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KR20150138198A - Rechargeable battery - Google Patents

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KR20150138198A
KR20150138198A KR1020157025792A KR20157025792A KR20150138198A KR 20150138198 A KR20150138198 A KR 20150138198A KR 1020157025792 A KR1020157025792 A KR 1020157025792A KR 20157025792 A KR20157025792 A KR 20157025792A KR 20150138198 A KR20150138198 A KR 20150138198A
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KR
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transverse member
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battery
frame element
elements
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KR1020157025792A
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Korean (ko)
Inventor
마르쿠스 코레스
헤럴드 스투에츠
올리버 우렘
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아베엘 리스트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 프레임 요소(120, 120') 내에 배치되는 적어도 하나의, 바람직하게는 복수의 배터리 셀(110, 110')을 포함하는 충전식 배터리(100)로서, 상기 프레임 요소(120, 120')는 발포 재료로 이루어지는 베이스체를 포함하고, 상기 프레임 요소(120, 120')는 각각 제 1 횡단 부재(121, 121'), 상기 제 1 횡단 부재(121, 121')의 반대측의 제 2 횡단 부재(122, 122'), 및 2 개의 서로 마주보는 길이방향 부재(123, 123')를 포함하고, 제 1 프레임 요소(120)의 제 1 횡단 부재(121)는 인접하는 제 2 프레임 요소(120')의 제 2 횡단 부재(122') 상에 실질적으로 폼-피트 방식으로 배치될 수 있는, 충전식 배터리 및 이 목적을 위한 방법에 관한 것이다.The present invention is a rechargeable battery 100 comprising at least one, preferably a plurality of, battery cells 110, 110 'disposed within a frame element 120, 120', wherein the frame elements 120, 120 ' (120, 120 ') comprises a first transverse member (121, 121'), a second transverse member (121, 121 ') opposite the first transverse member Wherein the first transverse member (121) of the first frame element (120) comprises a first transverse member (122, 122 ') and two opposing longitudinal members (123, 123' Which can be arranged substantially in a form-pit manner on a second transverse member (122 ') of the rechargeable battery (120') and a method for this purpose.

Description

충전식 배터리{RECHARGEABLE BATTERY}Rechargeable battery {RECHARGEABLE BATTERY}

본 발명은 발포 재료로 이루어지는 베이스체를 포함하는 프레임 요소에 배치되는 적어도 하나, 바람직하게는 복수의 배터리 셀을 포함하는 충전식 배터리로서, 프레임 요소는 각각 제 1 횡단 부재, 제 1 횡단 부재의 반대측의 제 2 횡단 부재, 및 2 개의 서로 마주보는 길이방향 부재를 포함하는, 충전식 배터리에 관한 것이다.The present invention relates to a rechargeable battery comprising at least one, preferably a plurality of battery cells arranged in a frame element comprising a base body made of a foamed material, the frame elements comprising a first transverse member, a second transverse member, A second transverse member, and two opposing longitudinal members.

충전식 배터리, 즉 소위 축전지는 모든 기술 분야에서 발견될 수 있다. 자동차 산업에서, 이와 같은 충전식 배터리는 대안적인 구동 시스템용으로 사용되고, 이러한 분야에서는 전력, 작동상의 신뢰성 및 사용된 배터리 셀의 유지보수에 관한 높은 요구가 부과된다. 특히, 이와 같은 배터리의 중량 및 크기는 자동차에서 작동되는 경우에 그 효율의 관련 인자이기도 하다. 이러한 경우에 사용되는 충전식 배터리는 통상적으로 셀 적층체, 소위 모듈 내에서 결합 및 스위칭되는 복수의 배터리 셀로 이루어진다. 이와 같은 셀은 특히 소위 파우치(pouch) 셀이 사용되는 경우에 기계적 응력 및 진동에 관하여 민감하므로, 이와 같은 셀은 종래 기술에 따른 강성(stiff)의 셀 프레임에 고정되고, 이러한 프레임은 셀 적층체 내로 연속하여 위치된다. 더욱이, 발생하는 전기화학적 반응에 기인되어 충전 사이클 및 재충전 사이클 중에 상기 셀 내에서 두께 변화가 발생하고, 이것은 셀 적층체 내에서 보상되어야 한다. 유사하게, 제조 허용오차의 보상이 필요할 수 있다.Rechargeable batteries, so-called accumulators, can be found in all technical fields. In the automotive industry, such rechargeable batteries are used for alternative drive systems, which places high demands on power, operational reliability and maintenance of the battery cells used. In particular, the weight and size of such a battery is also a factor of its efficiency when operating in an automobile. A rechargeable battery used in this case typically consists of a plurality of battery cells that are coupled and switched within a cell stack, a so-called module. Such a cell is particularly sensitive to mechanical stress and vibration when a so-called pouch cell is used, so that such a cell is fixed to a stiff cell frame according to the prior art, Respectively. Moreover, due to the electrochemical reaction that occurs, a thickness change occurs in the cell during the charge cycle and the refill cycle, which must be compensated in the cell stack. Similarly, compensation of manufacturing tolerances may be necessary.

셀 프레임 내에 배터리 셀의 배열은, 예를 들면, WO 2011/057815 A1 또는 DE 10 2010 051 010 A1 내에 개시되어 있다. 이러한 해결책은 자동차에서 발생하는 기계적 응력 또는 작동 중의 자체의 두께 변화에 불충분하게 대항할 수 있을 뿐이므로 소위 파우치 셀을 위해 제한적으로만 사용될 수 있다.The arrangement of the battery cells in the cell frame is disclosed, for example, in WO 2011/057815 A1 or DE 10 2010 051 010 A1. This solution can only be used for a limited range of so-called pouch cells since it can only insufficiently counter the mechanical stresses occurring in an automobile or its thickness variation during operation.

발포 프레임 요소 내에 배치되는 배터리 셀은 US 2007/259258 A1에 설명되어 있다. 또한 이와 유사한 배열이 JP 2001/273887 A에 개시되어 있다. 이들 배열은 특히 제한적으로만 파우치 셀용으로 사용될 수 있거나 전혀 사용할 수 없다.A battery cell disposed within the foam frame element is described in US 2007/259258 A1. A similar arrangement is also disclosed in JP 2001/273887 A. These arrangements can be used for pouch cells only, or not at all, in particular.

그러므로 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 제거하고, 개선된 기계적 부하 능력을 보여주고, 간단하고, 콤팩트하고, 비용효율적인 방식으로 제조될 수 있는 위에서 언급된 종류의 충전식 배터리를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a rechargeable battery of the kind mentioned above that eliminates the disadvantages of the prior art, shows improved mechanical loading capability, and can be manufactured in a simple, compact, and cost effective manner.

이러한 목적은 제 1 프레임 요소의 제 1 횡단 부재가 인접하는 제 2 프레임 요소의 제 2 횡단 부재 상에 실질적으로 폼-피트(form-fit) 방식으로 배치될 수 있는 본 발명에 따라 달성된다.This object is achieved in accordance with the invention in which the first transverse member of the first frame element can be arranged substantially in a form-fit manner on the second transverse member of the adjacent second frame element.

이 경우, 각각의 프레임 요소의 베이스체는 발포 재료로 제조되고, 체결 요소, 냉각 채널 등과 같은 추가로 설치되는 컴포넌트를 선택적으로 포함할 수 있고, 이 컴포넌트는 상이한 재료로 제조될 수도 있다. 상기 프레임 요소는 자체의 재료를 통해 기계적 하중을 흡수하기 위해 특히 적절하고, 동시에 개개의 배터리 셀들 사이에서 전기적으로 절연되는 방식으로 작용한다. 추가의 장점은 비용효율적 생산 및 자체의 낮은 중량이다.In this case, the base body of each frame element is made of a foamed material and may optionally include additional components such as fastening elements, cooling channels, etc., which may be made of different materials. The frame element is particularly suitable for absorbing the mechanical load through its own material and at the same time acts in a manner electrically isolated between the individual battery cells. A further advantage is cost-effective production and low weight of its own.

본 발명에 따르면, 프레임 요소는 각각 제 1 횡단 부재, 제 1 횡단 부재의 반대측의 제 2 횡단 부재, 및 2 개의 서로 마주보는 길이방향 부재를 포함하고, 제 1 프레임 요소의 제 1 횡단 부재는 인접하는 제 2 프레임 요소의 제 2 횡단 부재 상에 실질적으로 폼-피트 방식으로 배치될 수 있다. 횡단 부재의 단면은, 프레임 요소가 서로 인접하여 배치되는 경우, 횡단 부재가 공간-절약 방식으로 서로 적층되도록 선택된다. 배터리 셀은 이들 프레임 요소 내에 삽입되고, 각각의 배터리 셀의 2 개의 전기 콘택은 횡단 부재 상에 함께 배치되거나 콘택은 서로 마주보는 횡단 부재 상에 설치된다.According to the invention, the frame elements each comprise a first transverse member, a second transverse member on the opposite side of the first transverse member, and two opposing longitudinal members, wherein the first transverse member of the first frame element is adjacent In a substantially form-fit manner on the second transverse member of the second frame element. The cross-section of the transverse member is selected such that when the frame elements are disposed adjacent to one another, the transverse members are stacked on each other in a space-saving manner. The battery cells are inserted into these frame elements and the two electrical contacts of each battery cell are placed together on the transverse member or the contacts are mounted on the transverse member facing each other.

본 발명의 특히 바람직한 변형례에서, 제 1 횡단 부재는 실질적으로 사다리꼴 단면을 갖고, 제 2 횡단 부재는 실질적으로 삼각형 단면을 갖고, 2 개의 길이방향 부재는 직사각형 또는 정사각형 단면을 갖는 것이 바람직하다.In a particularly preferred variant of the invention, it is preferred that the first transverse member has a substantially trapezoidal cross-section, the second transverse member has a substantially triangular cross-section, and the two longitudinal members have a rectangular or square cross-section.

특정의 실시형태에서, 프레임은 또한 삼각형 횡단 부재만을 또는 사다리꼴 횡단 부재만을 포함할 수 있다. 단일의 횡단 부재가 삼각형 단면 및 또한 실질적으로 사다리꼴 단면을 갖는 변형례도 제공된다.In certain embodiments, the frame may also include only a triangular transverse member or only a trapezoidal transverse member. A variant is also provided in which a single transverse member has a triangular cross-section and also a substantially trapezoidal cross-section.

이 경우, 특히 바람직한 방식으로, 2 개의 인접하는 프레임 요소는 제 1 프레임 요소의 제 1 횡단 부재가 제 2 프레임 요소의 제 2 횡단 부재에 인접하여 배치되도록 서로에 대해 배치되고, 2 개의 횡단 부재는 배터리 셀의 평평한 전기 콘택에 의해 적어도 부분적으로 서로 분리된다. 그 결과, 사다리꼴 단면을 갖는 제 1 횡단 부재는 배터리 셀의 전극 콘택의 적어도 제 1 표면 상에 배치되고, 반면에 제 2 프레임 요소의 삼각형 단면을 갖는 제 2 횡단 부재는 제 2 배터리 셀의 제 2 전극 콘택의 표면 상에 배치된다. 프레임 요소 및 그 내부에 배치되는 배터리 셀의 특히 공간-절약형 배열은 이러한 방식으로 달성되고, 한편 동시에 전극 콘택은 인접하는 프레임 요소의 횡단 부재들 사이에 단단히 고정된다. 2 개의 인접하는 배터리 셀의 전극 콘택의 접속도 또한 이러한 방식으로 용이해진다.In this case, in a particularly preferred manner, two adjacent frame elements are arranged relative to one another such that the first transverse member of the first frame element is disposed adjacent to the second transverse member of the second frame element, and the two transverse members Are at least partially separated from each other by the flat electrical contact of the battery cells. As a result, a first transverse member having a trapezoidal cross-section is disposed on at least a first surface of the electrode contact of the battery cell, while a second transverse member having a triangular cross-section of the second frame element is disposed on the second Is disposed on the surface of the electrode contact. Particularly space-saving arrangements of the frame elements and of the battery cells arranged therein are achieved in this way, while at the same time the electrode contacts are firmly fixed between the transverse members of the adjacent frame elements. Connection of the electrode contacts of two adjacent battery cells is also facilitated in this manner.

2 개의 인접하는 배터리 셀의 확실한 전기적 분리를 보장하기 위해, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서 프레임 요소가 절연층을 포함하는 것이 제공된다. 이것은 열적 절연층 및/또는 전기적 절연층으로서 배치될 수 있고, 선택적으로 일면 또는 양면이 자기 접착성(self-adhesive)일 수 있다. 절연층은 특히 바람직한 방식에서 프레임 요소의 제조 중에 또한 발포체-실링된 절연 포일(foil)로서 형성되고, 이것은 고정용 구조물로서 연부의 리세스를 포함하고, 그 결과 절연층은 발포체 내에 폼-피트 방식으로 매립된다. 이 경우 적절한 재료는, 예를 들면, 세라믹 복합재 재료, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 섬유-보강된 플라스틱 재료이다.To ensure reliable electrical isolation of two adjacent battery cells, it is provided in a particularly preferred embodiment of the invention that the frame element comprises an insulating layer. It can be arranged as a thermal insulating layer and / or as an electrically insulating layer, and optionally one side or both sides can be self-adhesive. The insulating layer is also formed as a foam-sealed insulating foil during the manufacture of the frame element in a particularly preferred manner, which comprises a recess in the edge as a fixing structure, so that the insulating layer is foam- Respectively. Suitable materials in this case are, for example, ceramic composite materials, polyamides, polyimides, polyethylene or fiber-reinforced plastic materials.

본 발명에 따른 배터리의 동작 상의 신뢰성을 향상시키기 위해, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, 2 개의 인접하는 프레임 요소들 사이에 적어도 하나의 탈기용(degassing) 개구가 제공된다. 상기 탈기용 개구는, 예를 들면, 개개의 프레임 요소 사이에 리세스로서 형성되고, 예를 들면, 배터리 셀의 외피가 찢어진 경우에 배터리 셀로부터 과잉의 압력이 누출되도록 허용한다. 이것은 인접하는 손상되지 않은 배터리 셀 또는 프레임 요소의 손상을 방지하고, 누출된 기체는 바람직하게 안내되는 방식으로 배출될 수 있다.In order to improve the operational reliability of the battery according to the invention, in a particularly preferred embodiment of the invention, at least one degassing opening is provided between two adjacent frame elements. The deaerating opening is formed, for example, as a recess between the individual frame elements, for example, to allow excess pressure to leak from the battery cell when the shell of the battery cell is torn. This prevents damage to adjacent, undamaged battery cells or frame elements, and the leaking gas can be discharged in a preferably guided manner.

탄성 또는 또한 비탄성의 발포 재료로 제조된 이와 같은 프레임 요소는 본 발명에 따른 배터리에서 사용하기에 특히 적합하다는 것이 입증되었고, 여기서 발포 재료는 폴리우레탄 발포 재료, 실리콘 발포 재료, 일체로 형성된 재료, 에폭시 발포 재료 및 RIM(reaction injection moulding) 발포 재료를 포함하는 그룹으로부터 선택된다.Such frame elements made of elastic or also inelastic foam materials have proven to be particularly suitable for use in batteries according to the present invention wherein the foam material is selected from the group consisting of a polyurethane foam material, a silicone foam material, an integrally formed material, an epoxy A foam material and a reaction injection molding (RIM) foam material.

본 발명에 따른 배터리의 동작 상의 신뢰성을 더욱 향상시키기 위해, 본 발명의 추가의 실시형태에서 자기 소화성 첨가물(self-extinguishing) 및/또는 방화성 첨가물을 구비한 발포 재료가 제공된다.In order to further improve the operational reliability of the battery according to the present invention, a foaming material is provided with self-extinguishing and / or fire-resistant additives in a further embodiment of the present invention.

본 발명은 특히 본 발명에 따라 프레임 요소가 발포체로 형성되는 방식으로 특히 충전식 배터리용의 프레임 요소의 제조 방법에 의해 제공된다. 이 목적을 위해, 통상적으로 액체인 반응성 출발 재료가 발포체 주형 내에 주입되고, 압력 및/또는 온도 하에서 선택적으로 반응하게 된다. RFP(reaction foam pouring) 및 RIM(reaction injection moulding) 방법과 같은 불연속적 방법도 사용된다.The present invention is particularly provided by a method of manufacturing a frame element for a rechargeable battery, in particular in such a manner that the frame element is formed into a foam in accordance with the invention. For this purpose, a reactive starting material, typically a liquid, is injected into the foam mold and reacts selectively under pressure and / or temperature. Discontinuous methods such as reaction foam pouring (RFP) and reaction injection molding (RIM) methods are also used.

본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 방법에서 프레임 요소의 제조 중에 추가의 기능적 요소, 특히 케이블 덕트, 냉각 라인, 절연 요소, 또는 체결 클램프와 같은 금속 부품이 주형 내에 삽입될 수 있고, 또한 발포체-실링될 수 있는 것이 제공된다.In a particularly preferred method of the method according to the invention, additional functional elements, in particular metallic parts such as cable ducts, cooling lines, insulating elements or clamping clamps, can be inserted into the mold during the production of the frame elements, Is provided.

이하에서 도면에 도시된 비제한적인 실시형태를 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.The present invention will now be described in more detail with reference to the non-limiting embodiments shown in the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 배터리의 개략 사시도를 도시하고;
도 2는 프레임 요소 내의 배터리 셀을 정면도로 도시하고;
도 3은 프레임 요소 내의 배터리 셀을 정면도로 도시하고;
도 4는 도 3의 배터리를 단면도로 도시하고;
도 5는 본 발명에 따른 도 1 및 도 2의 배터리를 개략 측면도로 도시하고;
도 6은 삼각형 또는 사다리꼴 횡단 부재만을 포함하는 프레임의 개략 측면도를 도시하고,
도 7은 동일한 횡단 부재 상의 삼각형 단면과 사다리꼴 단면을 모두 포함하는 프레임의 개략 측면도를 도시한다.
1 shows a schematic perspective view of a battery according to the present invention;
Figure 2 shows a front view of a battery cell in a frame element;
Figure 3 shows a front view of a battery cell in a frame element;
Figure 4 shows the battery of Figure 3 in cross-section;
Figure 5 shows the battery of Figures 1 and 2 according to the present invention in a schematic side view;
Figure 6 shows a schematic side view of a frame comprising only a triangular or trapezoidal cross member,
Figure 7 shows a schematic side view of a frame comprising both a triangular cross-section and a trapezoidal cross-section on the same transverse member.

도 1은 셀 적층체의 형태의 본 발명에 따른 배터리(100)를 도시한 것이고, 여기서 개개의 배터리 셀(110)은 프레임 요소(120)에 자체의 전극 콘택(111)을 구비한다. 본 발명에 따른 배터리(100)의 셀 적층체는 2 개의 단부 플레이트(130) 사이에 배치되고, 단부 플레이트는 관련된 프레임 요소(120)를 구비하는 개개의 배터리 셀(110)을 공지된 방식으로 서로에 대해 정위치에 고정한다. 프레임 요소(120)는 주형 내에서 비용효율적인 방식으로 제조되는 발포 재료로 제조되고, 주형은 상이한 단면의 횡단 부재(121, 122) 및 길이방향 부재(123)의 제조를 단순화할 수 있다.Figure 1 illustrates a battery 100 in accordance with the present invention in the form of a cell stack wherein each battery cell 110 has its own electrode contact 111 in the frame element 120. [ The cell stack of the battery 100 according to the present invention is disposed between two end plates 130 and the end plates are connected to each other by a respective battery cell 110 having an associated frame element 120 in a known manner As shown in Fig. The frame element 120 is made of a foamed material that is manufactured in a cost-effective manner in a mold, and the mold can simplify the manufacture of the transverse members 121, 122 and the longitudinal members 123 of different cross-sections.

이 경우, 프레임 요소(120)는 발포 재료로 제조된 베이스체로 일체로 제조될 수 있고, 또는 개개의 횡단 부재(121, 122) 및 길이방향 부재(123)는 개별적으로 제조되고, 그 후 프레임 요소(120)로 조립 및 연결된다.In this case, the frame element 120 can be made integrally with a base body made of a foamed material, or the individual transverse members 121, 122 and the longitudinal members 123 can be manufactured separately, (120).

도 2는 배터리 셀(110)을 정면도로 도시하고, 여기서 배터리 셀의 2 개의 전극 콘택(111)은 프레임 요소(120)의 제 1 횡단 부재(121) 상에 배치된다.Figure 2 shows a front view of a battery cell 110 in which two electrode contacts 111 of a battery cell are disposed on a first transverse member 121 of a frame element 120. [

더욱이, 체결 요소(124)는 길이방향 부재(123)의 베이스체 내에 발포체-실링되고, 이 체결 요소는 개개의 배터리 셀(110)을 배터리(100)의 셀 적층체로 배열하기 위해 사용되고, 예를 들면, 금속 또는 플라스틱으로 제조된다. 횡단 부재(122)의 단부 영역에는 개개의 배터리 셀(110)을 서로에 대해 배열하기 위해 사용되는 나사산을 갖는 삽입체(125)가 포함된다.Moreover, the fastening element 124 is foam-sealed within the base body of the longitudinal member 123, which is used to arrange the individual battery cells 110 in a cell stack of the battery 100, For example, it is made of metal or plastic. An end region of the transverse member 122 includes an insert 125 having threads to be used to arrange the individual battery cells 110 relative to one another.

도 3은 배터리 셀의 대안적 실시형태를 도시하고, 여기서 제 1 콘택(111a)은 제 1 횡단 부재(121)의 영영 내에 배치되고, 한편 제 2 전극 콘택(111b)은 프레임 요소(120)의 제 2 횡단 부재(122) 상에 배치된다. 냉각 매체의 통과를 위한 냉각 채널(126)은 프레임 요소(120)의 베이스체에 배치된다.3 shows an alternative embodiment of a battery cell wherein the first contact 111a is disposed within the area of the first transverse member 121 while the second electrode contact 111b is disposed within the region of the frame member 120 Is disposed on the second transverse member (122). A cooling channel 126 for passage of the cooling medium is disposed in the base body of the frame element 120.

절연층(140)은 배터리 셀(110)의 표면 상에 배치되고, 이 절연층은 포일 또는 얇은 플레이트로서 형성되는 것이 바람직하고, 2 개의 인접하는 배터리 셀(5)의 서로에 대한 열적 절연 및/또는 전기적 절연을 위해 사용된다. 절연층(140)은 점선(도 2 및 도 3)으로 도시되어 있고, 굴곡된 발포체와 폼-피트 접속부를 생성하도록 연부에 리세스(141)를 보여준다.The insulating layer 140 is preferably disposed on the surface of the battery cell 110 and is preferably formed as a foil or a thin plate and the two adjacent battery cells 5 are thermally insulated and / Or for electrical insulation. The insulating layer 140 is shown in dashed lines (Figs. 2 and 3) and shows recesses 141 at the edges to create a foamed foam and form-fit connection.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임 요소(120, 120')의 제 1 횡단 부재(121, 121')는 사다리꼴 단면을 갖고, 반면에 제 2 횡단 부재(122, 122')는 삼각형 단면을 갖는다. 더욱이, 도 4는 횡단 부재(121, 121', 122, 122') 내의 냉각 채널(126)을 보여준다. 2 개의 길이방향 부재(123, 123')는 각각 본 발명이 이 실시형태에서 실질적으로 직사각형 단면을 갖는다.The first transverse member 121, 121 'of the frame element 120, 120' has a trapezoidal cross-section, while the second transverse member 122, 122 ' Section. Furthermore, FIG. 4 shows the cooling channels 126 in the transverse members 121, 121 ', 122, 122'. The two longitudinal members 123, 123 'each have a substantially rectangular cross section in this embodiment of the invention.

특히 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 배터리 셀(110)은, 2 개의 인접하는 프레임 요소(120, 120') 사이에서, 그것의 전극 콘택(111a, 111b)이 제 1 프레임 요소(120)의 제 1 사다리꼴 횡단 부재(121')와 인접하는 프레임 요소(120')의 제 2 횡단 부재(122') 사이에 배치되도록 되어 있다. 횡단 부재(121, 121', 122, 122')의 특정의 형성 및 서로에 대한 배치로 인해, 2 개의 인접하는 배터리 셀(110, 110')의 전극 콘택(111a, 111a', 111b, 111b')은 각각 서로를 향해 굴곡되어 있으므로 접촉이 상당히 용이해진다. 개개의 프레임 요소(120, 120')의 길이방향 부재(123, 123')는 관련된 횡단 부재(121, 121', 122, 122')의 것보다 작은 폭을 가지므로, 길이방향 부재(123, 123') 사이에 탈기용 개구(150)로서 작용하는 간극형태의 길이방향 개구가 형성된다.5, the first battery cell 110 is configured such that, between two adjacent frame elements 120, 120 ', its electrode contacts 111a, 111b are connected to the first frame element 120, Between the first trapezoidal transverse member 121 'of the frame element 120' and the second transverse member 122 'of the adjacent frame element 120'. The electrode contacts 111a, 111a ', 111b, 111b' of the two adjacent battery cells 110, 110 ', due to the specific formation of the transverse members 121, 121', 122, 122 ' Are bent toward each other, the contact is considerably facilitated. The longitudinal members 123 and 123 'of the individual frame elements 120 and 120' have a smaller width than that of the associated transverse members 121, 121 ', 122 and 122' 123 ') is formed in the shape of a gap in the form of a gap acting as the deaerating opening (150).

프레임 요소(120)의 추가의 변형례는 도 6 및 도 7에 도시되어 있고, 여기서 각각의 제 1 횡단 부재(121)는 삼각형 또는 사다리꼴 단면(도 6)을 가지고, 또는 제 1 횡단 부재(121)는 사다리꼴 단면 및 삼각형 단면(도 7)을 갖는다. 양자 모두의 경우, 제 2 횡단 부재(122)의 단면은 정사각형 또는 직사각형이고, 길이방향 부재(123)를 초과하여 돌출하지 않는다.6 and 7, wherein each first transverse member 121 has a triangular or trapezoidal cross-section (FIG. 6), or each of the first transverse members 121 Has a trapezoidal cross section and a triangular cross section (Fig. 7). In both cases, the cross section of the second transverse member 122 is square or rectangular and does not protrude beyond the longitudinal members 123.

본 발명은 도시된 실시형태에 제한되지 않는 것으로 이해된다. 특히, 냉각 라인, 케이블 덕트 및 매우 다양한 개구와 같은 추가의 기능적 요소가 특히 프레임 요소 내에 제공될 수 있다.It is understood that the invention is not limited to the embodiments shown. In particular, additional functional elements such as cooling lines, cable ducts and a wide variety of openings may be provided, especially in the frame elements.

Claims (9)

발포 재료로 이루어지는 베이스체를 포함하는 프레임 요소(120, 120')들 내에 배치되는 적어도 하나의, 바람직하게는 복수의 배터리 셀(110, 110')을 포함하는 충전식 배터리(100)로서, 상기 프레임 요소(120, 120')들은 각각 제 1 횡단 부재(121, 121'), 상기 제 1 횡단 부재(121, 121')의 반대측의 제 2 횡단 부재(122, 122'), 및 2 개의 서로 마주보는 길이방향 부재(123, 123')를 포함하고, 제 1 프레임 요소(120)의 상기 제 1 횡단 부재(121)는 인접하는 제 2 프레임 요소(120')의 상기 제 2 횡단 부재(122') 상에 실질적으로 폼-피트(form-fit) 방식으로 배치될 수 있는, 충전식 배터리.A rechargeable battery (100) comprising at least one, preferably a plurality of, battery cells (110, 110 ') disposed in frame elements (120, 120') comprising a base body of foam material, Each of the elements 120 and 120 'includes a first transverse member 121 and 121', a second transverse member 122 and 122 'on the opposite side of the first transverse member 121 and 121' The first transverse member 121 of the first frame element 120 includes the longitudinal member 122 and the second transverse member 122 'of the adjacent second frame member 120' Wherein the rechargeable battery can be disposed substantially in a form-fit manner on the rechargeable battery. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 횡단 부재(121, 121')는 실질적으로 사다리꼴 단면을 갖고, 상기 제 2 횡단 부재(122, 122')는 실질적으로 삼각형 단면을 갖고, 상기 2 개의 길이방향 부재(123, 123')는 바람직하게 직사각형 또는 정사각형 단면을 갖는, 충전식 배터리.
The method according to claim 1,
Wherein the first transverse member (121, 121 ') has a substantially trapezoidal cross-section and the second transverse member (122, 122') has a substantially triangular cross- Has a preferably rectangular or square cross section.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
2 개의 인접하는 상기 프레임 요소(120, 120')는 상기 제 1 프레임 요소(120)의 제 1 횡단 부재(121)가 상기 제 2 프레임 요소(120')의 제 2 횡단 부재(122')에 인접하여 배치되도록 서로에 대해 배치되고, 상기 2 개의 횡단 부재(121, 122')는 배터리 셀(110, 110')의 평평한 전기 콘택(111, 111a, 111a', 111b, 111b')에 의해 적어도 부분적으로 서로 분리되는, 충전식 배터리.
3. The method according to claim 1 or 2,
The two adjacent frame elements 120 and 120'are arranged such that the first transverse member 121 of the first frame member 120 is connected to the second transverse member 122'of the second frame member 120 ' And the two transverse members 121 and 122'are arranged at least at a distance from each other by the flat electrical contacts 111, 111a, 111a ', 111b and 111b' of the battery cells 110 and 110 ' Rechargeable batteries partially separated from each other.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임 요소(120, 120')는 2 개의 인접하는 배터리 셀(110, 110')의 전기적 분리 및/또는 열적 분리를 위한 절연층(140)을 포함하는, 충전식 배터리.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The frame element (120, 120 ') comprises an insulating layer (140) for electrical and / or thermal isolation of two adjacent battery cells (110, 110').
제 4 항에 있어서,
상기 절연층(140)는 상기 프레임 요소(120)의 발포 재료 내의 개선된 매립을 위해 고정용 구조물(141)을 포함하는, 충전식 배터리.
5. The method of claim 4,
Wherein the insulating layer (140) comprises a securing structure (141) for improved embedding in the foam material of the frame element (120).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 탈기용(degassing) 개구(150)가 2 개의 인접하는 프레임 요소(120, 120') 사이에 제공되는, 충전식 배터리.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
At least one degassing opening (150) is provided between two adjacent frame elements (120, 120 ').
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임 요소(120, 120')는 폴리우레탄 발포 재료, 실리콘(silicone) 발포 재료, 일체로 형성된 재료, 에폭시 발포 재료 및 RIM(Reaction Injection Moulding) 발포 재료를 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 바람직하게는 자기 소화성(self-extinguishing) 첨가물 및/또는 방화성 첨가물을 혼합한 탄성 또는 비탄성 발포 재료로 제조되는, 충전식 배터리.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The frame elements (120, 120 ') is selected from polyurethane foam material, silicon (silicone) foam materials, material integrally formed, epoxy foam material and the RIM (R eaction I njection M oulding) a group comprising a foam material, Preferably a self-extinguishing additive and / or an anti-fouling additive.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 특히 배터리(100)용 프레임 요소(120, 120')의 제조 방법으로서, 상기 프레임 요소(120, 120')의 베이스체는 발포체로 형성되는, 배터리용 프레임 요소의 제조 방법.A method of manufacturing a frame element (120, 120 ') for a battery (100) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the base body of the frame element (120, 120' A method of manufacturing a frame element for a battery. 제 8 항에 있어서,
추가의 기능적 요소, 특히 케이블 덕트, 냉각 라인(126), 절연 요소(140), 또는 체결 클램프(124)와 같은 금속 부품이 프레임 요소(120, 120')의 제조 중에 주형 내에 삽입될 수 있거나, 또한 발포체-실링될 수 있는, 배터리용 프레임 요소의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Additional functional elements, particularly metal parts such as cable ducts, cooling lines 126, insulating elements 140, or fastening clamps 124, may be inserted into the mold during manufacture of the frame elements 120, 120 ' A method of manufacturing a frame element for a battery, the method comprising the steps of:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4246668A3 (en) * 2022-03-14 2023-12-27 SK On Co., Ltd. Battery cell assembly and battery module including same
EP4239768A4 (en) * 2021-05-20 2024-10-23 Lg Energy Solution Ltd Battery module having improved safety

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101943542B1 (en) 2015-09-21 2019-01-29 주식회사 엘지화학 Battery module and battery pack comprising the same
DE102022128797A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fastening anchor for a battery, method for producing a battery, battery and motor vehicle with such a battery

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001273887A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Sealed lead storage battery
JP4909895B2 (en) * 2005-06-17 2012-04-04 日本電気株式会社 Electrical device assembly and film-covered electrical device structure
US20070259258A1 (en) * 2006-05-04 2007-11-08 Derrick Scott Buck Battery assembly with temperature control device
DE102009037726A1 (en) * 2009-08-17 2011-02-24 Li-Tec Battery Gmbh Galvanic cell with frame and method for its production
DE102010061865A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-24 Behr Gmbh & Co. Kg Frame for an electrochemical energy storage unit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4239768A4 (en) * 2021-05-20 2024-10-23 Lg Energy Solution Ltd Battery module having improved safety
EP4246668A3 (en) * 2022-03-14 2023-12-27 SK On Co., Ltd. Battery cell assembly and battery module including same

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