JP2023530686A - バッテリーモジュール、バッテリーパック、及び自動車 - Google Patents

Abstract

本発明は、火災や爆発に対する安全性を高めたバッテリーモジュールを開示する。上記のような目的を達成するための本発明によるバッテリーモジュールは、複数の電池セルを有するセルアセンブリと、上部が開放され、セルアセンブリが収容される収容空間を有する下部ケースと、下部ケースの開放上部をカバーするように下部ケースに結合され、収容空間と連通するように穿孔した接続口が形成された上部ケースと、上部ケースの上部をカバーするように上部ケースと結合され、一部が上部ケースから離隔して緩衝空間を形成し、緩衝空間と外部とが連通するように穿孔した排出口が形成された上部カバーと、緩衝空間内に設けられ、接続口から排出口まで延びた移動通路を形成するように延びた少なくとも一部を有し、一部の延在方向を調節可能に構成された仕切り部材と、を含む。

Description

本発明は、バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック、及び自動車に関し、より詳細には、火災や爆発に対する安全性を高めたバッテリーモジュールに関する。

本出願は、２０２１年１月１１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０００３１９９号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

近頃、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などの携帯用電子製品の需要が急激に増大し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、繰り返し充放電が可能な高性能電池セルについての研究が活発に行われている。

現在商用化されている電池セルとしては、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、リチウム電池セルなどが挙げられるが、中でも、リチウム電池セルは、ニッケル系の電池セルに比べてメモリー効果がほとんど起こらないので、充放電を自由に行うことができ、自己放電率が非常に低く、しかも、エネルギー密度が高いという長所を有することから、脚光を浴びている。

このようなリチウム電池セルは、主としてリチウム系酸化物及び炭素材をそれぞれ正極活物質及び負極活物質として用いる。また、このようなリチウム電池セルは、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレーターを間に挟んで配置された電極組立体と、このような電極組立体を電解液と一緒に封入する外装材、すなわち、電池ケースと、を備える。

また、リチウム電池セルは、外装材の形状に応じて、電極組立体が金属缶に内蔵されている缶型電池セルと、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内蔵されているパウチ型電池セルとに分類することができる。

特に、最近では、電気自動車などに適用される大容量のバッテリーモジュールの需要が高まっている。このような大容量のバッテリーモジュールは多数の電池セルを備えており、多数の電池セルで火災や爆発が発生すると、火炎や高温のガスが排出され、爆発により車両内の他のバッテリーモジュールに火災が伝播したり、隣接する他の機器が破損したり、搭乗者が負傷するなどの被害が発生した。これにより、火災やガス爆発に対するバッテリーモジュールの安全性を高める案が必要であった。

したがって、本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、火災や爆発に対する安全性を高めたバッテリーモジュール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、下記の説明によって理解されることができ、本発明の実施形態によってなお一層明らかに分かる筈である。なお、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に開示されている手段及びその組み合わせによって実現することができるということが容易に理解できる筈である。

上記のような目的を達成するための本発明によるバッテリーモジュールは、
複数の電池セルを有するセルアセンブリと、
上部が開放され、前記セルアセンブリが収容される収容空間を有する下部ケースと、
前記下部ケースの開放上部をカバーするように前記下部ケースに結合され、前記収容空間と連通するように穿孔した接続口が形成された上部ケースと、
前記上部ケースの上部をカバーするように前記上部ケースと結合し、一部が前記上部ケースから離隔して緩衝空間を形成し、前記緩衝空間と外部とが連通するように穿孔した排出口が形成された上部カバーと、
前記緩衝空間内に設けられ、前記接続口から前記排出口まで延びた移動通路を形成するように延びた少なくとも一部を有し、前記一部の延在方向を調節可能に構成された仕切り部材と、を含む。

また、前記仕切り部材は、
少なくとも一方向に延びた隔壁部と、
前記隔壁部が回転移動可能に前記隔壁部の端部とヒンジ結合されたヒンジ部と、を備え得る。

さらに、前記仕切り部材は、
前記隔壁部から少なくとも一方向に突出可能に構成された延長部をさらに備え、
前記隔壁部には、前記延長部が挿入可能な空間を有し、前記延長部が挿入された状態で前記延長部の突出方向に移動可能に構成された収容溝が形成され得る。

さらにまた、前記バッテリーモジュールは、前記仕切り部材を少なくとも２つ含み、
前記仕切り部材は、
少なくとも一部に少なくとも１つの結合溝が形成され、
前記延長部の突出方向の端部に、他の仕切り部材の前記ヒンジ部に形成された前記結合溝に挿入可能に構成された少なくとも１つの結合突起が形成され得る。

さらにまた、前記上部カバー及び前記上部ケースの少なくともいずれか一方には、
前記隔壁の延在方向の端部が挿入されるように構成された挿入溝が形成され得る。

さらにまた、前記上部カバー及び前記上部ケースの少なくともいずれか一方には、
前記仕切り部材の上部または下部が挿入されるように構成された取付溝が形成され得る。

さらにまた、前記仕切り部材を少なくとも２つ含み、
前記少なくとも２つの仕切り部材のうち、いずれか１つの仕切り部材は、移動通路を形成するようにいずれか一方向に長く延びるように配置されており、
残りの仕切り部材は、前記いずれか１つの仕切り部材の端部と結合され、前記いずれか１つの仕切り部材の延在方向に対して垂直な方向に延びるように配置され得る。

さらに、前記仕切り部材を少なくとも２つ含む。

前記少なくとも２つの仕切り部材は、前記緩衝空間において所定の距離だけ離隔して配置されており、
前記少なくとも２つの仕切り部材のうち、いずれか１つの仕切り部材は、前記緩衝空間の一方の側面から所定の距離だけ離隔しており、残りの仕切り部材は、前記緩衝空間の他方の側面から所定の距離だけ離隔していることができる。

さらにまた、上記のような目的を達成するための本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーモジュールを少なくとも一つ含み得る。

これらに加えて、上記のような目的を達成するための本発明による自動車は、前記バッテリーパックを少なくとも一つ含み得る。

本発明の一態様によれば、本発明では、上部カバーと上部ケースとにより内部に緩衝空間を形成し、さらに緩衝空間でガスと炎が移動する移動通路を形成し、延在方向を調節可能に構成された部分を有する仕切り部材を含むことにより、バッテリーモジュールのセルアセンブリの複数の電池セルが爆発したり発火したりした場合、発生した火炎とガスが緩衝空間の移動通路に沿って移動する間に結合部材と干渉または接触して火炎が消滅し、発生したガス圧を効果的に下げることができる。最終的に、本発明のバッテリーモジュールは、複数の電池セルの爆発または火災による外部被害を効果的に低減することができ、バッテリーモジュールの安全性を大幅に高めることができる。

さらに、本発明の一態様によれば、本発明の仕切り部材は、移動通路をさらに延長可能に隔壁部から突出可能に構成された延長部と、延長部を収容する収容溝とを備えることにより、緩衝空間においてより少ない数の仕切り部材を活用して、同じ長さの移動通路を形成することができる。すなわち、バッテリーモジュールの電池容量が相対的に小さい場合、火災や爆発時、爆発の威力が相対的に小さくなるため、火炎とガスが移動する移動通路を形成する仕切り部材の数を減らすことができる。すなわち、本発明のバッテリーモジュールは、相対的に少数の仕切り部材を活用して同じ長さの移動通路を形成することができるので、バッテリーモジュールの部品数と製造コストを効果的に低減することができる。

この明細書に添付される次の図面は、本発明の好適な一実施形態を例示するものにすぎず、後述する発明の詳細な説明とともに本発明の技術的思想をなお一層理解しやすくする役割を果たすものであるため、本発明は、そのような図面に記載されている事項にのみ限定されて解釈されてはならない。

本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの上部カバーの様子を概略的に示す底面斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の分離した様子を概略的に示す分離斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の変形した様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の結合した様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の変形した様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明による好適な実施形態について詳しく説明する。これに先立って、この明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、自分の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することができるという原則を踏まえて、本発明の技術的な思想に見合う意味及び概念として解されなければならない。

よって、この明細書に記載の実施形態と図面に示されている構成は、本発明の最も好適な一部の実施形態に過ぎないものであり、本発明の技術的な思想をいずれも代弁するものではないため、本発明の出願時点においてこれらに代替できる様々な均等物と変形例があり得るということを理解しなければならない。

図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの様子を概略的に示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。図３は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。図４は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。なお、図５は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す分離斜視図である。参考までに、図１では、前後方向をＹ軸の負方向と正方向とし、左右方向をＸ軸の負方向と正方向とし、上下方向をＺ軸の正方向と負方向とした。

図１から図５を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール１００は、複数の電池セル１１１を有するセルアセンブリ１１０、下部ケース１２２、上部ケース１２４、上部カバー１２６、及び少なくとも１つの仕切り部材１３０を含む。

具体的には、前記電池セル１１１は、例えば、パウチ型電池セルであってもよい。例えば、図３に示すように、前記セルアセンブリ１１０は、一方向（Ｘ軸方向）に並んで互いに積層された複数の電池セル１１１を備えていてもよい。例えば、前記電池セル１１１は、前端及び後端のそれぞれに電極リード（不図示）を備えていてもよい。例えば、前記電池セル１１１は、前端に正極リードを備え、後端に負極リードを備えていてもよい。

しかしながら、本発明によるバッテリーモジュール１００には、電池セル１１１の構成要素を、上述したパウチ状の電池セル１１１にのみ何ら限定されるものではなく、本発明の出願時点で公知となった様々な種類の電池セル１１１が採用可能である。例えば、前記電池セル１１１は、六面体の外装ケースを有する角型電池セルであってもよい。

また、前記セルアセンブリ１１０の前方及び後方のそれぞれにバスバーアセンブリ１４０を備えていてもよい。前記バスバーアセンブリ１４０は、前記複数の電池セル１１１を電気的に接続するように構成されてもよい。例えば、前記バスバーアセンブリ１４０は、前記複数の電池セル１１１の電極リードと接触するように構成されたバスバー（不図示）と、前記バスバーを搭載するように構成されたバスバーフレーム１４２と、を備えていてもよい。前記バスバーは、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルなどの金属を含み得る。前記バスバーフレーム１４２は、例えば、電気絶縁性の素材を含み得る。前記電気絶縁性の材料は、例えば、ポリ塩化ビニルであってもよい。

さらに、前記下部ケース１２２は、前記セルアセンブリ１１０が収容される収容空間Ｓ１を備えていてもよい。すなわち、前記下部ケース１２２は、上部が開放された四角ボックスの形状を呈していてもよい。例えば、前記図２に示すように、前記下部ケース１２２は、前記セルアセンブリ１１０と対応する大きさの収容空間Ｓ１を形成するための水平方向の側壁部１２２ａ１と、前記側壁部１２２ａ１の下部に結合された下壁１２２ａ２と、を備えていてもよい。前記下部ケース１２２は、前記側壁部１２２ａ１の上端から水平方向に延びたフランジ部１２２ｂを備えていてもよい。前記フランジ部１２２ｂには、外周部に沿って所定の間隔で多数の第２ボルト孔Ｈ４が形成されてもよい。前記フランジ部１２２ｂは、前記上部ケース１２４と前記第２ボルト孔Ｈ４とを介してボルト結合することができる。なお、ここで「水平方向」とは、地面と平行ないずれかの方向を意味する。

また、前記上部ケース１２４は、前記下部ケース１２２の開放上部をカバーするように水平方向に延びたプレート形状を呈していてもよい。前記上部ケース１２４は、前記下部ケース１２２のフランジ部１２２ｂと結合するように構成されてもよい。このために、前記上部ケース１２４には、水平方向の外周部に多数の第１ボルト孔Ｈ３が形成されてもよい。前記上部ケース１２４はまた、前記上部カバー１２６と結合するように構成されてもよい。

さらに、図５に示すように、前記上部ケース１２４は、上部にガスケット１５０を備えていてもよい。前記ガスケット１５０は、前記上部ケース１２４と前記上部カバー１２６との間の結合面を通じて外部にガスが逃げるのを防止するように構成されてもよい。すなわち、前記ガスケット１５０は、前記上部ケース１２４と前記上部カバー１２６との間に介在してもよい。

また、図２に示すように、前記上部カバー１２６は、前記上部ケース１２４の上部をカバーするように水平方向に延びるプレート形状を呈していてもよい。前記上部カバー１２６の水平方向の外周部には、所定の間隔で離隔された複数の第３ボルト孔Ｈ５が形成されてもよい。

例えば、図１及び図２に示すように、前記上部ケース１２４の上部には前記上部カバー１２６が結合され、前記上部ケース１２４の外周部は前記下部ケース１２２のフランジ部１２２ｂと結合するように構成されてもよい。このとき、多数のボルトＢは、前記上部カバー１２６の第３ボルト孔Ｈ５、前記上部ケース１２４の第１ボルト孔Ｈ３、及び前記下部ケース１２２の第２ボルト孔Ｈ４のそれぞれを貫通することができる。前記ボルトＢは、前記ボルト孔Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５に螺合されてもよい。あるいは、前記ボルトＢは、前記ボルト孔Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５に挿入された後、前記下部ケース１２２のフランジ部１２２ｂの下面から下方へと突出した本体にナットＮを挿入して締結固定されてもよい。

図６は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す斜視図である。また、図７は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの上部カバーの様子を概略的に示す底面斜視図である。参考までに、図７では、上部カバー１２６を左側から見た底面斜視図である。

図１と結び付けて図６及び図７を参照すると、前記上部ケース１２４は、前記収容空間Ｓ１と連通するように一部が穿孔して接続口Ｈ１が形成される。前記下部ケース１２２は、一部が前記上部ケース１２４から離間して形成された緩衝空間Ｓ２を備えていてもよい。例えば、前記緩衝空間Ｓ２は、対向している前記上部ケース１２４及び前記上部カバー１２６の一面のうちの少なくともいずれか一方が凹んで形成されてもよい。例えば、前記緩衝空間（図１のＳ２）を形成するために、前記上部カバー１２６の下面の一部は上方に凹んだ部分Ｗを有し、前記上部ケース１２４の上面の一部は下方に凹んだ部分Ｗを有していてもよい。

また、前記上部カバー１２６は、前記緩衝空間Ｓ２と外部とが連通するように一部が穿孔して排出口Ｈ２が形成されてもよい。すなわち、本発明のバッテリーモジュール１００は、前記セルアセンブリ１１０が熱暴走から火災を発生し、前記セルアセンブリ１１０からガスと火炎が発生した場合、発生したガスと火炎が前記収容空間Ｓ１から前記上部ケース１２４の接続口Ｈ１を介して前記緩衝空間Ｓ２に流入することができる。前記緩衝空間Ｓ２に流入した火炎は消失し、冷却されたガスは前記上部カバー１２６の前記排出口Ｈ２を介して外部に排出され得る。

さらに、前記緩衝空間Ｓ２には、少なくとも１つの前記仕切り部材１３０が配備されてもよい。前記仕切り部材１３０は、前記緩衝空間Ｓ２に前記接続口Ｈ１から前記排出口Ｈ２まで延びた移動通路Ｐを形成するように構成されてもよい。すなわち、前記仕切り部材１３０は、前記緩衝空間Ｓ２を区画するように構成されてもよい。前記仕切り部材１３０は、前記緩衝空間Ｓ２で水平方向に延びた形状を有していてもよい。

例えば、図６に示すように、３５個の仕切り部材１３０が前記上部ケース１２４の上部に搭載されてもよい。３５個の仕切り部材１３０は、互いに結合された形態の７個の仕切り部材１３０を１つのグループとして５つのグループを形成することができる。５つのグループは、左右方向（Ｘ軸方向）に互いに所定の距離だけ離隔して配置されてもよい。１つのグループの７つの仕切り部材１３０は、前後方向（Ｙ軸方向）に長く配置されてもよい。このとき、７つの仕切り部材１３０のそれぞれは、前後方向の端部が他の仕切り部材１３０と結合された形状を有してもよい。すなわち、前記仕切り部材１３０は、発生したガスや火炎が緩衝空間Ｓ２において即座に左右方向（Ｘ軸方向）に移動するのを防ぎ、ガスと火炎が前後方向（Ｙ軸方向）に交互に複数回移動しながら前記排出口Ｈ２に向かって移動するように誘導することができる。これにより、本発明は、前記緩衝空間Ｓ２におけるガスと火炎の移動経路を最大化し、高温のガスの温度ができるだけ低くなり、火炎が自ら消失するように誘導することができる。

例えば、図６に示すように、本発明は前記、仕切り部材１３０を少なくとも２つ含んでいてもよい。例えば、本発明のバッテリーモジュール１００は、３５個の仕切り部材１３０を備えていてもよい。前記少なくとも２つの仕切り部材１３０は、前記緩衝空間Ｓ２において所定の距離だけ離隔して配置されてもよい。例えば、図６に示すように、７つの仕切り部材１３０が互いに結合された形態で１つのグループを形成し、５つのグループを左右方向（Ｘ方向）に互いに離隔して配置してもよい。

また、前記少なくとも２つの仕切り部材１３０のうち、いずれか１つの仕切り部材１３０は、中央を基準に前記緩衝空間Ｓ２の一側（前側）に偏って配置され、残りの仕切り部材１３０は、前記緩衝空間Ｓ２の他方（後側）に偏って配置されてもよい。言い変えれば、前記少なくとも２つの仕切り部材１３０のうち、いずれか１つの仕切り部材１３０は前記緩衝空間Ｓ２の一方の側面から所定の距離だけ離隔して配置されてもよく、残りの仕切り部材１３０は前記緩衝空間Ｓ２の他方の側面から所定の距離だけ離隔して配置されてもよい。例えば、図６に示すように、仕切り部材１３０からなる５つのグループのうち、いずらか１つのグループは、前記緩衝空間Ｓ２の後側面から所定の距離だけ離隔して前記緩衝空間Ｓ２において前方に偏って配置されてもよく、他のグループは、前記緩衝空間Ｓ２の前側面から所定の距離だけ離隔して前記緩衝空間Ｓ２において後方に偏って配置されてもよい。

すなわち、図６に示すように、前記バッテリーモジュール１００では、前記緩衝空間Ｓ２の移動通路Ｐをジグザグ状に設定した場合、いずれか１つの仕切り部材１３０を前記緩衝空間Ｓ２の一方の端部（前端部）に偏って配置して、前記緩衝空間Ｓ２の他方の端部（後端部）にガスや火炎が通過可能な通路を形成し、隣接する他の仕切り部材１３０を前記緩衝空間Ｓ２の他端部（後端部）に偏って配置して、前記緩衝空間Ｓ２の一方の端部（前端部）にガスや火炎が通過可能な通路を形成してもよい。

そして、前記仕切り部材１３０は、前記緩衝空間Ｓ２に位置してもよい。前記仕切り部材１３０は、前記接続口Ｈ１前記から排出口Ｈ２まで延びた移動通路Ｐを形成するように延びた少なくとも一部を有していてもよい。例えば、図６に示すように、本発明のバッテリーモジュール１００は、７つの仕切り部材１３０が１つのグループを形成してもよい。前記７つの仕切り部材１３０は、互いに結合されて水平方向に長く延びた形状を有してもよい。例えば、図６に示すように、前記仕切り部材１３０は、前後方向に長く延びた形状を有してもよい。しかしながら、仕切り部材１３０の延在方向を前後方向に限定するものではなく、複数の仕切り部材１３０のうち、一部は左右方向に延び、残りは前後方向に延びてもよい。

さらに、前記仕切り部材１３０は、前記一部の延在方向を調整可能に構成されてもよい。例えば、前記仕切り部材１３０は、前記一部が左右方向に延びるように配置されてもよい。あるいは、前記仕切り部材１３０は、前記一部が前後方向に延びるように配置されてもよい。例えば、図６に示すように、前記仕切り部材１３０は、前記一部が前後方向に延びるように配置されてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明では、前記上部カバー１２６と前記上部ケース１２４とにより内部に緩衝空間Ｓ２を形成し、さらに、前記緩衝空間Ｓ２にガスと火炎が移動する移動通路Ｐを形成し、延在方向を調節可能に構成された部分を備えた仕切り部材１３０を含んでいるので、バッテリーモジュール１００のセルアセンブリ１１０の複数の電池セル１１１が爆発したり発火したりした場合、発生した火炎とガスが緩衝空間Ｓ２の移動通路Ｐに沿って移動する間に結合部材１６０と干渉または接触して火炎が消滅し、発生したガス圧を効果的に下げることができる。最終的に、本発明のバッテリーモジュール１００は、複数の電池セル１１１の爆発または火災による外部被害を効果的に減らすことができ、バッテリーモジュール１００の安全性を大幅に高めることができる。

図８は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の様子を概略的に示す斜視図である。また、図９は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の分離した様子を概略的に示す分離斜視図である。

図６と結び付けて図８及び図９を参照すると、前記仕切り部材１３０は、隔壁部１３１及びヒンジ部（蝶番部）１３２を備えていてもよい。具体的には、前記隔壁部１３１は、少なくとも一方向に延びてもよい。例えば、図６に示すように、前記隔壁部１３１は、前後方向に長く延びた形状で配置されてもよい。前記隔壁部１３１は、上下方向及び前後方向に延びたブロック形状を呈していてもよい。

また、前記ヒンジ部１３２は、前記隔壁部１３１の回転移動を可能にするために前記隔壁部１３１とヒンジ結合されてもよい。前記ヒンジ部１３２は、前記隔壁部１３１の一端部と前記ヒンジ結合されてもよい。前記ヒンジ部１３２は、上部キャップ１３２ａ、柱部１３２ｂ、及び下部キャップ１３２ｃを備えていてもよい。このとき、前記隔壁部１３１は、前記柱部１３２ｂとヒンジ結合されてもよい。前記隔壁部１３１は、前記柱部１３２ｂが上下方向に挿入されるように構成された中空Ｔが形成されてもよい。すなわち、前記隔壁部１３１は、前記中空Ｔに柱部１３２ｂが挿入された状態で、前記柱部１３２ｂの外面に沿って回転移動可能に構成されてもよい。

さらに、前記上部キャップ１３２ａは、前記柱部１３２ｂの上部に結合するように構成されてもよい。例えば、前記上部キャップ１３２ａの下部には、前記柱部１３２ｂの上部が挿入されるように上方に凹んだ溝が形成されてもよい。前記下部キャップ１３２ｃは、前記柱部１３２ｂの下部に結合するように構成されてもよい。例えば、前記下部キャップ１３２ｃの上部には、前記柱部１３２ｂの下部が挿入されるように下方に凹んだ溝が形成されてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の仕切り部材１３０は、このような隔壁部１３１と、前記隔壁部１３１とヒンジ結合されたヒンジ部１３２とを備えることにより、複数の仕切り部材１３０を互いに結合して前記緩衝空間Ｓ２において様々な方向に延びる移動通路Ｐを形成してもよい。すなわち、複数の仕切り部材１３０を用いて移動通路Ｐの一方の部分が前記緩衝空間Ｓ２において前後方向に延びるように構成し、他方の部分が左右方向に延びるように構成してもよい。このように、バッテリーモジュール１００の電池容量及びケースの形状に応じて、ガスや火炎が移動する移動通路Ｐの形状を設定することができるので、新たなバッテリーモジュール１００を製造するたびに仕切り部材１３０を新たに設計する必要がなく、製造コストと製造時間を効果的に減らすことができる。すなわち、本発明の仕切り部材１３０は、様々な容量のバッテリーモジュール１００の全てに適用可能であるので、部品の標準化が容易である。

図１０は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の変形した様子を概略的に示す斜視図である。

図８及び図９と共に図１０に戻ると、前記仕切り部材１３０は、前記隔壁部１３１から少なくとも一方向に突出可能に構成された延長部１３３をさらに含んでいてもよい。前記延長部１３３は、前記隔壁部１３１と同様に、上下方向及び水平方向の一方向（突出方向）に延びたブロック形状を有してもよい。すなわち、前記延長部１３３は、前記隔壁部１３１の延在方向と同じ方向に突出可能に構成されてもよい。例えば、図１０に示すように、仕切り部材１３０は、前後方向（Ｙ軸の方向）に長く配置された隔壁部１３１と、前記隔壁部１３１から前方（Ｙ軸の負方向）を突出するように配置された延長部１３３と、を備えていてもよい。

また、前記隔壁部１３１には、前記延長部１３３を収容するように構成された前記収容溝１３１ｈ１が形成されてもよい。前記収容溝１３１ｈ１は、前記延長部１３３が挿入可能な空間を有していてもよい。すなわち、前記収容溝１３１ｈ１は、水平方向の一側、上部及び下部が開放された形状を有していてもよい。前記収容溝１３１ｈ１の場合、前記延長部１３３が前記収容溝１３１ｈ１の水平方向の一側から内部空間に挿入されてもよい。前記収容溝１３１ｈ１は、前記延長部１３３が挿入された状態で前記延長部１３３の突出方向に移動可能に構成されてもよい。例えば、図１０に示すように、前記収容溝１３１ｈ１は、前記延長部１３３が挿入された状態で前後方向に移動可能に構成されてもよい。

このとき、前記収容溝１３１ｈ１及び前記延長部１３３のそれぞれには、スライド溝１３１ｈ２及びスライド突起１３３ｐ２が設けられてもよい。前記スライド溝１３１ｈ２は、前記スライド突起１３３ｐ２と雌雄結合した状態で、前記スライド突起１３３ｐ２が一方向（例えば前後方向）にスライド移動可能に構成されてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の仕切り部材１３０は、移動通路Ｐをさらに延長可能に前記隔壁部１３１から突出可能に構成された延長部１３３と、前記延長部１３３を収容する収容溝１３１ｈ１とを備えることにより、前記緩衝空間Ｓ２においてより少ない数の仕切り部材１３０を活用して、同じ長さの移動通路Ｐを形成することができる。すなわち、バッテリーモジュール１００の電池容量が相対的に小さい場合、火災や爆発時、爆発の威力が相対的に小さくなるため、火炎とガスが移動する移動通路Ｐを形成する仕切り部材１３０の数を減らすことができる。すなわち、本発明のバッテリーモジュール１００は、相対的に少数の仕切り部材１３０を活用して同じ長さの移動通路Ｐを形成することができるので、バッテリーモジュール１００の部品数と製造コストを効果的に低減することができる。

図１１は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の結合した様子を概略的に示す斜視図である。図１２は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの仕切り部材の変形した様子を概略的に示す斜視図である。

図８と共に図１１及び図１２に戻ると、前記バッテリーモジュール１００が少なくとも２つの前記仕切り部材１３０を含む場合、前記２つ以上の仕切り部材１３０は、互いに結合された形態で前記緩衝空間Ｓ２に配置されてもよい。例えば、図１１に示すように、２つ以上の仕切り部材１３０は、いずれも前後方向（Ｙ軸方向）に長く延びた形状で互いに結合されてもよい。また、他の実施形態として、例えば、図１２に示すように、２つ以上の仕切り部材１３０のうち、いずれか１つの仕切り部材１３０は、前後方向（Ｙ軸方向）に長く延びた形状で配置され、他の仕切り部材１３０は、前記１つの仕切り部材１３０に対して垂直な方向である左右方向（Ｘ軸方向）に長く延びた形状で配置されてもよい。

このとき、前記仕切り部材１３０には、少なくとも１つの結合溝１３２ｈが形成されてもよい。前記延長部１３３には、前記結合溝１３２ｈに挿入可能に構成された結合突起１３３ｐ１が形成されてもよい。すなわち、前記結合突起１３３ｐ１は、前記延長部１３３の突出方向の端部に形成され、他の仕切り部材１３０の前記上部キャップ１３２ａ、前記下部キャップ１３２ｃ、及び前記隔壁部１３１の一部にそれぞれ形成された前記結合溝１３２ｈに挿入されるように構成されてもよい。前記結合溝１３２ｈは、本体の一部が凹んで形成されてもよい。前記結合溝１３２ｈの凹んだ形状は、前記結合突起１３３ｐ１の一部に対応する形状に形成されてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、仕切り部材１３０に結合溝１３２ｈと、前記結合溝１３２ｈに挿入されるように構成された結合突起１３３ｐ１とを備えることにより、複数の仕切り部材１３０を容易に雌水結合することで移動通路Ｐを形成することができるので、組み立てが簡単で、かつ迅速に行える。これにより、バッテリーモジュール１００の製造効率を大幅に高めることができる。

一方、図４、図６及び図７に戻ると、本発明のバッテリーモジュール１００の前記上部カバー１２６及び前記上部ケース１２４の少なくともいずれか一方には、挿入溝Ｇ１が設けられてもよい。前記挿入溝Ｇ１は、ここに前記延長部１３３の延在方向の端部が挿入されるように構成されてもよい。すなわち、前記挿入溝Ｇ１は、ここに前記延長部１３３の突出方向の端部が挿入されるように構成されてもよい。

例えば、図６に示すように、５つの仕切り部材１３０のうち、３つの仕切り部材１３０に設けられた延長部１３３のそれぞれは、前記上部ケース１２４の前側に設けられた挿入溝Ｇ１に挿入されてもよい。残りの２つの仕切り部材１３０に設けられた延長部１３３のそれぞれは、前記上部ケース１２４の後側に設けられた挿入溝Ｇ１に挿入されてもよい。なお、別途に図示していないが、５つの仕切り部材１３０のうち、３つの仕切り部材１３０に設けられた延長部１３３のそれぞれは、前記上部カバー１２６に前側に設けられた挿入溝Ｇ１に挿入されてもよい。残りの２つの仕切り部材１３０に設けられた延長部１３３のそれぞれは、前記上部カバー１２６の後側に設けられた挿入溝Ｇ１に挿入されてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明では、前記上部カバー１２６及び前記上部ケース１２４の少なくともいずれか一方に挿入溝Ｇ１を形成することにより、前記仕切り部材１３０の左右方向の移動を制限する可能性がある。すなわち、本発明では、前記緩衝空間Ｓ２に収納された前記仕切り部材１３０を安定的に固定することができるので、セルアセンブリ１１０が爆発した場合でも前記仕切り部材１３０の配置を安定的に維持することができる。

図４、図６及び図７に戻ると、前記上部カバー１２６及び前記上部ケース１２４の少なくともいずれか一方には、前記仕切り部材１３０の上部または下部が挿入されるように構成された取付溝Ｇ２が形成されてもよい。具体的には、前記上部カバー１２６及び前記上部ケース１２４の少なくともいずれか一方には、前記隔壁部１３１及びヒンジ部１３２のそれぞれの上部または下部が挿入されるように構成された取付溝Ｇ２が形成されてもよい。例えば、図４に示すように、前記上部ケース１２４には、前記仕切り部材１３０の隔壁部１３１及びヒンジ部１３２の下部が挿入されるように構成された取付溝Ｇ２が形成されてもよい。前記上部ケース１２４の取付溝Ｇ２は下方に凹んで形成されてもよい。前記取付溝Ｇ２は、前記複数の隔壁部１３１の下部が挿入される、平面状で前後方向に延びた四角形の部分と、前記複数のヒンジ部１３２の下部が挿入される複数の円形の部分と、を有していてもよい。

また、前記上部カバー１２６には、前記仕切り部材１３０の隔壁部１３１及びヒンジ部１３２の上部が挿入されるように構成された取付溝Ｇ２が形成されてもよい。前記上部カバー１２６の取付溝Ｇ２は上方に凹んで形成されてもよい。前記取付溝Ｇ２は、前記隔壁部１３１の上部が挿入される、平面状で前後方向に延びた四角形の部分と、前記ヒンジ部１３２の上部が挿入される複数の円形の部分と、を有していてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明では、取付溝Ｇ２を形成することにより、仕切り部材１３０の端部を左右方向に固定することができる。これにより、バッテリーモジュール１００が内部で爆発した場合、発生したガス圧力によって前記仕切り部材１３０が定位置から離脱することを効果的に防止することができる。

図１３は、本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す斜視図である。

図１と結び付けて図１３を参照すると、本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュール１００では、上部カバー１２６の排出口（図示せず）が中央に形成されてもよい。このような場合、本発明では、ガス及び火炎が移動するように構成された移動通路Ｐを、前記上部ケース１２４の接続口Ｈ１から前記排出口Ｈ２まで平面視略螺旋状に形成されてもよい。したがって、本発明のバッテリーモジュール１００は、前記仕切り部材１３０Ａ、１３０Ｂを少なくとも２つ含んでいてもよい。前記少なくとも２つの仕切り部材１３０のうち、いずれか１つの仕切り部材１３０Ａは、移動通路Ｐを形成するためにいずれか一方向に長く延びるように配置されてもよい。残りの仕切り部材１３０Ｂは、前記いずれか１つの仕切り部材１３０の端部と結合し、前記いずれか１つの仕切り部材１３０の延在方向に対して垂直な方向に延びるように配置されてもよい。

例えば、図１３に示すように、バッテリーモジュール１００は、前記上部ケース１２４上に搭載された２８個の仕切り部材１３０Ａ、１３０Ｂを備えていてもよい。前記２８個の仕切り部材１３０Ａ、１３０Ｂのそれぞれは、他の１つの仕切り部材（１３０Ａまたは１３０Ｂ）と結合されてもよい。このとき、２２個の仕切り部材１３０Ａは、移動通路Ｐを形成するように前後方向（Ｙ軸方向）に長く延びるように配置され、６個の仕切り部材１３０Ｂは、２２個の仕切り部材１３０の延在方向に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）である左右方向に長く延びるように配置されてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のバッテリーモジュール１００は、場合によって排出口Ｈ２の位置が変更されても、複数の仕切り部材１３０を一方向または一方向に対する垂直方向に延在して配置することができ、移動通路Ｐが変更された排出口Ｈ２につながるように前記移動通路Ｐを形成することができる。これにより、本発明のバッテリーモジュール１００は、前記接続口Ｈ１から排出口Ｈ２につながる移動通路Ｐを形成する仕切り部材１３０を設計変更する必要がないので、製作コスト及び製作時間を効果的に減らすことができる。すなわち、本発明の仕切り部材１３０は、様々な容量のバッテリーモジュール１００に全て適用可能であるので、部品の標準化が容易である。

図１４は、本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の構成要素の様子を概略的に示す斜視図である。

図１と結び付けて図１４を参照すると、本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュール１００は、前記仕切り部材１３０を少なくとも２つ含んでいてもよい。前記少なくとも２つの仕切り部材１３０は、凹んだ部分Ｗにより前記緩衝空間Ｓ２において互いに左右方向（Ｘ軸方向）に所定の距離だけ離隔して配置されてもよい。前記少なくとも２つの仕切り部材１３０のうち、いずれか１つは、前記緩衝空間Ｓ２の一方の側面（後側面）から所定の距離だけ離隔しており、残りの仕切り部材１３０は、前記緩衝空間Ｓ２の他方の側面（前側面）から所定の距離だけ離隔していてもよい。

例えば、図１４に示すように、２０個の仕切り部材１３０が、前後方向にジグザグ状に移動通路Ｐを形成するように構成されてもよい。このとき、２０個の仕切り部材１３０は、互いに結合された形態の５個のグループを形成することができる。５つのグループのそれぞれは、前方に形成された挿入溝Ｇ１または後部に形成された挿入溝Ｇ１に端部が挿入されるように交互に配置されてもよい。すなわち、それぞれが４個の仕切り部材１３０からなる５つのグループのうち、いずれか１つを前記緩衝空間Ｓ２の後側面から所定の距離だけ離隔して配置されてもよい。他の１つのグループは、前記いずれか１つのグループから、左方に離隔しており、前記緩衝空間Ｓ２の前側面から所定の距離だけ離隔して配置されてもよい。前記それぞれが４個の仕切り部材１３０からなる５つのグループは、前後方向にジグザグパターンで配置されてもよい。

また、２０個の仕切り部材１３０のそれぞれは、前記延長部１３３が前記隔壁部１３１から少なくとも一方向に突出した形状で配置されてもよい。例えば、前記仕切り部材１３０は、前記延長部１３３が前記隔壁部１３１から前方または後方に突出するように配置されてもよい。

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の仕切り部材１３０は、移動通路Ｐをさらに延長可能に前記隔壁部１３１から突出した延長部１３３を備えることにより、前記緩衝空間Ｓ２においてより少ない数の仕切り部材１３０を活用して、同じ長さの移動通路Ｐを形成することができる。すなわち、バッテリーモジュール１００の電池容量が相対的に小さい場合、火災や爆発時、爆発の威力が相対的に小さくなるため、火炎とガスが移動する移動通路Ｐを形成する仕切り部材１３０の数を減らすことができる。すなわち、本発明のバッテリーモジュール１００は、相対的に少数の仕切り部材１３０を活用して同じ長さの移動通路Ｐを形成することができるので、バッテリーモジュール１００の部品数と製造コストを効果的に低減することができる。

一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパック（図示せず）は、少なくとも１つの前記バッテリーモジュール１００を含む。

また、前記バッテリーパックは、前記バッテリーモジュール１００の充放電を制御するための各種装置（図示せず）、例えば、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）、電流センサ、ヒューズなどをさらに含んでいてもよい。

さらに、本発明の一実施形態による自動車は、バッテリーパックを含む。例えば、前記自動車は、電気自動車やハイブリッド自動車であってもよい。例えば、本発明の一実施形態による自動車は、車体内に上述した本発明の一実施形態によるバッテリーパックを搭載してもよい。

一方、この明細書においては、上、下、左、右、前、後などといったように、方向を示す用語が用いられているが、これらの用語は単なる説明のしやすさのためのものに過ぎず、対象となる物事の位置や観測者の位置などに応じて異なってくる可能性があるということは本発明の当業者にとって明らかである。

以上、本発明については、たとえ限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により、本発明の技術的な思想と後述する特許請求の範囲の均等な範囲内において様々な修正及び変形を加えることが可能であるということはいうまでもない。

１００ バッテリーモジュール
１１０ セルアセンブリ
１１１ 電池セル
１２２ 下部ケース
１２４上部ケース
１２６上部カバー
Ｓ１ 収容空間
Ｓ２ 緩衝空間
Ｈ１ 接続口
Ｈ２ 排出口
Ｈ３ 第１ボルト孔
Ｈ４ 第２ボルト孔
Ｈ５ 第３ボルト孔
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
１３０ 仕切り部材
Ｐ 移動通路
１３１ 隔壁部
１３２ ヒンジ部
１３３ 延長部
１３１ｈ１ 収容溝
１３３ｐ１ 結合突起
１３２ｈ 結合溝
１３３ｐ２ スライド突起
１３１ｈ２ スライド溝
Ｇ１ 挿入溝
Ｇ２ 取付溝
Ｗ 凹んだ部分
１４０ バスバーアセンブリ
１４２ バスバーフレーム

Claims (10)

1. 複数の電池セルを有するセルアセンブリと、
   上部が開放され、前記セルアセンブリが収容される収容空間を有する下部ケースと、
   前記下部ケースの開放上部をカバーするように前記下部ケースに結合され、前記収容空間と連通するように穿孔した接続口が形成された上部ケースと、
   前記上部ケースの上部をカバーするように前記上部ケースと結合し、一部が前記上部ケースから離隔して緩衝空間を形成し、前記緩衝空間と外部とが連通するように穿孔した排出口が形成された上部カバーと、
   前記緩衝空間内に設けられ、前記接続口から前記排出口まで延びた移動通路を形成するように延びた少なくとも一部を有し、前記一部の延在方向を調節可能に構成された仕切り部材と、
   を含むことを特徴とするバッテリーモジュール。
2. 前記仕切り部材は、
   少なくとも一方向に延びた隔壁部と、
   前記隔壁部が回転移動可能に前記隔壁部の端部とヒンジ結合されたヒンジ部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。
3. 前記仕切り部材は、
   前記隔壁部から少なくとも一方向に突出可能に構成された延長部をさらに備え、
   前記隔壁部には、前記延長部が挿入可能な空間を有し、前記延長部が挿入された状態で前記延長部の突出方向に移動可能に構成された収容溝が形成されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
4. 前記バッテリーモジュールは、前記仕切り部材を少なくとも２つ含み、
   前記仕切り部材は、
   少なくとも一部に少なくとも１つの結合溝が形成され、
   前記延長部の突出方向の端部に、他の仕切り部材の前記ヒンジ部に形成された前記結合溝に挿入可能に構成された少なくとも１つの結合突起が形成されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーモジュール。
5. 前記上部カバー及び前記上部ケースの少なくともいずれか一方には、
   前記隔壁部の延在方向の端部が挿入されるように構成された挿入溝が形成されることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
6. 前記上部カバー及び前記上部ケースの少なくともいずれか一方には、
   前記仕切り部材の上部または下部が挿入されるように構成された取付溝が形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
7. 前記仕切り部材を少なくとも２つ含み、
   前記少なくとも２つの仕切り部材のうち、いずれか１つの仕切り部材は、移動通路を形成するようにいずれか一方向に長く延びるように配置されており、
   残りの仕切り部材は、前記いずれか１つの仕切り部材の端部と結合され、前記いずれか１つの仕切り部材の延在方向に対して垂直な方向に延びるように配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
8. 前記仕切り部材を少なくとも２つ含み、
   前記少なくとも２つの仕切り部材は、前記緩衝空間において所定の距離だけ離隔して配置されており、
   前記少なくとも２つの仕切り部材のうち、いずれか１つの仕切り部材は、前記緩衝空間の一方の側面から所定の距離だけ離隔しており、残りの仕切り部材は、前記緩衝空間の他方の側面から所定の距離だけ離隔していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを少なくとも１つ含むことを特徴とするバッテリーパック。
10. 請求項９に記載のバッテリーパックを少なくとも１つ含むことを特徴とする自動車。

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