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

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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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