KR20230028527A - 셀 리드-아웃 피스, 배터리, 및 전기 차량 - Google Patents

셀 리드-아웃 피스, 배터리, 및 전기 차량 Download PDF

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KR20230028527A
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환 장
스안 쉬
구이수 저우
지차오 왕
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

셀 리드-아웃 피스(10), 배터리, 및 전기 차량. 셀 리드-아웃 피스(10)는 열 전도 부재(13), 본체 부분(11), 및 본체 부분(11)의 하나의 단부로부터 만곡되는 방식으로 연장되는 2개의 연장 분기부(12)를 포함하고; 본체 부분(11)은 배터리의 양극 및 음극 전극 극들(40)을 전기적으로 연결하도록 사용되고; 2개의 연장 분기부(12)는 배터리 내의 전극 코어(20)의 탭들(21)에 전기적으로 연결되도록 각각 사용되고; 2개의 연장 분기부(12)는 장착 갭(14)을 형성하도록 서로 이격되고; 열 전도 부재(13)는 전극 코어(20)로부터 멀어지는 방향을 향하는 2개의 연장 분기부(12)의 측부에 제공되고; 열 전도 부재(13)는 장착 갭(14)을 적어도 부분적으로 커버한다.

Description

셀 리드-아웃 피스, 배터리, 및 전기 차량
관련 출원 교차 참조
본 출원은 2020년 6월 28일자로 출원되고 발명의 명칭이 "셀 리드-아웃 시트, 배터리 및 전기 차량(CELL LEAD-OUT SHEET, BATTERY AND ELECTRIC VEHICLE)"인 중국 특허 출원 번호 202021216701.6 에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 출원은 전기 차량 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 셀 리드-아웃 시트(cell lead-out sheet), 배터리 및 전기 차량에 관한 것이다.
현재, HEVs(hybrid electric vehicles) 또는 mHEVs(mild hybrid electric vehicles)에서 사용되는 것과 같은 고-전력 배터리들은 주로 올-탭(all-tab) 설계를 채택한다. HEV/mHEV 배터리들은 전력 성능에 대한 높은 요건들을 가지며, 불가피하게, 높은 비율로 빈번하게 충전 및 방전될 필요가 있고, 이는 배터리에 의한 대량의 열의 발생을 초래한다. 결과적으로, 몇 가지 문제들이 발생한다. (1) 대량의 열의 발생은 가속된 배터리 악화 및 감소된 사이클/저장소 수명을 초래한다. (2) 열의 축적은 열을 방산시키는 것을 어렵게 만들고, 이는 안전 위험들을 초래할 수 있다. (3) 배터리의 열악한 열 전도성은 외부 액체 냉각을 요구하고, 이는 높은 에너지 소비 및 높은 탄소 방출의 문제들을 일으킨다. 이제, 배터리의 열 방산 성능을 어떻게 개선할지가 배터리 설계와 관련하여 해결되어야 할 주요 문제가 되었다.
본 출원은 양호한 열 방산 성능을 갖는 셀 리드-아웃 시트를 제공한다. 셀 리드-아웃 시트의 열 방산 성능은 셀 리드-아웃 시트의 2개의 연장 분기부 사이의 설치 갭에 열 전도 부재를 배열함으로써 개선된다.
일 양태에 따르면, 본 출원은 열 전도 부재, 본체, 및 본체의 하나의 단부로부터 만곡 및 연장된 2개의 연장 분기부를 포함하는 셀 리드-아웃 시트를 제공하며, 본체는 배터리의 양극 단자 및/또는 음극 단자를 전기적으로 연결하도록 구성되고, 2개의 연장 분기부는 배터리에서 전극 코어의 탭들에 전기적으로 연결되도록 각각 구성되고, 2개의 연장 분기부는 서로 이격되어 설치 갭을 형성하고, 열 전도 부재는 전극 코어로부터 멀어지는 방향을 향하는 2개의 연장 분기부의 측부 상에 배열되고, 열 전도 부재는 설치 갭을 적어도 부분적으로 커버한다. 전극 코어는 양극 판, 분리기 및 음극 판을 권취함으로써 형성된다. 전류를 전도시키기 위해 양극 및 음극 판들로부터 각각 연장되는 탭들이 권취된 전극 코어의 양 측부들에 배열된다. 전극 코어의 출력 전력을 증가시켜 내부 저항을 감소시키기 위해, 일반적으로 복수의 탭들이 압입(press-fit)되어 올-탭(all-tab) 설계를 형성하고, 압입 탭들은 셀 리드-아웃 시트들을 통해 하우징 외부의 양극 단자 및/또는 음극 단자에 전기적으로 연결된다. 셀 리드-아웃 시트와 탭 사이의 전기적 연결은 2개의 연장 분기부를 탭의 양 측부들에 용접함으로써 달성된다. 배터리 조립의 요건들을 충족시키기 위해, 2개의 연장 분기부는 설치 갭을 형성하기 위해, 이격될 필요가 있다. 설치 갭은 배터리 조립에 사용된다. 본 출원에서, 열 전도 요소는 전극 코어로부터 멀어지는 방향을 향하는 설치 갭의 측부 상에 배열된다. 따라서, 셀 리드-아웃 시트의 열 방산 면적은 열 전도 부재를 통해 증가되고, 그로 인해 셀 리드-아웃 시트의 열 방산 효과를 개선한다. 구체적으로, 열 전도 부재는 열 방산 시트, 열 방산 네트, 또는 열을 방산할 수 있는 다른 구조들일 수 있으며, 이는 본 명세서에서 특별히 제한되지 않는다. 설치 갭에서의 열 방산 시트의 배열은 공간의 구조의 합리적인 이용이고, 전극 코어의 동작에 영향을 주지 않고 셀 리드-아웃 시트의 열 방산 면적을 증가시키고 열 방산 효과를 개선한다.
일 실시예에서, 열 전도 부재는 설치 갭을 완전히 커버한다. 이 실시예에서, 열 전도 부재가 설치 갭을 완전히 커버하기 때문에, 전체 셀 리드-아웃 시트의 열 방산 면적이 최대화되고, 그로 인해 열 방산 효과를 최대화한다.
일 실시예에서, 열 전도 부재의 2개의 단부들는 2개의 연장 분기부에 각각 연결된다. 열 전도 부재의 2개의 단부들은 2개의 연장 분기부에 각각 접착된다. 다양한 접착 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 열 전도 부재의 2개의 단부들에 접착제가 도포되고, 다음으로 2개의 단부들이 2개의 연장 분기부에 접착된다. 대안적으로, 열 전도 부재의 2개의 단부들은 각각 연장 분기부들 상에 배치되고, 그 후 열 전도 부재는 설치 갭에서 접착 테이프로 고정된다.
일 실시예에서, 열 전도 부재의 하나의 단부는 탭의 하나의 측부에 연결된다. 일 실시예에서, 열 전도 부재를 더 견고하게 설치하기 위해, 이 실시예에서, 열 전도 부재의 하나의 단부는 용접에 의해 탭의 하나의 측부에 연결될 수 있고, 열 전도 부재의 다른 단부는 설치 갭을 커버하도록 만곡될 수 있다.
일 실시예에서, 본체의 연장 방향은 제1 방향으로서 정의되고, 2개의 연장 분기부의 연장 방향은 제2 방향으로서 정의되고, 2개의 연장 분기부는 제3 방향으로 서로 이격되고, 제1 방향, 제2 방향, 및 제3 방향은 서로 수직이다. 2개의 연장 분기부가 설치 갭을 형성하기 위해 제3 방향으로 서로 이격되기 때문에, 셀 리드-아웃 시트는 전극 코어의 구조적 설계에 더 잘 합치될 수 있다.
일 실시예에서, 연장 분기부들 중 하나의 표면은 탭의 하나의 측부에 합치되고, 다른 연장 분기부의 표면은 탭의 다른 측부에 합치된다. 2개의 연장 분기부의 표면들은 각각 탭의 양 측부들에 합치된다. 이러한 표면 합치 설계(surface fitting design)는 한편으로는 전류 전송의 전력을 증가시키고, 다른 한편으로는 연장 분기부들의 열 방산 능력을 또한 증가시킨다.
일 실시예에서, 셀 리드-아웃 시트는 본체로부터 먼 쪽의 연장 분기부들의 하나의 단부에 위치하는 연결 부분을 더 포함하며, 연결 부분들은 2개의 연장 분기부를 연결하도록 구성된다. 연결 부분들의 설계는 구조의 안정성을 보장하기 위해 2개의 연장 분기부를 연결하는 것이다.
일 실시예에서, 연장 분기부들의 표면은 용접에 의해 탭에 연결된다. 본 명세서에서 사용되는 용접 방법은 구조의 평탄성 및 안정성을 보장하기 위해 초음파 용접 또는 레이저 용접일 수 있다.
일 실시예에서, 연장 분기부들은 초음파 용접 또는 레이저 용접에 의해 탭에 연결된다.
일 실시예에서, 열 전도 부재는 금속 재료로 이루어진다.
일 실시예에서, 절연 재료로 이루어진 측부 스페이서는 열 전도 부재를 배터리의 하우징으로부터 이격시키기 위해 탭 상에 배열된다.
일 실시예에서, 열 전도 부재는 열 전도성 실리콘으로 이루어진다.
일 실시예에서, 열 전도 부재는 복합 세라믹으로 이루어진다.
일 실시예에서, 복합 세라믹은 플라스틱 및 높은 열 전도성 재료의 혼합물을 포함한다.
일 실시예에서, 열 전도 부재는 탄소계 재료이다.
일 실시예에서, 탄소계 재료는 열 방산 층 및 열 전도성 절연 층을 포함한다.
다른 양태에 따르면, 본 출원은 하우징, 전극 코어, 및 전술한 셀 리드-아웃 시트들을 포함하는 배터리를 제공한다. 셀 리드-아웃 시트 및 전극 코어는 전기적으로 연결되어 전극 코어 조립체를 형성한다. 전극 코어 조립체는 하우징 내에 수용된다. 일 실시예에서, 셀 리드-아웃 시트는 전극 코어의 탭에 전기적으로 연결되고, 셀 리드-아웃 시트 및 전극 코어는 양자 모두 하우징 내에 수용된다. 구체적으로, 하우징은 하부 하우징 및 커버 판을 포함한다. 하부 하우징은 수용 공간을 포함한다. 셀 리드-아웃 시트는 수용 공간에 배열된다. 양극 단자 및/또는 음극 단자가 커버 판 상에 배열된다. 탭들은 셀 리드-아웃 시트들을 통해 양극 단자 및/또는 음극 단자에 연결된다.
제3 양태에 따르면, 본 출원은 전술한 배터리를 포함하는 전기 차량을 제공한다. 전술한 실시예들에서, 배터리의 셀 리드-아웃 시트는 양호한 열 방산 효과를 가지며, 이는 전극 코어의 동작 동안 열 방산 문제를 효과적으로 해결할 수 있고, 전극 코어의 과도하게 높은 온도로 인해 전기 차량이 사용 중 비정상 동작하는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 실시예들에서, 열 전도 부재를 2개의 연장 분기부 사이의 설치 갭에 배열함으로써, 셀 리드-아웃 시트의 동작에 영향을 미치지 않고 셀 리드-아웃 시트의 열 방산 면적이 증가되고, 그로 인해 열 방산 효과를 개선한다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 열 전도 부재가 숨겨진 전극 코어 및 셀 리드-아웃 시트의 설치를 도시하는 개략 구조도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 셀 리드-아웃 시트 및 전극 코어의 설치를 도시하는 개략 구조도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 열 전도 부재가 숨겨진 셀 리드-아웃 시트의 개략 구조도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 셀 리드-아웃 시트의 개략 구조도이다.
도 5는 본 출원의 다른 실시예에 따른 셀 리드-아웃 시트 및 전극 코어의 설치를 도시하는 개략 구조도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 셀 리드-아웃 시트의 설치를 도시하는 좌측도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 블록도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 차량의 블록도이다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 특정 구현들을 명확하게 설명한다.
본 출원은 셀 리드-아웃 시트(10)를 제공한다. 셀 리드-아웃 시트(10)는 배터리 조립에 널리 사용될 수 있다. 해결책 내의 셀 리드-아웃 시트(10)의 특징들에 대한 더 상세한 설명을 위해, 도 1 내지 도 5를 참조한다.
도 1 및 도 2는 셀 리드-아웃 시트(10) 및 전극 코어(20)의 설치를 도시하는 개략 구조도이다. 도 1은 열 전도 부재(13)가 숨겨진 셀 리드-아웃 시트(10)의 개략 구조도이다. 셀 리드-아웃 시트(10)는 본체(11) 및 본체(11)로부터 연장되는 2개의 연장 분기부(12)를 포함한다. 본체(11)는 양극/음극 단자(40)에 외부적으로 연결된다. 2개의 연장 분기부(12)는 전극 코어(20)에 각각 전기적으로 연결된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 연장 분기부(12)는 설치 갭(14)을 형성하도록 이격된다. 설치 갭(14)은 셀 리드-아웃 시트(10) 및 탭들(21)의 후속 용접을 위해 미리 제작된 공간으로 용접 장비의 배치를 용이하게 한다. 열 전도 요소(13)는 전극 코어(20)로부터 멀어지는 방향을 향하는 설치 갭(14)의 측부 상에 배열된다. 실시예들에서 전극 코어(20)는 일반적으로 양극 판, 분리기 및 음극 판을 권취함으로써 형성된다. 권취된 전극 코어(20)의 양 측부 상에는, 전류를 전도하기 위해 양극 및 음극 판들으로부터 각각 연장되는 탭(21)이 배열된다. 전극 코어(20)의 출력 전력을 증가시켜 내부 저항을 감소시키기 위해, 일반적으로 복수의 탭들(21)이 압입되어 올-탭 설계를 형성하고, 압입 탭들(21)은 셀 리드-아웃 시트들(10)을 통해 외부의 양극/음극 단자(40)에 전기적으로 연결된다. 셀 리드-아웃 시트(10)와 탭(21) 사이의 전기적 연결은 2개의 연장 분기부(12)를 탭(21)의 양 측부에 용접함으로써 달성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 배열의 요건들을 충족시키기 위해, 2개의 연장 분기부(12)는 설치 갭(14)을 형성하도록 이격될 필요가 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 설계를 위해, 열 전도 요소(13)는 전극 코어(21)로부터 멀어지는 방향을 향하는 설치 갭(14)의 측부 상에 배열되고, 열 전도 부재(13)는 설치 갭(14)을 적어도 부분적으로 커버한다. 따라서, 셀 리드-아웃 시트(10)의 열 방산 면적은 열 전도 부재(13)를 통해 증가되고, 그로 인해 셀 리드-아웃 시트(10)의 열 방산 효과를 개선한다. 열 전도 부재(13)는 열 방산 시트, 열 방산 네트, 또는 열을 방산할 수 있는 다른 구조물들일 수 있으며, 이는 본 명세서에서 특별히 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 설치 갭 내에서의 열 방산 시트(13)의 배열은 공간의 구조의 합리적인 이용이고, 셀 리드-아웃 시트(10)의 열 방산 면적을 증가시키고 전극 코어(20)의 동작에 영향을 주지 않고 열 방산 효과를 개선한다.
구체적으로, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(11)의 연장 방향은 제1 방향(X)으로 정의되고, 2개의 연장 분기부(12)의 연장 방향은 제2 방향(Y)으로 정의되고, 2개의 연장 분기부(12)는 제3 방향(Z)으로 서로 이격된다. 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)은 서로 수직이다.
특정 실시예에서, 도 2, 도 3, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 열 전도 부재(13)는 설치 갭(14)을 완전히 커버한다. 이 실시예에서, 열 전도 부재(13)가 연장 분기부들(12) 사이의 설치 갭(14)을 완전히 커버하기 때문에, 전체 셀 리드-아웃 시트(10)의 열 방산 면적이 증가되고, 그로 인해 열 방산 효과를 최대화한다. 본 출원의 기술적 해결책은 셀 리드-아웃 시트(10)의 열 방산 면적을 증가시키기 위해 2개의 연장 분기부(12) 사이의 설치 갭(14)을 적절히 이용할 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 열 전도 부재(13)는 설치 갭(14)을 완전히 커버하여, 열 방산 효과를 가능한 한 많이 개선시킨다.
특정 실시예에서, 도 2, 도 3, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 연장 분기부(12)가 서로 대향하는 방향은 제3 방향(Z)으로 정의되고, 제3 방향(Z)에서의 열 전도 부재(13)의 2개의 단부들은 2개의 연장 분기부(12)에 각각 연결된다. 구체적으로, 제3 방향(Z)에서의 열 전도 부재(13)의 2개의 단부들은 2개의 연장 분기부(12)에 각각 접착된다. 다양한 접착 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 열 전도 부재(13)의 2개의 단부들에 접착제가 도포되고, 다음으로 이러한 2개의 단부들은 설치 갭(14)을 완전히 커버하도록 2개의 연장 분기부(12)에 접착된다. 대안적으로, 열 전도 부재(13)의 2개의 단부들은 연장 분기부(12) 상에 각각 배치되고, 다음으로 열 전도 부재(13)는 설치 갭(14)을 완전히 커버하도록 접착 테이프에 의해 연장 분기부(12)에 고정된다.
특정 실시예에서, 도 3, 도 4, 및 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 연장 분기부(12)가 서로 대향하는 방향은 제3 방향(Z)으로 정의되고, 제3 방향(Z)에서의 열 전도 부재(13)의 하나의 단부는 탭(21)의 하나의 측부에 연결된다. 구체적으로, 열 전도 부재(13)를 더 견고하게 설치하기 위해, 이 실시예에서, 열 전도 부재(13)의 하나의 단부는 용접에 의해 탭(21)의 하나의 측부에 연결되고, 열 전도 부재(13)의 다른 단부는 단지 설치 갭(14)을 커버하도록 만곡될 필요가 있다. 다른 특정 실시예에서, 열 전도 부재(13)의 2개의 단부는 접착 테이프에 의해 탭(21)의 양 측부에 고정적으로 연결될 수 있다. 열 전도 부재(13)는 열 전도 부재(13)가 설치 갭(14)을 완전히 커버하는 한 임의의 방법에 의해 탭(21)에 연결될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
특정 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 연장 분기부들(12) 중 하나의 표면은 탭(21)의 하나의 측부에 합치되고, 다른 연장 분기부(12)의 표면은 탭(21)의 다른 측부에 합치된다. 이러한 합치 설계는 한편으로는 전류 전송의 전력을 증가시키고, 다른 한편으로는 연장 분기부들(12)의 열 방산 능력을 또한 증가시킨다.
특정 실시예에서, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 연결 부분(16)은 본체(11)로부터 이격된 연장 분기부들(12)의 하나의 단부에 배열되고, 연결 부분들(16)은 2개의 연장 분기부(12)를 연결하도록 구성된다. 연결 부분들(16)의 설계는 구조의 안정성을 보장하기 위해 2개의 연장 분기부(12)를 연결하는 것이다.
특정 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 연장 분기부들(12)의 표면은 용접에 의해 탭(21)에 연결된다. 본 명세서에서 사용되는 용접 방법은 구조의 평탄성 및 안정성을 보장하기 위해 초음파 용접 또는 레이저 용접일 수 있다.
본 출원에서의 열 전도 부재는 양호한 열 전도성을 갖는 재료라는 점에 유의해야 한다.
구체적으로, 열 전도 부재는 금속 재료로 이루어진다. 금속 재료는 알루미늄, 황동, 구리, 스틸, 또는 철 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 금속 재료로 이루어진 열 전도 부재가 선택된 후에, 측부 스페이서가 탭에 추가될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 일반적으로, 측부 스페이서는 측부 탭 단부 상에 슬리브로 형성된다. 측부 스페이서는 격리 재료, 예를 들어, PP 또는 PE와 같은 플라스틱이어서, 금속 재료로 이루어진 열 전도 부재가 배터리의 하우징과 접촉하는 것을 방지하고, 그로 인해 전류 누설 및 단락과 같은 문제들을 예방한다.
구체적으로, 열 전도 부재는 열 전도성 실리콘으로 이루어진다. 열 전도성 실리콘 재료는 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 마그네슘 산화물, 아연 산화물, 알루미늄 질화물, 붕소 질화물, 마그네슘 산화물, 실리콘 탄화물 등 중 하나 이상과 같은 절연 열 전도성 재료이다. 열 전도성 실리콘으로 이루어진 열 전도 부재는 열 전도 부재의 배열로 인한 단락 또는 전류 누설과 같은 사고를 예방하기 위해 양호한 절연 속성들을 갖는다.
구체적으로, 열 전도 부재는 복합 세라믹으로 이루어진다. 본 명세서에서 복합 세라믹은 주로 플라스틱 및 높은 열 전도성 재료의 혼합물이다. 플라스틱은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 중 하나 이상일 수 있다. 높은 열 전도성 재료는 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 마그네슘 산화물, 아연 산화물, 알루미늄 질화물, 붕소 질화물, 마그네슘 산화물, 실리콘 탄화물 등 중 하나 이상일 수 있다. 복합 세라믹으로 이루어진 열 전도 부재는 열 방산 요건들을 충족시킬 뿐만 아니라, 단락 또는 전류 누설의 위험을 예방한다.
특정 실시예에서, 열 전도 부재는 탄소계 재료이다. 본 명세서에서 탄소계 재료는 열 방산 층 및 열 전도성 절연 층을 포함한다. 열 방산 층은 그래핀, 카본 블랙, 탄소 튜브들, 흑연, 또는 다른 탄소계 재료들 중 하나 이상일 수 있다. 열 전도성 절연 층은 열 전도성 실리카 겔 또는 복합 세라믹 중 하나 이상일 수 있다.
다른 양태에 따르면, 도 7을 참조하면, 본 출원은 하우징(30), 전극 코어(20) 및 셀 리드-아웃 시트(10)를 포함하는 배터리(100)를 제공한다. 셀 리드-아웃 시트(10) 및 전극 코어(20)는 서로 전기적으로 연결되어 하우징(30)에 수용된다. 일 실시예에서, 셀 리드-아웃 시트는 전극 코어의 탭에 전기적으로 연결되고, 셀 리드-아웃 시트 및 전극 코어는 양자 모두 하우징 내에 수용된다. 구체적으로, 하우징은 하부 하우징 및 커버 판을 포함한다. 하부 하우징은 수용 공간을 포함한다. 셀 리드-아웃 시트는 수용 공간에 배열된다. 양극 단자 및/또는 음극 단자가 커버 판 상에 배열된다. 탭은 셀 리드-아웃 시트를 통해 양극 단자 및/또는 음극 단자에 연결된다. 이 실시예에서, 배터리는 셀 리드-아웃 칩 상의 열 전도 부재의 설계로 인해 양호한 열 방산 효과를 갖고, 그로 인해 동작 동안 전극 코어의 과도하게 높은 온도에 의해 야기되는 위험을 예방한다.
이 실시예에서 제공되는 배터리는 열 전도 부재를 포함하는 셀 리드-아웃 시트를 사용한 후 전극 코어 측부 상의 접촉 열 저항을 크게 감소시킬 수 있다. 실제 측정 데이터의 세트가 비교 및 설명을 위해 사용된다.
실험 단계들은 이하와 같다. (1) 열 전도 부재를 포함하는 셀 리드-아웃 시트를 사용하여 배터리를 조립하였다. (2) 온도 샘플링의 정확성을 보장하기 위해 하우징의 각각의 외부 표면 상에 적어도 3개의 열전대가 배열되었다. 테스트 조건: 25℃, 50% SOC 배터리, 6C/10S에서의 연속 충전 및 방전. 각각의 열전대의 온도가 평형에 도달할 때(평형 조건: 0.5℃/10min 의 온도 변화), 상기 조건들 하에서 실험 데이터를 획득하였다. (3) 초기 셀이 취해졌고, 그로부터 열 전도 부재가 제거되었다. 이어서, 셀을 상기 방법에 따라 테스트하고, 실험 데이터를 다시 획득하였다. (4) 셀의 각각의 방향에서의 접촉 열 저항은 실제로 측정된 데이터에 따른 시뮬레이션을 통해 계산되었다.
하기 표 1의 데이터가 획득되었다:
Figure pct00001
표 1
열 전도 부재가 추가된 후 전극 코어 측부의 접촉 열 저항 데이터가 0.002915 K*m2/W에서 0.0015 K*m2/W로 감소했다는 것을 표 1로부터 알 수 있으며, 이는 본 출원에서 열 전도 부재를 포함하는 셀 리드-아웃 시트가 전극 코어의 열 방산에 양호한 효과를 가졌다는 것을 나타낸다.
제3 양태에 따르면, 도 8을 참조하면, 본 출원은 상기 언급된 배터리(100)를 포함하는 전기 차량(1000)을 제공한다. 전술한 실시예들에서, 배터리의 셀 리드-아웃 시트는 양호한 열 방산 효과를 가지며, 이는 전극 코어의 열 방산 성능을 개선하고 전극 코어의 과도하게 높은 온도에 의해 야기되는 안전 위험들을 예방한다. 또한, 전극 코어 자체의 열 방산 성능이 열악하면, 액체 냉각을 위해 외부 장비가 요구되고, 이는 전기 차량의 에너지 소비를 증가시키고 높은 탄소 방출의 문제를 일으킨다. 따라서, 본 출원은 또한 전체 배터리 팩의 열 저항을 감소시키고 전체 차량의 에너지 소비를 감소시킬 수 있다.
전술한 내용들은 단지 본 출원의 특정 구현들이고, 본 출원의 보호 범위를 제한하려고 의도되는 것은 아니다. 본 출원에 개시되는 기술적 범위 내에서 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 생각해 낼 수 있는 임의의 변형 또는 대체는 본 출원의 보호 범위 내에 있을 것이다. 따라서, 본 출원의 보호 범위는 청구항들의 보호 범위에 따를 것이다.

Claims (20)

  1. 열 전도 부재, 본체, 및 본체의 하나의 단부로부터 만곡 및 연장된 2개의 연장 분기부를 포함하는 셀 리드-아웃 시트로서, 상기 본체는 배터리의 양극 단자 및/또는 음극 단자를 전기적으로 연결하도록 구성되고, 상기 2개의 연장 분기부는 상기 배터리 내의 전극 코어의 탭들에 전기적으로 연결되도록 각각 구성되고, 상기 2개의 연장 분기부는 설치 갭을 형성하기 위해 서로 이격되고, 상기 열 전도 부재는 상기 전극 코어로부터 멀어지는 방향을 향하는 상기 2개의 연장 분기부의 측부 상에 배열되고, 상기 열 전도 부재는 상기 설치 갭을 적어도 부분적으로 커버하는, 셀 리드-아웃 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열 전도 부재는 상기 설치 갭을 완전히 커버하는, 셀 리드-아웃 시트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열 전도 부재의 2개의 단부는 상기 2개의 연장 분기부에 각각 연결되는, 셀 리드-아웃 시트.
  4. 제2항에 있어서, 상기 열 전도 부재의 하나의 단부는 상기 탭의 하나의 측부에 연결되도록 구성되고, 상기 열 전도 부재의 다른 단부는 상기 설치 갭을 커버하도록 만곡되도록 구성되는, 셀 리드-아웃 시트.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 본체의 연장 방향은 제1 방향으로서 정의되고, 상기 2개의 연장 분기부의 연장 방향은 제2 방향으로서 정의되고, 상기 2개의 연장 분기부는 제3 방향으로 서로 이격되고, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향, 및 상기 제3 방향은 서로 수직인, 셀 리드-아웃 시트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 연장 분기부들 중 하나의 연장 분기부의 표면은 상기 탭의 하나의 측부에 합치되고, 다른 연장 분기부의 표면은 상기 탭의 다른 측부에 합치되는, 셀 리드-아웃 시트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 본체로부터 먼 쪽의 상기 연장 분기부들의 하나의 단부에 위치된 연결 부분을 더 포함하고, 연결 부분들은 상기 2개의 연장 분기부를 연결하도록 구성되는, 셀 리드-아웃 시트.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 연장 분기부들은 용접에 의해 상기 탭에 연결되는, 셀 리드-아웃 시트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 연장 분기부들은 초음파 용접 또는 레이저 용접에 의해 상기 탭에 연결되는, 셀 리드-아웃 시트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도 부재는 금속 재료로 이루어진, 셀 리드-아웃 시트.
  11. 제10항에 있어서, 절연 재료로 이루어진 측부 스페이서가 상기 열 전도 부재를 상기 배터리의 하우징으로부터 이격시키기 위해 상기 탭 상에 배열되는, 셀 리드-아웃 시트.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도 부재는 열 전도성 실리콘으로 이루어진, 셀 리드-아웃 시트.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도 부재는 복합 세라믹으로 이루어진, 셀 리드-아웃 시트.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복합 세라믹은 플라스틱 및 높은 열 전도성 재료의 혼합물을 포함하는, 셀 리드-아웃 시트.
  15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도 부재는 탄소계 재료인, 셀 리드-아웃 시트.
  16. 제15항에 있어서, 상기 탄소계 재료는 열 방산 층 및 열 전도성 절연 층을 포함하는, 셀 리드-아웃 시트.
  17. 하우징, 전극 코어, 및 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 셀 리드-아웃 시트를 포함하는 배터리로서, 상기 전극 코어 및 상기 셀 리드-아웃 시트는 상기 하우징 내에 수용되는, 배터리.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하우징은 하부 하우징 및 커버 판을 포함하고, 상기 하부 하우징은 수용 공간을 포함하고, 상기 셀 리드-아웃 시트는 상기 수용 공간에 배열되는, 배터리.
  19. 제18항에 있어서, 양극 단자 및/또는 음극 단자가 상기 커버 판 상에 배열되고, 상기 탭들은 상기 셀 리드-아웃 시트들을 통해 상기 양극 단자 및/또는 상기 음극 단자에 연결되는, 배터리.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는, 전기 차량.
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