DE212022000114U1 - Battery module with a thermal insulation pad having fire extinguishing functions and cooling functions, and a battery pack containing this battery module - Google Patents

Battery module with a thermal insulation pad having fire extinguishing functions and cooling functions, and a battery pack containing this battery module Download PDF

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Abstract

Batteriemodul, aufweisend:
eine Vielzahl von beutelförmigen Batteriezellen, die in einer horizontalen oder vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind; und
ein Wärmeisolationskissen, das zwischen den beutelförmigen Batteriezellen angeordnet ist, wobei
das Wärmeisolationskissen eine Kühlfunktion aufweist.

Figure DE212022000114U1_0000
Battery module, comprising:
a plurality of bag-shaped battery cells arranged side by side in a horizontal or vertical direction; and
a heat insulation pad disposed between the bag-shaped battery cells, wherein
the heat insulation cushion has a cooling function.
Figure DE212022000114U1_0000

Description

[Technisches Fachgebiet][Technical specialty]

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2021-0135952 , die am 13. Oktober 2021 eingereicht wurde, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.This application claims priority to Korean Patent Application No. 2021-0135952 , filed on October 13, 2021, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Batteriemodul, das mit einem Wärmeisolationskissen bereitsteht, das Feuerlöschfunktionen und Kühlfunktionen aufweist, und einen Batteriepack, der dieses Batteriemodul enthält, und insbesondere auf ein Batteriemodul, das mit einem Wärmeisolationskissen bereitsteht, das Feuerlöschfunktionen und Kühlfunktionen aufweist, die so konfiguriert sind, dass ein Wärmeisolationskissen, das eine Flüssigkeit und eine darin enthaltene Wärmeisolationsplatte aufweist, zwischen Batteriezellen angeordnet ist, wobei das Wärmeisolationskissen sowohl eine Feuerlöschfunktion als auch eine Kühlfunktion ausführt, und einen Batteriepack, der dieses Batteriemodul enthält.The present invention relates to a battery module provided with a thermal insulation pad having fire extinguishing functions and cooling functions, and a battery pack containing this battery module, and more particularly to a battery module provided with a thermal insulation pad having fire extinguishing functions and cooling functions, the so are configured in that a heat insulation pad having a liquid and a heat insulation plate contained therein is disposed between battery cells, the heat insulation pad performing both a fire extinguishing function and a cooling function, and a battery pack containing this battery module.

[Hintergrund][Background]

Mit der jüngsten Entwicklung von alternativen Energien aufgrund von Luftverschmutzung und Energieerschöpfung, die als Ergebnis der Verwendung von fossilen Brennstoffen verursacht wurde, ist die Nachfrage nach Sekundärbatterien, die in der Lage sind, die erzeugte elektrische Energie zu speichern, gestiegen. Eine Lithiumsekundärbatterie, die in der Lage ist, geladen und entladen zu werden, wird im Alltag häufig verwendet. Zum Beispiel wird die Lithiumsekundärbatterie in mobilen Geräten, Elektrofahrzeugen und Hybridelektrofahrzeugen verwendet.With the recent development of alternative energy due to air pollution and energy depletion caused as a result of the use of fossil fuels, the demand for secondary batteries capable of storing the electrical energy produced has increased. A lithium secondary battery, capable of being charged and discharged, is widely used in everyday life. For example, the lithium secondary battery is used in mobile devices, electric vehicles and hybrid electric vehicles.

Die erforderlichen Kapazitäten von Sekundärbatterien, die als Energiequellen von verschiedenen Arten von elektronischen Geräten verwendet werden, die in der modernen Gesellschaft zwangsläufig verwendet werden, sind aufgrund der zunehmenden Verwendung von mobilen Geräten, der zunehmenden Komplexität der mobilen Geräte und der Entwicklung von Elektrofahrzeugen gestiegen. Um die Nachfrage von Verbrauchern zu befriedigen, wird eine Vielzahl von Batteriezellen in einem kleinformatigen Gerät angeordnet, während ein Batteriemodul, das eine Vielzahl von Batteriezellen aufweist, die elektrisch miteinander verbunden sind, oder ein Batteriepack, das eine Vielzahl von Batteriemodulen aufweist, in einem Fahrzeug oder einem Energiespeichersystem (ESS) verwendet wird.The required capacities of secondary batteries used as power sources of various types of electronic devices inevitably used in modern society have increased due to the increasing use of mobile devices, the increasing complexity of mobile devices and the development of electric vehicles. In order to meet the demand of consumers, a plurality of battery cells are arranged in a small-sized device, while a battery module having a plurality of battery cells electrically connected to each other or a battery pack having a plurality of battery modules is arranged in a vehicle or an energy storage system (ESS).

Da die Lithiumsekundärbatterie, wie oben beschrieben, als eine Hochleistungs-Energiequelle mit großer Kapazität verwendet wird, ist es wichtig, die Sicherheit der Lithiumsekundärbatterie zu gewährleisten.Since the lithium secondary battery is used as a high-power, large-capacity power source as described above, it is important to ensure the safety of the lithium secondary battery.

Im Allgemeinen wird, wenn ein Feuer in einer Batteriezelle ausbricht, die in einem Energiespeichersystem enthalten ist, ein Verfahren zum Einspritzen von Wasser in ein Batteriemodul oder einen Batteriepack unter Verwendung einer separaten Wassereinspritzvorrichtung verwendet.In general, when a fire breaks out in a battery cell contained in an energy storage system, a method of injecting water into a battery module or battery pack using a separate water injector is used.

In diesem Fall sind jedoch Einrichtungen und Bauraum, in dem die Wassereinspritzvorrichtung installiert ist, erforderlich, und ein Feuer kann sich wegen des Zeitunterschieds zwischen dem Zeitpunkt, an dem Gas erfasst wird, das wegen der Entlüftung der Batteriezelle ausgestoßen wird, und dem Zeitpunkt, an dem Wasser eingespritzt wird, ausbreiten.However, in this case, facilities and installation space in which the water injection device is installed are required, and a fire may occur due to the time difference between the time at which gas emitted due to the battery cell venting is detected and the time at which it occurs the water is injected spread out.

Alternativ kann ein Verfahren zum Bereitstellen eines Wärmeisolationsmaterials oder einer Feuerlöschchemikalie innerhalb oder außerhalb eines Batteriemoduls oder eines Batteriepacks verwendet werden, um eine Wärmeübertragung zwischen Batteriezellen zu blockieren oder eine Batteriezelle, in der ein Feuerausbruch aufgetreten ist, zu kühlen.Alternatively, a method of providing a thermal insulation material or a fire extinguishing chemical inside or outside a battery module or battery pack may be used to block heat transfer between battery cells or to cool a battery cell in which a fire outbreak has occurred.

Wenn das Wärmeisolationsmaterial verwendet wird, kann jedoch keine Feuerlöschfunktion ausgeführt werden, obwohl eine Ausbreitung von Flammen verhindert werden kann. Wenn eine Feuerlöschchemikalie verwendet wird, wird die Feuerlöschchemikalie nicht genau auf einen Brandausbruchpunkt gesprüht, da die Feuerlöschchemikalie in einem leeren Zwischenraum im Batteriepack unter Berücksichtigung der Energiedichte bereitsteht.However, when the heat insulation material is used, fire extinguishing function cannot be performed although flame spread can be prevented. When a fire extinguishing chemical is used, the fire extinguishing chemical is not sprayed precisely at a fire starting point because the fire extinguishing chemical is available in an empty space in the battery pack considering the energy density.

In diesem Zusammenhang offenbart Patentdokument 1 einen Batteriepack, der so konfiguriert ist, dass ein Innengehäuse 14 und eine Innenaufnahme 15 in einem Außengehäuse 13 angeordnet sind, eine Vielzahl von Einzelzellen 11 in dem Innengehäuse 14 enthalten ist, die Innenaufnahme 15 mit einem Feuerlöschmittel 12 gefüllt ist und ein Einspritzrohr 16 enthalten ist, das dazu konfiguriert ist, das Feuerlöschmittel 12 in das Innengehäuse 14 einzuspritzen, wenn sich die Einzelzellen 11 auf eine obere Grenztemperatur oder höher erhitzen.In this context, Patent Document 1 discloses a battery pack configured such that an inner case 14 and an inner receptacle 15 are arranged in an outer case 13, a plurality of individual cells 11 are contained in the inner case 14, the inner receptacle 15 is filled with a fire extinguishing agent 12 and an injection tube 16 configured to inject the fire extinguishing agent 12 into the inner housing 14 when the individual cells 11 heat to an upper limit temperature or higher.

In dem Batteriepack des Patentdokuments 1 wird, wenn sich die Einzelzellen 11 auf die obere Grenztemperatur oder höher erhitzen, das Einspritzrohr 16 geöffnet, wodurch das Feuerlöschmittel 12 von der Innenaufnahme 15 in das Innengehäuse 14 eingespritzt wird. Es sind jedoch Druckgas, das zum Sprühen des Feuerlöschmittels 12 verwendet wird, das Einspritzrohr 16 und die Innenaufnahme 15 erforderlich, die dazu konfiguriert ist, das Feuerlöschmittel 12 zu enthalten, wodurch ein zusätzlicher Zwischenraum notwendig wird. Außerdem erhöhen sich die Kosten, die notwendig sind, um das Feuerlöschmittel und das Druckgas bereitzustellen.In the battery pack of Patent Document 1, when the individual cells 11 heat to the upper limit temperature or higher, the injection pipe 16 is opened, thereby injecting the fire extinguishing agent 12 from the inner receptacle 15 into the inner case 14. However, compressed gas used to spray the fire extinguishing agent 12, the injection pipe 16 and the indoor receptacle 15 configured to extinguish the fire are required to contain extinguishing agent 12, which makes an additional space necessary. In addition, the costs necessary to provide the fire extinguishing agent and the compressed gas increase.

(Stand der Technik)(State of the art)

(Patentdokument 1) Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-252909(Patent Document 1) Japanese Patent Application Publication No. 2012-252909

[Offenbarung][Epiphany]

[Technische Aufgabe][Technical task]

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme hergestellt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul, das mit einem Wärmeisolationskissen bereitsteht, das in der Lage ist, eine Batteriezelle zu kühlen, während es deren Volumenzunahme minimiert und die Wärmeübertragung auf eine andere, daran angrenzende Batteriezelle verhindert, und einen Batteriepack, der dieses Batteriemodul enthält, bereitzustellen.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery module provided with a thermal insulation pad capable of cooling a battery cell while minimizing its volume increase and heat transfer prevents another battery cell adjacent thereto, and to provide a battery pack containing this battery module.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, das mit einem Wärmeisolationskissen bereitsteht, das Feuerlöschfunktionen und Kühlfunktionen aufweist, die in der Lage sind, die Ausbreitung von Flammen zu verhindern, wenn Feuer ausbricht, und einen Batteriepack, der dieses Batteriemodul aufweist.It is another object of the present invention to provide a battery module provided with a heat insulation pad having fire extinguishing functions and cooling functions capable of preventing the spread of flames when fire breaks out, and a battery pack including this battery module .

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, das mit einem Wärmeisolationskissen bereitsteht, das Feuerlöschfunktionen und Kühlfunktionen aufweist, die in der Lage sind, die Druckabweichung zu minimieren, wenn Batteriezellen anschwellen, und einen Batteriepack, der dieses Batteriemodul aufweist.It is another object of the present invention to provide a battery module provided with a thermal insulation pad having fire extinguishing functions and cooling functions capable of minimizing the pressure deviation when battery cells swell, and a battery pack including this battery module.

[Technische Lösung][Technical solution]

Um die obigen Aufgaben zu lösen, weist ein Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von beutelförmigen Batteriezellen (100) auf, die in einer horizontalen oder vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind, und ein Wärmeisolationskissen (200), das zwischen den beutelförmigen Batteriezellen (100) angeordnet ist, wobei das Wärmeisolationskissen (200) eine Kühlfunktion aufweist.To achieve the above objects, a battery module according to the present invention includes a plurality of bag-shaped battery cells (100) arranged side by side in a horizontal or vertical direction, and a heat insulation pad (200) provided between the bag-shaped battery cells (100). is arranged, wherein the heat insulation pad (200) has a cooling function.

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung das Wärmeisolationskissen (200) ferner eine Feuerlöschfunktion aufweisen.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the heat insulation pad (200) may further have a fire extinguishing function.

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung das Wärmeisolationskissen (200) ferner eine Funktion zum Reduzieren einer Druckabweichung aufweisen, die auf die beutelförmigen Batteriezellen (100) ausgeübt wird.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the heat insulation pad (200) may further have a function of reducing a pressure deviation applied to the bag-shaped battery cells (100).

Auch kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung das Wärmeisolationskissen (200) ein leeres Kissengehäuse (210), das in einem hermetisch abgedichteten Zustand bereitsteht, eine Wärmeisolationsplatte (220), die in dem Kissengehäuse (210) enthalten ist, und eine Flüssigkeit (230) aufweisen, mit der ein Zwischenraum zwischen einer Innenfläche des Kissengehäuses (210) und der Wärmeisolationsplatte (220) gefüllt ist.Also, in the battery module according to the present invention, the thermal insulation pad (200) may include an empty cushion case (210) provided in a hermetically sealed state, a heat insulation plate (220) contained in the cushion case (210), and a liquid (230 ) with which a gap between an inner surface of the cushion housing (210) and the heat insulation plate (220) is filled.

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung die Flüssigkeit (230) mindestens eines von Wasser, Kältemittel und Frostschutzmittel sein.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the liquid (230) may be at least one of water, refrigerant and antifreeze.

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung das Kissengehäuse (210) aus einem thermoplastischen Harz hergestellt sein, das dazu ausgebildet ist, bei einer vorbestimmten Temperatur oder höher zu schmelzen.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the cushion case (210) may be made of a thermoplastic resin capable of melting at a predetermined temperature or higher.

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung das Kissengehäuse (210) mit einer Bruchlinie (211) bereitstehen, die dazu ausgebildet ist, einen Bruchbereich zu erzeugen.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the cushion case (210) may be provided with a fracture line (211) designed to create a fracture area.

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung die Bruchlinie (211) an einer Kante des Kissengehäuses (210) angeordnet sein.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the break line (211) may be disposed on an edge of the cushion case (210).

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung das Wärmeisolationskissen ferner ein Absorptionselement (240) aufweisen, das außerhalb der Wärmeisolationsplatte (220) bereitsteht.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the heat insulation pad may further include an absorption member (240) provided outside the heat insulation plate (220).

Außerdem kann in dem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung das Absorptionselement (240) so ausgebildet sein, dass es eine poröse Struktur aufweist, so dass das Volumen des Absorptionselements verändert werden kann.Furthermore, in the battery module according to the present invention, the absorption member (240) may be formed to have a porous structure so that the volume of the absorption member can be changed.

Außerdem stellt die vorliegende Erfindung einen Batteriepack bereit, der das Batteriemodul aufweist.Additionally, the present invention provides a battery pack having the battery module.

[Vorteilhafter technischer Effekt 1[Advantageous technical effect 1

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, weist ein Batteriemodul, das mit einem Wärmeisolationskissen gemäß der vorliegenden Erfindung bereitsteht, und ein Batteriepack, der dieses Batteriepack aufweist, den Vorteil auf, dass eine Wärmeisolationsplatte und eine Flüssigkeit in dem Wärmeisolationskissen enthalten sind, das zwischen Batteriezellen angeordnet ist, wodurch es möglich ist, jede Batteriezelle zu kühlen, während es deren Volumenzunahme minimiert und die Wärmeübertragung auf eine andere, daran angrenzende Batteriezelle verhindert.As can be seen from the above description, a battery module provided with a heat insulation pad according to the present invention and a battery pack including this battery pack have the advantage of having a heat insulation plate and a liquid in the heat Insulating pads are included, which is arranged between battery cells, making it possible to cool each battery cell while minimizing its increase in volume and preventing heat transfer to another battery cell adjacent to it.

Außerdem weist das Batteriemodul, das mit dem Wärmeisolationskissen gemäß der vorliegenden Erfindung bereitsteht, und der Batteriepack, der dieses Batteriemodul aufweist, den Vorteil auf, dass ein Kissengehäuse des Wärmeisolationskissens, das zwischen den Batteriezellen angeordnet ist, aus einem Material hergestellt ist, das bei einer vorbestimmten Temperatur oder höher schmilzt, wodurch die Flüssigkeit aus dem Kissengehäuse abgegeben werden kann, und es daher möglich ist, die Ausbreitung von Flammen zu verhindern, wenn ein Feuer ausbricht.In addition, the battery module provided with the heat insulation pad according to the present invention and the battery pack including this battery module have the advantage that a pad case of the heat insulation pad disposed between the battery cells is made of a material that is at a predetermined temperature or higher, allowing the liquid to be discharged from the cushion case and therefore making it possible to prevent the spread of flames when a fire breaks out.

Ferner weist das Batteriemodul, das mit dem Wärmeisolationskissen gemäß der vorliegenden Erfindung bereitsteht, und der Batteriepack, der dieses Batteriemodul enthält, den Vorteil auf, dass das Wärmeisolationskissen, das zwischen den Batteriezellen angeordnet ist, verformbar ist, wodurch es möglich ist, die Druckabweichung zu reduzieren, wenn die Batteriezellen anschwellen.Further, the battery module provided with the heat insulation pad according to the present invention and the battery pack containing this battery module have the advantage that the heat insulation pad disposed between the battery cells is deformable, making it possible to control the pressure deviation reduce if the battery cells swell.

[BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN][DESCRIPTION OF DRAWINGS]

  • 1 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Batteriepacks. 1 is a sectional view of a conventional battery pack.
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Batteriemoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 is an exploded perspective view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 3 ist eine Schnittansicht des Batteriemoduls entlang der Linie A-A' von 2 in einem Zustand, bei dem das Batteriemodul zusammenmontiert ist. 3 is a sectional view of the battery module taken along line AA' of 2 in a state in which the battery module is assembled together.
  • 4 (a) ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeisolationskissens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B'. 4 (a) is a perspective view of a heat insulation pad according to a preferred embodiment of the present invention, and 4(b) is a sectional view along line B-B'.
  • 5 (a) ist eine Draufsicht eines Wärmeisolationskissens gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung, und 5 (b) ist eine Schnittansicht eines Wärmeisolationskissens gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung. 5 (a) is a top view of a heat insulation pad according to a modification of the present invention, and 5(b) is a sectional view of a heat insulation pad according to a modification of the present invention.

[Detaillierte Beschreibung][Detailed description]

Es werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, so dass die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung von einem Durchschnittsfachmann auf dem technischen Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, leicht implementiert werden können. Bei der ausführlichen Beschreibung des Funktionsprinzips der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird jedoch auf eine ausführliche Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen, die hier enthalten sind, verzichtet, wenn diese den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unübersichtlich machen können.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that the preferred embodiments of the present invention can be easily implemented by one of ordinary skill in the technical field to which the present invention relates. However, in describing the operating principle of the preferred embodiments of the present invention in detail, a detailed description of well-known functions and configurations included herein is omitted where they may obscure the subject matter of the present invention.

Außerdem werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um sich auf Teile zu beziehen, die ähnliche Funktionen oder Vorgänge ausführen. In dem Fall, in dem ein Teil in der gesamten Beschreibung mit einem anderen Teil verbunden sein soll, kann nicht nur das eine Teil direkt mit dem anderen Teil verbunden sein, sondern das eine Teil kann auch indirekt über ein weiteres Teil mit dem anderen Teil verbunden sein. Außerdem bedeutet, dass ein bestimmtes Element enthalten ist, nicht, dass andere Elemente ausgeschlossen sind, sondern bedeutet, dass weitere solche Elemente enthalten sein können, sofern nicht anders erwähnt.In addition, the same reference numerals are used in the drawings to refer to parts that perform similar functions or operations. In the case where one part is intended to be connected to another part throughout the description, not only one part may be directly connected to the other part, but one part may also be indirectly connected to the other part through another part be. Furthermore, the fact that a particular element is included does not mean that other elements are excluded, but rather means that other such elements may be included unless otherwise stated.

Im Folgenden werden ein Batteriemodul, das mit einem Wärmeisolationskissen bereitsteht, das Feuerlöschfunktionen und Kühlfunktionen aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Batteriepack, das dieses Batteriemodul aufweist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, a battery module provided with a heat insulation pad having fire extinguishing functions and cooling functions according to the present invention and a battery pack including this battery module will be described with reference to the accompanying drawings.

2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Batteriemoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3 ist eine Schnittansicht des Batteriemoduls entlang der Linie A-A' von 2 in einem Zustand, bei dem das Batteriemodul zusammenmontiert ist. 2 is an exploded perspective view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention, and 3 is a sectional view of the battery module taken along line AA' of 2 in a state in which the battery module is assembled together.

Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 weist das Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von beutelförmigen Batteriezellen 100 und mindestens ein Wärmeisolationskissen 200 auf, das zwischen den beutelförmigen Batteriezellen 100 angeordnet ist.With reference to the 2 and 3 According to the present invention, the battery module includes a plurality of bag-shaped battery cells 100 and at least one thermal insulation pad 200 disposed between the bag-shaped battery cells 100.

Wenn jede der beutelförmigen Batteriezellen 100 zuerst im Detail beschrieben wird, weist die beutelförmige Batteriezelle ein Batteriezellengehäuse 110, eine Zellenanordnung 120, die in dem Batteriezellengehäuse 110 enthalten ist, und ein Paar Leitungen 130 auf.When each of the bag-shaped battery cells 100 is first described in detail, the bag-shaped battery cell includes a battery cell case 110, a cell assembly 120 included in the battery cell case 110, and a pair of leads 130.

Das Batteriezellengehäuse 110 ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass es eine Laminatschichtenstruktur aufweist, die eine Innenschicht, eine Metallschicht und eine Außenschicht aufweist. Die Innenschicht ist in direktem Kontakt mit der Zellenanordnung angeordnet, und daher muss die Innenschicht hohe Isolationseigenschaften und eine hohe Beständigkeit gegenüber einer Elektrolytlösung aufweisen. Außerdem muss die Innenschicht eine hohe Abdichtfähigkeit aufweisen, um das Zellengehäuse hermetisch von außen abzudichten, d. h. ein thermisch verbundener abgedichteter Abschnitt zwischen den Innenschichten muss eine ausgezeichnete thermische Bindungsfestigkeit aufweisen. Die Innenschicht kann aus einem Material hergestellt sein, das aus einem Harz auf Polyolefinbasis, wie etwa Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenacrylat oder Polybutylen, einem Polyurethanharz und einem Polyimidharz ausgewählt ist, die eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und eine hohe Abdichtfähigkeit aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dabei wird Polypropylen, das ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie etwa Zugfestigkeit, Steifigkeit, Oberflächenhärte und Schlagfestigkeit, und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit aufweist, am bevorzugtesten verwendet.The battery cell case 110 is generally formed to have a laminate layer structure that includes an inner layer, a metal layer, and an outer layer. The Inner layer is disposed in direct contact with the cell array, and therefore the inner layer must have high insulating properties and high resistance to an electrolyte solution. In addition, the inner layer must have high sealing ability to hermetically seal the cell case from the outside, that is, a thermally bonded sealed portion between the inner layers must have excellent thermal bonding strength. The inner layer may be made of a material selected from a polyolefin-based resin such as polypropylene, polyethylene, polyethylene acrylate or polybutylene, a polyurethane resin and a polyimide resin, which have excellent chemical resistance and high sealing ability. However, the present invention is not limited to this, and polypropylene, which has excellent mechanical properties such as tensile strength, rigidity, surface hardness and impact resistance, and excellent chemical resistance, is most preferably used.

Die Metallschicht, die so angeordnet ist, dass sie an der Innenschicht anliegt, entspricht einer Sperrschicht, die so ausgebildet ist, dass sie verhindert, dass Feuchtigkeit oder verschiedene Arten von Gas von außen in die Batterie eindringen. Ein dünner Aluminiumfilm, der leicht und einfach formbar ist, kann als bevorzugtes Material für die Metallschicht verwendet werden.The metal layer arranged to abut the inner layer corresponds to a barrier layer formed to prevent moisture or various types of gas from entering the battery from the outside. A thin aluminum film, which is light and easy to form, can be used as a preferred material for the metal layer.

Die Außenschicht steht auf der anderen Oberfläche der Metallschicht bereit. Die Außenschicht kann aus einem wärmebeständigen Polymer hergestellt sein, das eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeitspermeation und Beständigkeit gegenüber Luftübertragung aufweist, so dass die Außenschicht eine hohe Wärmebeständigkeit und chemische Beständigkeit aufweist, während sie die Zellenanordnung schützt. Als ein Beispiel kann die Außenschicht aus Nylon oder Polyethylenterephthalat hergestellt sein; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.The outer layer is available on the other surface of the metal layer. The outer layer may be made of a heat-resistant polymer that has excellent tensile strength, resistance to moisture permeation and resistance to air transfer, so that the outer layer has high heat resistance and chemical resistance while protecting the cell assembly. As an example, the outer layer may be made of nylon or polyethylene terephthalate; however, the present invention is not limited to this.

Die Zellenanordnung 120 kann eine Zellenanordnung vom Wickel-Typ sein, die so ausgebildet ist, dass sie eine Struktur aufweist, in der eine positive Elektrode als längliche Schicht und eine negative Elektrode als längliche Schicht in dem Zustand gewickelt sind, in dem ein Separator dazwischen angeordnet ist, eine Zellenanordnung vom gestapelten Typ, die Einheitszellen aufweist, von denen jede so ausgebildet ist, dass sie eine Struktur aufweist, in der eine rechteckige positive Elektrode und eine rechteckige negative Elektrode in dem Zustand gestapelt sind, in dem ein Separator dazwischen angeordnet ist, eine Zellenanordnung vom gestapelten und gefalteten Typ, die so ausgebildet ist, dass sie eine Struktur aufweist, in der Einheitszellen unter Verwendung eines langen Trennfilms gewickelt sind, oder eine Zellenanordnung vom laminierten und gestapelten Typ, die so ausgebildet ist, dass sie eine Struktur aufweist, in der Einheitszellen in dem Zustand gestapelt sind, in dem ein Separator dazwischen angeordnet ist, und dann aneinander befestigt sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.The cell assembly 120 may be a winding-type cell assembly formed to have a structure in which a positive electrode is wound as an elongated layer and a negative electrode is wound as an elongated layer in the state in which a separator is interposed therebetween is a stacked type cell array having unit cells each of which is formed to have a structure in which a rectangular positive electrode and a rectangular negative electrode are stacked in the state in which a separator is interposed therebetween, a stacked and folded type cell assembly formed to have a structure in which unit cells are wound using a long release film, or a laminated and stacked type cell assembly formed to have a structure, in which unit cells are stacked in the state in which a separator is interposed therebetween, and then are fixed to each other. However, the present invention is not limited to this.

Die Zellenanordnung 120 ist in dem oben beschriebenen Batteriezellengehäuse 110 montiert, und das Batteriezellengehäuse 110 ist hermetisch abgedichtet.The cell assembly 120 is mounted in the battery cell case 110 described above, and the battery cell case 110 is hermetically sealed.

Währenddessen sind die Leitungen 130, die eine positive Elektrodenleitung und eine negative Elektrodenleitung aufweisen, elektrisch mit einer positiven Elektrodenfahne und einer negativen Elektrodenfahne der Zellenanordnung verbunden und sind von dem Gehäuse nach außen freigelegt. Die beutelförmige (Pouch-förmige) Batteriezelle entspricht den allgemein bekannten Konstruktionen, so dass auf eine ausführlichere Beschreibung hiervon verzichtet wird.Meanwhile, the leads 130, including a positive electrode lead and a negative electrode lead, are electrically connected to a positive electrode tab and a negative electrode tab of the cell assembly and are exposed to the outside of the housing. The pouch-shaped battery cell corresponds to the generally known constructions, so that a more detailed description thereof is omitted.

Obwohl die beutelförmige Batteriezelle als eine sogenannte bidirektionale beutelförmige Batteriezelle gezeigt ist, die so konfiguriert ist, dass ein Paar Leitungen 130 so angeordnet ist, dass sie einander in 2 zugewandt sind, kann die beutelförmige Batteriezelle eine unidirektionale beutelförmige Batteriezelle sein, die so konfiguriert ist, dass ein Paar Leitungen der gleichen Richtung zugewandt ist, sodass sie einander benachbart angeordnet sind.Although the bag-shaped battery cell is shown as a so-called bidirectional bag-shaped battery cell, which is configured such that a pair of leads 130 are arranged to be connected to each other 2 facing, the bag-shaped battery cell may be a unidirectional bag-shaped battery cell configured such that a pair of leads face the same direction so that they are arranged adjacent to each other.

Außerdem ist, obwohl in 2 die beutelförmige Batteriezelle 100 als so angeordnet gezeigt wird, dass eine obere Oberfläche oder eine untere Oberfläche der beutelförmigen Batteriezelle senkrecht zu dem Boden steht; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die beutelförmigen Batteriezellen 100 können auch horizontal gestapelt sein.Furthermore, although in 2 the bag-shaped battery cell 100 is shown arranged such that an upper surface or a lower surface of the bag-shaped battery cell is perpendicular to the ground; however, the present invention is not limited to this, and the bag-shaped battery cells 100 may also be stacked horizontally.

Dabei kann, wenn ein Defekt in einer Batteriezelle auftritt, die durch eine Lithiumsekundärbatterie gebildet wird, oder die Batteriezelle überladen oder überhitzt wird, wie zuvor beschrieben, ein Feuer aufgrund eines Anschwellungsereignisses, bei dem die Batteriezelle anschwillt, und eines thermischen Durchgehereignisses ausbrechen.Here, if a defect occurs in a battery cell formed by a lithium secondary battery or the battery cell is overcharged or overheated as described above, a fire may break out due to a swelling event in which the battery cell swells and a thermal runaway event.

Insbesondere kann, wenn sich die Batteriezelle in einem thermischen Durchgehzustand befindet, die Batteriezelle eine Temperatur von etwa 260 °C erreichen, was die Temperatur ist, bei der eine Gasentlüftung auftritt, und die Temperatur der Batteriezelle kann auch während der auftretenden Gasentlüftung kontinuierlich ansteigen.In particular, when the battery cell is in a thermal runaway state, the battery cell may reach a temperature of approximately 260°C, which is the temperature at which gas venting occurs, and the temperature of the battery cell may continue to rise even during gas venting occurring.

Das Wärmeisolationskissen 200 gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwischen den beutelförmigen Batteriezellen 100 angeordnet, um die Temperatur der Batteriezellen 100, die sich erhitzen, zu senken, und führt eine Feuerlöschfunktion aus, wenn ein Feuer ausbricht. Außerdem kann das Wärmeisolationskissen benachbarte der Batteriezellen 100 thermisch voneinander isolieren und kann eine Funktion zum Reduzieren einer Druckabweichung ausführen, die auf die Batteriezellen 100 zum Zeitpunkt des Anschwellens ausgeübt wird.The heat insulation pad 200 according to the present invention is disposed between the bag-shaped battery cells 100 to lower the temperature of the battery cells 100 that heat up, and performs a fire extinguishing function when a fire breaks out. In addition, the heat insulation pad can thermally insulate adjacent ones of the battery cells 100 from each other and can perform a function of reducing a pressure deviation applied to the battery cells 100 at the time of swelling.

4 (a) ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeisolationskissens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B'. 4 (a) is a perspective view of a heat insulation pad according to a preferred embodiment of the present invention, and 4(b) is a sectional view along line B-B'.

Wenn das Wärmeisolationskissen unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben wird, weist das Wärmeisolationskissen 200, das zwischen den beutelförmigen Batteriezellen 100 angeordnet ist, ein Kissengehäuse 210, eine Wärmeisolationsplatte 220 und eine Flüssigkeit 230 auf.If the heat insulation pad with reference to the 2 until 4 As will be described, the heat insulation pad 200 disposed between the bag-shaped battery cells 100 includes a pad case 210, a heat insulation plate 220 and a liquid 230.

Das Kissengehäuse 210 ist leer, um die Wärmeisolationsplatte 220 und die Flüssigkeit 230 aufzunehmen, und befindet sich auch in einem abgedichteten Zustand.The cushion case 210 is empty to accommodate the heat insulation plate 220 and the liquid 230 and is also in a sealed state.

Wenn das Kissengehäuse in engen Kontakt mit der beutelförmigen Batteriezelle 100 steht, können die Bereiche des Kissengehäuses und der beutelförmigen Batteriezelle, die sich berühren, gleich sein; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.When the cushion case is in close contact with the bag-shaped battery cell 100, the areas of the cushion case and the bag-shaped battery cell that contact each other may be the same; however, the present invention is not limited to this.

Hier vorliegend kann das Kissengehäuse 210 aus einem Material hergestellt sein, das bei einer vorbestimmten Temperatur oder höher schmilzt, z. B. einem thermoplastischen Polymerharz mit einem Schmelzpunkt von etwa 200 °C oder niedriger. Insbesondere kann ein Material mit einem Schmelzpunkt von etwa 100 °C bis 200 °C, wie etwa Nylon, Polyethylen oder Polypropylen, verwendet werden.Here, the cushion housing 210 may be made of a material that melts at a predetermined temperature or higher, e.g. B. a thermoplastic polymer resin with a melting point of about 200 ° C or lower. In particular, a material with a melting point of about 100°C to 200°C, such as nylon, polyethylene or polypropylene, can be used.

Die Wärmeisolationsplatte 220, die in einer annähernd hexaedrischen Form mit einer geringen Dicke konfiguriert ist, ist in dem Kissengehäuse 210 enthalten, um die Wärmeleitfähigkeit zu verringern, so dass, auch wenn ein thermisches Durchgehen in einer spezifischen Batteriezelle 100 auftritt, die Wärmeübertragung auf eine andere, daran angrenzende Batteriezelle 100 verhindert wird.The thermal insulation plate 220, which is configured in an approximately hexahedral shape with a small thickness, is included in the cushion case 210 to reduce thermal conductivity, so that even if thermal runaway occurs in a specific battery cell 100, the heat transfer to another , adjacent battery cell 100 is prevented.

Die Wärmeisolationsplatte 220 kann aus Siliziumdioxid oder Keramik mit einer möglichst geringen Wärmeleitfähigkeit und einer geringen Änderung der äußeren Form hergestellt sein. Als ein Beispiel kann die Wärmeisolationsplatte eine Wärmeisolationsschicht sein, die durch anorganisches Pulver, wie etwa Siliziumdioxidpulver oder Keramikpulver, und eine Chemikalie, wie etwa ein Harz auf Polyamidbasis oder Acrylsäureester, hergestellt wird; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.The thermal insulation plate 220 may be made of silicon dioxide or ceramic with the lowest possible thermal conductivity and little change in external shape. As an example, the heat insulation plate may be a heat insulation layer made by inorganic powder such as silica powder or ceramic powder and a chemical such as polyamide-based resin or acrylic acid ester; however, the present invention is not limited to this.

Ein Zwischenraum zwischen einer Innenfläche des Kissengehäuses 210 und der Wärmeisolationsplatte 220 ist mit der Flüssigkeit 230 gefüllt. Die Flüssigkeit ist nicht besonders beschränkt, solange die Flüssigkeit in der Lage ist, die Temperatur der Batteriezelle 100 zu reduzieren, wenn die Batteriezelle normal betrieben wird, und ein Feuer zu löschen, wenn ein Ereignis in der Batteriezelle auftritt. Beispielsweise kann als Flüssigkeit Wasser, Kältemittel oder Frostschutzmittel verwendet werden.A space between an inner surface of the cushion case 210 and the heat insulation plate 220 is filled with the liquid 230. The liquid is not particularly limited as long as the liquid is capable of reducing the temperature of the battery cell 100 when the battery cell is operated normally and extinguishing a fire when an event occurs in the battery cell. For example, water, refrigerant or antifreeze can be used as liquid.

Das Wärmeisolationskissen 200 mit der Wärmeisolationsplatte 220 und der Flüssigkeit 230, die in dem Kissengehäuse 210 enthalten ist, das aus einem Material hergestellt ist, das bei einer vorbestimmten Temperatur oder höher, wie oben beschrieben, schmilzt, ist in engem Kontakt zwischen den beutelförmigen Batteriezellen 100 angeordnet, wodurch es möglich ist, einen Temperaturanstieg der beutelförmigen Batteriezellen 100 zu verhindern. Außerdem unterbricht das Wärmeisolationskissen eine Wärmeübertragung zu einer benachbarten Batteriezelle 100, wenn ein thermisches Durchgehen auftritt. Wenn ein Feuer ausbricht, wird die Flüssigkeit 230 ausgestoßen und wirkt als Feuerlöschmaterial. Da die äußere Form des Wärmeisolationskissens veränderbar ist, ist es ferner möglich, eine Druckabweichung zu minimieren, wenn die Batteriezellen anschwellen.The heat insulation pad 200 with the heat insulation plate 220 and the liquid 230 contained in the pad case 210 made of a material melting at a predetermined temperature or higher as described above is in close contact between the bag-shaped battery cells 100 arranged, whereby it is possible to prevent the temperature of the bag-shaped battery cells 100 from rising. Additionally, the thermal insulation pad interrupts heat transfer to an adjacent battery cell 100 when thermal runaway occurs. When a fire breaks out, the liquid 230 is expelled and acts as a fire extinguishing material. Further, since the external shape of the heat insulation pad is changeable, it is possible to minimize pressure deviation when the battery cells swell.

Dabei steht vorzugsweise eine Bruchlinie 211 am Kissengehäuse 210 bereit, und noch bevorzugter ist die Bruchlinie 211 an einer Kante des Kissengehäuses 210 angeordnet.There is preferably a break line 211 on the cushion housing 210, and even more preferably the break line 211 is arranged on an edge of the cushion housing 210.

Wenn ein vorbestimmter Druck oder höher darauf ausgeübt wird, reißt das Kissengehäuse 210 entlang der Bruchlinie 211, die Flüssigkeit 230 wird aus dem Kissengehäuse 210 ausgestoßen.When a predetermined pressure or higher is applied thereto, the cushion case 210 tears along the fracture line 211, the liquid 230 is expelled from the cushion case 210.

Wenn sich das Kissengehäuse 210 auf eine vorbestimmte Temperatur oder höher erhitzt, kann das Kissengehäuse schmelzen, wodurch die Flüssigkeit 230 daraus ausgestoßen werden kann. Aufgrund einer spezifischen Wärme der Flüssigkeit 230 dauert es jedoch einige Zeit, bis die Temperatur des Kissengehäuses 210 auf eine hohe Temperatur ansteigt. Deshalb steht die Bruchlinie bereit, um die Flüssigkeit 230 schneller auszustoßen.When the cushion casing 210 heats to a predetermined temperature or higher, the cushion casing may melt, allowing the liquid 230 to be expelled therefrom. However, due to a specific heat of the liquid 230, it takes some time for the temperature of the cushion case 210 to rise to a high temperature. Therefore, the fracture line is ready to expel the liquid 230 more quickly.

Wenn beispielsweise ein Ereignis auftritt, schwillt die Batteriezelle 100 im Allgemeinen an einem zentralen Teil davon an, wodurch an einem zentralen Teil des Kissengehäuses 210 übermäßiger Druck entsteht, so dass die Bruchlinie 211, die entlang der Kante des Kissengehäuses ausgebildet ist, reißt. Infolgedessen kann die Flüssigkeit 230 ausgestoßen werden.For example, when an event occurs, the battery cell 100 generally swells a central part thereof, thereby creating excessive pressure at a central part of the cushion case 210, so that the fracture line 211 formed along the edge of the cushion case 210 cracks. As a result, the liquid 230 may be expelled.

5 (a) ist eine Draufsicht eines Wärmeisolationskissens gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung, und 5 (b) ist eine Schnittansicht (b) eines Wärmeisolationskissens gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung. Das Wärmeisolationskissen gemäß der Modifikation der vorliegenden Erfindung weist ferner ein Absorptionselement 240 zusätzlich zu dem Kissengehäuse 210, der Wärmeisolationsplatte 220 und der Flüssigkeit 230 auf. 5 (a) is a top view of a heat insulation pad according to a modification of the present invention, and 5(b) is a sectional view (b) of a heat insulation pad according to a modification of the present invention. The heat insulation pad according to the modification of the present invention further includes an absorbent member 240 in addition to the pad case 210, the heat insulation plate 220 and the liquid 230.

Das Kissengehäuse 210, die Wärmeisolationsplatte 220 und die Flüssigkeit 230 sind mit den zuvor beschriebenen identisch, so dass nachfolgend nur das Absorptionselement 240 beschrieben wird.The cushion case 210, the heat insulation plate 220 and the liquid 230 are identical to those described above, so only the absorbent member 240 will be described below.

Das Absorptionselement 240 steht zwischen einer Innenfläche des Kissengehäuses 210 und der Wärmeisolationsplatte 220 bereit. Das Absorptionselement kann so konfiguriert sein, dass es die Wärmeisolationsplatte 220 vollständig umhüllt, oder es kann in engen Kontakt mit mindestens einer der Seitenflächen der Wärmeisolationsplatte 220 gebracht oder daran befestigt sein. Da die Flüssigkeit 230 in dem Kissengehäuse 210 in einem hermetisch abgedichteten Zustand enthalten ist, wird ein Teil der Flüssigkeit durch das Absorptionselement 240 absorbiert.The absorption member 240 stands between an inner surface of the cushion case 210 and the heat insulation plate 220. The absorbent member may be configured to completely envelop the heat insulation plate 220, or may be brought into close contact with or attached to at least one of the side surfaces of the heat insulation plate 220. Since the liquid 230 is contained in the cushion case 210 in a hermetically sealed state, a part of the liquid is absorbed by the absorbent member 240.

Hier weist das Absorptionselement 240 eine poröse Struktur auf, die in der Lage ist, Feuchtigkeit zu absorbieren oder abzugeben, und das Absorptionselement ist nicht besonders beschränkt, solange das Absorptionselement einem Material hergestellt wird, das leicht volumetrisch verformbar ist. Beispielsweise kann das Absorptionselement aus einem Vliesfaser oder einem Schwamm hergestellt sein.Here, the absorbent member 240 has a porous structure capable of absorbing or releasing moisture, and the absorbent member is not particularly limited as long as the absorbent member is made of a material that is easily volumetrically deformable. For example, the absorption element can be made from a nonwoven fiber or a sponge.

Wenn das Absorptionselement 240 des Weiteren bereitsteht, ist es möglich, eine Bewegung der Wärmeisolationsplatte 220 zu verhindern und eine Druckabweichung zusätzlich zu reduzieren, wenn die Batteriezellen anschwellen.Further, when the absorption member 240 is provided, it is possible to prevent movement of the heat insulation plate 220 and further reduce pressure deviation when the battery cells swell.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Batteriepack bereit, das so konfiguriert ist, dass eine Vielzahl von beutelförmigen Batteriezellen 100, die die oben beschriebenen Komponenten enthalten, in einer horizontalen Richtung oder einer vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind und ein Wärmeisolationskissen 200 zwischen den Batteriezellen 100 angeordnet ist.The present invention provides a battery pack configured such that a plurality of bag-shaped battery cells 100 containing the above-described components are juxtaposed in a horizontal direction or a vertical direction, and a thermal insulation pad 200 is disposed between the battery cells 100.

Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, können die beutelförmigen Batteriezellen 100 über eine Sammelschiene elektrisch miteinander verbunden sein und können in einem Batteriepackgehäuse enthalten sein.Although not shown in the drawings, the bag-shaped battery cells 100 may be electrically connected to each other via a bus bar and may be contained in a battery pack case.

Dem Fachmann auf dem technischen Fachgebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, wird klar sein, dass verschiedene Anwendungen und Modifikationen innerhalb der Kategorie der vorliegenden Erfindung basierend auf der obigen Beschreibung möglich sind.It will be apparent to those skilled in the technical field to which the present invention relates that various applications and modifications are possible within the category of the present invention based on the above description.

(Beschreibung der Bezugszeichen)(Description of reference numbers)

100100
Beutelförmige BatteriezelleBag-shaped battery cell
110110
BatteriezellengehäuseBattery cell housing
120120
ZellenanordnungCell arrangement
130130
LeitungLine
200200
WärmeisolationskissenHeat insulation pad
210210
KissengehäusePillow case
211211
Bruchliniefault line
220220
WärmeisolationsplatteThermal insulation board
230230
Flüssigkeitliquid
240240
AbsorptionselementAbsorbent element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • KR 20210135952 [0001]KR 20210135952 [0001]

Claims (11)

Batteriemodul, aufweisend: eine Vielzahl von beutelförmigen Batteriezellen, die in einer horizontalen oder vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind; und ein Wärmeisolationskissen, das zwischen den beutelförmigen Batteriezellen angeordnet ist, wobei das Wärmeisolationskissen eine Kühlfunktion aufweist.Battery module, comprising: a plurality of bag-shaped battery cells arranged side by side in a horizontal or vertical direction; and a heat insulation pad disposed between the bag-shaped battery cells, wherein the heat insulation cushion has a cooling function. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei das Wärmeisolationskissen ferner eine Feuerlöschfunktion aufweist.Battery module Claim 1 , wherein the heat insulation pad further has a fire extinguishing function. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei das Wärmeisolationskissen ferner eine Funktion zum Reduzieren einer Druckabweichung aufweist, die auf die beutelförmigen Batteriezellen ausgeübt wird.Battery module Claim 1 , wherein the heat insulation pad further has a function of reducing a pressure deviation applied to the bag-shaped battery cells. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei das Wärmeisolationskissen aufweist: ein leeres Kissengehäuse, das in einem hermetisch abgedichteten Zustand bereitsteht; eine Wärmeisolationsplatte, die in dem Kissengehäuse enthalten ist; und eine Flüssigkeit, mit der ein Zwischenraum zwischen einer Innenfläche des Kissengehäuses und der Wärmeisolationsplatte gefüllt ist.Battery module Claim 1 , wherein the heat insulation pad comprises: an empty pad case provided in a hermetically sealed state; a heat insulation plate included in the cushion case; and a liquid that fills a space between an inner surface of the cushion case and the heat insulation plate. Batteriemodul nach Anspruch 4, wobei die Flüssigkeit mindestens eines von Wasser, Kältemittel und Frostschutzmittel ist.Battery module Claim 4 , wherein the liquid is at least one of water, refrigerant and antifreeze. Batteriemodul nach Anspruch 4, wobei das Kissengehäuse aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, das dazu ausgebildet ist, bei einer vorbestimmten Temperatur oder höher zu schmelzen.Battery module Claim 4 , wherein the cushion case is made of a thermoplastic resin adapted to melt at a predetermined temperature or higher. Batteriemodul nach Anspruch 6, wobei das Kissengehäuse mit einer Bruchlinie bereitsteht, die dazu ausgebildet ist, einen Bruchbereich zu erzeugen.Battery module Claim 6 , wherein the cushion housing is provided with a fracture line designed to create a fracture area. Batteriemodul nach Anspruch 7, wobei die Bruchlinie an einer Kante des Kissengehäuses angeordnet ist.Battery module Claim 7 , wherein the break line is located on an edge of the cushion housing. Batteriemodul nach Anspruch 4, wobei das Wärmeisolationskissen ferner ein Absorptionselement aufweist, das außerhalb der Wärmeisolationsplatte bereitsteht.Battery module Claim 4 , wherein the heat insulation pad further comprises an absorption element provided outside the heat insulation plate. Batteriemodul nach Anspruch 9, wobei das Absorptionselement so ausgebildet ist, dass es eine poröse Struktur aufweist, so dass das Volumen des Absorptionselements verändert werden kann.Battery module Claim 9 , wherein the absorption element is designed to have a porous structure so that the volume of the absorption element can be changed. Batteriepack, aufweisend das Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Battery pack, comprising the battery module according to one of Claims 1 until 10 .
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210135952A (en) 2020-10-23 2021-11-16 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 Low heat wireless power receiving device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010097836A (en) * 2008-10-17 2010-04-30 Panasonic Corp Battery pack, electronic equipment using it as power source, and battery pack case
KR101281744B1 (en) * 2010-11-18 2013-07-04 주식회사 엘지화학 Battery Module Having Member for Improved Stability Disposed between Battery Cells
JP5760713B2 (en) 2011-06-03 2015-08-12 トヨタ自動車株式会社 Battery pack
KR102203248B1 (en) * 2017-04-07 2021-01-13 주식회사 엘지화학 Battery module and battery pack including the same
WO2020129274A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 阿波製紙株式会社 Power source device and thermal insulation sheet for power source device
KR102123684B1 (en) * 2019-03-30 2020-06-16 우석대학교 산학협력단 ESS battery apparatus having fire extinguisher function

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210135952A (en) 2020-10-23 2021-11-16 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 Low heat wireless power receiving device

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