이 적재할 수 있는 압력 크기 및 예상되는 충격 크기에 따라 보호 부재(40)의 폭을 선택할 수 있으며, 또한 전극 단자(30) 및 압력 방출 기구(60)의 위치에 따라 보호 부재(40)의 설치 위치를 선택할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 제1 방향(Z)에서의 보호 조립체(400)의 연장 길이는 1.5mm보다 크다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 조립체(400)는 제1 방향(Z)에서 일정한 치수를 연장해야 하며, 즉, 각 보호 부재(40)는 일정한 두께를 구비해야 하며, 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)에 하측으로부터의 부딪힘 방호를 제공하는 데 사용되므로 보호 조립체(400) 자체의 두께와 충격 에너지 사이의 관계는 배터리(2000)의 발화 및 폭발 등 안전문제를 일으키는지 여부에 보다 큰 영향을 미치며, 이를 기반으로 보호 조립체(400)는 상응한 보호 강도를 제공하기 위해 일정한 기본 두께를 구비해야 하며, 예시적으로, 본 출원의 실시예에 따른 보호 조립체(400)의 전체 두께는 1.5mm보다 클 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 보호 조립체(400)는 연결 플레이트(50)를 더 포함하며, 복수 개의 보호 부재(40)는 상단부(10)를 향한 연결 플레이트(50)의 표면에 각각 설치된다.
본 출원의 실시예에 따른 복수 개의 보호 부재(40)는 모두 동일한 연결 플레이트(50)에 연결되어 설치될 수 있고, 연결 플레이트(50)는 바닥부(20)에 근접하게 설치된다. 연결 플레이트(50)를 통해 복수 개의 보호 부재(40) 사이의 상대 위치를 안정시키고 부딪힌 후 위치 어긋남을 방지할 수 있으며, 동시에 연결 플레이트(50)는 바닥부(20)와 동일한 방향을 따라 연장 설치되고 바닥부(20)와 맞닿을 수 있으며, 또한 바닥부(20)에 설치된 홈 등을 통해 더 한층 위치를 제한할 수 있으며, 연결 플레이트(50)는 보호 부재(40)와 바닥부(20) 사이에 설치되고 연장 커버의 면적이 보다 크며, 이로써 집전 부재(300) 및 배터리 셀(200)과 박스체(100)의 바닥부(20) 사이의 절연 성능을 향상시킬 수 있다. 선택적으로, 필요한 보호 강도를 제공하기 위해 연결 플레이트(50)의 두께는 0.5mm보다 클 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 프레임(12)과 상단 플레이트(11) 사이는 용접 연결, 핫멜트 셀프태핑 연결, 접착 연결 또는 일체 성형으로 설치된다.
본 출원의 실시예에 따른 박스체(100)는 상단 플레이트(11), 프레임(12) 및 바닥부(20)를 포함할 수 있고, 여기서 프레임(12)은 배터리 셀(200)의 원주 방향으로 둘러싸여 설치되며, 동시에, 박스체(100)의 전반적인 강도를 향상시키기 위해, 프레임(12)과 상단 플레이트(11) 사이는 고정적 연결일 수 있고, 해당 연결부는 용접 연결, FDS(Flow drill screw, 플로우 드릴 나사/핫멜트 셀프태핑) 연결 또는 접착 연결일 수 있으며 본 출원은 이에 대해 특별히 한정하지 않고 상단 플레이트(11)와 프레임(12) 사이에 충분한 연결 강도를 구비하도록 보장하기만 하면 된다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)과 접착 고정된다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)의 어깨부와 맞닿으며, 이때 양자를 접착 고정하여 전체 강도 및 연결 안정성을 더욱 향상시켜, 충격으로 인한 보호 조립체(400)와 배터리 셀(200) 사이의 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 선택적으로, 보호 조립체(400)에서 각 보호 부재(40)는 각각 배터리 셀(200)의 대응하는 위치에 접착할 수 있으며, 또는, 가장자리 보호 부재(41)를 포함 가능한 적어도 일부 보호 부재(40)는 배터리 셀(200)에 접착할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일부 선택적인 실시예에 있어서, 배터리 셀(200)은 압력 방출 기구(60)를 더 포함하며, 압력 방출 기구(60)는 전극 단자(30)와 동일한 측에 설치된다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(200)은 압력 방출 기구(60)를 더 구비할 수 있고, 압력 방출 기구(60)는 배터리 셀(200) 내부에서 고압, 팽창이 발생할 때 취약점을 형성하여, 일정한 임계값을 초과하는 내부 압력이 해당 취약점에 의해 방출되도록 하여, 배터리 셀(200)의 전체적인 폭발 등 심각한 안전 문제를 피할 수 있다. 이를 기반으로 압력 방출 기구(60)는 가능한 한 충돌을 피해야 하며, 압력 방출 기구(60)를 마찬가지로 배터리 셀(200)의 하측에 설치하여, 이를 전극 단자(30)와 함께 보호하여, 박스체(100) 등과의 충돌을 방지하고 배터리(2000) 전체의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 바닥부(20)에서의 압력 방출 기구(60)의 정투영은 바닥부(20)에서의 인접한 보호 부재(40)의 정투영 사이에 위치한다.
전술한 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(200)은 압력 방출 기구(60)를 더 포함하며, 배터리 셀(200)을 보호 조립체(400)와 매칭할 때, 압력 방출 기구(60)를 인접한 보호 부재(40)와 배터리 셀(200)이 서로 맞닿는 영역 사이에 위치하도록 설정할 수 있으며, 즉, 압력 방출 기구(60)는 바닥부(20)에 근접한 일측에 설치되고 보호 조립체(400)와 접촉하지 않으며, 이로써 외부 충격을 받을 때 충격력을 배터리 셀(200)의 어깨부에 분산시켜, 압력 방출 기구(60)의 충돌에 의한 손상을 방지하여, 배터리(2000)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 보호 조립체(400)는 절연 재료이거나 보호 조립체(400)는 절연 도포층으로 도포된다.
본 출원의 실시예에 따른 보호 조립체(400)는 집전 부재(300)와 바닥부(20) 사이에 설치되고, 배터리 셀(200)을 지지하는 데 사용되며 배터리 셀(200) 및 집전 부재(300)가 모두 바닥부(20)와 절연되도록 하여, 외부 환경에 인한 전기적 간섭을 방지한다. 이를 기반으로 보호 조립체(400)는 전체적으로 절연 재료를 사용하여 제조될 수 있고, 이로써 우수한 절연 효과를 보장할 수 있으며; 또는, 보호 조립체(400)는 일정한 강도를 구비한 전도성 재료에 절연 도포층을 도포할 수 있고, 이로써 보호 조립체(400) 자체의 강도를 향상시켜 보호 효과를 최적화하여, 더 나아가 배터리(2000)는 전체적으로 바닥부의 충격 대한 수용력을 향상시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 도 10은 본 출원의 또 다른 하나의 실시예에서 제공되는 배터리의 구조 모식도이다. 일부 선택적인 실시예에 있어서, 배터리(2000)는 어댑터 플레이트(70) 및 어댑터(80)를 더 포함하며, 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)의 일측에 설치되고 박스체(100)로부터 돌출되어 설치되고, 어댑터 플레이트(70)는 바닥부(20)와 연결되어 수용부(90)를 형성하고, 어댑터(80)는 수용부(90)에 설치되고 어댑터 플레이트(70)와 연결되어 설치된다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리(2000)는 어댑터 플레이트(70) 및 어댑터(80)를 더 포함할 수 있고, 여기서 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)와 연결되어 설치되고, 박스체(100)는 제1 방향(Z)을 따라 대향하는 상단부(10)와 바닥부(20)를 구비하고, 배터리 셀(200), 집전 부재(300) 및 보호 조립체(400)는 순차적으로 박스체(100) 내에 설치된다. 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)의 일측에 제3 방향(Y)을 따라 돌출되어 설치되며, 상단부(10)와 제1 방향(Z)에서 단차 연결되어 수용부(90)를 형성한다. 어댑터(80)는 수용부(90)에서 어댑터 플레이트(70)에 연결되어 설치되며, 어댑터(80)는 제3 방향(Y)에서 바닥부(20)의 연장면을 초과하지 않는다.
본 출원의 실시예에 따른 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)의 일측에 제3 방향(Y)을 따라 돌출된 보스이고, 이는 바닥부(20)와 제1 방향(Z)에서 단차 연결되며, 구체적으로는 어댑터 플레이트(70)가 제1 방향(Z)에서 박스체(100)와 연장 치수 상의 차이를 구비함을 의미한다. 수용부(90)는 이의 내부에 어댑터(80)를 설치하기 위해 해당 두께 차이로 형성되고 어댑터 플레이트(70) 및 박스체(100)가 접하는 일면으로 구성된 공간이며, 제1 방향(Z)에서의 어댑터(80)의 연장 치수는 박스체(100)의 연장 치수 이하이다.
본 출원의 실시예에 따른 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100) 측벽의 연장 방향과 서로 수직이거나 일정한 각도를 구비할 수 있으나, 어댑터 플레이트(70)와 박스체(100) 사이의 수용부(90) 내에 어댑터(80)를 용이하게 설치하도록 박스체(100)와 평행하게 연장되어서는 안된다.
제3 방향(Y)에서, 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)의 일측으로부터 박스체(100)로 돌출되고, 박스체(100)의 바닥부(20)와 제1 방향(Z)에서 단차 연결되어 수용부(90)를 형성하며, 즉 수용부(90)는 어댑터 플레이트(70) 및 박스체(100)에 의해 공동으로 형성된 수용 공간이다. 어댑터(80)를 수용부(90)에 설치하여, 어댑터(80)에 대한 보호 역할을 하여, 어댑터(80)가 충돌 시 받는 충격력을 줄일 수 있다. 또한, 어댑터(80)는 제1 방향(Z)에서 박스체(100)의 연장 치수를 초과하지 않아, 어댑터(80)가 수용부(90) 내에 완전히 위치하도록 하여, 배터리(100)의 원주 방향에 위치하는 외부 장치와의 접촉을 피하여, 배터리 셀(200) 및 외부 장치를 전기적으로 연결하는 과정에서 외부 충격이 어댑터(80)에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에서, 수용부(90)로부터 떨이진 어댑터 플레이트(70)의 일측 표면은 프레임(12)으로부터 떨이진 상단 플레이트(11)의 일측 표면과 동일한 수평면에 위치할 수 있고, 즉 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)의 정단면과 동일한 수평면에 위치할 수 있으며, 어댑터 플레이트(70)와 박스체가 일체로 설치될 때 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)의 상단 플레이트로부터 수평으로 밖으로 당겨져 형성될 수 있고, 배터리(2000)를 캐리어 섀시 등 외부 장치와 집적하여 설치할 때 어댑터 플레이트(70) 및 상단 플레이트(11)는 외부 장치의 동일한 표면에 고정될 수 있고, 또는, 어댑터 플레이트(70)와 상단 플레이트(11)는 동일한 외부 장치와 일체로 집적되어 설치될 수 있다. 어댑터 플레이트(70)와 상단 플레이트(11)의 일측 표면을 동일한 수평면에 위치하도록 설치하여, 전술한 양자의 응력 강도를 증가시켜, 배터리(2000)의 수용력과 상단부 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 어댑터 플레이트(70)는 제1 방향(Z)에서 일정한 두께를 구비한다. 배터리(2000)의 바닥부 또는 측방이 충돌할 때 박스체(100)로부터 떨어진 어댑터 플레이트(70)의 일측 표면은 일정한 충격력을 받을 수 있으며, 이를 기반으로 어댑터 플레이트(70)가 일정한 두께를 구비하도록 설치하여, 어댑터 플레이트(70) 자체의 강성을 향상시켜, 더 나아가 어댑터 플레이트(70) 및 박스체(100)에 의해 공동으로 지지된 수용부(90)를 통해 어댑터(80)에 대한 더 좋은 보호 역할을 할 수 있다.
선택적으로, 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)와 일체 성형으로 설치될 수 있고, 또는, 어댑터 플레이트(70)는 박스체(100)와 용접 연결, 접착 연결 또는 FDS 연결 등 고정적 연결 방식으로 포지셔닝 및 연결될 수 있으며 본 출원은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에 따른 어댑터 플레이트(70)는 수용부(90)를 향하는 제1 표면을 구비하고, 동시에, 박스체(100)는 수용부(90)를 향하는 제2 표면을 구비하고, 제1 표면 및 제2 표면은 서로 수직일 수 있으며, 즉 어댑터(80)가 설치된 어댑터 플레이트(70)의 일측 표면은 박스체(100)의 측벽과 서로 수직일 수 있다. 제1 표면 및 제2 표면을 서로 수직되게 함으로써, 그 사이에 끼임 설치된 수용부(90)를 극대화하여, 어댑터(80)의 장착 공간을 넓힐 수 있다.
추가적으로, 어댑터(80)는 제1 표면에 연결되고 제2 표면과 이격 설치되며, 즉 어댑터(80)는 어댑터 플레이트(70)로부터 시작하고 제1 방향(Z)을 따라 연장하여, 수용부(90)로 돌출되도록 하고 제2 표면과 서로 접촉되지 않도록 함으로써, 어댑터(80)가 충돌 시 충격을 받을 가능성을 줄일 수 있으며, 동시에, 해당 구조를 사용하여 어댑터(80)와 다른 외부 장치와의 전기적인 연결을 용이하게 할 수 있으며, 또한 수평 방향을 따라 어댑터(80)를 설치함에 비해, 해당 구조는 어댑터(80)가 더 좋은 응력 성능을 구비하도록 할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 박스체(100)는 또한 내부에 냉각 통로가 매설될 수 있으며, 배터리 셀(200) 및 박스체(100)의 상단부(10)가 연결되어 설치됨을 기반으로 배터리 셀(200)의 바닥부와 상단부(10) 사이에 서로 접촉하여 열을 전도할 수 있으며, 배터리(2000)의 성능을 더욱 향상시키기 위해, 상단부(10)에서 배터리 셀(200)과 연결된 위치에 냉각 통로가 매설될 수 있으며, 여기서 냉각에 필요한 가스 또는 액체가 통과되어 배터리(2000)가 작동할 때 냉각 통로와 열 교환을 달성하여 냉각 역할을 하며, 이로써 배터리(2000) 전체의 사용 수명을 연장시키고 배터리가 더 큰 사용 범위에 적용되도록 할 수 있다.
추가적으로, 일부 선택적인 실시형태에 있어서, 냉각 통로는 복수 개의 냉각 플레이트로 배터리 셀(200) 또는 배터리 셀(200)과 박스체(100) 사이에 설치될 수도 있으며, 냉각 매체를 유통하기 위한 이러한 냉각 플레이트의 입구와 출구는 일체적으로 연결될 수 있고 박스체(100)에 설치된 관통공에 의해 냉각 매체의 저장, 순환, 방열을 위한 다른 부재와 연결되며 본 출원은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예는 박스체(100)를 포함하는 배터리(2000)를 제공하며, 박스체(100)는 서로 스냅핏된 상단부(10) 및 바닥부(20)를 구비하고, 박스체(100)의 내부에서 상단부(10)로부터 바닥부(20)를 지향하는 방향을 따라 배터리 셀(200), 집전 부재(300) 및 보호 조립체(400)가 순차적으로 설치된다. 배터리 셀(200)은 박스체(100)에 거꾸로 설치되고 상단부(10)와 연결되어 설치되고, 정렬로 배치된 복수 개의 배터리 셀(200)의 전극 단자(30)와 압력 방출 기구(60)는 모두 바닥부(20)에 근접한 일측에 설치되며, 집전 부재(300)는 적어도 2개의 전극 단자(30)와 전기적으로 연결되고 보호 조립체(400)는 배터리 셀(200)을 지지하는 데 사용되고 배터리 셀(200)이 바닥부(20)와 절연되도록 한다. 보호 조립체(400)는 제3 방향(Y)에서 양측에 설치된 가장자리 보호 부재(41) 및 가장자리 보호 부재(41) 사이에 교대로 설치된 제1 보호 부재(42)와 제2 보호 부재(43)를 포함하며, 또한 제2 방향(X)을 따라 제2 보호 부재(43)의 연장 치수는 제1 보호 부재(42)의 연장 치수 이하이고, 제3 방향(Y)을 따라 제1 보호 부재(42)의 폭은 제2 보호 부재(43)의 폭 이상이고 제2 보호 부재(43)의 폭은 가장자리 보호 부재(41)의 폭 이상이다.
제2 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 제1 양태에서 임의의 하나의 실시예 중의 배터리(2000)를 포함하는 전기 장치를 더 제공한다. 전술한 바와 같이, 해당 배터리(2000)는 전기 장치의 구동 전원 또는 제어 전원으로 사용될 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 전기 장치는 전술한 배터리(2000)의 모든 유익한 효과를 구비하며, 구체적으로 배터리(2000)에 대한 상술한 각 실시예의 구체적인 설명을 참조할 수 있으며, 본 실시예는 여기서 더이상 반복 설명하지 않는다.
마지막으로 설명해야 하는 점은, 위의 각 실시예는 본 출원의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐, 이에 대한 제한이 아니며; 비록 전술한 각 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 자세히 설명하였으나, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 의연히 상기 각 실시예에 기재된 기술적 해결수단을 수정하거나 그 기술적 특징의 일부 또는 전부를 동등하게 대체할 수 있으며; 이러한 수정 또는 대체는 해당 기술적 해결수단의 본질이 본 출원의 각 실시예의 기술적 해결수단의 범위를 벗어나지 않도록 하며, 이는 모두 본 출원의 청구범위 및 명세서의 범위에 포함되어야 한다는 것을 이해해야 한다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각 기술적 특징은 모두 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 출원은 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 특허청구범위 내에 속하는 모든 기술적 해결수단을 포함한다.
구체적인 실시형태 중의 도면 부호는 다음과 같다.
1000-차량; 2000-배터리; 3000- 컨트롤러; 4000-모터;
100-박스체; 200-배터리 셀; 300-집전 부재; 400-보호 조립체;
10-상단부; 20-바닥부; 30-전극 단자; 40-보호 부재; 50-연결 플레이트; 60-압력 방출 기구; 70-어댑터 플레이트; 80-어댑터; 90-수용부;
11-상단 플레이트; 12-프레임; 41-가장자리 보호 부재; 42-제1 보호 부재; 43-제2 보호 부재;
X-제2 방향; Y-제3 방향; Z-제1 방향.

Claims (17)

  1. 배터리로서,
    제1 방향을 따라 대향하는 상단부 및 바닥부를 구비하는 박스체;
    상기 박스체 내에 거꾸로 배치되고 상기 상단부와 연결되며, 상기 제1 방향에서 상기 상단부로부터 떨어지게 설치된 전극 단자를 포함하는 배터리 셀;
    적어도 2개의 상기 배터리 셀의 상기 전극 단자와 전기적으로 연결하는 데 사용되는 집전 부재;
    상기 바닥부와 상기 집전 부재 사이에 설치되며, 상기 배터리 셀을 지지하고 상기 배터리 셀이 상기 바닥부와 절연되도록 설치하는 데 사용되는 보호 조립체;를 포함하는 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 상기 상단부와 접착 고정되는 배터리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상단부는 상단 플레이트 및 프레임을 포함하며, 상기 프레임은 복수 개의 상기 배터리 셀을 둘러싸면서 설치되고 상기 프레임은 상기 상단 플레이트 및 상기 바닥부를 연결하는 데 사용되는 배터리.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 조립체는 제2 방향을 따라 연장된 복수 개의 보호 부재를 포함하며, 복수 개의 상기 보호 부재는 제3 방향에서 이격 설치되며, 상기 배터리 셀 및 상기 보호 부재는 서로 맞닿고, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향은 서로 교차적으로 설치되는 배터리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바닥부에서의 상기 전극 단자의 정투영은 상기 바닥부에서의 인접한 상기 보호 부재의 정투영 사이에 위치하는 배터리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 보호 부재는 가장자리 보호 부재, 제1 보호 부재 및 제2 보호 부재를 포함하며, 상기 제3 방향을 따라 상기 가장자리 보호 부재는 정렬로 배치된 배터리 셀 조립체의 양측 가장자리에 설치되고, 상기 제1 보호 부재 및 제2 보호 부재는 2개의 상기 가장자리 보호 부재 사이에 교대로 분포되는 배터리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 방향을 따라, 상기 제1 보호 부재의 연장 길이는 상기 제2 보호 부재의 연장 길이보다 큰 배터리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 방향을 따라, 상기 제1 보호 부재의 폭은 상기 제2 보호 부재의 폭보다 크고 상기 제2 보호 부재의 폭은 상기 가장자리 보호 부재의 폭보다 큰 배터리.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 방향에서의 상기 보호 조립체의 연장 길이는 1.5mm보다 큰 배터리.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 조립체는 연결 플레이트를 더 포함하며, 복수 개의 상기 보호 부재는 상기 상단부를 향하는 상기 연결 플레이트의 표면에 각각 설치되는 배터리.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 프레임 및 상기 상단 플레이트 사이는 용접 연결, 핫멜트 셀프태핑 연결, 접착 연결, 체결 부재 연결 또는 일체 성형으로 설치되는 배터리.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 조립체는 상기 배터리 셀과 접착 고정되는 배터리.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 압력 방출 기구를 더 포함하며, 상기 압력 방출 기구는 상기 전극 단자와 동일한 측에 설치되는 배터리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 바닥부에서의 상기 압력 방출 기구의 정투영은 상기 바닥부에서의 인접한 상기 보호 부재의 정투영 사이에 위치하는 배터리.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 조립체는 절연 재료이거나, 상기 보호 조립체는 절연 도포층으로 도포되는 배터리.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리는 어댑터 플레이트 및 어댑터를 더 포함하며, 상기 어댑터 플레이트는 상기 박스체의 일측에 설치되고 상기 박스체로부터 돌출되어 설치되며, 상기 어댑터 플레이트는 상기 바닥부와 연결되어 수용부를 형성하고, 상기 어댑터는 상기 수용부에 설치되고 상기 어댑터 플레이트와 연결되어 설치되는 배터리.
  17. 전기 장치로서,
    제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 전기 장치.
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