JP2024506958A - 安全性が強化されたバッテリーモジュールとバッテリーパック - Google Patents

Abstract

本発明は、バッテリーモジュールの内部において熱的事象が生じるときに安全性が向上できるように構造が改善されたバッテリーモジュール等を開示する。本発明の一側面に係るバッテリーモジュールは、１つ以上のバッテリーセルを備えるセルアセンブリと、モジュールケースであって、その内部空間に前記セルアセンブリを収容するモジュールケースと、前記モジュールケースの内部に位置する膨張部材であって、熱が供給されると体積が膨張して前記モジュールケースの内部の空き空間の少なくとも一部を満たすように構成された膨張部材と、を含む。

Description

本出願は、２０２１年１１月３日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１５０１１４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。

本発明はバッテリーに関し、より詳細には、安全性が強化されたバッテリーモジュールとバッテリーパック及びこれを含む自動車等に関する。

近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、ロボット、電気自動車などの商用化が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。

現在、商用化されている二次電池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、リチウム二次電池などが挙げられるが、中でも、リチウム二次電池は、ニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きないため充放電が自在であり、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で脚光を浴びている。

この種のリチウム二次電池は、主として、リチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として用いる。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それぞれ塗布された正極板と負極板がセパレーター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一緒に封入する外装材、すなわち電池ケースと、を備える。

一般に、リチウム二次電池は、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内蔵されているパウチ型二次電池と、に大別できる。

最近では、携帯型電子機器などの小型装置のみならず、電気自動車やエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｒｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの中大型装置にも駆動用やエネルギー貯蔵用として二次電池が広く用いられている。このような二次電池は、複数が電気的に接続された状態で、モジュールケースの内部に一緒に収容される形態に、１つのバッテリーモジュールを構成することができる。なお、このようなバッテリーモジュールが複数接続されて一つのバッテリーパックを構成することができる。

ところが、このように複数の二次電池（バッテリーセル）または複数のバッテリーモジュールが狭い空間に密集されている場合、熱的事象に脆弱であり得る。特に、バッテリーモジュールの内部において熱暴走（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）などの事象が生じる場合、高温のガスや火炎、熱などが生成されるおそれがある。もし、このようなガスや火炎、熱などを正常に制御できなければ、当該バッテリーモジュールにおいて火災や爆発などが起きることはもちろんのこと、他のバッテリーモジュールに対しても火災や爆発などを引き起こす虞がある。さらに、電気自動車のような中大型バッテリーパックの場合、出力及び／又は容量の増大のために数多くのバッテリーセルとバッテリーモジュールが含まれ得る。ひいては、電気自動車などに搭載されたバッテリーパックの場合、周りに運転者などの人間が存在することがある。したがって、特定のバッテリーモジュールにおいて生じた熱的事象が適宜に制御できずに熱伝播（ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）などの連鎖反応が起こる場合、甚だしい財産上の被害はもとより、人命の被害まで引き起こされる虞がある。

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案出されたものであり、バッテリーモジュールの内部において熱的事象が生じるときに安全性が向上できるように構造が改善されたバッテリーモジュールと、これを含むバッテリーパック及び自動車等を提供することを目的とする。

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した課題に何ら限定されるものではなく、言及されていない他の課題は、下記に記載されている発明の説明から当業者にとって明らかに理解できる筈である。

上記の目的を達成するために本発明の一側面に係るバッテリーモジュールは、１つ以上のバッテリーセルを備えるセルアセンブリと、モジュールケースであって、その内部空間に前記セルアセンブリを収容するモジュールケースと、前記モジュールケースの内部に位置する膨張部材であって、熱が供給されると体積が膨張して前記モジュールケースの内部の空き空間の少なくとも一部を満たすように構成された膨張部材と、を含む。

ここで、前記膨張部材は、相変化材料を備え得る。

また、本発明の一側面に係るバッテリーモジュールは、消火物質を保持し、前記膨張部材の膨張に際して内部の消火物質を放出するように構成された消火部材をさらに含み得る。

さらに、前記膨張部材は、前記セルアセンブリと前記消火部材との間に介在し得る。

さらにまた、前記消火部材は、前記セルアセンブリの上部に位置し得る。

さらにまた、前記モジュールケースにはベント孔が形成され、前記膨張部材は、その膨張により前記ベント孔の少なくとも一部を閉鎖するように構成され得る。

さらにまた、前記膨張部材は、その膨張の度合いが部分的に異なるように構成され得る。

さらにまた、前記膨張部材は、その膨張のための反応温度が互いに異なる複数の膨張部を備え得る。

また、上記の目的を達成するために本発明の他の一側面に係るバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを含む。

さらに、上記の目的を達成するために本発明のさらなる他の一側面に係るバッテリーパックは、１つ以上のバッテリーセルを備えるセルアセンブリと、パックケースであって、その内部空間に前記セルアセンブリを収容するパックケースと、前記パックケースの内部に位置する膨張部材であって、熱が供給される場合に体積が膨張して前記パックケースの内部の空き空間の少なくとも一部を満たすように構成された膨張部材と、を含む。

さらにまた、上記の目的を達成するために本発明のさらなる他の一側面に係る自動車は、本発明に係るバッテリーモジュールやバッテリーパックを含む。

本発明によれば、バッテリーモジュールの内部において熱的事象が生じても、それに対する安全性が向上できる。

特に、本発明の一側面によれば、バッテリーモジュールの内部において熱的事象が生じた場合、空き空間が埋められることにより、火災の抑止効果が成し遂げられる。

さらに、本発明の一実施構成によれば、外部から酸素が流れ込むことを遮断したり抑制したりすることにより、火災の発生を防ぐことができる。

さらにまた、本発明の一実施構成によれば、火炎などの外部への流出を防ぐことにより、他のバッテリーモジュールに熱暴走の状況が伝播したり火災が広がったりすることを防ぐことができる。

これらに加えて、本発明は色々な他の効果を有することができ、これについては各実施構成の欄において説明したり、当業者が容易に類推可能な効果などについては当該説明を省略したりする。

本明細書に添付される図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の内容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のためのものであるため、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るものではない。

本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す組み立て状態の斜視図である。 図１のバッテリーモジュールに関する分解斜視図である。 図１のＡ１－Ａ１’線の矢視断面図である。 図３の構成において、膨張部材が熱により膨張した構成を概略的に示す断面図である。 本発明の他の一実施形態に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す分解斜視図である。 図５に示されるバッテリーモジュールに関する断面図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係るバッテリーモジュールに含まれている膨張部材の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係るバッテリーモジュールに含まれているモジュールケースの構成を概略的に示す斜視図である。 図８のＡ３－Ａ３’線の矢視断面図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係るバッテリーモジュールの断面の構成を概略的に示す図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す斜視図である。 図１１のＡ４－Ａ４’線の矢視断面図である。 図１２のＡ５の部分に関する拡大図である。 図１３の構成において、膨張部材が膨張した状態を概略的に示す図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係るバッテリーモジュールの一部の構成を概略的に示す拡大図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係るバッテリーモジュールの一部の構成を概略的に示す拡大図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係るバッテリーモジュールの一部の構成を概略的に示す斜視図である。 図１７のバッテリーモジュールの構成において、膨張部材の一部が膨張した状態の構成を概略的に示す図である。 本発明の他の一実施形態に係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。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の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るものではなく、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るものである。

したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを表すものではないため、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されたい。

図１は、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す組み立て状態の斜視図であり、図２は、図１のバッテリーモジュールに関する分解斜視図である。なお、図３は、図１のＡ１－Ａ１'線の矢視断面図である。

図１から図３を参照すると、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールは、セルアセンブリ１００と、モジュールケース２００と、膨張部材３００とを含む。

前記セルアセンブリ１００は、１つ以上のバッテリーセル１１０を備え得る。ここで、それぞれのバッテリーセル１１０は、二次電池を意味することがある。二次電池は、電極組立体、電解質、及び電池ケースを備え得る。特に、セルアセンブリ１００に配備されたバッテリーセル１１０は、パウチ型二次電池であり得る。但し、二次電池の他の形態、つまり円筒型電池や角型電池もまた本発明のセルアセンブリ１００に採用され得る。

複数の二次電池は、互いに積み重ねられた形態でセルアセンブリ１００を形成し得る。例えば、複数の二次電池はそれぞれ、上下方向（図中のＺ軸方向）に立てられた状態で水平方向（図中のＹ軸方向）に並ぶように並べられた形状に積み重ねられ得る。それぞれのバッテリーセル１１０は、電極リードを備え得るが、このような電極リードは、各バッテリーセル１１０の両端部に位置してもよいし、一方の端部に位置してもよい。電極リードが両方向に突出した二次電池は両方向セルと称し、電極リードが一方向に突出した二次電池は単方向セルと称することがある。本発明は、このような二次電池の具体的な種類や形態により何ら制限されるものではなく、本発明の出願時点において既に公知の種々の形態の二次電池が本発明のセルアセンブリ１００に採用され得る。

前記モジュールケース２００は、図２に示す通り、トッププレート２１０と、ベースプレート２２０と、サイドプレート２３０とを備え得る。そして、モジュールケース２００は、このような各構成要素、すなわちトッププレート２１０と、ベースプレート２２０と、サイドプレート２３０とにより内部空間を画定することができる。トッププレート２１０は、モジュールケース２００において上部に位置し、ベースプレート２２０は、トッププレート２１０の下部においてトッププレート２１０と所定の距離だけ離隔した形態に配置され得る。なお、サイドプレート２３０は、トッププレート２１０とベースプレート２２０との間に上端と下端とがそれぞれ接続された形態に配置され得る。

トッププレート２１０、ベースプレート２２０、及び／又はサイドプレート２３０は、薄肉のシート状、すなわち板状に構成され得るが、一定のレベル以上の厚さを有する多面体、つまり直方体の形状に構成され得る。さらに、サイドプレート２３０は、左側プレート２３１と、右側プレート２３２と、前方プレート２３３と、後方プレート２３４とを備え得る。このようなトッププレート２１０、ベースプレート２２０、及び／又はサイドプレート２３０は、全体または一部が金属材質から構成され得る。また、これらのうちの少なくとも一部は、プラスチック材質から構成されることもある。例えば、左側プレート２３１と、右側プレート２３２と、トッププレート２１０と、ベースプレート２２０とは、鋼（スチール）材質から構成され得る。なお、前方プレート２３３及び後方プレート２３４は、プラスチック材質から構成され得る。

トッププレート２１０、ベースプレート２２０、及びサイドプレート２３０のうちの少なくとも一部は、互いに一体化された形状に構成され得る。例えば、図２に示す通り、４枚のサイドプレート２３０のうち、左側プレート２３１と右側プレート２３２とは、ベースプレート２２０と一体化された形状に構成され得る。このとき、互いに一体化された形状の左側プレート２３１と、右側プレート２３２と、ベースプレート２２０とは、その形状に起因してＵ－フレームのような用語と称されることがある。この場合、前方プレート２３３と後方プレート２３４とはエンドプレートであって、Ｕ－フレームの前端の開放部と後端の開放部とにそれぞれ結合され得る。なお、トッププレート２１０は、Ｕ－フレームの上端の開放部に結合され得る。

但し、これに加えて、モジュールケース２００は、他の様々な形状に構成され得る。例えば、ベースプレート２２０と４枚のサイドプレート２３０とは、互いに一体化された形状、すなわちボックスの形状に下部ケースを構成し得る。この場合、トッププレート２１０は、ボックスの形状の下部ケースの上端の開放部に結合され得る。他の例として、ベースプレート２２０と、左側プレート２３１と、右側プレート２３２と、トッププレート２１０とは、互いに一体化された管状に構成され得る。この場合、管状のケースは、モノフレームと称されることもある。

一方、モジュールケース２００において一体化された形状に製造されることなく、バッテリーモジュールの組み立ての過程において結合される構成には、様々な結合方式が採用され得る。例えば、トッププレート２１０と前方プレート２３３と後方プレート２３４とは、Ｕ－フレームとレーザー溶接または超音波溶接方式などにより結合され得る。あるいは、このようなモジュールケース２００の各構成要素は、ボルト締め方式などにより互いに結合されることもある。

前記モジュールケース２００は、このように、トッププレート２１０と、ベースプレート２２０と、サイドプレート２３０とにより画定された内部空間にセルアセンブリ１００を収容することができる。

前記膨張部材３００は、モジュールケース２００の内部に位置し得る。さらに、膨張部材３００は、モジュールケース２００の内部において１つまたは複数含まれ得る。そして、このような膨張部材３００は、熱が供給される場合に体積が膨張するように構成され得る。特に、前記膨張部材３００は、熱が供給されて一定の温度以上になる場合に体積が膨張する物質を含み得る。なお、膨張部材３００は、このような体積の膨張により、モジュールケース２００の内部の空き空間の少なくとも一部を満たすように構成され得る。このような体積の膨張の構成については、図４をさらに参照してより詳しく説明する。

図４は、図３の構成において、膨張部材３００が熱により膨張した構成を概略的に示す断面図である。

図３と図４とを結び付けて参照すると、膨張部材３００は、熱により体積が膨張することにより、モジュールケース２００の内部の空き空間を満たすことができる。まず、図３に示す通り、モジュールケース２００の内部空間にはセルアセンブリ１００と膨張部材３００とが収容され得る。このとき、セルアセンブリ１００と膨張部材３００とは、モジュールケース２００の内部空間の一部を占め得、セルアセンブリ１００と膨張部材３００により占められていない空間は空き空間として残され得る。特に、正常のバッテリーモジュールの状態、例えば、バッテリーモジュールにおいて熱暴走が起こっていない状態では、モジュールケース２００の内部にこのような空き空間が存在することがある。

例えば、図３において符号Ａ２にて示される部分のように、セルアセンブリ１００の上部とトッププレート２１０の下面との間、そして、セルアセンブリ１００の側部とサイドプレート２３０との間には空き空間が存在し得る。さらに、セルアセンブリ１００の側部とサイドプレート２３０との間には膨張部材３００が介在し得るが、膨張部材３００の高さは、セルアセンブリ１００の高さよりも低く構成され得る。なお、膨張部材３００は、上下方向にセルアセンブリ１００の側面の中央部分に位置し得る。この場合、膨張部材３００の上部側と下部側とには、空き空間が存在し得る。なお、膨張部材３００は、図２及び図３に示す通り、セルアセンブリ１００の中央部分に介在し得る。このとき、膨張部材３００の上部と下部には空き空間が存在し得る。

このような構成において、符号Ａ２にて示されるような空き空間は、組み立てに際して公差を確保し、断熱空間を提供することができる。特に、バッテリーセル１１０は、熱暴走時はもちろんのこと、正常の使用過程においても熱を生成して放出することができる。このとき、モジュールケース２００の内部の空き空間は、バッテリーセル１１０同士の間、またはモジュールケース２００とセルアセンブリ１００との間において、断熱機能を行うことができる。なお、このような空き空間Ａ２は、バッテリーセル１１０からベントガスが排出される初期の非常状況下で、ベントガスが排出される経路を提供することもできる。

そして、熱暴走のような熱的事象によって、セルアセンブリ１００に配備されたバッテリーセル１１０のうちの少なくとも一部のバッテリーセル１１０において熱が生成されて放出された場合、膨張部材３００に熱が供給され得る。すると、膨張部材３００は、供給された熱により体積が膨張することにより、図４に示す通り、図３において符号Ａ２にて示される空き空間の一部または全体を埋めるようにその形状を変えることができる。

本発明のこのような側面によれば、モジュールケース２００の内部に存在する空き空間が満たされることにより、バッテリーモジュールの内部に酸素が流れ込み可能な空間を除去したり減少したりすることができる。したがって、熱暴走など非常状況下で、バッテリーモジュールの内部において火災が起きたり広がったりすることを防ぐことができる。なお、バッテリーモジュールの内部において火炎が起きても、このような火炎を遮断したり速やかに鎮圧したりすることができる。

前記膨張部材３００は、図２及び図３に示す通り、板状に形成され得る。特に、複数の膨張部材３００のうちの少なくとも一部は板状に形成されて、パウチ型セルの広い表面に対面するように配設され得る。すなわち、膨張部材３００は、上下方向に立てられた形状に、かつ２つの広い表面のうちの少なくとも一方がパウチ型セルの収容部と対面したり直接的に接触したりするように構成され得る。

また、前記膨張部材３００は、相変化材料を備え得る。特に、前記膨張部材３００は、温度に応じて固体、液体、及び気体のような状態の変化が起こるが、温度が高くなれば高くなるほど、体積が膨張するような特性を有する物質を備え得る。例えば、前記膨張部材３００に用いられる相変化材料は、熱の供給を受けて固体から液体へと状態が変化し、このときに体積が膨張する物質であり得る。あるいは、前記相変化材料は、熱の供給を受ける場合、液体から気体へと、固体から気体へと、または固体からゲル（Ｇｅｌ）やゾル（Ｓｏｌ）などへと状態が変化しつつ、体積が膨張するような特性を有する物質を備えることもある。本発明は、このような膨張部材３００の具体的な種類、つまり相変化材料の具体的な種類により何ら限定されるものではない。

前記膨張部材３００は、熱により膨張可能な物質、特に相変化材料が包装体の内部に収容された形態に構成され得る。この場合、バッテリーモジュールの内部において熱暴走といった事象が生じるとき、膨張部材３００は、内部の相変化材料が膨張して包装体の外部に流出される形態に構成され得る。このとき、膨張部材３００の包装体は、内部の相変化材料の膨張により破裂可能なように構成され得るか、あるいは、開口部が予め形成された形態に構成され得る。特に、膨張部材３００の包装体に開口部が予め形成された実施形態の場合、開口部には栓が設けられて、栓は内圧が一定のレベル以上に高くなれば開放される形態に構成され得る。あるいは、前記膨張部材３００は、内部の膨張物質とともに、包装体それ自体も膨張可能なように構成され得る。このとき、膨張部材３００は、内部の膨張物質と包装体とが一緒に膨張することにより、モジュールケース２００の内部の空間を満たすことができる。あるいは、前記膨張部材３００は、別途の包装体なしに熱により膨張可能な物質、つまり、相変化材料のみからなることもある。

前記膨張部材３００は、ポリウレタンフォーム（ＰＵ ｆｏａｍ）合成部材または多孔性フォーム（例えば、Ｓｉ ｆｏａｍ）合成部材を備え得る。さらに、前記膨張部材３００は、発泡ポリプロピレンもしくは液体炭化水素（ｌｉｑｕｉｄ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）を粒（カプセル）状のパウチで包み込んでポリウレタンフォームや多孔性フォームに結合した合成部材を備え得る。ここで、パウチ型カプセルは、アクリロニトリル共重合体のような材質であり得る。また、このような膨張部材３００の構成において、熱が印加されれば、パウチ型カプセルとフォームが膨張し得る。そして、上記のような構成において、熱が印加されて特定の温度に達すると、発泡材料の発泡が開始され得るが、このとき、発泡の開始温度は、バッテリーモジュールや二次電池の構造や種類、形状や形態などに応じて適宜に構成されるようにし得る。つまり、発泡の開始温度は、１６０℃以上であり得る。あるいは、前記膨張部材３００は、多孔性膨張ガラスを備え得る。このような多孔性膨張ガラスの場合、消火の役割まで行うことができる。但し、本発明が必ずしもこのような膨張部材３００の特定の材質や種類、形状や形態などに限定されることはない。

図５は、本発明の他の一実施形態に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す部分斜視図であり、図６は、図５に示されるバッテリーモジュールに関する断面図である。図６は、図４の構成に関する変形例であるといえる。

一方、本実施形態をはじめとして本明細書に含まれている色々な実施形態については、他の実施形態についての説明が同一または類似に適用可能な部分については詳細な説明を省略し、各実施形態において相違点がある部分に重点をおいて説明する。

図５及び図６を参照すると、本発明に係るバッテリーモジュールは、消火部材４００をさらに含み得る。前記消火部材４００は、消火物質を保持し得る。特に、消火部材４００は、内部空間が形成され、そのような内部空間が密閉された形態に構成された外装材を備え得る。なお、消火部材４００は、このような外装材の内部空間に消火物質を収容する形態に構成され得る。ここで、消火部材４００に保持される消火物質としては、本発明の出現時点において既に公知の多種多様な物質が採用され得る。なお、このような消火物質は、固体の状態、つまり粉末の状態を有し得るか、あるいは液体や気体など他の様々な状態や性質を有し得る。

特に、前記消火部材４００は、膨張部材３００の膨張に際して内部の消火物質を放出するように構成され得る。さらに、前記消火部材４００は、熱により膨張部材３００が膨張する場合に膨張する圧力により押圧されるように構成され得る。なお、消火部材４００は、一定のレベル以上の圧力が印加される場合、外装材が破損されたり破裂されたりすることにより、内部の消火物質が放出されるように構成され得る。

例えば、前記消火部材４００は、内部に消火薬剤が密封された形態に構成され得、図５に示す通り、概ねシート状を有し得る。このとき、前記消火部材４００は、少なくとも片面が膨張部材３００と対面する形態にモジュールケース２００の内部に収容され得る。特に、複数の膨張部材３００が含まれている場合、消火部材４００もモジュールケース２００の内部に複数含まれ得る。ここで、１つの膨張部材３００ごとに、１つまたはそれ以上の消火部材４００が対面するように構成され得る。より具体的な例として、図５及び図６に示す通り、膨張部材３００がセルアセンブリ１００を中心として、左側、右側、及び中央の３つの地点に位置し得る。特に、中央に位置している膨張部材３００は、符号３００Ｃ１及び符号３００Ｃ２にて示される通り、互いに離隔した形態に２つ配備され得る。このとき、消火部材４００は、符号３００Ｌにて示される左側の膨張部材３００と符号３００Ｒにて示される右側の膨張部材３００、そして符号３００Ｃ１及び符号３００Ｃ２にて示される中央の膨張部材３００と表面を向かい合わせている状態で、そこに接触した形態に構成され得る。特に、符号４００Ｃにて示される、中央に位置している消火部材４００は、２つの中央の膨張部材３００Ｃ１、３００Ｃ２の間に介在し得る。

このような実施構成によれば、少なくとも１つのバッテリーセル１１０において熱暴走が生じて熱や火炎が噴出される場合、膨張部材３００は膨張し、これにより、消火部材４００から消火物質がモジュールケース２００の内部に放出することが可能になる。すると、モジュールケース２００の内部は、消火部材４００から放出された消火物質によって、火炎が遮断されたり火災が効果的に抑えられたりすることが可能になる。

例えば、図６の実施構成において、符号３００Ｌにて示される左側の膨張部材３００が膨張する場合、符号４００Ｌにて示される左側の消火部材４００を押圧することができる。また、図６の実施構成において、符号３００Ｒにて示される右側の膨張部材３００が膨張する場合、符号４００Ｒにて示される右側の消火部材４００を押圧することができる。そして、符号３００Ｃ１及び符号３００Ｃにて示される中央の膨張部材３００が膨張する場合、それらの間に介在した符号４００Ｃにて示される中央の消火部材４００を押圧することができる。このように消火部材４００が押圧され、その押圧力が一定のレベル以上を超えると、各消火部材４００は破損されて内部の消火物質を排出することができる。

前記消火部材４００としては、本発明の出願時点において既に公知の多種多様な消火物質を採用し得る。例えば、前記消火部材４００は、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸アンモニウムなどのような消火物質を備え得る。なお、前記消火部材４００は、粉末状または多孔性の膨張ガラスのような粒状の消火物質を備え得る。

上記のような実施構成において、膨張部材３００は、セルアセンブリ１００と消火部材４００との間に介在し得る。すなわち、膨張部材３００は、消火部材４００よりもセルアセンブリ１００の方により近く位置し得る。例えば、図６の実施構成を参照すると、符号３００Ｌにて示される左側の膨張部材３００は、符号４００Ｌにて示される左側の消火部材４００とセルアセンブリ１００の左側部との間に介在し得る。そして、図６の実施構成において、符号３００Ｒにて示される右側の膨張部材３００は、符号４００Ｒにて示される右側の消火部材４００とセルアセンブリ１００の右側部との間に介在し得る。この場合、消火部材４００は、膨張部材３００よりもセルアセンブリ１００を基準として外側に位置すると言える。また、符号３００Ｃ１にて示される中央の膨張部材３００は、セルアセンブリ１００、特にセルアセンブリ１００の左側グループと符号４００Ｃにて示される中央の消火部材４００との間に介在し得る。そして、符号３００Ｃ２にて示される中央の膨張部材３００は、セルアセンブリ１００の右側グループと符号４００Ｃにて示される中央消火部材４００との間に介在し得る。

上記の実施構成によれば、セルアセンブリ１００において生成された熱が膨張部材３００に印加されるに当たって、消火部材４００を通過しないことができる。したがって、セルアセンブリ１００において熱が生成される場合、生成された熱は膨張部材３００へと直接的に伝達されて、熱による膨張部材３００の膨張といった動作を円滑に行うことが可能になる。すなわち、上記の実施構成によれば、セルアセンブリ１００の熱を消火部材４００により妨げられることなく、膨張部材３００に上手く伝達することが可能になる。

図７は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールに含まれている膨張部材３００の構成を概略的に示す斜視図である。本実施形態についても、上述した実施形態と相違点がある部分に重点をおいて説明する。

図７を参照すると、前記膨張部材３００は、符号Ｏにて示される通り、内外側方向を貫く形状に貫通孔が形成され得る。例えば、図７に示される膨張部材３００は、図５及び図６に示されるようなバッテリーモジュールの膨張部材３００として採用され得る。このとき、膨張部材３００は、上下方向に立てられたシート状に構成され得、左側と右側とに広い表面が存在し得るが、貫通孔Ｏが左右方向に貫いた形状に形成され得る。特に、このような貫通孔Ｏは、互いに離隔した形態で膨張部材３００に多数本形成され得る。すなわち、多数本の貫通孔Ｏは、膨張部材３００の表面に広く分布し得る。さらに、このような貫通孔Ｏは、膨張部材３００が膨張した状態で形成され得る。すなわち、貫通孔Ｏは、膨張部材３００が膨張していない状態では形成されておらず、膨張した状態でようやく形成され得る。あるいは、貫通孔Ｏは、膨張部材３００が膨張していない状態でも予め形成されていて、膨張部材３００が膨張した状態でもそのような貫通状態を保持したり、その孔径がさらに大きくなったりするように構成され得る。

本発明のこのような実施構成によれば、消火部材４００の消火物質がセルアセンブリ１００にさらに円滑に接触することが可能になる。特に、上記の実施形態のように、消火部材４００とセルアセンブリ１００との間に膨張部材３００が介在した状態で、消火部材４００が消火物質を放出した場合、放出された消火物質は、膨張部材３００の貫通孔Ｏを介してセルアセンブリ１００側に流れ込むことができる。したがって、消火物質によるセルアセンブリ１００の消火作用が上手く行われることが可能になる。例えば、図６の実施構成に図７の膨張部材３００が適用された場合、符号４００Ｌにて示される左側の消火部材４００が消火物質を放出する場合、符号３００Ｌにて示される左側の膨張部材３００の貫通孔Ｏを介してセルアセンブリ１００の左側の表面にも消火物質が与えられ易くなる。

図８は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールに含まれているモジュールケース２００の構成を概略的に示す斜視図である。また、図９は、図８のＡ３－Ａ３’線の矢視断面図である。

図８及び図９を参照すると、モジュールケース２００の内面には、符号Ｇにて示される通り、外側方向に凹んだ形状の流通溝が形成され得る。特に、サイドプレート２３０には複数の流通溝Ｇが形成されて前後方向に所定の距離だけ離隔するように配置され得る。なお、それぞれの流通溝Ｇは、上下方向に長尺状に延びるように形成され得る。特に、サイドプレート２３０に形成された流通溝Ｇの場合、下部方向にベースプレート２２０まで延設され得る。

また、ベースプレート２２０にも複数の流通溝Ｇが形成されて、前後方向に所定の距離だけ離隔するように配置され得る。特に、ベースプレート２２０に形成された流通溝Ｇは、サイドプレート２３０に形成された流通溝と連絡するように構成され得る。なお、ベースプレート２２０に形成された流通溝Ｇは、左右方向に長尺状に延び得る。このとき、ベースプレート２２０の上面において複数のバッテリーセル１１０が左右方向に積み重ねられ得る。したがって、ベースプレート２２０の流通溝Ｇは、バッテリーセル１１０の積み重ね方向に長尺状に延びた形状に構成されるといえる。さらに、図８及び図９の実施形態において、ベースプレート２２０の流通溝Ｇは、左右方向（Ｙ軸方向）に長尺状に延びて、左側の端部は左側プレート２３１の流通溝Ｇに連絡され、右側の端部は右側プレート２３２の流通溝Ｇに連絡され得る。

本発明のこのような実施構成によれば、消火部材４００から放出された消火物質を複数のバッテリーセル１１０に円滑に供給することが可能になる。例えば、図９を参照して説明すると、消火部材４００から消火物質が放出された場合、点線による矢印にて示される通り、消火物質は流通溝Ｇに流れ込んで流れることができる。したがって、消火部材４００と隣り合うバッテリーセル１１０のみならず、遠くに離れているバッテリーセル１１０にまで消火物質が与えられることが可能になる。

さらに、図５及び図６に示す通り、各消火部材４００は、セルアセンブリ１００の外側やセルアセンブリ１００の中央部分のうちの所定の位置にのみ存在し得る。また、モジュールケース２００の内面にはバッテリーセル１１０が接触した状態で存在したりその空間が非常に狭かったりして、消火物質が移動するのに邪魔になる虞がある。しかしながら、上記の実施形態のように、流通溝Ｇがセルの積み重ね方向に長尺状に形成された場合、流通溝Ｇを介して消火物質を移動することができる。そのため、複数のバッテリーセル１１０が積み重ねられた状態で、積み重ねられた全体のバッテリーセル１１０に消火物質が円滑に供給されて、バッテリーモジュールの全体に対する火災の防止能ないし抑止能が向上できる。

図１０は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの断面の構成を概略的に示す図である。特に、図１０は、図４の実施構成に関する他の変形例であるといえる。

図１０を参照すると、消火部材４００は、セルアセンブリ１００の上部に位置し得る。特に、消火部材４００は、セルアセンブリ１００とトッププレート２１０との間に介在し得る。このような実施構成において、膨張部材３００は、膨張に際して、セルアセンブリ１００の上部に位置している消火部材４００から消火物質が噴出されるようにし得る。例えば、消火部材４００は、トッププレート２１０の下部に位置し、膨張部材３００は、そのような消火部材４００の下部に位置し得る。そして、膨張部材３００が膨張する場合、消火部材４００は押圧されて内部の消火物質が排出されることが可能になる。すると、排出された消火物質は、セルアセンブリ１００の上部に与えられて、セルアセンブリ１００の発火や火災などを防ぐことができる。

上記の実施構成によれば、消火物質がセルアセンブリ１００の上部側から供給されるので、セルアセンブリ１００は、上部から下部まで全体の部分において消火物質と接触することが可能になる。したがって、セルアセンブリ１００の火災の抑止能もしくは消火能がより一層、向上できる。特に、セルアセンブリ１００は、各バッテリーセル１１０が立てられた状態で水平方向、つまり左右方向（Ｙ軸方向）に積み重ねられ得る。このようなセルアセンブリ１００の構成に対して、上記の実施構成のように、消火部材４００がセルアセンブリ１００の上部に位置する場合、バッテリーセル１１０の全体に消火物質を円滑に与えることが可能になる。

また、図１０に示す通り、膨張部材３００は、セルアセンブリ１００の上部に複数配備され、互いに所定の距離だけ離隔し得る。特に、膨張部材３００は、熱により膨張した状態で離隔空間が一定のレベル以上確保されるように構成され得る。この場合、消火部材４００から排出された消火物質は、膨張部材３００の間の離隔空間を介して、セルアセンブリ１００側に与えられ得る。このような実施構成によれば、消火部材４００とセルアセンブリ１００との間に膨張部材３００が位置しても、消火部材４００から排出された消火物質はセルアセンブリ１００側に円滑に供給することが可能になる。

また、図１０に示される膨張部材３００に対して、図７に示されるような膨張部材３００の構成が採用され得る。この場合、消火部材４００から排出された消火物質が、貫通孔Ｏを介して膨張部材３００を通過し、下部方向に移動して、セルアセンブリ１００側に供給されることが可能になる。

図１１は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示す斜視図である。また、図１２は、図１１のＡ４－Ａ４’線の矢視断面図である。そして、図１３は、図１２のＡ５の部分に関する拡大図であり、図１４は、図１３の構成において、膨張部材３００が膨張した状態を概略的に示す図である。本実施形態についても、上述した実施形態と相違点がある部分に重点をおいて説明する。

図１１から図１４を参照すると、前記モジュールケース２００には、符号Ｈにて示される通り、ベント孔が形成され得る。例えば、モジュールケース２００の右側プレート２３２には、モジュールケース２００の内部と外部とを連通させるベント孔Ｈが形成され得る。このような構成において、モジュールケース２００の内部空間に収容されたセルアセンブリ１００からベントガスが生成されて噴出された場合、生成されたベントガスは、ベント孔Ｈを介して外部に排出することが可能になる。

このような実施構成において、膨張部材３００は、膨張によりベント孔Ｈの少なくとも一部を閉鎖するように構成され得る。例えば、図１４に示す通り、膨張部材３００は、熱により膨張しつつ、モジュールケース２００の内部空間を満たすことになるが、このとき、膨張した膨張部材３００は、ベント孔Ｈの一部または全部を閉塞し得る。特に、このような膨張部材３００は、ベントガスがベント孔Ｈを介して外部に排出される過程において熱の供給を受けて膨張することにより、ベント孔Ｈを閉塞するように構成され得る。このような膨張部材３００によるベント孔Ｈの閉鎖構成は、膨張部材３００の大きさやベント孔Ｈまでの距離、ベントガスの排出時に上昇する温度や、モジュールケース２００の内部空間など、様々な状況を考慮して適宜に設計され得る。

本発明のこのような実施構成によれば、ベント孔Ｈを介して外部の空気、特に酸素がモジュールケース２００の内部に流れ込むことを効果的に遮断可能になる。モジュールケース２００の内部においてベントガスが生成される場合、ベントガスはベント孔Ｈを介して外部に排出することが可能になる。ところが、ベントガスの排出後に、ベント孔Ｈを介して酸素がモジュールケース２００の内部に流れ込む可能性がある。しかしながら、上記の実施構成によれば、ベントガスの排出後に、膨張部材３００によりベント孔Ｈが閉鎖可能であるので、ベント孔Ｈを介した酸素の流れ込みを遮断することが可能になる。そのため、この場合、ベント孔Ｈを介した排気能を確保しつつも、このようなベント孔Ｈを介して火災が起きたり広がったりすることを極力防ぐことができる。

図１５は、本発明のさらに他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を概略的に示す拡大図である。特に、図１５は、図１３の構成に関する変形例であるといえる。

図１５を参照すると、モジュールケース２００は、ベント孔Ｈの周りに、符号Ｓにて示される通り摺動部を備え得る。このような摺動部Ｓは、矢印Ｂ１にて示される通り可動に構成され得る。特に、正常の状態で、このような摺動部Ｓは、ベント孔Ｈを閉鎖せずに開放されるように位置し得る。しかしながら、バッテリーモジュールの内部において生じた熱暴走などによって膨張部材３００が矢印Ｂ２にて示される通りに膨張する場合、このような膨張部材３００の膨張によって摺動部Ｓは矢印Ｂ１の方向に摺動し得る。そして、このような摺動部Ｓの摺動動作によってベント孔Ｈの一部または全体は閉鎖され得る。さらに、このような実施構成において、摺動部Ｓの円滑なベント孔Ｈの閉鎖動作のために、モジュールケース２００には、図中の符号Ｅにて示される部分のように、ガイドレールが配備され得る。このようなガイドレールＥは、摺動部Ｓの摺動方向ないし移動距離をガイドする構成要素であって、膨張部材３００の膨張により摺動部Ｓがベント孔Ｈを上手く閉塞するようにできる。

このような実施構成によれば、膨張部材３００の膨張によりベント孔Ｈを閉塞する構成がより一層、実現され易くなる。したがって、熱暴走などの非常状況下で、ベント孔Ｈを介した酸素の流れ込みの遮断効果がより一層、しっかりと成し遂げられる。また、上記の実施構成において、摺動部Ｓに対して火炎または高温などに強い材質を活用し得る。したがって、バッテリーモジュールの内部において火炎などが生じても、このような火炎がベント孔Ｈを介して外部に流出されることをしっかりと防ぐことができる。

一方、上述した実施形態において説明した通り、本発明によるバッテリーモジュールには消火部材４００が含まれ得る。上述した説明の欄においては、膨張部材３００が消火部材４００を直接的に押圧することにより、消火部材４００の消火物質が排出される形態に重点をおいて説明したが、本発明が必ずしもこのような実施形態に限定されるとは限らない。例えば、消火部材４００は、膨張部材３００の膨張に際して鋭い針状体のような構成要素により破損されて内部の消火物質を排出する形態に構成されることもある。

特に、図１５に示す通り、モジュールケース２００に摺動部Ｓが配備された場合、このような摺動部Ｓの移動により消火部材４００が破損されて内部の消火物質が噴出されるように構成され得る。より具体例として、図１５に示す通り、摺動部Ｓは、膨張部材３００の膨張によりＢ１の方向、すなわちバッテリーモジュールの後方に向かって移動し得る。このとき、摺動部Ｓの後方には消火部材４００が配備され得る。なお、摺動部Ｓの後端、すなわち消火部材４００を向く方向の端部には、符号Ｃにて示される通り針状突起が形成され得る。

このような構成において、膨張部材３００の膨張により摺動部Ｓが符号Ｂ１の方向、すなわち後方に移動することになる場合、ベント孔Ｈは閉鎖され得る。そして、このようなベント孔Ｈの閉鎖とともに、摺動部Ｓの後端に配設された針状突起Ｃによって、消火部材４００が破裂し得る。すると、消火部材４００の破裂した部分を介して消火物質をモジュールケース２００の内部に噴出することが可能になる。

特に、上記の実施構成において、摺動部Ｓは、ベント孔Ｈを閉鎖した後、消火部材４００を破裂するように構成され得る。このために、消火部材４００の位置や針状突起Ｃの形状ないし大きさは、摺動部Ｓがベント孔Ｈを閉塞した後に、消火部材４００に接触するように構成され得る。

本発明のこのような実施構成によれば、モジュールケース２００が密閉された後に、消火物質がモジュールケース２００の内部に噴出されるので、消火物質による消火効果がより一層、向上できる。すなわち、摺動部Ｓによりモジュールケース２００の内部が密閉された状態で消火物質が噴出されるので、消火物質がベント孔Ｈを介して外部に排出されず、主としてモジュールケースの内部にのみ存在することが可能になる。したがって、この場合、消火物質による消火効果（火災の抑止効果）を増大可能である。

図１６は、本発明のさらに他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を概略的に示す拡大図である。特に、図１６は、図１３の構成に関するさらに他の変形例であると言える。

図１６を参照すると、モジュールケース２００は、符号Ｒにて示される通り、内面にセルアセンブリ１００の方向に突設された阻止部が形成され得る。例えば、図１６の実施形態において、右側プレート２３２の内面には、セルアセンブリ１００の方向、すなわち左側方向に突設された阻止部Ｒが配備され得る。特に、このような阻止部Ｒは、膨張部材３００とベント孔Ｈとの間に位置し得る。さらに、阻止部Ｒは、ベント孔Ｈの周りに設けられ得る。

本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーモジュールの内部においてベントガスが生じるとき、モジュールケース２００に形成されたベント孔Ｈを介して、ベントガスの排出は行われ易くしつつ、膨張部材３００の漏出は防ぐことができる。特に、膨張部材３００が熱の供給を受けて膨張する過程において、液体や気体、ゲルなどといったように、流動性のある状態に変化する場合、ベント孔Ｈを介してモジュールケース２００の外部に漏出される可能性がある。しかしながら、上記の実施構成による場合、阻止部Ｒがこのような膨張部材３００の漏出を防ぐことができる。例えば、図１６の構成において、膨張部材３００が熱によりＢ３の方向に膨張する場合、ベント孔Ｈの周りに設けられた阻止部Ｒを介して、膨張部材３００がベント孔Ｈに流出されることを抑えることができる。そのため、膨張部材３００がモジュールケース２００の内部に満たされる効果が、より一層、しっかりと実現可能である。

前記膨張部材３００は、膨張の度合いが部分的に異なるように構成され得る。特に、このような構成のために、前記膨張部材３００は、複数の膨張部を備え得る。これについては、図１７及び図１８を参照してさらに詳しく説明する。

図１７は、本発明のさらに他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を概略的に示す斜視図であり、図１８は、図１７のバッテリーモジュール構成において、膨張部材３００の一部が膨張した状態の構成を概略的に示す図である。

図１７及び図１８を参照すると、膨張部材３００は、一方の表面、つまり、左側の表面がセルアセンブリ１００に対面接触するように配置され得る。そして、図示はしないが、膨張部材３００の右側の表面は、モジュールケース２００の内面に対向し得る。このような構成において、セルアセンブリ１００側において熱が生じて膨張部材３００を加熱すると、先に膨張部材３００の前端側の部分が膨張し得る。すなわち、膨張部材３００が加熱されて先に所定の温度に達する場合、図１７において矢印にて示される通り、膨張部材３００の前端の部分が膨張し得る。なお、この時点までは、膨張部材３００の後端の部分は膨張しないか、あるいは、前端の部分に比べて膨張の度合いが小さいことがある。この場合、膨張部材３００は、図１８に示す通り、部分的にのみ膨張した形態に構成され得る。

本発明のこのような構成によれば、モジュールケース２００の内部から外部へとベントガスが排出される効果が、より一層、向上できる。例えば、図１８に示す通り、膨張部材３００の前端の部分のみが膨張しており、後端の部分は膨張していない場合、符号Ａ６にて示される部分のような膨張部材３００の後方の右側面には空き空間が存在し得る。したがって、このような状態では、モジュールケース２００の内部のベントガスが符号Ａ６にて示される部分に導かれることが可能になる。なお、符号Ａ６の空間に溜まったベントガスは、モジュールケース２００の外部に排出することが可能になる。

さらに、図１１に示す通り、モジュールケース２００にベント孔Ｈが形成された場合、膨張部材３００は、符号Ａ６にて示される空き空間がベント孔Ｈ側に位置するように構成され得る。すなわち、膨張部材３００は、温度が上昇するにつれて、ベント孔Ｈから遠い部分の膨張が先に行われ、ベント孔Ｈに近い部分の膨張は相対的に後ほど行われるように構成され得る。

このような実施構成によれば、膨張部材３００が未だに膨張していない空間Ａ６側にモジュールケース２００の内部のベントガスが導かれ、このようなベントガスは、ベント孔Ｈを介して外部に排出することが可能になる。したがって、上記の実施構成によれば、モジュールケース２００の内部にベントガスが存在する場合、膨張部材３００が膨張した状況で、このようなベントガスがモジュールケース２００の外部に円滑に排出されるようにできる。

特に、前記膨張部材３００は、膨張のための反応温度が互いに異なる複数の膨張部を備え得る。例えば、前記膨張部材３００は、図１７及び図１８に示す通り、第１膨張部３１０及び第２膨張部３２０を備え得る。このとき、第１膨張部３１０と第２膨張部３２０とは、両方ともシート状に構成されて、１つの平面上において端縁の部分が互いに対面接触した形態に配置され得る。

さらに、第１膨張部３１０と第２膨張部３２０とは、温度に応じた膨張の度合いが互いに異なるように構成され得る。特に、第１膨張部３１０は、温度（Ｔ１）において膨張の度合いが最大となり、第２膨張部３２０は、温度（Ｔ１）とは異なる温度（Ｔ２）において膨張の度合いが最大となるように構成され得る。このような第１膨張部３１０と第２膨張部３２０との間の膨張の度合いの差は、各膨張部の構成材料や形状の違いなどにより実現可能である。

さらに、図１７及び図１８の実施構成において、第２膨張部３２０側にベント孔Ｈが位置する場合、第２膨張部３２０の最大の膨張温度（Ｔ２）は、第１膨張部３１０の最大の膨張温度（Ｔ１）よりも高く構成され得る。したがって、所定の温度、つまり第１膨張部３１０の最大の膨張温度（Ｔ１）まで加熱された状態では、図１８に示されるような形態に膨張部材３００が部分的にのみ膨張することにより、ベント孔Ｈに近い側にベントガスが移動するようにできる。そのため、ベントガスの排出能が向上できる。

また、バッテリーモジュールの内部温度がさらに上昇してより高い温度、つまり温度Ｔ２に達すると、第２膨張部３２０まで膨張することになって、符号Ａ６にて示される空き空間が第２膨張部３２０により満たされ得る。したがって、モジュールケース２００の内部空間は、空き空間がさらに狭まり、特にベント孔Ｈも閉鎖可能になる。したがって、モジュールケース２００の内部に酸素が流れ込む可能性はさらに低くなる。

本発明の一側面に係るバッテリーパックは、上述した本発明に係るバッテリーモジュールを１つ以上含み得る。また、本発明に係るバッテリーパックは、このようなバッテリーモジュールに加えて、他の様々な構成要素、つまりバッテリー管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）をさらに含み得る。ここで、ＢＭＳは、パックケースの内部空間に装着され、セルアセンブリの充放電動作やデータの送受信動作などを全般的に制御するように構成され得る。ＢＭＳは、モジュール単位ではなく、パック単位に配設され得る。より具体的には、ＢＭＳは、パックの電圧及びパックの電流などを用いて、セルアセンブリの充放電の状態や電力の状態、性能の状態などを制御したり予測したりするように構成され得る。このようなＢＭＳについては、本発明の出願時点において既に公知であるため、これについての詳しい説明を省略する。なお、本発明に係るバッテリーパックは、バスバー、パックケース、リレー、電流センサーなどといったように、本発明の出願時点において既に公知のバッテリーパックの他の様々な構成要素などをさらに含み得る。

一方、本発明の他の側面に係るバッテリーパックは、モジュールケース２００を含まないこともある。これについては、図１９を参照して説明する。

図１９は、本発明の他の一実施形態に係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１９を参照すると、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックは、セルアセンブリ１００と、パックケースＰＣと、膨張部材３００とを含み得る。このとき、セルアセンブリ１００と膨張部材３００とは、モジュールケース２００の内部に収容されていないままで、パックケースＰＣの内部空間に直接的に収容され得る。このような実施構成においては、複数のバッテリーセル１１０がモジュール化されることなく、セルトゥーパック（Ｃｅｌｌ Ｔｏ Ｐａｃｋ）の形態に、直接的にパックケースＰＣに装着されるといえる。なお、パックケースＰＣの内部空間には、セルアセンブリ１００の他に、符号Ｍにて示されるようなＢＭＳや他の電装部品が一緒に収容され得る。

このような形態のバッテリーパックについては、セルアセンブリ１００と、膨張部材３００と、消火部材４００となどが、モジュールケース２００ではなく、パックケースＰＣの内部に装着されるという点で相違点があるだけであり、他の部分についての説明はほとんど同様または類似に適用され得る。例えば、図３から図１８などの実施形態において説明した内容の場合、モジュールケース２００がパックケースＰＣに置き換えられるだけであり、ほとんどの内容がそのまま適用され得る。

例えば、図１９には示されていないが、図５及び図６において説明された消火部材４００がパックケースＰＣの内部に収容され得る。他の例として、図８及び図９の実施形態において説明したモジュールケース２００に形成された流通溝Ｇに関わる構成要素は、パックケースＰＣに形成されることもある。さらに他の例として、図１１から図１４に関して説明された、モジュールケース２００に形成されたベント孔Ｈに関する内容は、パックケースＰＣにベント孔が形成された構成に置き換えられて説明され得る。したがって、このような色々な側面のバッテリーパックについてのさらなる詳しい説明は省略する。

本発明に係るバッテリーモジュールや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され得る。すなわち、本発明に係る自動車は、本発明に係るバッテリーモジュールまたは本発明に係るバッテリーパックを含み得る。また、本発明に係る自動車は、このようなバッテリーモジュールやバッテリーパックの他に、自動車に含まれる他の様々な構成要素などをさらに含み得る。例えば、本発明に係る自動車は、本発明に係るバッテリーモジュールの他に、車体やモーター、エレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの制御装置などをさらに含み得る。

また、本発明に係るバッテリーモジュールやバッテリーパックは、エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）に適用され得る。すなわち、本発明に係るエネルギー貯蔵システムは、本発明に係るバッテリーモジュールまたは本発明に係るバッテリーパックを含み得る。

一方、本明細書においては、上、下、左、右、前、後などの方向指示語が使われたが、これらの用語は説明のしやすさのために使われたものに過ぎず、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自明である。

以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれらに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様々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
１１０ バッテリーセル
２００ モジュールケース
２１０ トッププレート
２２０ ベースプレート
２３０ サイドプレート
２３１ 左側プレート
２３２ 右側プレート
２３３ 前方プレート
２３４ 後方プレート
３００ 膨張部材
３１０ 第１膨張部
３２０ 第２膨張部
４００ 消火部材
Ｏ 貫通孔
Ｇ 流通溝
Ｓ 摺動部
Ｅ ガイドレール
Ｃ 針状突起
Ｒ 阻止部
ＰＣ パックケース
Ｍ ＢＭＳ

Claims (11)

1. １つ以上のバッテリーセルを備えるセルアセンブリと、
   内部空間に前記セルアセンブリを収容するモジュールケースと、
   前記モジュールケースの内部に位置する膨張部材であって、熱が供給されると体積が膨張して前記モジュールケースの内部の空き空間の少なくとも一部を満たす膨張部材と、
   を含む、バッテリーモジュール。
2. 前記膨張部材は、相変化材料を備える、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
3. 消火物質を保持する消火部材であって、前記膨張部材の膨張に際して内部の消火物質を放出する消火部材をさらに含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
4. 前記膨張部材は、前記セルアセンブリと前記消火部材との間に介在した、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
5. 前記消火部材は、前記セルアセンブリの上部に位置する、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
6. 前記モジュールケースにはベント孔が形成されており、
   前記膨張部材は、その膨張により前記ベント孔の少なくとも一部を閉鎖する、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
7. 前記膨張部材は、その膨張の度合いが部分的に異なる、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
8. 前記膨張部材は、その膨張のための反応温度が互いに異なる複数の膨張部を備える、請求項７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含む、バッテリーパック。
10. １つ以上のバッテリーセルを備えるセルアセンブリと、
    パックケースであって、その内部空間に前記セルアセンブリを収容するパックケースと、
    前記パックケースの内部に位置する膨張部材であって、熱が供給されると体積が膨張して前記パックケースの内部の空き空間の少なくとも一部を満たす膨張部材と、
    を含む、バッテリーパック。
11. 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または請求項１０に記載のバッテリーパックを含む、自動車。

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