JP2023528518A - 電池モジュールおよびそれを含む電池パック - Google Patents

電池モジュールおよびそれを含む電池パック Download PDF

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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一方向に積層された電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容して、内部面および外部面を有するモジュールフレームおよび前記モジュールフレームと結合して、前記電池セル積層体の前面または後面を覆うエンドプレートを含み、前記モジュールフレームには前記内部面に形成された流入口および前記外部面に形成された排出口を定義するホール形態のベント部が少なくとも一つ形成され、前記流入口または前記排出口を含む前記ベント部の末端領域は逆テーパー形状を有する。

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は２０２１年２月２２日付韓国特許出願第１０－２０２１－００２３５８０号に基づく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すべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は電池モジュールおよびそれを含む電池パックに関し、より具体的には安全性が向上した電池モジュールおよびそ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の増加によりエネルギ源としての二次電池の需要が急激に増加している。特に、二次電池は携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン、ウェアラブルデバイス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源としても多くの関心を集めている。
二次電池がモバイル機器のようなデバイスに主に使用される場合には、一つまたは二つないし四つの電池セルが使用されても各デバイスに求められる貯蔵容量およびエネルギ出力水準を達成することに無理はなかったが、自動車などのような中大型デバイスは高出力および大容量ストレージデバイスを求めるので、上記のように少ない数の電池セルが使用される場合にはエネルギ貯蔵容量およびエネルギ出力の側面から大きな問題が引き起こされ得る。したがって、中大型デバイスには多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュールまたはこのような電池モジュールを複数含む電池パックが取り付けられるのが一般的である。
図１は従来の電池モジュールの分解斜視図である。
図１を参照すると、従来の電池モジュール１０は複数の電池セル１１を積層した電池セル積層体１２と、電池セル積層体１２を外部衝撃、熱または振動から保護するためのモジュールフレーム２０および電池セル積層体１２の前面および／または後面をカバーするエンドプレート４０を含む。
電池セル積層体１２はモジュールフレーム２０およびエンドプレート４０の結合によって密閉された構造内に位置する。電池モジュール１０のエネルギ貯蔵容量を極大化するためにそれぞれの電池セル１１は主に電池セル積層体１２内で狭い間隔を置いて位置する。
しかし、電池モジュール１０のこのような設計は電池モジュール１０の耐久性または長期安定性を阻害する恐れがある。具体的には、過充電などの理由により電池セル１１の内部圧力が増加する場合に電池セル１１の外部に高温の熱、ガスまたは火炎が放出され得るが、この時一つの電池セル１１から放出された熱、ガスまたは火炎などは狭い間隔を置いて隣接する他の電池セル１１に伝達されて連続的な発火現象が誘導され得る。また、各電池セル１１から放出された熱、ガスまたは火炎などはエンドプレート４０に形成された開口部に向かって排出され、この過程でエンドプレート４０と電池セル１１の間に位置するバスバー（図示せず）などが損傷する問題が発生し得る。
さらに、電池パック内で複数の電池モジュール１０は少なくとも二つのエンドプレート４０が互いに対向するように配置されるので、電池モジュール１０内で発生した熱、ガスまたは火炎などが電池モジュール１０の外部に排出される場合は隣接する他の電池モジュール１０内の複数の電池セル１１の性能および安定性に影響を与え得る。
したがって、電池モジュール１０内部の発火時の熱伝播速度を効果的に遅延させ、発生した熱、ガスまたは火炎が電池モジュール１０の外部に迅速に排出されるようにすることによって、耐久性および安全性が向上した電池モジュール１０を開発する必要がある。
本発明が解決しようとする課題は、電池モジュール内の発火時の火炎を効果的に抑制し、内部の熱、ガスまたは火炎などを効果的に排出させる電池モジュールおよびそれを含む電池パックを提供することにある。
本発明が解決しようとする課題は、上述した課題に制限されるものではなく、言及されていない課題は本明細書および添付する図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるものである。
本発明の一実施形態による電池モジュールは、複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容して、内部面および外部面を有するモジュールフレームおよび前記モジュールフレームと結合して、前記電池セル積層体の前面または後面を覆うエンドプレートを含み、前記モジュールフレームには前記内部面に形成された流入口および前記外部面に形成された排出口を定義するホール形態のベント部が少なくとも一つ形成され、前記流入口または前記排出口を含む前記ベント部の末端領域は逆テーパー形状を有する。
前記ベント部の軸上断面を基準として、前記流入口と前記排出口の間で延びる前記ベント部の側面はラウンド形状を有して、前記流入口を介して流入した流出物は前記ラウンド形状に沿って前記排出口に移動し得る。
前記ベント部には前記ベント部のホールを開閉するためのカバーが提供され得る。
前記カバーは前記ベント部の流入口と対応する部分に位置し得る。
前記カバーは対で提供され得る。
前記カバーは板状であり、前記カバーの一エッジは前記モジュールフレームに固定され得る。
前記ベント部の軸上断面を基準として、前記流入口と前記排出口の間で延びる前記ベント部の側面はラウンド形状を有して、前記電池モジュールの内部圧力に応じて、前記カバーはラウンド形状を有する前記ベント部の側面に沿って湾曲し得る。
前記カバーはアルミニウムを含み得る。
前記複数の電池セルが積層される方向を積層方向と定義するとき、前記ベント部は前記積層方向に沿って延びる前記モジュールフレームの一面上に形成され得る。
前記電池セル積層体の前面から後面に向かう方向を長手方向と定義するとき、前記ベント部の前記長手方向上の位置は前記電池セル積層体の前面および後面と同じ長手方向上の距離を有する前記電池セル積層体の中心部より前記電池セル積層体の前面または後面とより近くてもよい。
前記電池セルは前記電池セルの一端部から突出した電極リードを含み、前記電極リードは前記電池セル積層体の前面または後面に位置し得る。
本発明の一実施形態による電池パックは少なくとも一つの電池モジュールを含む。
実施形態によれば、電池モジュール内の熱、ガスまたは火炎の排出経路を提供するベント部がモジュールフレームに形成されることによって、電池モジュール内の発火時の火炎を効果的に抑制し、内部ガスを効果的に排出させることができる。
他の実施形態によれば、電池モジュール内の熱、ガスまたは火炎の排出経路を提供するベント部およびベント部のホールを開閉するためのカバーがモジュールフレームに形成されることによって、電池モジュール内の発火時の火炎を効果的に抑制して、内部ガスを効果的に排出させることができる。
本発明の効果は上述した効果に制限されるものではなく、言及されていない効果は本明細書および添付する図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるものである。
従来の電池モジュールの分解斜視図である。 本発明の一実施形態による電池モジュールの斜視図である。 図２の電池モジュールの分解斜視図である。 図２の電池モジュールに含まれた電池セルを示す図である。 図２の電池モジュールをＡ－Ａ線に沿って切断した断面図である。 本発明の一実施形態による電池モジュールの内部空間で発生した熱、ガスまたは火炎などがベント部を介して排出される方向を示す図である。 本発明の一実施形態による電池モジュールのベント部の例示を示す図である。 本発明の他の一実施形態による電池モジュールの斜視図である。 図８のカバーを説明するための図である。 本発明の他の一実施形態による電池モジュールのカバーの例示を示す図である。
以下では添付する図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は以下で説明したことの他に様々な異なる形態で実現することができ、本発明の範囲はここで説明する実施形態によって限定されない。
本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素に対しては同じ参照符号を付ける。
また、図面に示す各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜上任意に拡大または縮小して示したものであるから、本発明の内容が示されたところに限定されないのは自明である。以下の図面では複数の層および領域を明確に表現するために各層の厚さを誇張して示した。そして、以下の図面では説明の便宜上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「上に」または「の上に」あると説明するとき、これは該当する層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「すぐ上に」ある場合だけでなくその間にまた他の部分がある場合も含むと解釈されなければならない。これとは反対に該当する層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「すぐ上に」あると説明するときにはその間に他の部分がないことを意味する。また、基準になる部分「上に」または「の上に」あるというのは基準になる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の逆方向に向かって「上に」または「の上に」位置することを意味するものではない。一方、他の部分「上に」または「の上に」あるとの説明と同様に、他の部分「下に」または「の下に」あると説明することも上述した内容を参照して理解されることができる。
また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の意味を示す記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
また、明細書全体で、「平面上」という時、これは該当の部分を上から見た時を意味し、「断面上」という時、これは該当部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。
以下では本発明の一実施形態による電池モジュールについて説明する。
図２は本発明の一実施形態による電池モジュールの斜視図であり、図３は図２の電池モジュールの分解斜視図である。図４は図２の電池モジュールに含まれた電池セルを示す図である。
図２および図３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１００は複数の電池セル１１０が一方向に沿って積層された電池セル積層体１２０、電池セル積層体１２０を収容するモジュールフレーム２００、電池セル積層体１２０の前面および／または後面上に位置するバスバーフレーム３００、電池セル積層体１２０の前面および／または後面を覆う（ｃｏｖｅｒｉｎｇ）エンドプレート４００およびバスバーフレーム３００上に取り付けられるバスバー５１０，５２０を含むことができる。
電池セル１１０は単位面積当たり積層される数を最大化できるパウチ型で提供されることができる。パウチ型で提供される電池セル１１０は正極、負極および分離膜を含む電極組立体をラミネートシートのセルケース１１４に収納した後セルケース１１４のシーリング部を熱融着することによって製造されることができる。しかし、電池セル１１０が必ずしもパウチ型で提供されるべきではなく、後に取り付けられるデバイスが要求する貯蔵容量を達成する水準下で角型、円筒型またはその他の多様な形態で提供されることもできるのは自明である。
図４を参照すると、電池セル１１０は二つの電極リード１１１，１１２を含むことができる。電極リード１１１，１１２はセル本体１１３の一端からそれぞれ突出している構造を有することができる。具体的には、各電極リード１１１，１１２の一端は電池セル１１０の内部に位置することによって電極組立体の正極または負極と電気的に連結され、各電極リード１１１，１１２の他端は電池セル１１０の外部に導き出されることによって別途の部材、例えば、バスバー５１０，５２０と電気的に連結されることができる。
セルケース１１４内の電極組立体はシーリング部１１４ｓａ，１１４ｓｂ，１１４ｓｃにより密封されることができる。セルケース１１４のシーリング部１１４ｓａ，１１４ｓｂ，１１４ｓｃは両端部１１４ａ，１１４ｂとこれらを連結する一側部１１４ｃ上に位置することができる。
セルケース１１４は一般に樹脂層／金属箔膜層／樹脂層のラミネート構造からなっている。例えば、セルケースの表面がＯ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）－ナイロン層からなっている場合には、中大型電池モジュール１００を形成するために多数の電池セル１１０を積層するとき、外部衝撃によって容易に滑る傾向がある。したがって、これを防止して電池セル１１０の安定した積層構造を維持するために、セルケース１１４の表面に両面テープなどの粘着式接着剤または接着時の化学反応によって結合される化学接着剤などの接着部材を付着して電池セル積層体１２０を形成することができる。
連結部１１５は上述したシーリング部１１４ｓａ，１１４ｓｂ，１１４ｓｃが位置していないセルケース１１４の一端で長手方向に沿って延びる領域を指す。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が形成されることができる。また、テラス（Ｔｅｒｒａｃｅ）部１１６はセルケース１１４の縁を基準として、セルケース１１４の外部にその一部が突出した電極リード１１１，１１２とセルケース１１４の内部に位置するセル本体１１３の間の領域を指す。
一方、パウチ型で提供される電池セル１１０は長さ、幅および厚さを有することができ、電池セル１１０の長手方向、幅方向および厚さ方向は相互垂直な方向であり得る。
ここで、電池セル１１０の長手方向は電極リード１１１，１１２がセルケース１１４から突出した方向により定義されることができる。例えば、一つの電極リード１１１はセルケース１１４の一端部１１４ａから一方向（ｘ軸方向）に突出し、他の一つの電極リード１１２はセルケース１１４の一端部１１４ｂから上述した一方向と逆方向（－ｘ軸方向）に突出することができる。この時、電池セル１１０の長手方向はｘ軸方向または－ｘ軸方向と定義することができる。
また、ここで、電池セル１１０の幅方向は図４に示すように電池セル１１０の一側部１１４ｃから連結部１１５または連結部１１５から一側部１１４ｃに向かうｚ軸方向または－ｚ軸方向であり得る。また、ここで、電池セル１１０の厚さ方向は幅方向および長手方向と垂直であるｙ軸方向または－ｙ軸方向と定義することができる。
一方、以上では図面により表示された軸の方向を中心に長手方向、幅方向および厚さ方向を説明したが、これは説明の便宜のためのものに過ぎないので、上述した厚さ方向、長手方向および幅方向は電池セル１１０の構造によって図示された図面とは異に定義することもできる。
電池セル積層体１２０は電気的に連結された複数の電池セル１１０が一方向に沿って積層されたものであり得る。複数の電池セル１１０が積層された方向（以下では「積層方向」という）は図２および図３に示すようにｙ軸方向（または－ｙ軸方向であり得、以下では「軸方向」という表現が＋／－方向をすべて含むと解釈できる）であり得る。
ここで、電池セル積層体１２０の積層方向は電池セル１１０の厚さ方向であり得る。これは電池セル１１０の厚さが電池セル１１０の長さおよび幅より小さい値を有するように設計され、上述した方向に沿って積層される場合、その体積を最小化できるからである。したがって、電池セル積層体１２０の積層方向と電池セル１１０の厚さ方向が常に同一であると解釈されるものではなく、電池セル１１０の形状によってその積層方向が決定され得る。
電池セル積層体１２０は全体的に直六面体と類似の形状を有することができる。電池セル積層体１２０の各面は積層方向（ｙ軸方向）により定義されることができる。
例えば、電池セル積層体１２０の一面のうち積層方向上で互いに対向する二つの面は電池セル積層体１２０の側面と定義することができる。電池セル積層体１２０の側面には、長さと幅を有する一つの電池セル１１０の一面が位置することができる。
また、電池セル積層体１２０の一面のうち積層方向と垂直である軸上で互いに対向する面は前面／後面または上面／下面と定義することができる。電池セル積層体１２０の前面、後面、上面または下面は電池セル積層体１２０の積層方向に沿って延びる面であり得る。電池セル積層体１２０の前面、後面、上面および下面には多数の電池セル１１０の一面が並んで位置することができる。ここで、並んで位置する電池セル１１０の一面は厚さ方向と平行な面であり得る。
電池セル積層体１２０の前面から後面に向かう方向、またはその逆方向は電池セル積層体１２０の長手方向と定義することができ、ｘ軸方向であり得る。また、電池セル積層体１２０の上面から下面に向かう方向、またはその逆方向は電池セル積層体１２０の幅方向と定義することができ、ｚ軸方向であり得る。
電池セル積層体１２０の長手方向は電池セル１１０の長手方向と実質的に同一であり得る。電池セル積層体１２０の前面および後面には電池セル１１０の電極リード１１１，１１２が位置することができる。図３に示すように各電池セル１１０の電極リード１１１，１１２が電池セル積層体１２０の前面および後面に集中して位置する場合、電池モジュール１００のバスバー５１０，５２０は電池セル積層体１２０の前面および後面と近く位置するように設計することができる。これにより、バスバー５１０，５２０は電池モジュール１００の内部に位置する電極リード１１１，１１２と電池モジュール１００の外部に位置する電気的部材の間の電気的な連結をより容易に提供することができる。
電池セル積層体１２０は長手方向上の位置によって定義される周辺領域１２０ａと中心領域１２０ｂを含むことができる。詳細には、電池セル積層体１２０は電池セル積層体１２０の前面および後面と同じ距離だけ離隔した中心面（または中心部）を含む中心領域１２０ｂおよび中心領域と離隔する周辺領域１２０ａを含むことができる。ここで、周辺領域１２０ａは中心領域１２０ｂより後述するバスバーフレーム３００、エンドプレート４００およびバスバー５１０，５２０と近く位置することができる。また、ここで、周辺領域１２０ａは電極リード１１１，１１２が位置する領域を含み得るが、必ずしもそうではない。
モジュールフレーム２００は電池セル積層体１２０およびこれと連結された電装品を外部の物理的な衝撃から保護するためのものであり得る。モジュールフレーム２００は電池セル積層体１２０およびこれと連結された電装品モジュールフレーム２００の内部空間に収容することができる。ここで、モジュールフレーム２００は内部面（図５を参照，２００ａ）および外部面（図５を参照，２００ｂ）を含み、モジュールフレーム２００の内部空間は内部面２００ａにより定義されることができる。
モジュールフレーム２００の構造は多様であり得る。一例として、モジュールフレーム２００の構造はモノフレームの構造であり得る。ここで、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る。モノフレームは押出成形により製造されることができる。他の例として、モジュールフレーム２００の構造は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、モジュールフレーム２００の構造は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ることができ、各フレームまたはプレートはプレス成形により製造されることができる。また、モジュールフレーム２００の構造はモノフレームまたはＵ字型フレームの他にＬ型フレームの構造で提供されることもでき、上述した例で説明しなかった多様な構造で提供されることもできる。
モジュールフレーム２００の構造は電池セル積層体１２０の長手方向に沿って開放された形態で提供されることができる。電池セル積層体１２０の前面および後面はモジュールフレーム２００により隠れない。電池セル１１０の電極リード１１１，１１２はモジュールフレーム２００により隠れない。電池セル積層体１２０の前面および後面は後述するバスバーフレーム３００、エンドプレート４００またはバスバー５１０，５２０などによって隠れ、これにより電池セル積層体１２０の前面および後面は外部の物理的な衝撃などから保護されることができる。
一方、電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の内部面のうち一側面の間には圧縮パッド１５０が位置することができる。この時、圧縮パッド１５０は電池セル積層体１２０のｙ軸上に位置することができ、電池セル積層体１２０の両端にある二つの電池セル１１０の少なくとも一つと面を対向することができる。
また、図面に示していないが、電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の内部面の間には熱伝導性樹脂が注液され、注液された熱伝導性樹脂によって電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の内部面のうちの一側面の間に熱伝導性樹脂層（図示せず）が形成されることができる。この時、熱伝導性樹脂層は電池セル積層体１２０のｚ軸上に位置し得、前記熱伝導性樹脂層は電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の－ｚ軸上に位置する底面（または底部ともいう）の間に形成されることができる。
バスバーフレーム３００は電池セル積層体１２０の一面上に位置し、電池セル積層体１２０の一面をカバーする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ためのものであり得る。バスバーフレーム３００は電池セル積層体１２０の前面または後面上に位置し得る。バスバーフレーム３００にはバスバー５１０，５２０およびモジュールコネクタの少なくとも一つが取り付けられる。具体的な例を挙げると、図２および図３を参照すると、バスバーフレーム３００の一面は電池セル積層体１２０の前面または後面と連結され、バスバーフレーム３００の他面はバスバー５１０，５２０と連結されることができる。
バスバーフレーム３００は電気的に絶縁である素材を含むことができる。バスバーフレーム３００は、バスバー５１０，５２０が電極リード１１１，１１２と接合された部分の他に電池セル１１０の他の部分と接触することを制限することができ、電気的短絡が発生することを防止することができる。
図面に示していないが、バスバーフレーム３００は二つであり得、電池セル積層体１２０の前面上に位置する第１バスバーフレームおよび電池セル積層体１２０の後面上に位置する第２バスバーフレームを含むことができる。
エンドプレート４００はモジュールフレーム２００の開放された面を密閉することによって、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な衝撃から保護するためのものであり得る。このためにエンドプレート４００は所定の強度を有する物質で製造されることができる。例えば、エンドプレート４００はアルミニウムのような金属を含むことができる。
エンドプレート４００は電池セル積層体１２０の一面上に位置するバスバーフレーム３００またはバスバー５１０，５２０を覆うことによりモジュールフレーム２００と結合（接合、密封または密閉）することができる。エンドプレート４００の各エッジはモジュールフレーム２００の対応するエッジと溶接などの方法により結合されることができる。また、エンドプレート４００とバスバーフレーム３００の間には電気的絶縁のための絶縁カバー８００が位置することができる。
図面に示していないが、エンドプレート４００は二つであり得、電池セル積層体１２０の前面上に位置する第１エンドプレートおよび電池セル積層体１２０の後面上に位置する第２エンドプレートを含むことができる。
第１エンドプレートは電池セル積層体１２０の前面上で第１バスバーフレームを覆うことによりモジュールフレーム２００と結合されることができ、第２エンドプレートは第２バスバーフレームを覆うことによりモジュールフレーム２００と結合されることができる。言い換えれば、第１エンドプレートと電池セル積層体１２０の前面の間に第１バスバーフレームが位置することができ、第２エンドプレートと電池セル積層体１２０の後面の間に第２バスバーフレームが位置することができる。
バスバー５１０，５２０はバスバーフレーム３００の一面上に取り付けられ、電池セル積層体１２０または電池セル１１０と外部機器回路を電気的に連結するためのものであり得る。バスバー５１０，５２０は電池セル積層体１２０またはバスバーフレーム３００とエンドプレート４００上に位置することによって外部の衝撃などから保護されることができ、外部の水分などによる耐久性低下を最小化することができる。
バスバー５１０，５２０は電池セル１１０の電極リード１１１，１１２を介して電池セル積層体１２０と電気的に連結されることができる。具体的には電池セル１１０の電極リード１１１，１１２はバスバーフレーム３００に形成されたスリットを通過した後曲がってバスバー５１０，５２０と連結されることができる。バスバー５１０，５２０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ることができる。
バスバー５１０，５２０は一つの電池モジュール１００が他の電池モジュール１００を電気的に連結するためのターミナルバスバー５２０を含むことができる。外部の他の電池モジュール１００と連結されるためにターミナルバスバー５２０の少なくとも一部はエンドプレート４００の外部に露出されることができ、エンドプレート４００にはこれのためのターミナルバスバー開口部４００Ｈが備えられることができる。
ターミナルバスバー５２０は他のバスバー５１０とは異なり、上向きに突出した突出部をさらに含み得、突出部はターミナルバスバー開口部４００Ｈを介して電池モジュール１００の外部に露出することができる。ターミナルバスバー５２０はターミナルバスバー開口部４００Ｈを介して露出した突出部により他の電池モジュール１００やＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）と連結され、これらとＨＶ（Ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ）連結を形成することができる。
一方、上述したように電池セル１１０が高い密度で積層された電池モジュール１００の内部では発火現象が現れ得る。一つの電池モジュール１００で発火現象が発生すると、電池モジュール１００の熱、ガスまたは火炎などがそれと隣接する電池モジュール１００に伝達され得るので、電池モジュール１００の間に連続的な発火現象が発生することもあり、そのため、電池モジュール１００またはそれを含む電池パックの耐久性および安定性が低下する問題があった。
したがって、以下では上記のような発火現象を解消することによって電池モジュール１００の耐久性および安定性を向上させ得るベント部（ｖｅｎｔｉｎｇ ｐａｒｔ，２１０）について説明する。
図５は図２の電池モジュールをＡ－Ａ線に沿って切断した断面図であり、図６は本発明の一実施形態による電池モジュールの内部空間で発生した熱、ガスまたは火炎などがベント部を介して排出される方向を示す図であり、図７は本発明の一実施形態による電池モジュールのベント部の例示を示す図である。
図５および図６を参照すると、本発明の一実施形態によるモジュールフレーム２００はモジュールフレーム２００内部面２００ａと外部面２００ｂを貫通するベント部２１０を含むことができる。
ベント部２１０はモジュールフレーム２００およびエンドプレート４００などによって密閉された電池モジュール１００の内部と電池モジュール１００の外部を連通するためのものであり得る。ベント部２１０は電池モジュール１００の内部の発火時に発生する熱、ガスまたは火炎などを電池モジュール１００の外部に排出するためのものであり得る。
ベント部２１０はモジュールフレーム２００の内部面２００ａに形成された流入口（ｉｎｌｅｔ，２１０ａ）および外部面２００ｂに形成された排出口（ｏｕｔｌｅｔ，２１０ｂ）を連通するホール（ｈｏｌｅ）形態を有することができる。ベント部２１０の流入口２１０ａ、排出口２１０ｂおよび流入口２１０ａと排出口２１０ｂの間で延びるベント部２１０の側面２１０ｃはベント部２１０のホール構造（形態）により定義されることができる。図５では流入口２１０ａ、排出口２１０ｂおよび側面２１０ｃの形状を説明するために、ベント部２１０が有するホールの形態が点線で示されている。
一方、ベント部２１０のホールはシリンダー（ｃｙｌｉｎｄｅｒ）形状を有することができるが、図５のように変形されたシリンダー形状を有することもできる。ここで、変形されたシリンダー形状とは、放射状断面の大きさおよび形状が一定でなく円柱面の少なくとも一部が放射方向に凸状または凹状に変形されたことを意味する。通常のシリンダー形状ではその軸上断面が角状を有することができるが、変形されたシリンダー形状ではその軸上断面がラウンド形状を有することができる。
具体的な例を挙げると、ベント部２１０はひょうたんのくびれの部分のように軸方向の末端に行くほどその放射状断面（または直径）が増加する形状を有することができる。図５および図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、ベント部２１０の末端領域は放射状外側方向に（ｏｕｔｗａｒｄｌｙ）広げられる。ベント部２１０の末端領域は逆テーパー（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔａｐｅｒｅｄ）形状を有することができる。ここで、ベント部２１０の末端領域はベント部２１０の軸の端部に位置する領域を指し、ベント部２１０の中央領域は上述した二つの末端領域の間に位置する領域を指すものであり得る。
ベント部２１０の二つの末端領域が逆テーパー形状を有すると、ベント部２１０を介して電池モジュール１００の内部ガスなどが電池モジュール１００の外部に迅速に移動することができる。具体的には、二つの末端領域の間に位置する中央領域は相対的に末端領域より軸上の単位長さ当たり体積が小さい。ガスなどは流入口２１０ａに近い一末端領域を経て中央領域に入ることができ、体積縮小によりその圧力が増加し得、相対的に低圧環境である排出口２１０ｂに近い他の末端領域に迅速に移動することができる。これにより、電池モジュール１００内部のガスは外部に迅速に流出することができる。
また、上述した図面ではベント部２１０の二つの末端領域がすべて逆テーパー形状を有する場合が示されたが、ベント部２１０の二つの末端領域のうちの一つのみ逆テーパー形状を有することもできる。ベント部２１０の二つの末端領域のうちの一つのみ逆テーパー形状を有しても、通常のシリンダー形状よりはガスの流出を促進させ得るので、図６（ａ）のように提供されるベント部２１０よりは図６（ｂ）および図６（ｃ）のように提供されるベント部２１０のガス排出効果がより大きい。
一方、図６（ａ）に示すようにベント部２１０のホールがシリンダー形状である場合には、電池モジュール１００内部の熱、ガスまたは火炎などが外部に排出される過程でベント部２１０のホールとモジュールフレーム２００間のエッジ部２１２に内部ガスなどが衝突し得、衝突したガスなどが再び電池モジュール１００の内部に入ってベント部２１０の通気機能を阻害する問題が発生し得る。ここで、エッジ部２１２はベント部２１０とモジュールフレーム２００の境界を含む一領域、またはベント部２１０のホール構造からモジュールフレーム２００に延びる一領域を意味するものであり得る。
反面、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すようにベント部２１０のホールが提供される場合には、ベント部２１０の末端領域が放射状の外側方向に（ｏｕｔｗａｒｄｌｙ）広げられることによりエッジ部２１２に含まれたベント部２１０の側面２１０ｃが湾曲する。ベント部２１０の軸上断面で、エッジ部２１２に含まれたベント部２１０の側面２１０ｃはラウンド形状を有することができる。エッジ部２１２に衝突した内部ガスなどはエッジ部２１２のラウンド形状が案内する方向に沿って排出口２１０ｂに向かって誘引される。
このように、流入口２１０ａに近いエッジ部２１２の形状によりガスなどの排出経路が形成されるので、ベント部２１０の軸上断面を基準としてエッジ部２１２が流入口２１０ａとなす角度（以下では、「回折角度」という）によってベント部２１０の効果が変わり得る。図６（ｂ）の回折角度は図６（ａ）より、図６（ｃ）は図６（ｂ）よりもより大きいと説明することができ、この時、回折角度はエッジ部２１２の一地点での接線を基準として算出することができる。回折角度が大きいほどベント部２１０の通気機能が向上できるが、通気機能はエッジ部２１２のラウンド形状の大きさおよび中央領域の直径によっても左右される。したがって、必ずしも回折角度が大きいほどベント部２１０の通気機能が向上するものではない。
ベント部２１０はモジュールフレーム２００の少なくとも一面に形成されることができる。ここで、モジュールフレーム２００は電池セル積層体１２０の長手方向であるｘ軸上で互いに対向するように配置される二つの面が開放された状態であり得る。モジュールフレーム２００はｙ軸上で互いに対向するように配置される二つの面（以下では、「ｙ軸上の面」という）およびｚ軸上で互いに対向するように配置される二つの面（以下では、「ｚ軸上の面」という）を有することができる。
ここで、モジュールフレーム２００のｙ軸上の面は電池セル積層体１２０の側面と対向することができる。モジュールフレーム２００のｙ軸上の一面は電池セル積層体１２０の幅方向または長手方向に沿って延びる面であり得る。モジュールフレーム２００のｙ軸上の一面は一つの電池セル１１０の一面と対向することができる。説明の便宜のためにモジュールフレーム２００のｙ軸上の一面はモジュールフレーム２００の側面という。
また、ここで、モジュールフレーム２００のｚ軸上の一面は電池セル積層体１２０の上面または下面と対向することができる。モジュールフレーム２００のｚ軸上の一面は電池セル積層体１２０の積層方向または長手方向に沿って延びる面であり得る。モジュールフレーム２００のｚ軸上の一面は一方向に沿って並んで配置された多数の電池セル積層体１２０のそれぞれの一面と対向することができる。説明の便宜のためにモジュールフレーム２００のｚ軸上の一面は上面または下面（底面または底部）ともいう。
図５および図６に図示するように、ベント部２１０はモジュールフレーム２００のｚ軸上の一面に形成されることが好ましい。これはベント部２１０がモジュールフレーム２００のｚ軸上の一面に位置すると、ｙ軸上の一面に位置する場合より、ベント部２１０の流入口２１０ａが電池セル積層体１２０の多数の電池セル１１０と近く位置し得るので、多数の電池セル１１０から放出される熱、ガスまたは火炎が外部に迅速に排出可能であるからである。このように、モジュールフレーム２００上のベント部２１０の位置は、多数の電池セル１１０の一面が並んで位置する、電池セル積層体１２０の一面の位置により決定されることができる。
一方、モジュールフレーム２００上のベント部２１０の位置は電池パック内の電池モジュール１００の配置により決定されることもできる。例えば、多数の電池モジュール１００は電池パック内で電池モジュール１００がｙ軸またはｘ軸に沿って配置され、ｚ軸方向には配置されない。この時、図５および図６に図示するようにベント部２１０がモジュールフレーム２００のｚ軸上の一面に形成されるとベント部２１０の流入口２１０ａから排出口２１０ｂに延びる排出経路上に他の隣接する電池モジュール１００が位置しなくなるので、排出された熱、ガスまたは火炎が他の電池モジュール１００に及ぼす影響を最小化することができる。一方、ｚ軸上の二つの面のうち－ｚ軸上の面が電池パックと連結される取り付け面である場合には、ベント部２１０は＋ｚ軸上に形成されることができる。
ベント部２１０はモジュールフレーム２００の一面上に全体的に形成されることもでき、モジュールフレーム２００の一面のうち一部に形成されることもできる。ここで、ベント部２１０がモジュールフレーム２００の一面の一部に形成される場合、ベント部２１０はモジュールフレーム２００の周辺部に位置することが好ましい。具体的には、電池セル１１０から高温のガスや火炎が発生する場合、ターミナルバスバー開口部４００Ｈなどを介して高温のガスや火炎が隣接する電池モジュール１００に伝達されて隣接する電池モジュール１００の性能が低下し得る。また、火炎が直接排出される場合は隣接する電池モジュールにも火炎が伝達されることによって連鎖的な発火および爆発が発生し得る。したがって、ベント部２１０がバスバーフレーム３００、エンドプレート４００およびバスバー５１０，５２０に近いモジュールフレーム２００の周辺部に形成されると、該当電池モジュール１００内の発火現象がベント部２１０により解消されるので、熱、ガスまたは火炎が他の電池モジュール１００に及ぼす影響を最小化することができる。また、ベント部２１０は電池セル積層体１２０が含む電極リード１１１，１１２の周辺領域と対応する長手方向上の位置に提供されることができる。このような場合、電極リード１１１，１１２の周辺領域で発生する熱、ガスまたは火炎がベント部２１０を介してより効果的に排出されることができる。ここで、電極リード１１１，１１２の周辺領域は、電極リード１１１，１１２を含み、電極リード１１１，１１２から所定の距離以下だけ離隔した領域を指す。
この時、モジュールフレーム２００の周辺部とは完成体で結合された電池モジュール１００を基準として、モジュールフレーム２００のうち電池セル積層体１２０の周辺領域１２０ａと対応する部分を指す。ここで、電池セル積層体１２０の周辺領域１２０ａは電極リード１１１，１１２の周辺領域を含み得るが、必ずしもそうではない。また、この時、モジュールフレーム２００の中心部とはモジュールフレーム２００のうちの電池セル積層体１２０の中心領域１２０ｂと対応する部分を指す。
一方、上述した図２ないし図６ではベント部２１０が４個である場合を示したが、必ずしもそうではなく、ベント部２１０の個数は多様であり得る。一例として、ベント部２１０は図７（ａ）および図７（ｂ）のように（図７でベント部２１０が提供される位置はＢ領域として例示する）、一つであり得る。他の例として、ベント部２１０は上述した図２ないし図６、図７（ｃ）および図７（ｄ）のように２個以上であり得る。
ベント部２１０が複数である場合、ベント部２１０は行または列をなして配列されることができる。具体的な一例として、ベント部２１０は図２および図３のように一つの行をなすように配置されることができる。具体的な他の例として、ベント部２１０は図７（ｃ）および図７（ｄ）のように２個以上の行をなすように配置されることができる。この時、各行は積層方向に沿って延びることができる。行または列をなして配置されるベント部２１０は距離をおいて位置することができ、電池モジュール１００内部のガスを効果的に排出するために各ベント部２１０の間の間隔は均等であることが好ましい。
この時、複数の行が配置される方向は電池セル積層体１２０の長手方向（ｘ軸方向）に沿うものであり得る。また、複数の列が配置される方向は電池セル積層体１２０の長手方向と垂直な方向（ｙ軸方向またはｚ軸方向）に沿うものであり、ベント部２１０が位置するモジュールフレーム２００の一面によって異に決定されることができる。例えば、ベント部２１０がモジュールフレーム２００のｚ軸上の一面に形成される場合には、複数の列が配置される方向は電池セル積層体１２０の積層方向（ｙ軸方向）であり得る。
ベント部２１０の流入口２１０ａまたは排出口２１０ｂの形状は多様に提供されることができる。一例として、流入口２１０ａまたは排出口２１０ｂの形状は図７（ａ）のように曲率を有する曲線を含むものとして提供されることができる。また、流入口２１０ａまたは排出口２１０ｂの形状は円形または楕円形で提供されることもできる。他の例として、流入口２１０ａまたは排出口２１０ｂの形状は図７（ｂ）のように頂点を有する多角形で提供されることができる。しかし、上述したエッジ部２１２がラウンド形状を有する場合には、多角形の頂点それぞれは角状を有しない。流入口２１０ａまたは排出口２１０ｂの形状は上述したこととは異に提供されることもでき、図示された図面によってその形状が制限されない。
ここで、モジュールフレーム２００のｚ軸上面に形成される流入口２１０ａまたは排出口２１０ｂの形状はｙ軸上の長さがｘ軸上の長さより長い形状を有することができるが、必ずしもそうではない。
一方、ベント部２１０を介して電池モジュール１００内部のガスが外部に排出される排出方向は流入口２１０ａから排出口２１０ｂに向かう方向であり得、ベント部２１０の流入口２１０ａおよび排出口２１０ｂの位置を変更することによって、ベント部２１０から排出される熱、ガスまたは火炎の方向が調節されることができる。
ｚ軸上の流入口２１０ａと排出口２１０ｂが長手方向（ｘ軸方向）上または積層方向（ｙ軸方向）上の異なる位置に形成されると、ガスなどの排出方向が地球の重力方向と異なるように設計されるので、電池モジュール１００外部の異物が重力方向に沿って電池モジュール１００の内部に入る現象を最小化することができる。また、排出方向が電池セル積層体１２０から流入口２１０ａに向かう方向と角をなすので、電池セル積層体１２０から流入した高温の熱、ガスおよび火炎の方向が転換され得、その排出経路の長さが増加し得るので、排出口２１０ｂを介して排出されるガスなどがもう少し低い温度を有することができる。
また、ベント部２１０の排出方向がベント部２１０が形成されたモジュールフレーム２００の一面が位置する方向と角をなすように流入口２１０ａおよび排出口２１０ｂが形成されるのは、電池パック内で隣接する電池モジュール１００への影響を最小化するためのものであり得る。具体的には、複数の電池モジュール１００は電池パック内でｘ軸方向に沿って配列できるが、この時、設計などのような多様な理由からベント部２１０がｘ軸上に位置するモジュールフレーム２００の一面に形成されることができる。ベント部２１０がｘ軸上に位置する場合、隣接する他の電池モジュール１００に影響を与えやすいので、ベント部２１０の排出経路がｘ軸と角をなすように、より具体的にはベント部２１０の排出経路が隣接する電池モジュール１００が位置しない方向に形成されるようにすることが好ましい。
ここで、ベント部２１０から排出される熱、ガスまたは火炎は電池モジュール１００の外部により迅速に拡散されることが好ましいので、排出口２１０ｂの大きさは流入口２１０ａの大きさよりもより大きく提供されることができる。
また、ここで、ベント部２１０が複数で提供される場合は各ベント部２１０の排出方向は互いに同一であり得るが、実施形態により互いに異なるように設計されることもできる。各ベント部２１０の排出方向が異なるように形成されるとベント部２１０から排出されるガスなどが多様な方向に向かって電池モジュール１００外部のより広い空間に拡散されることができる。そのため、電池モジュール１００からガス排出が迅速に行われることができ、電池モジュール１００の発熱防止のような効果が達成されることができる。
一方、モジュールフレーム２００に内部と外部を連通するためのベント部２１０が備えられる場合、モジュールフレーム２００外部のホコリ、不純物などがベント部２１０のホール構造によりモジュールフレーム２００の内部に入ることができる。また、モジュールフレーム２００内部の発火時、ベント部２１０に沿って外部の酸素が供給されることによって内部発火が促進される現象が発生し得る。したがって、ベント部２１０にはベント部２１０のホールを介して異物が流入することを防止するカバーが提供されることが好ましい。
したがって、以下では上述したカバーを含む本発明の他の一実施形態による電池モジュールについて説明する。以下で説明される電池モジュールは上述した一実施形態による電池モジュールが有する各構成要素を含み得、以下で説明される図面で同じ図面符号で表示された。したがって、本発明の他の一実施形態による電池モジュールの各構成要素のうち図１ないし図７と同じ図面符号で表示されたものは上述した内容を参照して説明され得るので、記載の重複を避けるために詳しい説明は省略する。
図８は本発明の他の一実施形態による電池モジュールの斜視図であり、図９は図８のカバーを説明するための図である。図１０は本発明の他の一実施形態による電池モジュールのカバーの例示を示す図である。
図８を参照すると、本発明の他の一実施形態による電池モジュール１００は電池セル積層体１２０、モジュールフレーム２００、バスバーフレーム３００、エンドプレート４００およびバスバー５１０，５２０を含むことができる。本発明の他の一実施形態による電池モジュール１００はベント部２１０およびベント部２１０に提供されたカバー２２０を含み得、ベント部２１０およびカバー２２０を介して電池モジュール１００の内部で発生した高温のガスが迅速に外部に排出され、外部の異物などが電池モジュール１００内に入ることを防止することができる。本発明の他の一実施形態によるベント部２１０およびカバー２２０は電池モジュール１００内の温度上昇を最小化し、ベント部２１０のホール構造による短所を補完することによって、電池モジュール１００の耐久性および長期安全性を向上させることができる。
カバー２２０はベント部２１０のホールを隠すための（覆うための、ｆｏｒ ｃｏｖｅｒｉｎｇ）膜の形態で提供されることができる。カバー２２０は一エッジから他のエッジに延びる板状で提供されることができる。カバー２２０は流入口２１０ａまたは排出口２１０ｂを隠すように配置されることによってベント部２１０のホールをカバーすることができる。
カバー２２０は対をなして提供することができ、一対のカバー２２０ａ，２２０ｂはベント部２１０の放射状断面上で互いに対称となるように配置されることができる。この時、一カバー２２０ａと他のカバー２２０ｂは間隔を置いて位置することができる。この時、図面に示していないが、一カバー２２０ａと他のカバー２２０ｂは一エッジをあわせて近く位置することもできる。カバー２２０が単独で提供されることも可能であるが、カバー２２０が対で提供されることがベント部２１０の開放により容易である。
カバー２２０の一端はモジュールフレーム２００またはエッジ部２１２と連結されることができ、ここでカバー２２０がモジュールフレーム２００またはエッジ部２１２と連結される一部分は連結部２２１という。カバー２２０の連結部２２１はモジュールフレーム２００の内部面２００ａまたはエッジ部２１２で内部面２００ａと隣接する部分に固定されることができる。ここで、カバー２２０の連結部２２１は流入口２１０ａのエッジに沿って位置することもでき、流入口２１０ａのエッジの外側に位置することもできる。
カバー２２０の他端はモジュールフレーム２００またはエッジ部２１２と連結されない。カバー２２０のうち電池モジュール１００の他の構成と連結されていない部分は変形部２２２という。カバー２２０の変形部２２２は外力によって変形が可能であり得、このために、カバー２２０は柔軟な（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）材質で製造されることができる。カバー２２０は曲げ性のある（ｂｅｎｄａｂｌｅ）金属素材で製造されることができる。例えば、カバー２２０はアルミニウムで製造されることができる。
図９を参照すると、カバー２２０はベント部２１０のホールを開放または閉鎖することができる。カバー２２０は図９（ａ）のように電池モジュール１００に発火が発生していない場合はベント部２１０のホールを閉鎖することにより外部の不純物または酸素などが電池モジュール１００の内部に入ることを防止することができる。また、カバー２２０は電池モジュール１００の内部の発火時に発生する流出物などによって内部圧力が増加すると、図９（ｂ）のようにベント部２１０のホールを開放することによって流出物を外部に放出させることができる。ここで、流出物は内部の熱、ガス、火炎またはこれによる燃焼排出物などであり得る。
上述したようにエッジ部２１２が形成されたベント部２１０の末端領域は逆テーパー形状を有することができる。ベント部２１０が上述した図５、図６（ｂ）、図６（ｃ）または図９のように形成される場合、カバー２２０の変形部２２２はベント部２１０のホールを開放するためにエッジ部２１２の形状に沿って湾曲することができる。変形部２２２がエッジ部２１２に沿って湾曲することによって、流入口２１０ａに入ったガスはより容易に排出口２１０ｂに移動することができる。
カバー２２０が提供されるベント部２１０の流入口２１０ａは図８に示すように曲線を含むことができる。この時、流入口２１０ａの曲線領域にカバー２２０の連結部２２１が形成されると、カバー２２０は図９に示すようにエッジの形状に沿って変形されにくい。したがって、図１０（ａ）に示すように、カバー２２０の連結部２２１は流入口２１０ａの直線部分に沿って位置することができる。また、カバー２２０は変形が容易なように切開線を含むこともできる。図１０（ｂ）は切開線を含むカバー２２０が切開線を介して完全に分離され、分離されたカバー２２０それぞれが別途の連結部２２１を介してモジュールフレーム２００と連結される場合を図示した。しかし、 必ずしもカバー２２０が切開線によって分離される必要はないので、一つのカバー２２０に多数の切開線が備えられることも可能である。また、カバー２２０が必ずしも流入口２１０ａの大部分を隠すべきではないので、カバー２２０が図１０（ｃ）のように流入口２１０ａの直線部分のみに沿って位置するように提供されることも可能である。
カバー２２０が提供されるベント部２１０の流入口２１０ａは図８に示すものとは異に曲線を含まなくてもよい。具体的には、図１０（ｄ）のように流入口２１０ａは多角形の形状で提供されることもできる。この時、カバー２２０は図１０（ｄ）のように対で提供されることもできるが、図１０（ｅ）および図１０（ｆ）のように２対以上で提供されることもでき、連結部２２１の位置を異にすることによってベント部２１０のホールが開放される様相を別にすることもできる。一方、上述した図１０では連結部２２１が流入口２１０ａのエッジに沿って位置する場合を示したが、これは説明の便宜のためのものに過ぎないので、連結部２２１が流入口２１０ａのエッジ外部に位置できるのは自明である。
一方、上述した電池モジュール１００は電池パックに含まれ得る。電池パックは、本実施形態による電池モジュールを一つ以上含み、電池の温度や電圧などを管理する電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）および冷却装置などを追加してパッキングした構造であり得る。
電池パック内で、電池モジュール１００は行と列をなして配列されることができる。例えば、電池モジュール１００は他の電池モジュール１００と互いのエンドプレート４００を対向するように配置されることができる。上述した図面のエンドプレート４００の位置を参照すると、少なくとも二つの電池モジュール１００は長手方向（ｘ軸方向）に沿って配置されるものと理解されることができる。他の例としては、電池モジュール１００は相異なるｘ軸の他にｙ軸またはｚ軸に沿って配置されることもできる。電池パック内で電池モジュール１００が積層される方向は電池パックの体積および形状または電池パックが取り付けられるデバイスの内部構造によって異なるので、電池モジュール１００の積層方向は上述した例と異なってもよい。
この時、電池パック内で電池モジュール１００の間の連続的な発火現象を防止するためにベント部２１０の位置およびベント部２１０の排出方向が決定されることができる。具体的には一つの電池モジュール１００に含まれたベント部２１０の位置および排出方向は隣接する他の一つの電池モジュール１００に向かわない方向に設計されることができる。これと関連するより詳しい内容は上述した説明を参照して説明されることができる。
電池モジュールおよびそれを含む電池パックは多様なデバイスに適用することができる。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用できるが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびそれを含む電池パックを使用できる多様なデバイスに適用することが可能であり、これもまた本発明の権利範囲に属する。
以上、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るものではなく、次の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様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
１００ 電池モジュール
１１０ 電池セル
１２０ 電池セル積層体
２００ モジュールフレーム
２１０ ベント部
２１０ａ 流入口
２１０ｂ 排出口
２１０ｃ 側面
２１２ エッジ部
２２０ カバー
２２１ 連結部
２２２ 変形部
３００ バスバーフレーム
４００ エンドプレート
５１０ バスバー
５２０ ターミナルバスバー

Claims (12)

  1. 複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体、
    前記電池セル積層体を収容して、内部面および外部面を有するモジュールフレームおよび
    前記モジュールフレームと結合して、前記電池セル積層体の前面または後面を覆うエンドプレートを含み、
    前記モジュールフレームには前記内部面に形成された流入口および前記外部面に形成された排出口を定義するホール形態のベント部が少なくとも一つ形成され、
    前記流入口または前記排出口を含む前記ベント部の末端領域は逆テーパー形状を有する、電池モジュール。
  2. 前記ベント部の軸上断面を基準として、前記流入口と前記排出口の間で延びる前記ベント部の側面はラウンド形状を有して、
    前記流入口を介して流入した流出物は前記ラウンド形状に沿って前記排出口に移動する、請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 前記ベント部には前記ベント部のホールを開閉するためのカバーが提供される、請求項１または２に記載の電池モジュール。
  4. 前記カバーは前記ベント部の流入口と対応する部分に位置する、請求項３に記載の電池モジュール。
  5. 前記カバーは対で提供される、請求項３または４に記載の電池モジュール。
  6. 前記カバーは板状であり、前記カバーの一エッジは前記モジュールフレームに固定された、請求項３～５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  7. 前記ベント部の軸上断面を基準として、前記流入口と前記排出口の間で延びる前記ベント部の側面はラウンド形状を有して、
    前記電池モジュールの内部圧力に応じて、前記カバーはラウンド形状を有する前記ベント部の側面に沿って湾曲する、請求項３～６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  8. 前記カバーはアルミニウムを含む、請求項３～７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  9. 前記複数の電池セルが積層される方向を積層方向と定義するとき、
    前記ベント部は前記積層方向に沿って延びる前記モジュールフレームの一面上に形成される、請求項１～８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  10. 前記電池セル積層体の前面から後面に向かう方向を長手方向と定義するとき、
    前記ベント部の前記長手方向上の位置は前記電池セル積層体の前面および後面と同じ長手方向上の距離を有する前記電池セル積層体の中心部より前記電池セル積層体の前面または後面とさらに近い、請求項１～９のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  11. 前記電池セルは前記電池セルの一端部から突出した電極リードを含み、前記電極リードは前記電池セル積層体の前面または後面に位置する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の少なくとも一つの電池モジュールを含む、電池パック。
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