JP2023514180A - 電池モジュールおよびこれを含む電池パック - Google Patents

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Abstract

本発明の一実施形態による電池モジュールは、複数の電池セルが積層された電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、前記モジュールフレームに収容され、前記電池セル積層体の前面を覆う第1バスバーフレーム、および前記モジュールフレームに収容され、前記電池セル積層体の後面を覆う第2バスバーフレームを含み、前記第1バスバーフレームにはターミナルバスバーが装着され、前記第2バスバーフレームにはモジュールコネクタが装着され、前記モジュールフレームには上部プレートを貫通するベンティング部が形成され、前記ベンティング部は前記ターミナルバスバーよりも前記モジュールコネクタにより近く位置する。

Description

[関連出願(ら)との相互引用]
本出願は、2020年11月26日付韓国特許出願第10-2020-0161480号および2021年11月22日付韓国特許出願第10-2021-0161637号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
本発明は、電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関し、より具体的に安定性が強化された電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。
モバイル機器に対する技術開発と需要が増加することに伴い、エネルギー源として二次電池の需要が急激に増加している。そのために、多様な要求に応えることができる二次電池に関する多くの研究が行われている。
二次電池は、携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコンなどのモバイル機器だけでなく、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの動力装置に対するエネルギー源としても大きな関心を受けている。
最近、二次電池のエネルギー貯蔵源としての活用をはじめとして大容量二次電池構造に対する必要性が高まり、多数の二次電池が直列/並列に連結された電池モジュールを集合させた中大型モジュール構造の電池パックに対する需要が増加している。
一方、複数個の電池セルを直列/並列に連結して電池パックを構成する場合、少なくとも一つの電池セルからなる電池モジュールを構成し、少なくとも一つの電池モジュールを利用してその他構成要素を追加して電池パックを構成する方法が一般的である。このような中大型電池モジュールを構成する電池セルは、充放電が可能な二次電池で構成されているため、このような高出力大容量二次電池は充放電過程で多量の熱を発生させる。
電池モジュールは、複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するフレーム、前記電池セル積層体の前後面を覆うエンドプレートを含む。
図1は従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時の様子を示す図面である。図2は図1のA-A部分であり、従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時に隣接した電池モジュールに影響を与える火炎の様子を示す図面である。
図1および図2を参照すると、従来の電池モジュールは、複数の電池セル10が積層形成された電池セル積層体、電池セル積層体を収容するフレーム20、電池セル積層体の前後面に形成されたエンドプレート30、エンドプレート外部に突出形成されたターミナルバスバー40などを含む。
フレーム20とエンドプレート30は、溶接を通じて密封されるように結合することができる。このように電池セル積層体を収容するフレーム20とエンドプレート30が結合されると、電池モジュールの過充電時、電池セル10の内部圧力が増加して電池セル10の融着強度の限界値を超える場合、電池セル10で発生した高温の熱、ガスおよび火炎が電池セル10の外部に排出されることがある。
この時、高温の熱、ガスおよび火炎は、エンドプレート30に形成された開口部を通じて排出され得るが、エンドプレート30同士で互いに向かい合うように複数の電池モジュールを配置する電池パック構造において、高温の熱、ガスおよび火炎を噴出する電池モジュールに隣り合った電池モジュールに影響を与えることがある。これによって、隣り合った電池モジュールのエンドプレート30に形成されたターミナルバスバー40が損傷されることがあり、高温の熱、ガスおよび火炎が隣り合った電池モジュールのエンドプレート30に形成された開口部を通じて電池モジュールの内部に入って複数の電池セル10に損傷を与えることがある。
本発明が解決しようとする課題は、電池モジュール内に発火現象の発生時に排出される高温の熱と火炎を分散させることができる電池モジュールおよびこれを含む電池パックを提供することにある。
しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張され得る。
本発明の一実施形態による電池モジュールは、複数の電池セルが積層された電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、前記モジュールフレームに収容され、前記電池セル積層体の前面を覆う第1バスバーフレーム、および前記モジュールフレームに収容され、前記電池セル積層体の後面を覆う第2バスバーフレームを含み、前記第1バスバーフレームにはターミナルバスバーが装着され、前記第2バスバーフレームにはモジュールコネクタが装着され、前記モジュールフレームには上部プレートを貫通するベンティング部が形成され、前記ベンティング部は、前記ターミナルバスバーよりも前記モジュールコネクタにより近く位置する。
前記ベンティング部は、前記上部プレートに形成されるホール構造であり、前記ホール構造は、前記第2バスバーフレームに近い方向に斜めに前記上部プレートを貫通することができる。
前記ターミナルバスバーは、前記ターミナルバスバーが含まれている電池モジュールに隣り合った他の電池モジュールとの連結を提供する外部バスバーと連結され得る。
前記ベンティング部は、前記第2バスバーフレームが位置した方向にガスをベンティングするように形成され得る。
前記ベンティング部は、前記モジュールフレームの上面上に形成され、前記電池セル積層体と向かい合う流入口、および前記流入口を通じて流入されたガスを排出する排出口を含み、前記排出口は、前記流入口と垂直な方向に形成され得る。
前記ベンティング部は、前記流入口と前記排出口との間に形成されて前記流入口に流入されたガスを前記排出口が位置した方向に案内する連結部を含み、前記連結部の上面は傾いて形成され得る。
前記ベンティング部は、前記電池セル積層体を基準として上側方向にベンティングされるように形成され得る。
前記ベンティング部は、前記電池セル積層体と連結され、前記モジュールフレームの上面上で上側方向に形成された流入口、上側方向に形成され、前記流入口を通じて流入されたガスを排出する排出口、および前記流入口と前記排出口を連結する連結部を含み、前記連結部は、前記流入口および前記排出口の流入および排出方向と垂直な方向に形成され得る。
前記モジュールフレームの上部と前記電池セル積層体との間に排出通路が形成され得る。
本発明の他の一実施形態による電池パックは、前述した電池モジュールを含む。
実施形態によれば、電池モジュール内に熱暴走現象の発生時、高温の熱とガスおよび火炎を制御するために、電池モジュールの一側に配置されたターミナルバスバーよりも電池モジュールの他の一側に配置されたモジュールコネクタに隣接するように電池モジュール上端部にベンティング部を形成することによって、隣接した電池モジュールに火炎が伝播することを遅延させることができる。
本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていないまた他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。
従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時の様子を示す図面である。 図1のA-Aに沿って切断した部分であり、従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時に隣接した電池モジュールに影響を与える火炎の様子を示す図面である。 本発明の一実施形態による電池モジュールを示す斜視図である。 図3の電池モジュールの分解斜視図である。 図4の電池モジュールに含まれている電池セルの斜視図である。 図3の電池モジュールの第2エンドプレートが正面から見えるように角度を変えて示す斜視図である。 図3の切断線B-Bに沿って切断した断面図である。 本発明の他の一実施形態による電池モジュールを示す斜視図である。 本発明のまた他の一実施形態による電池モジュールを示す斜視図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図示されたところに限定されない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ず重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
また、明細書全体において、「平面上」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面上」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。
図3は本発明の一実施形態による電池モジュールを示す斜視図である。図4は図3の電池モジュールの分解斜視図である。図5は図4の電池モジュールに含まれている電池セルの斜視図である。
図3乃至図5を参照すると、本発明の一実施形態による電池モジュール100aは、互いに対向する方向に突出した電極リード111、112を含む複数の電池セル110が積層された電池セル積層体120、電池セル積層体120を収納するモジュールフレーム200、電極リード111が突出する一方向(x軸方向)の電池セル積層体120の一面に配置された第1バスバーフレーム310、および電極リード112が突出する他の方向(-x軸方向)の電池セル積層体120の他面に配置された第2バスバーフレーム320を含む。
まず、図5を参照すると、電池セル110は、パウチ型電池セルであることが好ましい。例えば、本実施形態による電池セル110は、二つの電極リード111、112が互いに対向してセル本体113の一端部114aと他の一端部114bからそれぞれ突出している構造を有する。より詳しくは、電極リード111、112は、電極組立体(図示せず)と連結され、電極組立体(図示せず)から電池セル110の外部に突出する。
一方、電池セル110は、セルケース114に電極組立体(図示せず)を収納した状態でセルケース114の両端部114a、114bとこれらを連結する一側部114cを接着することによって製造され得る。言い換えると、本実施形態による電池セル110は、総3ヶ所のシーリング部114sa、114sb、114scを有し、シーリング部114sa、114sb、114scは熱融着などの方法でシーリングされる構造であり、残りの他の一側部は連結部115からなることができる。セルケース114は、樹脂層と金属層を含むラミネートシートからなることができる。
また、連結部115は、電池セル110の一縁に沿って長く伸びており、連結部115の端部にはバットイヤー(bat-ear)と呼ばれる電池セル110の突出部110pが形成され得る。また、突出した電極リード111、112を間に置いてセルケース114が密封されながら、電極リード111、112とセル本体113との間にテラス(Terrace)部116が形成され得る。つまり、電池セル110は、電極リード111、112が突出した方向にセルケース114から延長形成されたテラス部116を含む。
電池セル110は、複数個で構成され得、複数の電池セル110は互いに電気的に連結され得るように積層されて電池セル積層体120を形成することができる。図4を参照すると、電池セル110がy軸方向に沿って積層されて電池セル積層体120を形成することができる。電極リード111が突出した方向(x軸方向)の電池セル積層体120の一面には第1バスバーフレーム310が位置することができる。電極リード112が突出する方向(-x軸方向)の電池セル積層体120の他面には第2バスバーフレーム320が位置することができる。電池セル積層体120、第1バスバーフレーム310または第2バスバーフレーム320は、モジュールフレーム200に収容され得る。モジュールフレーム200は、モジュールフレーム200内部に収容された電池セル積層体120およびこれと連結された電装品を外部の物理的衝撃から保護することができる。
本発明の実施形態によるモジュールフレーム200は、モノフレームの構造を有することができる。まず、モノフレームは、上面、下面および両側面が一体化した金属板材の形態であり得、押出成形で製造され得る。ただし、モジュールフレーム200構造はこれに限定されず、U字型フレームと上部プレートが結合された構造であり得る。U字型フレームと上部プレートが結合された構造の場合、下面および両側面が結合されたまたは一体化した金属板材であるU字型フレームの上側に上部プレートを結合して形成され得、プレス成形で製造され得る。
電池セル積層体120とモジュールフレーム200の下面との間には熱伝導性樹脂が注液され得、注液された熱伝導性樹脂を通じて電池セル積層体120とモジュールフレーム200の下面との間に熱伝導性樹脂層(図示せず)が形成され得る。
一方、電極リード111、112が突出した方向(x軸方向、-x軸方向)に、モジュールフレーム200が開放され得、モジュールフレーム200の開放された両側にそれぞれ第1エンドプレート410および第2エンドプレート420が位置することができる。第1エンドプレート410は、第1バスバーフレーム310を覆いながらモジュールフレーム200と接合され得、第2エンドプレート420は、第2バスバーフレーム320を覆いながらモジュールフレーム200と接合され得る。つまり、第1エンドプレート410と電池セル積層体120との間に第1バスバーフレーム310が位置することができ、第2エンドプレート420と電池セル積層体120との間に第2バスバーフレーム320が位置することができる。また、第1エンドプレート410と第1バスバーフレーム310との間には電気的絶縁のための絶縁カバー800(図3参照)が位置することができる。
第1エンドプレート410および第2エンドプレート420は、電池セル積層体120の前記一面と前記他面をそれぞれ覆うように位置する。第1エンドプレート410および第2エンドプレート420は、外部の衝撃から第1バスバーフレーム310、第2バスバーフレーム320およびこれと連結された多くの電装品を保護することができ、このために所定の強度を有さなければならず、アルミニウムのような金属を含むことができる。また、第1エンドプレート410および第2エンドプレート420は、それぞれモジュールフレーム200の対応する縁と溶接などの方法で接合され得る。
第1バスバーフレーム310は、電池セル積層体120の一面に位置して、電池セル積層体120を覆うと同時に電池セル積層体120と外部機器との連結を案内することができる。具体的には、第1バスバーフレーム310にはバスバー、ターミナルバスバーおよびモジュールコネクタのうちの少なくとも一つが装着され得る。特に、第1バスバーフレーム310が電池セル積層体120と向かい合う面の反対面にバスバー、ターミナルバスバーおよびモジュールコネクタのうちの少なくとも一つが装着され得る。一例として、図4には第1バスバーフレーム310にバスバー510およびターミナルバスバー520が装着された様子が示されている。
バスバー510やターミナルバスバー520により電池セル積層体120を構成する電池セル110が直列または並列に連結され得、電池モジュール100aの外部に露出するターミナルバスバー520を通じて外部機器や回路と電池セル110が電気的に連結され得る。一例として、ターミナルバスバー520は、ターミナルバスバー520が含まれている電池モジュールに隣り合った他の電池モジュールとの連結を提供する外部バスバーと連結され得る。
第1バスバーフレーム310は、電気的に絶縁である素材を含むことができる。第1バスバーフレーム310は、バスバー510やターミナルバスバー520が電極リード111と接合された部分を除き、バスバー510やターミナルバスバー520が電池セル110と接触することを制限することで、短絡の発生を防止することができる。
一方、前述したように、電池セル積層体120の他面には第2バスバーフレーム320が位置することができる。第2バスバーフレーム320にはバスバーとモジュールコネクタが装着され得る。第2バスバーフレーム320に装着されたバスバーには電極リード112が接合され得る。第2バスバーフレーム320は短絡の発生を防止するために電気的に絶縁である素材を含むことができる。
本実施形態による第1エンドプレート410にターミナルバスバー520が露出する開口部が形成され得る。前記開口部は、ターミナルバスバー開口部であり得る。一例として、図3および図4に示されているように、第1エンドプレート410にターミナルバスバー520が露出するターミナルバスバー開口部410Hが形成され得る。ターミナルバスバー520は、バスバー510と比較して、上向き突出した部分をさらに含むが、このような上向き突出した部分がターミナルバスバー開口部410Hを通じて電池モジュール100aの外部に露出することができる。ターミナルバスバー開口部410Hを通じて露出したターミナルバスバー520が他の電池モジュールやBDU(Battery Disconnect Unit)と連結されてHV(High voltage)連結を形成することができる。
図6は図3の電池モジュールの第2エンドプレートが正面から見えるように角度を変えて示す斜視図である。図7は図3の切断線B-Bに沿って切断した断面図である。
図6を参照すると、本実施形態による第2エンドプレート420にモジュールコネクタのうちの少なくとも一つが露出する開口部が形成され得る。前記開口部は、モジュールコネクタ開口部であり得る。一例として、図6に示されているように第2エンドプレート420にモジュールコネクタ600が露出するモジュールコネクタ開口部420Hが形成され得る。これは先に言及した第2バスバーフレーム320にモジュールコネクタ600が装着されたことを意味する。
一方、具体的に図示していないが、モジュールコネクタ600は、電池モジュール100a内部に設けられた温度センサーや電圧測定部材などと連結され得る。このようなモジュールコネクタ600は、外部BMS(Battery Management System)と連結されてLV(Low voltage)連結を形成するが、前記温度センサーや電圧測定部材が測定した温度情報と電圧程度などを前記外部BMSに伝達する機能を担当する。
図3、図6および図7を参照すると、モジュールフレーム200の上部プレートにベンティング部900が形成され、ベンティング部900は、ターミナルバスバー520よりもモジュールコネクタ600に隣接して形成され得る。ベンティング部900は、モジュールフレーム200の上部プレートに形成されるホール構造であり、前記ホール構造は第2バスバーフレーム320に近い方向に斜めにモジュールフレーム200の上部プレートを貫通することができる。ベンティング部900は、第2バスバーフレーム320または第2エンドプレート420が位置する方向にガスがベンティングされるように形成され得る。これは電池モジュール100a内部で熱、ガス、火炎またはスパークなどが発生した場合、ターミナルバスバー520のようにHV連結を形成する部材(以下、HV部材と称す。)が位置した第1バスバーフレーム310または第1エンドプレート410に向かう方向よりも、モジュールコネクタ600のようにLV連結を形成する部材(以下、LV部材に称す)が位置した第2バスバーフレーム320または第2エンドプレート420に向かう方向に熱、ガス、火炎またはスパークなどが排出されるようにするためのものであり得る。
本実施形態によれば、図7に示したようにモジュールフレーム200の上部と電池セル積層体120との間に排出通路450が形成され得る。第1エンドプレート410と電池セル積層体120との間で発生するガスや熱は排出通路450を通じて第1エンドプレート410反対側に位置する第2バスバーフレーム320または第2エンドプレート420に向かって移動することができる。第2バスバーフレーム320または第2エンドプレート420に向かって移動したガスや熱は、ベンティング部900を通じて電池モジュール100aから排出され得る。HV部材はLV部材よりも過熱されやすく、自己発火が発生したり内部発火による影響を受けやすいため、排出通路450を通じて第1エンドプレート410周辺で発生したガスや熱を第2エンドプレート420が位置した方向に誘導すれば、内部熱伝播現象が緩和され得る。
図1および図2を参照すると、従来の電池モジュールの場合、電池モジュールの開口部などを通じて噴出した高温の熱、ガスおよび火炎などが隣り合った電池モジュールに影響を与えることがある。特に、HV連結のためにターミナルバスバー40同士で向かい合っている隣り合った電池モジュールは、ターミナルバスバー40や電池セル10をはじめとするその他電装品に損傷が発生することがある。
従来とは異なり、本実施形態による電池モジュール100aは、モジュールフレーム200の上部プレートにベンティング部900が形成されるが、ベンティング部900がターミナルバスバー520よりモジュールコネクタ600に隣接して形成されることによって、電池セル110から起因した高温の熱、ガスおよび火炎などが第1エンドプレート410の開口部、一例としてターミナルバスバー開口部410Hなどを通じて排出することを制限することができる。ターミナルバスバー520に火炎が転移されると、互いに隣り合った電池モジュールを連結する外部バスバーが溶けて内部短絡による追加発火が発生することがあり、隣り合った電池モジュールに転移される可能性が高い。しかし、本実施形態によれば、隣り合った電池モジュールおよびHV連結構造に加えられる損傷を大幅に減らすことができる。
図8は本発明の他の一実施形態による電池モジュールを示す斜視図である。
図8を参照すると、本実施形態によるベンティング部910は、電池セル積層体120を基準として上側方向にベンティングされるように形成され得る。ベンティング部910は、電池セル積層体120と連結され、モジュールフレーム200の上面上で上側方向に形成された流入口911、上側方向に形成されて流入口911を通じて流入されたガスを排出する排出口912、および流入口911と排出口912を連結する連結部913を含み、連結部913は、流入口911および排出口912の流入および排出方向と垂直な方向に形成され得る。
ベンティング部910は、電池モジュール内部の高温の熱、ガスおよび火炎を電池モジュールの上側方向に向かって排出することで、エンドプレートを合わせて配置された他の電池モジュールに被害を最小化させることができる。しかし、排出口912が上側方向に向かって形成されて空気中の異物が重力により排出口912に入ることがあるところ、連結部913を排出口912と垂直な方向に形成されるようにして排出口912に流入された異物が流入口911を通じて電池モジュール内部に流入される現象が最小化され得る。
また連結部913上には排出口912を通じて入る異物を遮断する異物遮断部(図示せず)が形成されることで、異物が排出口912部分から連結部913を通じて流入口911部分に入らないように防止することができる。
図9は本発明のまた他の一実施形態による電池モジュールを示す斜視図である。
図9を参照すると、本実施形態によるベンティング部920は、モジュールフレーム200の上面上に形成されて電池セル積層体と連結される流入口921、流入口921を通じて流入されたガスを排出する排出口922を含み、排出口922は流入口921と垂直な方向に形成され得る。またベンティング部920は、流入口921と排出口922との間に形成されて流入口921に流入されたガスを排出口922が位置した方向に案内する連結部923を含み、連結部923の上面は傾いて形成され得る。
排出口922が流入口921およびモジュールフレーム200の上面と垂直な方向に形成されることで、空気中に漂う異物が重力により排出口922内部に入る現象を防止することができる。また連結部923の上面が排出口922に向かって傾いて形成されることで、流入口921に流入された高温の熱、ガスおよび火炎が連結部923を通じて方向が転換されて排出口922を通じて自然に排出され得る。
以下、本実施形態のベンティング部900の効果を確認するための実験結果について説明する。
表1は、電池モジュールの内部発火時、ベンティング部900の有無および位置による電圧降下所要時間を比較したものである。
Figure 2023514180000002
表1を参照すると、レファレンスは、電池モジュールにベンティング部900が形成されていないものであり、CASE1は、本発明の実施形態のようにベンティング部900がLV部材と隣接するように形成されたものであり、CASE2は、ベンティング部900がモジュールフレーム200の上部プレートに全体的に形成されたものである。
レファレンスの場合、初期ベンティングおよび火炎発生時間は156secであり、CASE1およびCASE2よりも多少遅くベンティングおよび火炎が発見された。しかし、186sec以降からは電圧降下が速い速度で進行され、総電圧降下所要時間は119secと示された。これはレファレンスの電池モジュールがベンティング部900が形成されていない密閉された構造を有するため、内部発火時に酸素供給が遮断されることによって初期ベンティングおよび火炎発生時間が遅延されるためである。また、ベンティングおよび火炎が発生した後からは外部酸素の流入により発火が促進され、電圧降下が急速に進行されたものであり得る。
CASE2の場合、初期ベンティングおよび火炎発生時間は74secであり、他の場合よりも早い時点にベンティングおよび火炎が発見された。電圧降下は102secから始まり、電圧が0になる213secまで総電圧降下所要時間は111secと示された。CASE2の場合、初期の電圧降下が他の場合よりも非常に急速に進行されると示されたが、これは多数のベンティング部900を通じて十分な酸素が供給されることによって、熱伝播が急速に拡散するためであり得る。
CASE1の場合、初期ベンティングおよび火炎発生時間は88secであり、電圧降下は125secから360secまで進行されて総電圧降下所要時間は235secと示された。CASE1は他の場合に比べて総電圧降下所要時間が長いことが示され、段階別電圧降下にかかる時間も他の場合に比べて均一で、かつ長いことが示された。これはCASE2と比較して、ベンティング部900を通じて過量の酸素が流入されずに、電池モジュール内部の熱およびガスを適切に排出することによって熱伝播を遅延させるためであり得る。また、CASE1のベンティング部900がLV部材と隣接して位置し、LV部材が位置した方向にガスなどの流れを誘導することによって、相対的に高い温度状態であり得るHV部材周辺の温度を緩和させるためであり得る。
一方、表1に関する説明では、ベンティング部に図7に示された図面番号を付加したが、これは説明の便宜のためのものに過ぎず、図8、図9またはその他ベンティング部についても前述した説明と同一の効果を奏する。
本発明の他の一実施形態による電池パックは、前述した電池モジュール、前記電池モジュールと隣り合った電池モジュール、および前記電池モジュールと前記隣り合った電池モジュールを収納するパックケースを含むことができる。前記電池モジュールと前記隣り合った電池モジュールのれぞれに含まれる第1ターミナルバスバーと第2ターミナルバスバーは互いに向かい合う方向に配置され得る。この時、前記電池モジュールに形成された第1ベンティング部と前記隣り合った電池モジュールに形成された第2ベンティング部とはそれぞれ、互いに遠くなる方向にベンティングされるホール構造を有することができる。
前述した本実施形態による電池モジュールや電池パックは、多様なデバイスに適用され得る。具体的には、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用され得るが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
200:モジュールフレーム
310、320:バスバーフレーム
410、420:エンドプレート
520:ターミナルバスバー
600:モジュールコネクタ
900、910、920:ベンティング部

Claims (10)

  1. 複数の電池セルが積層された電池セル積層体、
    前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、
    前記モジュールフレームに収容され、前記電池セル積層体の前面を覆う第1バスバーフレーム、および
    前記モジュールフレームに収容され、前記電池セル積層体の後面を覆う第2バスバーフレームを含み、
    前記第1バスバーフレームにはターミナルバスバーが装着され、前記第2バスバーフレームにはモジュールコネクタが装着され、
    前記モジュールフレームには上部プレートを貫通するベンティング部が形成され、前記ベンティング部は、前記ターミナルバスバーよりも前記モジュールコネクタにより近く位置する、電池モジュール。
  2. 前記ベンティング部は、前記上部プレートに形成されるホール構造であり、前記ホール構造は、前記第2バスバーフレームに近い方向に斜めに前記上部プレートを貫通する、請求項1に記載の電池モジュール。
  3. 前記ターミナルバスバーは、前記ターミナルバスバーが含まれている電池モジュールに隣り合った他の電池モジュールとの連結を提供する外部バスバーと連結される、請求項1または2に記載の電池モジュール。
  4. 前記ベンティング部は、前記第2バスバーフレームが位置した方向にガスをベンティングするように形成される、請求項1~3のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  5. 前記ベンティング部は、
    前記モジュールフレームの上面上に形成され、前記電池セル積層体と向かい合う流入口、および
    前記流入口を通じて流入されたガスを排出する排出口を含み、
    前記排出口は、前記流入口と垂直な方向に形成される、請求項1~4のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  6. 前記ベンティング部は、
    前記流入口と前記排出口との間に形成されて前記流入口に流入されたガスを前記排出口が位置した方向に案内する連結部を含み、
    前記連結部の上面は、傾いて形成される、請求項5に記載の電池モジュール。
  7. 前記ベンティング部は、前記電池セル積層体を基準として上側方向にベンティングされるように形成される、請求項1~6のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  8. 前記ベンティング部は、
    前記電池セル積層体と連結され、前記モジュールフレームの上面上で上側方向に形成された流入口、
    上側方向に形成され、前記流入口を通じて流入されたガスを排出する排出口、および
    前記流入口と前記排出口を連結する連結部を含み、
    前記連結部は、前記流入口および前記排出口の流入および排出方向と垂直な方向に形成される、請求項7に記載の電池モジュール。
  9. 前記モジュールフレームの上部と前記電池セル積層体との間に排出通路が形成される、請求項1~8のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  10. 請求項1~9のいずれか一項に記載の電池モジュールを含む電池パック。
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