JP2018527704A - バッテリーパック - Google Patents

Abstract

本発明は、内部で火事またはガスが発生するか、外部から衝撃が加えられる場合、安全性が確保できるバッテリーパックを開示する。本発明によるバッテリーパックは、複数の二次電池を備えるセルアセンブリーと、板状で構成され、前記セルアセンブリーの下部に位置する底部、及び前記底部から所定の高さに突出する側壁部を備え、前記底部及び前記側壁部によって限定された内部空間に前記セルアセンブリーを収容するパックケースと、を含み、前記パックケースの側壁部が、少なくとも部分的に前記側壁部の厚さ方向に垂直する方向に中空が形成され、前記中空には、内側へ開放された流入口及び外側へ開放された流出口が形成される。

Description

本発明は、一つ以上の二次電池を含むバッテリーに関し、より詳しくは、安全性が向上したバッテリーパック及びこれを含む自動車に関する。

本出願は、２０１５年１０月１５日出願の韓国特許出願第１０−２０１５−０１４４２３１号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

現在、商用化した二次電池には、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系二次電池に比べてメモリー効果がほとんど起こらず充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材を各々正極活物質と負極活物質に用いる。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質が各々塗布された正極板と負極板が、セパレータを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止して収納する外装材を備える。

通常、リチウム二次電池は、外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に収納されている缶型の二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型の二次電池に分けられる。

最近は、携帯型電子機器のような小型装置のみならず、自動車や電力貯蔵装置のような中・大型装置にも二次電池が広く用いられている。このような中・大型装置に用いられる場合、容量及び出力を高めるために複数の二次電池が電気的に接続される。特に、このような中・大型装置には、積層が容易であり、重量が軽いなどの長所から、パウチ型二次電池がよく用いられる。そして、このような複数の二次電池は、パックケースに収納されることで、一つのバッテリーパックを構成し得る。

このようなバッテリーパックは多様な特性が要求されるが、その中でも代表的な特性として安全性が挙げられる。さらに、自動車に装着されるバッテリーパックの安全性は、搭乗者の生命に直結するため、非常に重要となる。

特に、バッテリーパックの安全性についての重要な問題の一つとして、火炎の直接的な露出問題といえる。バッテリーパックの場合、内部で火事が発生しないようにすることが最優先であるが、場合によってはバッテリーパックの内部で火事が発生し得る。この際、火炎や高温ガスがバッテリーパックの外部へ多量露出すれば、露出した火炎や高温ガスは、バッテリーパックの周辺の他の構成要素を破損または損傷することは勿論、二次発火につながり得る。特に、自動車に装着されたバッテリーパックの内部で火事が発生すれば、発生した火事は、搭乗者に非常に危ない要素となる。さらに、バッテリーパックがハイブリッド車両に装着されるか、または、他の車両と衝突した場合、燃料貯蔵タンクに火炎や高温ガスが露出すれば、燃料の爆発を起こして大きな事故につながり得る。

また、バッテリーパックの安全性に係わる重要な問題の他の一つは、耐衝撃性といえる。即ち、バッテリーパックの場合、一定水準以上の衝撃にも内部構成要素が破損しにくく、その性能が維持できることが望ましい。特に、車用バッテリーパックの場合、いつも車両衝突の危険があるため、事故時において内部構成要素が容易に破損しない特性がさらに要求される。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内部で火事またはガスが発生するか、または外部から衝撃が加えられる場合、安全性を確保できるバッテリーパック及びこれを含む自動車を提供することを目的とする。

本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーパックは、複数の二次電池を備えるセルアセンブリーと、板状で構成され、前記セルアセンブリーの下部に位置する底部、及び前記底部から所定の高さに突出する側壁部を備え、前記底部及び前記側壁部によって限定された内部空間に前記セルアセンブリーを収容するパックケースと、を含み、前記パックケースの側壁部が、少なくとも部分的に前記側壁部の厚さ方向に垂直する方向に中空が形成され、前記中空には、内側へ開放された流入口及び外側へ開放された流出口が形成される。

ここで、前記中空は、底部の縁方向へ長く形成され得る。

また、前記中空は、前記側壁部に二つ以上が形成され得る。

また、前記側壁部は、二つ以上の中空が上下方向に配置され、二つ以上の中空の間に上下方向の貫通部が形成され、前記流入口と前記流出口とが相異なる中空に形成されるように構成され得る。

また、前記パックケースは、前記流入口と前記流出口とが前記二つ以上の中空の一端部に形成され、前記貫通部が前記二つ以上の中空の他端部に形成され得る。

また、前記パックケースは、前記流入口と前記流出口とが各々二つ以上形成され得る。

また、前記側壁部は、中空が形成された第１側壁と、中空が形成されていない第２側壁と、を含み得る。

また、前記第１側壁は、前記第２側壁に対して前記底部の縁方向に配置され、両端が前記第２側壁に結合し得る。

また、前記中空は、上下方向へ長く形成され得る。

また、前記パックケースは、金属材質からなり得る。

なお、前記の目的を達成するための本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含む。

本発明によれば、バッテリーパックの安全性を向上させることができる。

特に、本発明の一面によれば、バッテリーパックの内部で火事が発生しても、火炎や高温のガスがバッテリーパックの外部に直接的に露出することを防止または効果的に減少させることができる。

したがって、本発明のこのような面によれば、バッテリーパックの火事による人命及び財産被害を最小化し、２次発火や爆発などを予防することができる。

さらに、本発明のかかる効果はパックケースによって達成でき、このような効果を奏するための別途の追加部品や空間などが不要となるか、または最小化することができる。

また、本発明の一面によれば、バッテリーパックの外部から衝撃が加えられても、パックケースが衝撃を緩和させることができる。

したがって、本発明のかかる面によれば、バッテリーパックが装着された車両が他の車両や建物などに衝突しても、バッテリーパックの内部構成要素が破損または損傷することを防止または減少させることができる。そのため、この場合、交通事故の発生時においてもバッタリーパックの動作を保障し、再使用率を高める一方、事故による発火や爆発などの危険性を低めることができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示す斜視図である。 図１の線Ａ１−Ａ１’に沿って見た断面図である。 図１の線Ａ２−Ａ２’に沿って見た断面図である。 本発明の他の実施例によるパックケースの側壁部の構成を概略的に示す斜視図である。 図４の線Ａ４−Ａ４’に沿って見た断面図である。 本発明のまた他の実施例によるパックケースの側壁部の構成を概略的に示す斜視図である。 図６の線Ａ５−Ａ５’に沿って見た断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるパックケースの側壁部の構成を概略的に示す斜視図である。 図１のバッテリーパックに含まれたパックケースの一部分を分離して示した斜視図である。 本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの側壁部の構成を概略的に示した斜視図である。 図１０の線Ａ６−Ａ６’に沿って見た断面図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示す斜視図である。

図１を参照すれば、本発明によるバッテリーパックは、セルアセンブリー１００と、パックケース２００と、を含む。

前記セルアセンブリー１００は、二次電池を備え得る。ここで、二次電池は、パウチ型二次電池であり得るが、本発明が必ずしもこのような二次電池の形態に限定されることではない。

二次電池は、電極組立体、電解液及び外装材を備える。ここで、電極組立体は、電極と分離膜との組立体であって、一つ以上の正極板と、一つ以上の負極板とが分離膜を挟んで配置されるように構成される。また、電極組立体の各電極板には電極タブが備えられ、電極リードと連結され得る。特に、パウチ型二次電池の場合、一つ以上の電極タブが電極リードと連結され、電極リードは、パウチ外装材の間に介されて一端が外部に露出することで電極端子として機能する。外装材は、内部に空間を備えて電極組立体及び電解液を収納し、密閉した形態で構成される。外装材は、缶型の二次電池の場合、金属材質からなり、パウチ型の二次電池の場合、外部絶縁層、金属層及び内部接着層を備えて構成され得る。

このような二次電池の構成については、本願発明が属する技術分野における当業者にとって自明な事項であるため、より詳細な説明を省略する。そして、本発明によるバッテリーパックには、本願発明の出願時点における公知の多様な二次電池を採用することができる。

前記二次電池は、セルアセンブリー１００に複数個が具備できる。例えば、前記セルアセンブリー１００は、複数のパウチ型二次電池を備え得る。この際、パウチ型二次電池は、少なくとも一方向に積層され得る。例えば、パウチ型二次電池は、二つの広い面が左右側に各々位置し、上部及び下部、前方及び後方に封止部が位置するように、地面にほぼ垂直に立てられるように構成され得る。そして、このように立てられた形態の二次電池は、広い面が相互対向して水平方向と平行に複数個が配列され得る。

また、前記セルアセンブリー１００は、バッテリーパックに複数個が含まれ得る。即ち、一つのパックケース２００の内部には、複数のセルアセンブリー１００が含まれ、このような複数のセルアセンブリー１００は、水平方向及び／または垂直方向に配置され得る。そして、複数のセルアセンブリー１００は、アセンブリーバスバーなどによって相互直列及び／または並列に連結され得る。

前記セルアセンブリー１００は、二次電池に加え、他の多様な構成要素をさらに備えることができる。例えば、前記セルアセンブリー１００は、カートリッジを備え得る。カートリッジは、ポリマー材質からなり、パウチ型二次電池の縁を囲むように構成される。そして、このようなカートリッジは、内部空間にパウチ型二次電池を収納し、相互積層されることで、複数のパウチ型二次電池が並んで配列されるようにすることができる。または、前記セルアセンブリー１００は、二次電池に加え、セルカバーをさらに備え得る。セルカバーは、アルミニウムのような金属材質からなり、二つが一組として結合可能に構成され、結合した状態で内部空間に一つ以上のパウチ型二次電池を収納することができる。

また、前記セルアセンブリー１００は、二次電池に加え、アセンブリーケースをさらに備え得る。アセンブリーケースは、直方体など多面体の形態に構成され、内部空間に一つまたはそれ以上のセルアセンブリー１００を収納できる。このようなアセンブリーケースの外部には、アセンブリー端子が備えられ、他のセルアセンブリー１００と連結するか、またはパックケース２００の電極端子に電気的に接続し得る。

前記パックケース２００は、底部２１０及び側壁部２２０を備え得る。

ここで、前記底部２１０は、ほぼ板状で構成され、地面に平行にセルアセンブリー１００の下部に位置し得る。例えば、底部２１０は、ほぼ四角プレートの形態で構成され得る。そして、前記セルアセンブリー１００は、このような底部２１０の上部に載置され得る。

前記側壁部２２０は、底部２１０から上部方向へ所定の高さに突出するように形成し得る。特に、前記側壁部２２０は、底部２１０、特に、底部２１０の縁に沿って位置し、水平方向に一つの内部空間を形成できる。そして、このような内部空間にセルアセンブリー１００が収容できる。例えば、底部２１０が四角プレートの形態で構成された場合、前記側壁部２２０は、底部２１０の縁に沿って所定の高さとして形成され、上面視で、即ち、上面構成が略四角のリング状となり得る。そして、このような四角リングの中央部分に、一つ以上のセルアセンブリー１００が収容できる。

底部２１０は、バッテリーパックが装着される装置、例えば、車両の構造に応じて多様な形態に構成できるため、側壁部２２０の上面構成もこのような底部２１０の形態に応じて多様な形状を有し得る。また、側壁部２２０は、必ずしも底部２１０の最外郭に位置しなくてもよく、底部２１０の少なくとも一部分が側壁部２２０よりも水平方向の外側へ突出するように構成し得る。

前記側壁部２２０は、前記底部２１０でほぼ垂直に立てられるように構成できる。そして、前記側壁部２２０の高さは、多様に構成可能である。例えば、前記側壁部２２０は、前記セルアセンブリー１００と同一または類似の高さに形成され得る。したがって、前記側壁部２２０は、前記セルアセンブリー１００の側面の少なくとも一部を覆うことができる。

前記パックケース２００は、底部２１０及び側壁部２２０によって限定された内部空間にセルアセンブリー１００を収容できる。即ち、底部２１０は、パックケース２００の下部を限定し、側壁部２２０は、パックケース２００の側部を限定できる。これによって、セルアセンブリー１００は、下面が底部２１０によって覆われ、側面が側壁部２２０によって覆われ得る。

特に、本発明によるバッテリーパックのパックケース２００において、前記側壁部２２０には、少なくとも部分的に中空が形成され得る。これについては、図２及び図３をさらに参照してより具体的に説明する。

図２は、図１の線Ａ１−Ａ１’に沿って見た断面図であり、図３は、図１の 線Ａ２−Ａ２’に沿って見た断面図である。

図２及び図３を参照すれば、Ｈで示された部分のように、パックケース２００の側壁部２２０の内部には、空間、即ち、中空が形成できる。そして、このような中空Ｈは、側壁部２２０の厚さ方向に垂直する方向へ長く形成され得る。即ち、中空Ｈにおける流体の流れ方向は、側壁部２２０の厚さ方向に垂直する方向へ形成できる。ここで、側壁部２２０の厚さ方向に垂直する方向とは、側壁部２２０の厚さ方向に垂直する平面上に形成される方向と言える。例えば、図１の構成において、中空Ｈが左側壁部または右側壁部に形成されるとすれば、中空Ｈは、側壁部２２０の厚さ方向であるｘ軸方向へ流路が形成されるように構成されることではなく、側壁部２２０の厚さに垂直する平面であるｙ−ｚ平面上に形成される、ある一方向へ流路が形成されるように構成できる。または、図１の構成において、中空Ｈが前側壁部や後側壁部に形成されるとすれば、中空Ｈは、側壁部２２０の厚さに垂直する平面であるｘ−ｚ平面上に形成される、ある一方向へ流路が形成されるように構成できる。勿論、中空Ｈの一部分は、側壁部２２０の厚さ方向へも形成できる。

そして、このような中空Ｈには、流入口及び流出口が形成できる。即ち、図３において、Ｉ及びＯで示したように、中空Ｈは、内側及び外側へ各々一部分が開放され得る。そして、中空Ｈを内側へ開放したホールは流入口であり、中空Ｈを外側へ開放した開口部は、流出口となる。

本発明のこのような構成によれば、パックケース２００の側壁部２２０に、流入口Ｉ、中空Ｈ及び流出口Ｏで構成されるガス排出経路が形成され、バッテリーパックの内部でガスが発生した場合、このようなガスは、パックケース２００の外部へ円滑に排出できる。そのため、内部のガス発生によるパックケース２００の内圧増加によるバッテリーパックの爆発を防止することができる。

特に、本発明の構成によれば、ガス排出経路の長さが側壁部２２０の厚さよりもさらに長く形成できる。即ち、本発明によるパックケース２００において、ガス排出経路は、流入口Ｉ、中空Ｈ及び流出口Ｏを経由し、中空Ｈは、側壁部２２０の厚さ方向ではなく、図３の矢印のような側壁部２２０の長手方向、即ち、側壁部２２０の厚さ方向に垂直する方向に形成できる。したがって、このようなガス排出経路の長さは、側壁部２２０の厚さよりもさらに長く形成できる。

そのため、バッテリーパックの内部で火事が発生しても、火炎はバッテリーパックの外部に直接放出しない。即ち、バッテリーパックの内部の火炎は、側壁部２２０の中空Ｈへある程度流入し得るが、側壁部２２０の中空Ｈが相当な長さを有するため、側壁部２２０の流出口Ｏにまでは至らない。そのため、本発明のこのような面によれば、バッテリーパックの内部の火事発生時、火炎の外部流出による二次火事などを効果的に予防することができる。

また、火事発生時における高温のガスも発生し得るが、本発明の前記構成によれば、高温ガスの流出を減少させることができる。即ち、バッテリーパックの内部で発生した高温のガスは、側壁部２２０の中空Ｈに沿って流れる過程で温度が低くなり、これによって高温のガスが外部へ流出することを最小化することができる。

それに加え、本発明のこのような構成によれば、バッテリーパックの外部から衝撃が加えられても、側壁部２２０が衝撃を緩和させることができる。即ち、側壁部２２０には、中空Ｈが形成されているため、バッテリーパックの外部から衝撃が加えられる場合、側壁部２２０の中空Ｈによって衝撃を相当部分吸収できる。これによって、バッテリーパックの外部衝撃がバッテリーパックの内部へ伝達されることを減少させることで、バッテリーパックの内部構成要素、例えば、二次電池や多様な電装品の破損を防止することができる。

望ましくは、前記中空Ｈは、底部２１０の縁方向に形成できる。ここで、底部２１０の縁方向とは、側壁部２２０の厚さに垂直する方向における水平方向、即ち、底部２１０の表面に平行な方向となる。例えば、図１の構成において、左側壁部と右側壁部の場合、縁方向はｙ軸方向を意味する。また、図１の構成において、前側壁部と後側壁部の場合、縁方向はｘ軸方向となる。

一方、図２及び図３に示した側壁部２２０の構成は一例であって、本発明はこのような実施例に限定されず、側壁部２２０は、他の多様な形態に構成できる。

図４は、本発明の他の実施例によるパックケース２００の側壁部２２０の構成を概略的に示す斜視図であり、図５は、図４の線Ａ４−Ａ４’に沿って見た断面図である。但し、図４においては、説明の便宜のために側壁部２２０の内側面及び上面は切断して示した。ここで、図４に示した側壁部２２０は、図１のパックケース２００における一部の側壁部、例えば、右側壁部の全部または一部を構成する。

図４及び図５を参照すれば、前記パックケース２００は、中空Ｈを二つ以上形成できる。即ち、前記パックケース２００の側壁部２２０の内部には、空間が形成され、このような内部空間は、隔壁によって二つ以上の隔室に分割され得る。そして、各々の隔室は、別途の中空Ｈを形成できる。例えば、前記パックケース２００の側壁部２２０には、図５において、Ｈ１及びＨ２で示されたように、二つの中空が形成できる。本発明のこのような構成によれば、ガス及び火炎などの排出経路を多様な個数または多様な形態で構成できる。

特に、前記パックケース２００は、二つ以上の中空が上下方向に配置されるように構成し得る。例えば、図４及び図５に示したように、側壁部２２０に二つの中空が形成され、このような二つの中空は、上下方向に配置されるように構成できる。即ち、側壁部２２０の内部空間は、上部中空Ｈ１及び下部中空Ｈ２で構成できる。

ここで、上下方向に配置された二つ以上の中空の間には、上下方向の貫通部が形成され得る。例えば、図４及び図５に示した構成において、上部中空Ｈ１及び下部中空Ｈ２は、中央の隔壁によって仕分けられ得、このような隔壁の少なくとも一部分には、Ｐで示されたように、上下方向に開口、即ち、貫通部が形成され得る。そして、このような貫通部Ｐを介して上部中空Ｈ１の内部空間と下部中空Ｈ２の内部空間とは、相互連結され得る。

このような構成において、前記流入口Ｉと前記流出口Ｏとは、相異なる中空に形成され得る。例えば、図４及び図５の構成において、バッテリーパックの内側に形成された流入口Ｉは、上部中空Ｈ１に形成し、バッテリーパックの外側に形成された流出口Ｏは、下部中空Ｈ２に形成できる。

本発明のこのような構成によれば、流入口Ｉから流出口Ｏに至るガス排出経路の長さが大幅長くなる。例えば、図４及び図５の構成を参照すれば、流入口Ｉから流出口Ｏに至る中空の長さは、ぼぼ流入口Ｉから貫通部Ｐまでの下部中空Ｈ２の長さと、貫通部Ｐから流出口Ｏまでの上部中空Ｈ１の長さとを合算した程度となる。したがって、流入口Ｉから流出口Ｏに至る中空の長さは、側壁部２２０の長さよりもさらに長く構成される。そのため、この場合、流入口Ｉを通してバッテリーパックの内部の火炎が中空へ流入したとしても、このような火炎が中空を通って流出口Ｏにまで至りにくいため、バッテリーパック外部への火炎の直接的な流出をより確実に防止することができる。また、この場合、流出口Ｏを通して排出されるガスの温度が中空を経由する過程でさらに低下する。

より望ましくは、前記パックケース２００は、流入口Ｉと流出口Ｏとが二つ以上の中空の一端部に形成され、貫通部Ｐが二つ以上の中空の反対側端部、即ち、他端部に形成されるように構成できる。例えば、図４の構成において、流入口Ｉ及び流出口Ｏは、側壁部２２０の左端部に形成され、貫通部Ｐは、側壁部２２０の右端部に形成できる。

本発明のこのような構成によれば、流入口Ｉから流出口Ｏに至るガス排出経路の長さを最大化できる。例えば、図４の構成において、下部中空Ｈ２の流入口Ｉを通して流入したガスは、下部中空Ｈ２を通して右方へ流れ、側壁部２２０の右端部から貫通部Ｐを通して上部中空Ｈ１へ流入し得る。そして、ガスは、上部中空Ｈ１を通して左方へ流れ、側壁部２２０の左端部から流出口Ｏを通してパックケース２００の外部へ排出され得る。この場合、流入口Ｉから流出口Ｏに至るガス排出経路の長さは、側壁部２２０の水平方向の長さよりも略２倍となる長さを有する。そのため、バッテリーパックの外部への火炎の露出可能性を最大限に低め、排出されるガスの温度も最大限に低めることができる。

図６は、本発明のさらに他の実施例によるパックケース２００の側壁部２２０の構成を概略的に示す斜視図であり、図７は、図６の線Ａ５−Ａ５’に沿って見た断面図である。但し、図６においては、説明の便宜のために、側壁部２２０の内側面及び上面は切断して示した。なお、図６に示した側壁部２２０は、図１のパックケース２００において、一部側壁部、例えば、右側壁部の一部または全部を構成する。このような図６及び図７の構成については、前述の他の実施例についての説明が同一または類似に適用できる部分については、詳細な説明を省略し、相違部分を主として説明する。

図６及び図７を参照すれば、前記パックケース２００は、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３で示されたように、上下方向に三つの中空が形成できる。そして、このような三つの中空、即ち、上部中空Ｈ１、中部中空Ｈ３及び下部中空Ｈ２は、内部で流体の流れ方向が側壁の厚さ方向に垂直する水平方向に形成されるように構成できる。

また、三つの中空の間には、貫通部Ｐが形成され得る。例えば、下部中空Ｈ２と中部中空Ｈ３との間、そして中部中空Ｈ３と下部中空Ｈ２との間には、貫通部Ｐが形成できる。この際、下部中空Ｈ２と中部中空Ｈ３との間の貫通部Ｐは、側壁部２２０の右端部に形成され、中部中空Ｈ３と上部中空Ｈ１との間の貫通部Ｐは、側壁部２２０の左端部に形成され得る。そして、流入口Ｉは、下部中空Ｈ２の左端部に形成され、流出口Ｏは、上部中空Ｈ１の右端部に形成され得る。

本発明のこのような実施例によれば、ガスや火炎の排出経路が、図４及び図５の実施例に比べてさらに長くなる。即ち、図６及び図７の実施例において、流入口Ｉを通して流入したガスは、下部中空Ｈ２に沿って右方へ流れ、貫通部Ｐを通して中部中空Ｈ３に流入して左方へ流れ得る。そして、中部中空Ｈ３の左端部に至ったガスは、貫通部Ｐを通して上部中空Ｈ１に流入して右方へ流れ、上部中空Ｈ１の右端部から流出口Ｏを通して外側へ排出され得る。そのため、この場合、ガスの排出経路は、側壁部２２０の水平長さの約３倍に達する長さを有することができる。

図８は、本発明のさらに他の実施例によるパックケース２００の側壁部２２０の構成を概略的に示す斜視図である。このような図８においても、説明の便宜のために側壁部２２０の内側面及び上面を切断して示した。このような図８に示した側壁部２２０は、例えば、図１のパックケース２００で右側壁部の一部または全部を構成し得る。このような実施例についても、前述の実施例との相違点を主として説明する。

図８を参照すれば、前記パックケース２００は、複数の流入口Ｉ及び複数の流出口Ｏを備え得る。即ち、図８の構成において、側壁部２２０には上部中空Ｈ１と下部中空Ｈ２とに分けられる二つの中空が形成され、下部中空Ｈ２には 三つの流入口Ｉが形成されており、上部中空Ｈ１には三つの流出口Ｏが形成されている。この場合、三つの流入口Ｉを通して流入したガスは、下部中空Ｈ２から水平方向に移動し、貫通部Ｐに至って上部中空Ｈ１へ移動する。そして、上部中空Ｈ１に流入したガスは、上部中空Ｈ１から水平方向へ移動し、複数の流出口Ｏを通して外部へ排出され得る。

また、前記パックケース２００は、複数の貫通部Ｐを備える。即ち、図８の構成において、上部中空Ｈ１と下部中空Ｈ２との間には二つの貫通部Ｐが形成されている。

本発明のこのような構成によれば、ガス排出がより円滑になる。即ち、バッテリーパックの内部で多量のガスが発生するか、または特定部分でガスが発生した場合、該当ガスは、複数の流入口Ｉを通して多方面から中空へ流入でき、複数の貫通部Ｐ及び複数の流出口Ｏを通して外部へ円滑に排出できる。

特に、この場合、貫通部Ｐは、水平方向へ流入口Ｉ及び／または流出口Ｏと同一または類似の位置に形成されず、異なる位置に形成し得る。例えば、図８に示したように、貫通部Ｐは、流入口Ｉと流入口Ｉとの間の部分に位置できる。このような構成によれば、複数の流入口Ｉ、流出口Ｏ及び／または貫通部Ｐを形成する場合も、ガス排出経路の長さを最大限に長くすることができる。

図９は、図１のバッテリーパックに含まれたパックケース２００の一部分を分離して示した斜視図である。

図９を参照すれば、前記パックケース２００は、底部２１０及び側壁部２２０を含み、側壁部２２０は、第１側壁２２１及び第２側壁２２２を備え得る。ここで、第１側壁２２１は、前述の図２〜図８に示した側壁部２２０のように内部に中空が形成された側壁である。そして、第２側壁２２２は、中空が形成されていない側壁である。前述の図２〜図８に示した側壁部２２０の多様な実施例は、図９の構成において第１側壁２２１に適用できる。

本発明のこのような構成によれば、パックケース２００の製造がより容易となる。所定部分には中空を形成し、他の部分には中空を形成しないように側壁部２２０を一度に製造することは、ややこしい。しかし、前記実施例の場合、中空の形成された第１側壁２２１及び中空の形成されてない第２側壁２２２を別に製造できるため、中空が所定部分のみに形成されるようにする側壁部２２０の製造が容易となる。特に、中空が形成された第１側壁２２１については、押出フレームの形態で内部に中空が形成されるようにした後、両端を覆う方式で側壁部２２０を構成することができる。そして、このような第１側壁２２１には、流入口Ｉ及び流出口Ｏを形成することができる。また、側壁部２２０が複数の中空を備え、貫通部Ｐが一つ以上形成される場合、貫通部Ｐを形成するために第１側壁２２１の外面、例えば、第１側壁２２１の上面や下面に穴を穿った後、該穴を通してドリルを挿入して中空間の隔壁に穴を穿つことで貫通部Ｐを形成できる。

このような構成において、第１側壁２２１は、第２側壁２２２に対して底部２１０の縁方向に配置できる。即ち、図９のパックケース２００において、前側壁部、後側壁部及び左側壁部の全体、そして右側壁部の一部は、第２側壁２２２を構成する。そして、パックケース２００の右側壁部のほとんどは、第１側壁２２１を構成する。したがって、このような第１側壁２２１と第２側壁２２２とは、全体として上面構成がリング状になるように形成できる。

この際、第１側壁２２１の両端は、第２側壁２２２に結合され得る。即ち、図９においてＢ１で示された部分のように、第１側壁２２１の両端は、第２側壁２２２の両端と接触して内部空間を限定し、接触した部分が結合して固定され得る。この際、第１側壁２２１及び第２側壁２２２の結合固定方式は、多様な形態で構成でき、代表的に溶接方式を用いることができる。即ち、第１側壁２２１の両端は、第２側壁２２２と溶接によって結合し固定できる。

一方、前記実施例では、中空が側壁部２２０の厚さに垂直する方向における水平方向に形成された構成を主に示したが、本発明はかかる実施例に限定されず、中空は他の多様な形態に形成可能である。

図１０は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの側壁部２２０の構成を概略的に示す斜視図であり、図１１は、図１０の線Ａ６−Ａ６’に沿って見た断面図である。このような図１０及び図１１の実施例についても、前述の実施例との相違を主として説明する。

図１０及び図１１を参照すれば、前記パックケース２００の側壁部２２０には、複数の中空が形成され得、各々の中空は、側壁部２２０の厚さ方向に垂直する方向における上下方向に形成できる。この場合、図１１において、Ｂ２で示された部分に流入口Ｉが形成されるとすれば、流入口Ｉを介して流入した流体、例えば、ガスは右側中空に沿って上方へ移動し、貫通部Ｐを通して中央中空に流入した後、下方へ移動する。そして、ガスは、中央中空の下部に位置した貫通部Ｐを通して左側中空へ流入した後に上部方向へ移動し、パックケース２００の外部へ排出される。

本発明のこのような構成による場合も、中空が水平方向に形成される前述の実施例と同様に、ガス排出経路の長さを長くすることができるという利点がある。特に、図１０に示したように、バッテリーパックのパックケース２００は、上下方向へ長い構成にすることもでき、この場合、上下方向の中空を形成することで、複数の中空がより容易に形成されるようにすることができる。

しかのみならず、水平方向の中空と上下方向の中空とが混在した形態の側壁部２２０の構成にすることもできる。この場合、バッテリーパックのパックケース２００は、多様な形態に構成でき、流入口Ｉ及び流出口Ｏも、多様な位置に配置できるため、このように水平方向の中空と上下方向の中空との適切な配置によって多様なバッテリーパックの構成や装着位置などに効率的に適用することができる。

望ましくは、前記パックケース２００は、少なくとも部分的に金属材質から構成できる。例えば、前記パックケース２００は、全体としてアルミニウム材質からなり得る。アルミニウムのような金属材質の場合、機械的剛性に優れ、外部の衝撃などからセルアセンブリー１００などを効果的に保護することができ、特に、バッテリーパックの内部における火事発生時、プラスチック材質に比べて溶融しにくいため、火炎がバッテリーパックの外部へ容易に流出しないようにすることができる。さらに、本発明によるバッテリーパックの場合、側壁部２２０の中空構成によって火炎の流出を効果的に防止することができる。

一方、多くの図面に示してはいないが、本発明によるバッテリーパックのパックケース２００は、蓋部をさらに含むことができる。

前記蓋部は、側壁部２２０の上端に取り付けられ、パックケース２００の内部空間を密閉できる。したがって、蓋部は、セルアセンブリー１００の上部側を覆い得る。例えば、前記蓋部は、底部２１０と類似に板状で構成され、側壁部２２０の上端に装着できる。そして、このような蓋部は、ボルトなどの締結部材や溶接などによって側壁部２２０に固定され得る。

本発明によるバッテリーパックは、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に適用することができる。即ち、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含むことができる。特に、自動車の場合、搭乗者が近くにいることがあり、他の車両の燃料タンクと隣接し得るため、バッテリーパックの内部における火事発生時、火炎が外部へ露出しやすくてはいけない。しかし、本発明によるバッテリーパックの場合、このような火炎への露出防止効果に優れているため、自動車の安全性を向上させることができる。

なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、本発明の当業者にとって自明である。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

１００ セルアセンブリー
２００ パックケース
２１０ 底部
２２０ 側壁部
２２１ 第１側壁
２２２ 第２側壁

Claims (11)

1. 複数の二次電池を備えるセルアセンブリーと、
   板状で構成され、前記セルアセンブリーの下部に位置する底部、及び前記底部から所定の高さに突出する側壁部を備え、前記底部及び前記側壁部によって限定された内部空間に前記セルアセンブリーを収容するパックケースと、を含み、
   前記パックケースの側壁部が、少なくとも部分的に前記側壁部の厚さ方向に垂直する方向に中空が形成され、前記中空には、内側へ開放された流入口及び外側へ開放された流出口が形成されたことを特徴とするバッテリーパック。
2. 前記中空が、底部の縁方向へ長く形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
3. 前記中空は、前記側壁部に二つ以上が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
4. 前記側壁部は、二つ以上の中空が上下方向に配置され、二つ以上の中空の間に上下方向の貫通部が形成され、前記流入口と前記流出口とが相異なる中空に形成されるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
5. 前記パックケースは、前記流入口と前記流出口とが前記二つ以上の中空の一端部に形成され、前記貫通部が前記二つ以上の中空の他端部に形成されたことを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
6. 前記パックケースは、前記流入口と前記流出口とが各々二つ以上形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
7. 前記側壁部は、中空が形成された第１側壁と、中空が形成されていない第２側壁と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
8. 前記第１側壁は、前記第２側壁に対して前記底部の縁方向に配置され、両端が前記第２側壁に結合したことを特徴とする請求項７に記載のバッテリーパック。
9. 前記中空が、上下方向へ長く形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
10. 前記パックケースが、金属材質からなることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
11. 請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む自動車。

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