JP7387904B2 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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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、より詳しくは、火事や爆発に対する安全性を向上させたバッテリーモジュールに関する。
本出願は、２０２０年１１月２３日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１５８０７３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、すべて本出願に組み込まれる。
最近、ノートブックＰＣ、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増し、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、反復的な充放電の可能な高性能二次電池についての研究が活発に進行しつつある。
現在、商用化した二次電池としては、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あり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くて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。また、リチウム二次電池は、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とがセパレーターを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共に封止収納する外装材、即ち、電池ケースを備える。
なお、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、に分けられる。
特に、最近、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増加しつつある。このような大容量のバッテリーモジュールは、複数の二次電池を備えていることから、複数の二次電池に火事や爆発が発生する場合、火炎と高温のガスが排出されて爆発によって車両内の他のバッテリーモジュールへ火事が伝播されるか、または隣接する他の機器が損傷するか、または搭乗者がけがするなどの被害が発生していた。そこで、バッテリーモジュールの火事やガス爆発に対して安全性を向上させる方案が求められる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、火事や爆発に対する安全性を向上させ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でき、本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。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の本発明によるバッテリーモジュールは、
複数の二次電池を備えたセルアセンブリーと、
上部が開放され、セルアセンブリーが収納される収容空間が備えられた下部ケースと、
下部ケースの開放された上部をカバーするように下部ケースに結合し、収容空間と連通するように穿孔された連結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し、上部ケースと離隔する緩衝空間を形成し、緩衝空間と外部が連通するように穿孔された排出口が形成された上部カバーと、
連結口から排出口まで延びた移動通路を形成するように緩衝空間に水平方向へ延び、延長長さが調節可能に構成された少なくとも一つ以上の仕切り部材と、を含む。
また、仕切り部材は、
相互に重ねられた形態で配置されるか、または一部分が分離した形態で配置可能に構成され、水平方向へ延びた少なくとも二つ以上の隔壁部を備え、
少なくとも二つ以上の隔壁部は、各々の端部が互いにヒンジ結合し、少なくとも二つ以上の隔壁部のうち少なくとも一つ以上には、他の隔壁部が収容される結合空間が形成され得る。
仕切り部材は、
水平方向へ延び、相互に所定の距離で離隔した両側部、両側部の各々の延長方向の一端部が相互に連結された形態を有し、両側部の間には上下方向へ開放された第１結合空間が形成された第１隔壁部と、
延長方向の端部が第１隔壁部の端部とヒンジ結合し、第１隔壁部の両側部の間の第１結合空間にヒンジ回転して挿入可能に構成され、他の一つの隔壁部を収容する第２結合空間が形成された第２隔壁部と、
延長方向の端部が第２隔壁部の端部とヒンジ結合し、第２隔壁部の両側部の間の第２結合空間にヒンジ回転して挿入可能に構成された第３隔壁部と、を備え得る。
そして、上部カバー及び上部ケースの少なくともいずれか一つには、隔壁部の延長方向の端部が挿入されるように構成された挿入溝が備えられ得る。
また、仕切り部材は、上方または下方へ突出した固定突起が備えられ、上部カバー及び上部ケースの少なくともいずれか一つには、固定突起が挿入されるように構成された固定溝が形成され得る。
さらに、上部カバー及び上部ケースの少なくともいずれか一つには、隔壁部の上部または下部が挿入されるように構成された搭載溝が備えられ得る。
そして、少なくとも二つ以上の隔壁部は各々、搭載溝から外部に露出した高さが同一に構成され得る。
仕切り部材を少なくとも二つ以上含み、
少なくとも二つ以上の仕切り部材のうちいずれか一つの仕切り部材は、中央を基準にして緩衝空間の一側に偏って配置され、残りの仕切り部材は、緩衝空間の他側に偏って配置され得る。
なお、上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーパックは、バッテリーモジュールを少なくとも一つ以上含み得る。
また、上記の課題を達成するための本発明による自動車は、バッテリーパックを少なくとも一つ以上含み得る。
本発明の一面によると、本発明は、上部カバー及び上部ケースによって内部に緩衝空間を形成すると共に、緩衝空間に移動通路を形成する仕切り部材を含むことから、バッテリーモジュールのセルアセンブリーの複数の二次電池が爆発または発火する場合、発生した火炎が緩衝空間の移動通路に沿って移動しながら自ら消滅でき、発生したガスも緩衝空間の移動通路を通りながらガス圧力とガス温度を顕著に低下させることができる。究極的に、バッテリーモジュールは、複数の二次電池の爆発または火事による外部被害を効果的に減らすことができる。これによって、本発明は、バッテリーモジュールの安全性を大幅向上させることができる。
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モジュールを概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの上部カバーを概略的に示した底面斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材の他の様子を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材のさらに他の様子を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材のさらに他の様子を示した側面図である。 本発明の他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。 本発明のさらに他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。
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モジュールを概略的に示した斜視図である。図２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した分解斜視図である。図３は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した分解斜視図である。そして、図４は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。図１では、前後方向をＹ軸の負の方向と正の方向として示し、左右方向をＸ軸の負の方向と正の方向として示し、上下方向をＺ軸の正の方向と負の方向にとして示した。
図１～図４を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１００は、複数の二次電池１１１を備えたセルアセンブリー１１０と、下部ケース１２２と、上部ケース１２４と、上部カバー１２６と、少なくとも一つ以上の仕切り部材１３０と、を含む。
具体的には、二次電池１１１は、例えば、パウチ型二次電池１１１であり得る。例えば、図３に示したように、セルアセンブリー１１０は、一方向（Ｘ軸方向）へ平行に相互に積層された２１個のパウチ型二次電池１１１を備え得る。例えば、パウチ型二次電池１１１は、前端及び後端に各々電極リード（図示せず）が備えられ得る。例えば、パウチ型二次電池１１１は、前端に正極リードが備えられ、後端に負極リードが備えられ得る。
しかし、本発明によるバッテリーモジュール１００は、二次電池１１１の構成が、前述したパウチ型二次電池１１１のみに限定されず、本願発明の出願時点における公知の多様な種類の二次電池が採用され得る。
また、セルアセンブリー１１０の前方及び後方には各々、バスバーアセンブリー１４０が備えられ得る。バスバーアセンブリー１４０は、複数の二次電池１１１を電気的に接続するように構成され得る。例えば、バスバーアセンブリー１４０は、複数の二次電池１１１の電極リードと接触するように構成されたバスバー（図示せず）と、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、を備え得る。バスバーは、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルなどの金属からなり得る。バスバーフレーム１４２は、例えば、電気絶縁性の素材からなり得る。電気絶縁性の素材は、例えば、ポリ塩化ビニルであり得る。
さらに、下部ケース１２２には、セルアセンブリー１１０が収納される収容空間Ｓ１が設けられ得る。即ち、下部ケース１２２は、上部が開放された四角の箱状であり得る。例えば、図２に示したように、下部ケース１２２は、セルアセンブリー１１０と対応する大きさの収容空間Ｓ１を形成するように、水平方向の側壁部１２２ａ１と、側壁部１２２ａ１の下部に結合した下壁１２２ａ２と、を備え得る。下部ケース１２２は、側壁部１２２ａ１の上端から水平方向へ延びたフランジ部１２２ｂを備え得る。フランジ部１２２ｂは、外周部に沿って所定の間隔で複数の第２ボルトホールＨ４が形成され得る。フランジ部１２２ｂは、第２ボルトホールＨ４と締結ボルトによってボルト締めの方式で上部ケース１２４と結合するように構成され得る。
そして、上部ケース１２４は、下部ケース１２２の開放された上部をカバーするように水平方向へ延びたプレート状であり得る。上部ケース１２４は、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得る。このために、上部ケース１２４は、水平方向の外周部に複数の第１ボルトホールＨ３が形成され得る。また、上部ケース１２４は、上部カバー１２６と結合するように構成され得る。上部ケース１２４は、上部にガスケット１５０が備えられ得る。ガスケット１５０は、上部ケース１２４と上部カバー１２６との結合面の間を通してガスが外部へ抜け出ることを防止するように構成され得る。即ち、ガスケット１５０は、上部ケース１２４と上部カバー１２６との間に介在され得る。
さらに、上部カバー１２６は、上部ケース１２４の上部をカバーするように水平方向へ延びたプレート状であり得る。上部カバー１２６の水平方向の外周部には、所定の間隔で離隔した複数の第３ボルトホールＨ５が形成され得る。
例えば、図１のように、上部ケース１２４の上部には、上部カバー１２６が結合し、上部ケース１２４の下部は、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得る。この際、複数のボルトＢは、上部カバー１２６の第３ボルトホールＨ５と、上部ケース１２４の第１ボルトホールＨ３と、下部ケース１２２のボルトホールＨ３、Ｈ４、Ｈ５の各々を貫通し得る。ボルトＢは、ボルトホールＨ３、Ｈ４、Ｈ５にねじ結合し得る。または、ボルトＢは、ボルトホールＨ３、Ｈ４、Ｈ５に挿入された後、ナットを本体の下部に挿入して締結固定され得る。
図５は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの上部カバーを概略的に示した底面斜視図である。
図１～図４と共に図５を参照すると、上部ケース１２４は、収容空間Ｓ１と連通するように一部分が穿孔されて連結口Ｈ１が形成され得る。下部ケース１２２は、上部ケース１２４と離隔した緩衝空間Ｓ２を形成し得る。例えば、緩衝空間Ｓ２は、上部ケース１２４及び上部カバー１２６のいずれか一つ以上に、上部ケース１２４と上部カバー１２６が対面している一面が凹まれて形成され得る。例えば、緩衝空間Ｓ２を形成するように上部カバー１２６の下面の一部は、上方へ凹んだ部分Ｗ２を有し、上部ケース１２４の上面の一部は、下方へ凹んだ部分Ｗ２を有し得る。
また、上部カバー１２６は、緩衝空間Ｓ２と外部が連通するように一部分が穿孔されて排出口Ｈ２が形成され得る。即ち、本発明のバッテリーモジュール１００は、セルアセンブリー１１０に熱暴走または火事が発生して、セルアセンブリー１１０からガスが発生する場合、発生したガスが収容空間Ｓ１から上部ケース１２４の連結口Ｈ１を通して緩衝空間Ｓ２へ流入し得る。さらに、緩衝空間Ｓ２に流入したガスは、上部カバー１２６の排出口Ｈ２から外部へ排出され得る。
さらに、仕切り部材１３０は、緩衝空間Ｓ２に少なくとも一つ以上が備えられ得る。仕切り部材１３０は、緩衝空間Ｓ２に連結口Ｈ１から排出口Ｈ２まで延びた移動通路を形成するように構成され得る。即ち、仕切り部材１３０は、緩衝空間Ｓ２を区切るように構成され得る。仕切り部材１３０は、緩衝空間Ｓ２に水平方向へ延びた形態を有し得る。例えば、図４に示したように、５個の仕切り部材１３０は、前後方向へ延びた形態を有し得る。即ち、仕切り部材１３０は、ガスの左右方向（Ｘ軸方向）への移動を阻み、ガスの前後方向（Ｙ軸方向）への移動を誘導するように構成され得る。
そして、仕切り部材１３０は、延長長さが調節可能に構成され得る。例えば、仕切り部材１３０は、ガスの前後方向の移動通路の設定された長さに応じて前後方向（Ｙ軸方向）の延長長さが調節可能である。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、上部カバー１２６と上部ケース１２４によって内部に緩衝空間Ｓ２を形成し、かつ緩衝空間Ｓ２に移動通路を形成する仕切り部材１３０を含むことで、バッテリーモジュール１００のセルアセンブリー１１０の複数の二次電池１１１が爆発または発火する場合、発生した火炎が緩衝空間Ｓ２の移動通路に沿って移動しながら自ら消滅でき、発生したガスも緩衝空間Ｓ２の移動通路を通過しがらガス圧力とガス温度を大幅低下させることができる。即ち、本発明は、従来技術の仕切り部材なく、バッテリーモジュールから直接的に高温のガスや火炎が排出される場合、外部装置や人名の被害を減らすことができる。窮極的に、バッテリーモジュール１００は、複数の二次電池１１１の爆発または火事による外部被害を効果的に減らすことができる。これによって、本発明は、バッテリーモジュール１００の安全性を大幅向上させることができる。
図３及び図４をさらに参照すると、仕切り部材１３０は、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３を備え得る。具体的には、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３の一部１３２、１３３は、相互に重なった形態で結合し得る。または、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３の一部１３１は、他の隔壁部１３２、１３３と一部が分離した形態で配置され得る。即ち、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３は、必要に応じて移動通路を長く延ばす場合、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３の重ねられた一部を分離して緩衝空間Ｓ２に配置し得る。少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３は、必要に応じて移動通路を短く縮小する場合、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３を互いに重ねられた形態で結合して緩衝空間Ｓ２に配置し得る。
また、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３は、各々の端部が互いにヒンジ結合し得る。例えば、図４に示したように、仕切り部材１３０は、３個の隔壁部１３１、１３２、１３３が備えられ得る。３個の隔壁部１３１、１３２、１３３は各々、ヒンジ回転可能に構成され得る。３個の隔壁部１３１、１３２、１３３の各々の一端部または両端部は、他の隔壁部とヒンジ結合構造１３４を形成し得る。ヒンジ結合構造１３４は、隔壁部１３１に形成された貫通口と、貫通口に挿入された柱部と、を備え得る。
さらに、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３の少なくとも一つ以上には、他の隔壁部が収容される結合空間Ｓ３が形成され得る。即ち、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３の少なくとも一つ以上には、他の隔壁部が互いに重ねられて配置されるように結合空間Ｓ３に挿入され得る。この際、他の隔壁部１３２は、ヒンジ回転して隔壁部１３１の結合空間Ｓ３に挿入され得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、仕切り部材１３０が互いに重ねられた形態で配置されるか、または一部分が分離した形態で配置可能に構成されることで、バッテリーモジュール１００の爆発時、ガス圧力に応じて仕切り部材１３０の数と仕切り部材１３０の延長長さを調節できる。即ち、バッテリーモジュール１００の爆発のガス圧力が相対的に大きい場合、仕切り部材１３０の少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３を互いに重ねられた形態で配置し、より多い個数の仕切り部材１３０を緩衝空間Ｓ２に配置し得る。逆に、バッテリーモジュール１００の爆発のガス圧力が相対的に小さい場合、仕切り部材１３０の少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３は一部分を分離してより長く延びた形態で配置し、より少ない個数の仕切り部材１３０を緩衝空間Ｓ２に配置し得る。
これによって、本発明のバッテリーモジュール１００は、適用されるセルアセンブリー１１０の容量または爆発特性を考慮して、ガスや火炎が移動する移動通路を容易に設定可能であるので、セルアセンブリー１１０の容量変更が必要な度に、毎度新しいバッテリーモジュール１００を製作しなくてもよく、製造コストを節減することができ、仕切り部材１３０の標準化が容易である。さらに、仕切り部材１３０は、バッテリーモジュール１００を製造する前、部品保管が必要な場合、複数の隔壁部１３１、１３２、１３３を互いに重ねられた形態で収納することで、収納空間を効果的に減らすことができる。
図６は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材を概略的に示した斜視図である。図７は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材の他の様子を概略的に示した斜視図である。そして、図８は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材のさらに他の様子を概略的に示した斜視図である。
図６～図８を参照すると、仕切り部材１３０は、第１隔壁部１３１、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３を備え得る。第１隔壁部１３１は、水平方向へ延びて互いに所定の距離で離隔した両側部を有し得る。第１隔壁部１３１は、両側部の各々の延長方向の一端部が互いに連結された形態を有し得る。第１隔壁部１３１は、両側部の間に上下方向に開放された第１結合空間Ｓ３が形成され得る。第１結合空間Ｓ３は、第２隔壁部１３２が収容される空間であり得る。第２隔壁部１３２は、ヒンジ移動して第１結合空間Ｓ３に挿入され得る。
また、第２隔壁部１３２は、延長方向の端部が第１隔壁部１３１の端部とヒンジ結合し得る。即ち、第２隔壁部１３２は、第１隔壁部１３１とヒンジ結合構造１３４を形成し得る。第２隔壁部１３２は、第１隔壁部１３１の両側部の間に形成された第１結合空間Ｓ３に挿入可能に構成され得る。即ち、第２隔壁部１３２は、第１結合空間Ｓ３にヒンジ回転して挿入され得る。または、第２隔壁部１３２は、ヒンジ回転して第１結合空間Ｓ３から抜けられ得る。第２隔壁部１３２は、他の一つの隔壁部１３３を収容する第２結合空間Ｓ４が形成され得る。例えば、第２隔壁部１３２は、第３隔壁部１３３を内部に収容する第２結合空間Ｓ４を有し得る。
さらに、第３隔壁部１３３は、延長方向の端部が第２隔壁部１３２の端部とヒンジ結合し得る。第３隔壁部１３３は、第２隔壁部１３２とヒンジ結合構造１３４を形成し得る。第３隔壁部１３３は、第２隔壁部１３２の両側部の間に形成された第２結合空間Ｓ４に挿入可能に構成され得る。第３隔壁部１３３は、第２結合空間Ｓ４にヒンジ回転して挿入され得る。第３隔壁部１３３は、第２結合空間Ｓ４からヒンジ回転して抜けられ得る。
図３～図５をさらに参照すると、本発明のバッテリーモジュール１００の上部カバー１２６及び上部ケース１２４の少なくともいずれか一つには、挿入溝Ｇ１が形成され得る。挿入溝Ｇ１は、隔壁部１３３の延長方向の端部が挿入されるように構成され得る。例えば、図３及び図４に示したように、上部ケース１２４の凹み部分Ｗ１には、後方または前方へ凹んだ挿入溝Ｇ１が形成され得る。挿入溝Ｇ１は、第３隔壁部１３３の延長方向の端部が挿入され得る。
また、例えば、図５に示したように、上部カバー１２６の凹み部分Ｗ２には、後方または前方へ凹んだ挿入溝Ｇ１が形成され得る。挿入溝Ｇ１は、第１隔壁部１３１または第３隔壁部１３３の延長方向の端部が挿入され得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、挿入溝Ｇ１が形成されることで、仕切り部材１３０の端部を左右方向に固定できる。これによって、バッテリーモジュール１００の内部における爆発時、発生したガス圧力によって仕切り部材１３０が正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。
一方、図３～図５をさらに参照すると、上部カバー１２６及び上部ケース１２４の少なくともいずれか一つには、隔壁部１３１の上部または下部が挿入されるように構成された搭載溝Ｇ２が備えられ得る。例えば、図５に示したように、上部カバー１２６の上方へ緩衝空間Ｓ２を形成する凹み部分が形成されており、凹み部分には、隔壁部１３１の上部と対応する大きさで上方へ凹んだ搭載溝Ｇ２が形成され得る。搭載溝Ｇ２は、緩衝空間Ｓ２を形成する凹み部分から前後方向へ長く延びた形態を有し得る。５個の搭載溝Ｇ２が左右方向へ並んで形成され得る。隔壁部１３１は、設定しようとする移動通路に沿って搭載溝Ｇ２における位置を設定し得る。例えば、第１隔壁部１３１、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３は、上部カバー１２６の搭載溝Ｇ２に上部が挿入され得る。
また、例えば、図３に示したように、上部ケース１２４の下方へ緩衝空間Ｓ２を形成するように凹み部分があり、凹み部分には隔壁部１３１の下部と対応する大きさで下方へ凹んで搭載溝Ｇ２が形成され得る。搭載溝Ｇ２は、凹み部分から前後方向へ長く延びた形態を有し得る。５個の搭載溝Ｇ２が左右方向へ並んで形成され得る。隔壁部１３１は、設定しようとする移動通路に沿って搭載溝Ｇ２における位置を設定し得る。例えば、第１隔壁部１３１、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３は、上部ケース１２４の搭載溝Ｇ２に下部が挿入され得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、搭載溝Ｇ２が形成されることで、仕切り部材１３０の端部を左右方向へ固定できる。これによって、バッテリーモジュール１００の内部爆発時、発生したガス圧力によって仕切り部材１３０が正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。
一方、図６～図８をさらに参照すると、本発明の仕切り部材１３０は、上方または下方へ突出した固定突起Ｐが備えられ得る。固定突起Ｐは、平面上に前後方向へ長く延びた形態を有し得る。例えば、図６に示したように、仕切り部材１３０の第１隔壁部１３１、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３が互いに重ねられた形態で配置された場合、固定突起（図６では見えない）は、第１隔壁部１３１の下部よりも下方へ突出するように位置し得る。例えば、図７に示したように、仕切り部材１３０の第１隔壁部１３１とは分離し、第２隔壁部１３２と第３隔壁部１３３が互いに重ねられた形態で配置された場合、固定突起Ｐは、第２隔壁部１３２の上部よりも上方へ突出するように位置し得る。例えば、図８に示したように、仕切り部材１３０の第１隔壁部１３１、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３が各々の一部分が分離して互いに広げられた形態で配置された場合、固定突起Ｐは、第３隔壁部１３３から下方へ突出するように位置し得る。例えば、固定突起Ｐは、第３隔壁部１３３に形成され得る。
一方、図３～図５を参照すると、上部カバー１２６及び上部ケース１２４の少なくともいずれか一つには、固定突起Ｐが挿入されるように構成された固定溝Ｇ３が形成され得る。固定溝Ｇ３は、例えば、平面状で前後方向へ長く延びた形態であり得る。固定溝Ｇ３は、搭載溝Ｇ２の内面より上方または下向へさらに凹んで形成され得る。例えば、上部カバー１２６には、搭載溝Ｇ２の内面より上方へ凹んだ固定溝Ｇ３が形成され得る。例えば、上部ケース１２４には、搭載溝Ｇ２の内面より下方へさらに凹んだ固定溝Ｇ３が形成され得る。固定突起Ｐは、設定された移動通路に沿って固定溝Ｇ３の上における前後方向の位置が変更可能である。
したがって、本発明にこのような構成によると、本発明は、仕切り部材１３０に固定突起Ｐを備え、上部カバー１２６及び上部ケース１２４の少なくともいずれか一つに固定溝Ｇ３を形成することで、仕切り部材１３０の上部または下部を左右方向に固定できる。これによって、バッテリーモジュール１００の内部爆発時、発生したガス圧力によって仕切り部材１３０が正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９は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの仕切り部材のさらに他の様子を概略的に示した側面図である。
図４及び図８と共に図９を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１００の仕切り部材１３０は、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３の各々の搭載溝Ｇ２から外部に露出した高さＬが同一であり得る。即ち、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３は、搭載溝Ｇ２に搭載された状態で、仕切り部材１３０の搭載溝Ｇ２から露出した残りの部分の高さＬが同一に構成され得る。例えば、図９のように、仕切り部材１３０は、搭載溝Ｇ２から外部に露出した第１隔壁部１３１、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３の高さＬは、互いに同一に構成され得る。即ち、第３隔壁部１３３は、下方へ突出した固定突起Ｐを備えているが、搭載溝Ｇ２の内面に形成された固定溝Ｇ３に挿入されることで、第３隔壁部１３３の搭載溝Ｇ２から外部に露出した高さＬは、第１隔壁部１３１と第２隔壁部１３２と同一であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、少なくとも二つ以上の隔壁部１３１、１３２、１３３の各々の搭載溝Ｇ２から外部に露出した高さＬが同一に構成されることで、バッテリーモジュール１００の内部爆発時、発生したガスや火炎が仕切り部材１３０の上部や下部へ漏れず、設定された移動通路に沿って移動するようにガイドできる。これによって、本発明のバッテリーモジュール１００は、発生したガスや火炎の外部への噴出程度を効果的に減少させることができる。
一方、図４をさらに参照すると、本発明は、仕切り部材１３０を少なくとも二つ以上含み得る。例えば、図４に示したように、本発明のバッテリーモジュール１００は、５個の仕切り部材１３０を備え得る。また、少なくとも二つ以上の仕切り部材１３０のうちいずれか一つの仕切り部材１３０は、中央を基準として緩衝空間Ｓ２の一側に偏って配置され、残りの仕切り部材１３０は、緩衝空間Ｓ２の他側に偏って配置され得る。即ち、バッテリーモジュール１００は、緩衝空間Ｓ２の移動通路をジグゼグ形態で設定する場合、いずれか一つの仕切り部材１３０を緩衝空間Ｓ２の一端部に偏って配置して、緩衝空間Ｓ２の他端部にガスや火炎が通る通路を形成し、隣接する他の仕切り部材１３０を緩衝空間Ｓ２の他端部に偏って配置して、緩衝空間Ｓ２の一端部にガスや火炎が通る通路を形成し得る。
例えば、図４に示したように、５個の仕切り部材１３０のうち、最右側に配置された仕切り部材１３０は、緩衝空間Ｓ２を形成する上部ケース１２４の凹み部分の前端部に偏って配置され、最右側に配置された仕切り部材１３０に隣接する左側の仕切り部材１３０は、逆に、緩衝空間Ｓ２を形成する上部ケース１２４の凹み部分の後端部に偏って配置され、左右方向の中央に配置された仕切り部材１３０は、上部ケース１２４の凹み部分の前端部に偏って配置され、中央に配置された仕切り部材１３０に隣接する左側の仕切り部材１３０は、逆に、緩衝空間Ｓ２を形成する上部ケース１２４の凹み部分の後端部に偏って配置され、最左側に配置された仕切り部材１３０は、上部ケース１２４の凹み部分の前端部に偏って配置され得る。
したがって、本発明は、複数の仕切り部材１３０を使用して移動通路を前後方向へジグゼグ形状に形成することで移動通路を効果的に長く形成できるため、発生したガスや火炎が移動通路を通過しながらガス圧力が減少し、火炎の強度も効果的に減少できる。これによって、本発明のバッテリーモジュール１００に火事や爆発が発生しても、外部へ排出されるガスや火炎による被害を効果的に減少させることができる。
図１０は、本発明の他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成のを概略的に示した斜視図である。
図６と共に図１０を参照すると、本発明の他の一実施例によるバッテリーモジュール１００は、図１のバッテリーモジュール１００より大きさが小さい場合、または爆発時に高いガス圧力を発揮する場合、仕切り部材１３０は、第１隔壁部１３１と第２隔壁部１３２と第３隔壁部１３３とが共に重ねられた形態で配置され得る。例えば、５個の仕切り部材１３０が前後方向へジグザグ形態の移動通路を形成するように上部ケース１２４の凹み部分Ｗ１に搭載され得る。この際、５個の仕切り部材１３０は、交互に前方に形成された挿入溝Ｇ１または後方に形成された挿入溝Ｇ１に端部が挿入されるように配置され得る。
図１１は、本発明のさらに他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。
図７と共に図１１を参照すると、本発明の他の一実施例によるバッテリーモジュール１００は、図１のバッテリーモジュール１００よりも大きさが小さいが、図１０のバッテリーモジュール１００よりも大きい場合、または爆発時に図１０のバッテリーモジュール１００よりも低いガス圧力を発揮する場合、仕切り部材１３０は、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３が互いに重なった形態で配置され、第２隔壁部１３２及び第３隔壁部１３３が第１隔壁部１３１から一部分が分離して配置され得る。例えば、５個の仕切り部材１３０が前後方向へジグザグ形態の移動通路を形成するように上部ケース１２４の凹み部分Ｗ１に搭載され得る。この際、５個の仕切り部材１３０は、交互に前方に形成された挿入溝Ｇ１または後方に形成された挿入溝Ｇ１に端部が挿入されるように配置され得る。
一方、本発明の一実施例によるバッテリーパックは、バッテリーモジュール１００を少なくとも一つ以上含む。
また、バッテリーパックは、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、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー、ヒューズなどをさらに含み得る。
一方、本発明の一実施例による電子デバイス（図示せず）は、前述したバッテリーモジュール１００を少なくとも一つ以上含む。電子デバイスは、バッテリーパックを収納するための収納空間が備えられたデバイスハウジング（図示せず）及び使用者がバッテリーパックの充電状態を確認できる表示部をさらに含み得る。
また、本発明の一実施例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含まれ得る。即ち、本発明の一実施例による自動車は、前述した本発明の一実施例によるバッテリーパックを車体内部に搭載し得る。
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、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例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、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 バッテリーモジュール
１１０ セルアセンブリー
１１１ 二次電池
１２２ 下部ケース
１２４ 上部ケース
１２６ 上部カバー
１３０ 仕切り部材
１３１ 第１隔壁部
１３２ 第２隔壁部
１３３ 第３隔壁部
１３４ ヒンジ結合構造
１４０ バスバーアセンブリー
１４２ バスバーフレーム
Ｂ ボルト
Ｇ１ 挿入溝
Ｇ２ 搭載溝
Ｇ３ 固定溝
Ｈ１ 連結口
Ｈ２ 排出口
Ｈ３ 第１ボルトホール
Ｈ４ 第２ボルトホール
Ｈ５ 第３ボルトホール
Ｌ 高さ
Ｐ 固定突起
Ｓ１ 収容空間
Ｓ２ 緩衝空間
Ｓ３ 第１結合空間
Ｓ４ 第２結合空間

Claims (10)

  1. 複数の二次電池を備えたセルアセンブリーと、
    上部が開放され、前記セルアセンブリーが収納される収容空間が備えられた下部ケースと、
    前記下部ケースの開放された上部をカバーするように前記下部ケースに結合し、前記収容空間と連通するように穿孔された連結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、前記上部ケースと離隔する緩衝空間を形成し、前記緩衝空間と外部が連通するように穿孔された排出口が形成された上部カバーと、
    前記連結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前記緩衝空間に水平方向へ延び、延長長さを少なくとも二つ以上の互いに異なる長さに延縮できるよう構成された少なくとも一つ以上の仕切り部材と、を含む
    ことを特徴とする、バッテリーモジュール。
  2. 複数の二次電池を備えたセルアセンブリーと、
    上部が開放され、前記セルアセンブリーが収納される収容空間が備えられた下部ケースと、
    前記下部ケースの開放された上部をカバーするように前記下部ケースに結合し、前記収容空間と連通するように穿孔された連結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、前記上部ケースと離隔する緩衝空間を形成し、前記緩衝空間と外部が連通するように穿孔された排出口が形成された上部カバーと、
    前記連結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前記緩衝空間に水平方向へ延び、延長長さが調節可能に構成された少なくとも一つ以上の仕切り部材と、
    を含み、
    前記仕切り部材は、相互に重ねられた形態で配置されるか、または一部分が分離した形態で配置可能に構成され、水平方向へ延びた少なくとも二つ以上の隔壁部を備え、
    前記少なくとも二つ以上の隔壁部は、各々の端部が互いにヒンジ結合し、前記少なくとも二つ以上の隔壁部のうち少なくとも一つ以上には、他の隔壁部が収容される結合空間が形成された
    ことを特徴とする、バッテリーモジュール。
  3. 前記仕切り部材は、
    水平方向へ延び、相互に所定の距離で離隔した両側部、前記両側部の各々の延長方向の一端部が相互に連結された形態を有し、前記両側部の間には上下方向へ開放された第１結合空間が形成された第１隔壁部と、
    延長方向の端部が前記第１隔壁部の端部とヒンジ結合し、前記第１隔壁部の両側部の間の前記第１結合空間にヒンジ回転して挿入可能に構成され、他の一つの隔壁部を収容する第２結合空間が形成された第２隔壁部と、
    延長方向の端部が前記第２隔壁部の端部とヒンジ結合し、前記第２隔壁部の両側部の間の前記第２結合空間にヒンジ回転して挿入可能に構成された第３隔壁部と、を備えた
    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つには、前記隔壁部の延長方向の端部が挿入されるように構成された挿入溝が備えられた
    ことを特徴とする、請求項２又は３に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記仕切り部材は、上方または下方へ突出した固定突起が備えられ、
    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つには、前記固定突起が挿入されるように構成された固定溝が形成された
    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つには、前記隔壁部の上部または下部が挿入されるように構成された搭載溝が備えられた
    ことを特徴とする、請求項２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. 前記少なくとも二つ以上の隔壁部は各々、前記搭載溝から外部に露出した高さが同一に構成された
    ことを特徴とする、請求項６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二つ以上含み、
    前記少なくとも二つ以上の仕切り部材のうちいずれか一つの仕切り部材は、中央を基準にして前記緩衝空間の一側に偏って配置され、残りの仕切り部材は、前記緩衝空間の他側に偏って配置された
    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一つ以上含む
    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一つ以上含む
    ことを特徴とする、自動車。
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