KR101765024B1 - 조전지 - Google Patents

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Abstract

하나의 전지 모듈의 케이스 내에 있어서 발생하는 고온 가스에 의한, 인접하는 다른 전지 모듈의 셀 유닛의 열화를 저감할 수 있는 조전지를 제공한다. 적어도 하나의 단전지(10)를 수납하는 케이스(90)를 갖는 전지 모듈(2)이 복수 배열된 조전지(1)이며, 케이스(90)의 벽부(91)는, 케이스(90)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(92)과, 통기 구멍(92)이 형성되지 않는 벽 영역(93)을 갖고, 하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A)에 형성되는 통기 구멍(92A)은, 하나의 전지 모듈(2A)에 인접하는 다른 전지 모듈(2B)의 케이스(90B)에 형성되는 벽 영역(93B)에 면하는 조전지이다.

Description

조전지 {BATTERY PACK}
본 발명은 조전지에 관한 것이다.
최근, 자동차 산업이나 첨단 전자 산업 등의 분야에 있어서, 자동차용 전지나 전자 기기용 전지 등의 이차 전지의 수요가 증대되고 있다. 이들 이차 전지에서는, 유연하게 변형 가능한 라미네이트 시트로 이루어지는 외장 부재에 의해, 전지 요소인 단전지를 밀봉하고 있다. 또한, 당해 단전지를 복수매 적층한 적층체를 포함하는 셀 유닛을, 상하 케이스에 의해 포위하여 전지 모듈이 구성된다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 전지 모듈의 하측 케이스에는, 상하 대칭의 형상, 크기로 사용시에 발생하는 고온 가스를 통기하기 위한 통기부가 형성된다.
일본 특허 공개 제2008-282681호 공보
특허문헌 1에 기재된 전지 모듈을 복수 배열한 경우, 서로 인접하는 전지 모듈의 통기부끼리 면한다. 이로 인해, 이차 전지의 사용에 수반하여, 하나의 전지 모듈의 케이스 내에 있어서 발생하는 고온 가스는, 하나의 전지 모듈의 통기부 및 당해 하나의 전지 모듈에 인접하는 다른 전지 모듈의 통기부를 통하여, 다른 전지 모듈의 케이스 내로 유입된다. 따라서, 하나의 전지 모듈의 케이스 내에 있어서 발생하는 고온 가스에 의해, 인접하는 다른 전지 모듈의 셀 유닛이 열화될 우려가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 하나의 전지 모듈의 케이스 내에 있어서 발생하는 고온 가스에 의한, 인접하는 다른 전지 모듈의 셀 유닛의 열화를 저감할 수 있는 조전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명에 따른 조전지는, 적어도 하나의 단전지를 수납하는 케이스를 갖는 전지 모듈이 개방된 공간부를 통하여 복수 배열된 조전지이며, 상기 케이스의 벽부는, 상기 케이스의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍과, 상기 통기 구멍이 형성되지 않는 벽 영역을 갖고, 하나의 전지 모듈의 상기 케이스에 형성되는 상기 통기 구멍은, 상기 공간부를 향하여 개구되고, 또한, 상기 하나의 전지 모듈에 인접하는 다른 전지 모듈의 상기 케이스에 형성되는 상기 벽 영역을 향하여 개구되는 조전지이다.
상기와 같이 구성한 전지 모듈이면, 하나의 전지 모듈의 케이스에 형성되는 통기 구멍은, 하나의 전지 모듈에 인접하는 다른 전지 모듈의 케이스에 형성되는 벽 영역에 면한다. 이로 인해, 하나의 전지 모듈에 형성되는 통기 구멍과, 다른 전지 모듈에 형성되는 통기 구멍은, 서로 면하지 않는다. 따라서, 하나의 전지 모듈의 케이스 내에 있어서 발생하는 고온 가스 중, 다른 전지 모듈의 케이스 내로 진입하는 고온 가스의 양을 저감할 수 있다. 따라서, 하나의 전지 모듈의 케이스 내에 있어서 발생하는 고온 가스에 의한, 인접하는 다른 전지 모듈의 셀 유닛의 열화를 저감할 수 있는 조전지를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조전지를 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 2-2선을 따르는 개략 단면도이다.
도 3은, 전지 모듈의 셀 유닛을 도시하는 사시도이다.
도 4는, 전지 모듈의 단전지의 내부 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는, 전지 모듈의 셀 유닛의 내부 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 6은, 전지 모듈을 구성하는 복수의 단전지의 전기적인 접속 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은, 도 1의 7-7선을 따르는 단면도이다.
도 8은, 제1 실시 형태에 따른 전지 모듈의 조립 방법을 설명하는 개략 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조전지를 도시하는 개략 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조전지를 도시하는 개략 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조전지의 하부 케이스를 도시하는 개략 사시도이다.
도 12는, 개변예 1에 따른 하부 케이스를 도시하는 개략 사시도이다.
도 13은, 개변예 2에 따른 조전지의 하부 케이스를 도시하는 개략 사시도이다.
<제1 실시 형태>
이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 제1 실시 형태를 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 생략한다. 도면의 치수 비율은, 설명의 편의상 과장되어 있으며, 실제 비율과는 상이한 경우가 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조전지(1)를 도시하는 사시도이다. 도 2는, 도 1의 2-2선을 따르는 개략 단면도이다. 도 2에서는 설명의 간단화를 위해, 셀 유닛(30)은 블록체에 의해 기재한다. 도 3은, 전지 모듈(2)의 셀 유닛(30)을 도시하는 사시도이다. 도 4는, 전지 모듈(2)의 단전지(10)의 내부 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 도 5는, 전지 모듈(2)의 셀 유닛(30)의 내부 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 도 6은, 전지 모듈(2)을 구성하는 복수의 단전지(10)의 전기적인 접속 구성을 도시하는 도면이다. 도 7은, 도 1의 7-7선을 따르는 단면도이다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조전지(1)는, 개략적으로 설명하면, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 4개의 단전지(10)(10A 내지 10D)를 수납하는 케이스(90)(90A, 90B)를 갖는 전지 모듈(2)(2A, 2B)이 2개 배열된 조전지(1)이다. 케이스(90)의 벽부(91)(91A, 91B)는, 케이스(90)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(92)(92A, 92B)과, 통기 구멍(92)이 형성되지 않는 벽 영역(93)(93A, 93B)을 갖는다. 하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A)에 형성되는 통기 구멍(92A2)은, 하나의 전지 모듈(2A)에 인접하는 다른 전지 모듈(2B)의 케이스(90B)에 형성되는 벽 영역(93B)에 면한다. 이하, 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에 따른 조전지(1)는, 2개의 전지 모듈(2A, 2B)이 X 방향으로 배열된다.
전지 모듈(2)은, 4개의 단전지(10)(10A 내지 10D)를 구비하는 셀 유닛(30)과, 셀 유닛(30)을 둘러싸도록 수납하는 케이스(90)와, 셀 유닛(30) 및 케이스(90)를 체결하는 체결 수단(70)을 갖는다.
셀 유닛(30)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 4개의 단전지(10)(10A 내지 10D)가 전기적으로 접속되어 적층된 적층체(33)와, 4개의 단전지(10)(10A 내지 10D)를 고정하기 위한 스페이서(40)와, 외부 출력 단자(31, 32) 및 전압 검출용 단자(37)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태에서는 적층체(33)는 4개의 단전지(10)(10A 내지 10D)로 구성되었지만, 적어도 하나로 구성되면 된다. 외부 출력 단자(31, 32)는, 외부 출력 정극 단자(31) 및 외부 출력 부극 단자(32)로 구성된다.
단전지(10)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지이며, 적층 전극체(50)가, 적층 전극체(50)의 양측에 배치되는 외장 부재(11) 내에 전해액과 함께 수납되어 있다. 단전지(10)는, 외장 부재(11)로부터 외부로 도출되는 정극 탭(14) 및 부극 탭(15)을 갖는다.
적층 전극체(50)는, 정극(51), 부극(52) 및 세퍼레이터(53)를 순서대로 적층하여 형성되는 전극군이다. 정극(51)은, 예를 들어 LiMn2O4 등의 리튬-전이 금속 복합 산화물로 이루어지는 정극 활물질층을 갖는다. 부극(52)은, 예를 들어 카본 및 리튬-전이 금속 복합 산화물로 이루어지는 부극 활물질층을 갖는다. 세퍼레이터(53)는, 예를 들어 전해질을 침투할 수 있는 통기성을 갖는 다공질상의 PE(폴리에틸렌)로 형성된다.
외장 부재(11)는, 경량화 및 열전도성의 관점에서, 알루미늄, 스테인리스, 니켈, 구리 등의 금속(합금을 포함함)을 폴리프로필렌 필름 등의 절연체로 피복한 고분자-금속 복합 라미네이트 필름 등의 시트재로 이루어진다. 외장 부재(11)는, 적층 전극체(50)를 덮는 본체부(12)와, 본체부(12)의 주연으로 연장되는 외주부(13)를 갖고 있으며, 외주부(13)의 일부 또는 전부가 열 융착에 의해 접합되어 있다.
정극 탭(14) 및 부극 탭(15)은, 적층 전극체(50)로부터 전류를 인출하기 위한 부재이며, 단전지(10)의 일방측으로 연장되어 있다.
스페이서(40)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, X 방향의 양단부에 제2 관통 구멍(41)을 갖는다. 제2 관통 구멍(41)은, 후술하는 케이스(90)의 제1 관통 구멍(26)과 함께 위치 정렬되어, 슬리브(71)를 삽입하기 위해 사용된다. 스페이서(40)는, 전기 절연성 수지 재료를 사용할 수 있다.
또한, 제1 단전지(10A) 및 제2 단전지(10B)의 정극 탭(14A, 14B)은, 외부 출력 정극 단자(31)와 전기적으로 접속되어 있는 버스 바(60)와 초음파 용접 등에 의해 접합되어 있다. 한편, 제1 단전지(10A) 및 제2 단전지(10B)의 부극 탭(15A, 15B)은, 제3 단전지(10C) 및 제4 단전지(10D)의 정극 탭(14C, 14D)과 함께, 전압 검출용 단자(37)와 전기적으로 접속되어 있는 버스 바(61)와 초음파 용접 등에 의해 접합되어 있다. 또한, 제3 단전지(10C) 및 제4 단전지(10D)의 부극 탭(15C, 15D)은, 외부 출력 부극 단자(32)와 전기적으로 접속되어 있는 버스 바(62)와 초음파 용접 등에 의해 접합되어 있다.
이와 같이 단전지(10A 내지 10D)의 각 전극 탭(14A 내지 14D, 15A 내지 15D)이, 버스 바(60, 61, 62)를 통하여, 외부 출력 정극 단자(31), 외부 출력 부극 단자(32) 및 전압 검출용 단자(37)에 각각 접속됨으로써, 이들 단전지(10A 내지 10D)는, 도 6에 도시하는 바와 같이 2 병렬 2 직렬의 접속 구성을 형성하고 있다.
전압 검출용 단자(37)는, 전지 모듈(2)을 구성하는 단전지(10A 내지 10D)의 전압을 검출하기 위해 사용되는 단자이다. 구체적으로는, 제1 단전지(10A) 및 제2 단전지(10B)의 전압에 대해서는, 외부 출력 정극 단자(31)와 전압 검출용 단자(37)를 사용하여, 이들 단자간의 전압을 측정함으로써 검출할 수 있다. 또한, 제3 단전지(10C) 및 제4 단전지(10D)의 전압에 대해서는, 외부 출력 부극 단자(32)와 전압 검출용 단자(37)를 사용하여, 이들 단자간의 전압을 측정함으로써 검출할 수 있다.
케이스(90)는, 셀 유닛(30)을 둘러싸도록 수납한다. 케이스(90)는, 제1 케이스(100) 및 제2 케이스(200)를 갖는다. 또한, 케이스(90)의 벽부(91)는, 상술한 바와 같이, 케이스(90)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(92)과, 통기 구멍(92)이 형성되지 않는 벽 영역(93)을 갖는다.
하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A) 및 다른 전지 모듈(2B)의 케이스(90B)는, 동일한 형상이다.
제1 케이스(100)(100A, 100B) 및 제2 케이스(200)(200A, 200B)는, 각각 도 2에 도시하는 바와 같이, 단전지(10)의 면 방향을 따라 형성되는 주면(101)(101A, 101B), (201)(201A, 201B)과, 주면(101, 201)의 일단부에서 꺾여 구부러져서 Z 방향으로 연장되는 측면(102)(102A, 102B), (202)(202A, 202B)을 구비한다. 제1 케이스(100) 및 제2 케이스(200)는 동일 형상이지만, 이것에 한정되지 않고, 서로 다른 형상이어도 된다. 제1 케이스(100) 및 제2 케이스(200)는 서로 다르게 되도록 배치된다.
제1 케이스(100) 및 제2 케이스(200)는, 간극을 통하여 대향하는 맞춤부(80)(80A, 80B)를 갖는다. 케이스(90)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(92)은, 당해 맞춤부(80)에 의해 구성된다. 또한, 케이스(90)의 벽부(91) 중, 통기 구멍(92)이 형성되지 않는 벽 영역(93)은, 측면(102, 202)에 의해 구성된다.
상술한 바와 같이, 조전지(1)는, 2개의 전지 모듈(2A, 2B)이 X 방향으로 배열되어 구성된다. 이때, 하나의 전지 모듈(2A)의 제2 케이스(200A)의 측면(202A) 및 다른 전지 모듈(2B)의 제1 케이스(100B)의 측면(102B)은 서로 면한다. 또한, 서로 면하는 측면(202A, 102B)에서의 맞춤부(80A, 80B)는, 제1 케이스(100A)의 주면(101A)으로부터의 높이가 서로 상이하다.
바꾸어 말하면, 하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A)에 형성되는 통기 구멍(92A) 중 X 방향 우측에 형성되는 통기 구멍(92A2)은, 다른 전지 모듈(2B)의 케이스(90B)에 형성되는 벽 영역(93B)에 면한다. 즉, 하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A)에 형성되는 통기 구멍(92A) 중 X 방향 우측에 형성되는 통기 구멍(92A2)은, 다른 전지 모듈(2B)의 케이스(90B)에 형성되는 통기 구멍(92B) 중 X 방향 좌측에 형성되는 통기 구멍(92B1)과 대향하지 않는다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 통기 구멍(92B1)은, Z 방향(단전지(10)의 면 방향에 교차하는 방향)에 있어서 높은 위치에 형성된다.
또한, 주면(101, 201)은, 각각 도 1, 7에 도시하는 바와 같이, Z 방향으로 관통된 4개의 제1 관통 구멍(26)을 갖는다. 케이스(90)의 재질은, 전지 모듈(2)이 파손되었을 때 분출되는 열류 온도(700 내지 1000℃ 이상)보다 높은 융점을 갖는 재질이 바람직하며, 예를 들어 철 등을 들 수 있다.
체결 수단(70)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 케이스(100), 셀 유닛(30) 및 제2 케이스(200)를 체결한다. 체결 수단(70)은, 제1 관통 구멍(26) 및 제2 관통 구멍(41)에 삽입되는 슬리브(71)와, 슬리브(71)의 상하로부터 압입됨으로써 제1 케이스(100), 셀 유닛(30) 및 제2 케이스(200)를 체결하는 압입 칼라(72)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태에서는, 체결 수단(70)은 슬리브(71) 및 압입 칼라(72)를 가졌지만, 제1 케이스(100), 셀 유닛(30) 및 제2 케이스(200)를 체결 가능한 구성이면, 이것에 한정되지 않는다.
다음으로 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조전지(1)의 조립 방법을 설명한다. 도 8은, 본 실시 형태에 따른 전지 모듈(2)의 조립 방법을 설명하는 개략 단면도이다.
우선, 셀 유닛(30)을 XZ 평면에 있어서 제1 케이스(100)의 우측 상방에 배치한다(도 8의 (a) 참조). 이어서, 셀 유닛(30)을 X 방향 좌측 방향으로, 제1 케이스(100)의 측면(102)에 접촉할 때까지 이동시킨다(도 8의 (b) 참조). 이어서, 측면(102)을 가이드로 셀 유닛(30)을 Z 방향 하측 방향으로, 제1 케이스(100)의 주면(101)에 접촉할 때까지 이동시킨다(도 8의 (c) 참조). 이어서, 제2 케이스(200)를 XZ 평면에 있어서 셀 유닛(30)의 우측 상방에 배치하고, 제2 케이스(200)를 X 방향 좌측 방향으로, 제2 케이스(200)의 측면(202)에 접촉할 때까지 이동시킨다(도 8의 (d) 참조). 이어서, 측면(202)을 가이드로 제2 케이스(200)를 Z 방향 하측 방향으로, 제2 케이스(200)의 주면(201)에 접촉할 때까지 이동시킨다(도 8의 (e) 참조).
이상의 공정에 의해 조립된 전지 모듈(2)을 X 방향으로 배열함으로써 조전지(1)를 형성한다.
또한, 본 실시 형태에서는 셀 유닛(30)을 제1 케이스(100)에 대하여 이동시키고, 제2 케이스(200)를 셀 유닛(30)에 대하여 이동시켜 전지 모듈(2)을 조립하였다. 그러나, 제1 케이스(100)를 셀 유닛(30)에 대하여 이동시키고, 셀 유닛(30) 및 제1 케이스(100)를 제2 케이스(200)에 대하여 이동시켜 전지 모듈(2)을 조립해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 조전지(1)는, X 방향으로 전지 모듈(2)이 2개 적층되어 구성되었지만, 이것에 한정되지 않고, 원하는 전류, 전압, 용량에 따라, 적절히 전지 모듈(2)을 3개 이상 적층해도 된다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조전지(1)는, 4개의 단전지(10)를 수납하는 케이스(90)를 갖는 전지 모듈(2)이 2개 배열된 조전지(1)이다. 케이스(90)의 벽부(91)는, 케이스(90)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(92)과, 통기 구멍(92)이 형성되지 않는 벽 영역(93)을 갖는다. 하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A)에 형성되는 통기 구멍(92A2)은, 하나의 전지 모듈(2A)에 인접하는 다른 전지 모듈(2B)의 케이스(90B)에 형성되는 벽 영역(93B)에 면한다. 이로 인해, 하나의 전지 모듈(2A)에 형성되는 통기 구멍(92A)과, 다른 전지 모듈(2B)에 형성되는 통기 구멍(92B)은, 서로 면하지 않는다. 따라서, 하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A) 내에 있어서 발생하는 고온 가스 중, 다른 전지 모듈(2B)의 케이스(90B) 내로 진입하는 고온 가스의 양을 저감할 수 있다. 따라서, 하나의 전지 모듈(2A)의 케이스(90A) 내에 있어서 발생하는 고온 가스에 의한, 인접하는 다른 전지 모듈(2B)의 셀 유닛(30)의 열화를 저감할 수 있다.
또한, 통기 구멍(92A1, 92B1)은, 단전지(10)의 면 방향에 교차하는 방향에 있어서 높은 위치에 형성된다. 이 구성에 따르면, 케이스(90) 내에 있어서 발생하는 고온 가스는 상측에 체류하기 때문에, 높은 위치에 통기 구멍(92A1, 92B1)이 형성됨으로써, 고온 가스의 통기 효율이 향상된다.
또한, 케이스(90)는 제1 케이스(100) 및 제2 케이스(200)를 갖고, 제1 케이스(100) 및 제2 케이스(200)는 간극을 통하여 대향하는 맞춤부(80)를 갖고, 통기 구멍(92)은 맞춤부(80)에 의해 구성된다. 이로 인해, 용이하게 통기 구멍(92)을 형성할 수 있어, 조전지(1)의 제조가 용이하게 된다.
또한, 각각의 전지 모듈(2A, 2B)의 케이스(90A, 90B)는, 동일한 형상이다. 이로 인해, 부품 개수를 감소시킬 수 있어, 비용 저감을 도모할 수 있다.
<제2 실시 형태>
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태와 공통되는 부분은 설명을 생략하고, 제2 실시 형태에만 특징이 있는 개소에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에 따른 조전지(3)는, 케이스(190)의 형상의 점에 있어서, 제1 실시 형태에 따른 조전지(1)와 상이하다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조전지(3)를 도시하는 개략 단면도이다. 도 9에 도시하는 단면도는, 제1 실시 형태에 따른 도 2에 도시하는 단면도에 대응한다.
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조전지(3)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 4개의 단전지(10)(10A 내지 10D)를 수납하는 케이스(190)를 갖는 전지 모듈(4)이 2개 배열된 조전지(3)이다.
케이스(190)는, 제1 케이스(110)(110A, 110B) 및 제2 케이스(210)(210A, 210B)를 갖는다. 또한, 케이스(190)의 벽부(191)(191A, 191B)는, 케이스(190)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(192)(192A, 192B)과, 통기 구멍(192)이 형성되지 않는 벽 영역(193)(193A, 193B)을 갖는다.
하나의 전지 모듈(4A)의 케이스(190A) 및 다른 전지 모듈(4B)의 케이스(190B)는, 동일한 형상이다. 또한, 케이스(190A) 및 케이스(190B)는 서로 다른 형상이어도 되고, 한쪽이 제1 실시 형태에 따른 케이스(90)와 동일한 형상이어도 된다.
제1 케이스(110) 및 제2 케이스(210)는, 각각 도 9에 도시하는 바와 같이, 주면(111)(111A, 111B), (211)(211A, 211B)과, 주면(111, 211)의 양단에서 꺾여 구부러져서 주면(111, 211)으로부터 이격되는 방향으로 연장되어 연장 길이가 서로 다른 한 쌍의 측면(112)(112A, 112B), (113)(113A, 113B), (212)(212A, 212B), (213)(213A, 213B)을 구비한다. 제1 케이스(110) 및 제2 케이스(210)는 동일 형상이지만, 이것에 한정되지 않고, 서로 다른 형상이어도 된다. 제1 케이스(110) 및 제2 케이스(210)는 서로 다르게 되도록 배치된다.
제1 케이스(110) 및 제2 케이스(210)는, 간극을 통하여 대향하는 2개의 맞춤부(180)(180A, 180B)를 갖는다. 케이스(190)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(192)은, 당해 맞춤부(180)에 의해 구성된다. 또한, 케이스(190)의 벽부(191) 중, 통기 구멍(192)이 형성되지 않는 벽 영역(193)은, 측면(112, 113, 212, 213)으로 구성된다.
상술한 바와 같이, 조전지(3)는, 2개의 전지 모듈(4A, 4B)이 X 방향으로 배열되어 구성된다. 이때, 하나의 전지 모듈(4A)의 제2 케이스(210A)의 측면(212A) 및 다른 전지 모듈(4B)의 제1 케이스(110B)의 측면(112B)은 서로 면한다. 또한, 서로 면하는 측면(212A, 112B)에서의 맞춤부(180A, 180B)는 제1 케이스(110A)의 주면(111A)으로부터의 높이가 서로 상이하다.
바꾸어 말하면, 하나의 전지 모듈(4A)의 케이스(190A)에 형성되는 통기 구멍(192A) 중 X 방향 우측에 형성되는 통기 구멍(192A2)은, 다른 전지 모듈(4B)의 케이스(190B)에 형성되는 벽 영역(193B)에 면한다. 즉, 하나의 전지 모듈(4A)의 케이스(190A)에 형성되는 통기 구멍(192A) 중 X 방향 우측에 형성되는 통기 구멍(192A2)은, 다른 전지 모듈(4B)의 케이스(190B)에 형성되는 통기 구멍(192B) 중 X 방향 좌측에 형성되는 통기 구멍(192B1)과 대향하지 않는다.
제2 실시 형태에 따른 조전지(3)의 전지 모듈(4)의 조립 방법은, 제1 실시 형태에 따른 조전지(1)의 전지 모듈(2)의 조립 방법과 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이와 같이 구성된 조전지(3)에 따르면, 하나의 전지 모듈(4A)에 형성되는 통기 구멍(192A)과, 다른 전지 모듈(4B)에 형성되는 통기 구멍(192B)은, 서로 면하지 않는다. 따라서, 하나의 전지 모듈(4A)의 케이스(190A) 내에 있어서 발생하는 고온 가스 중, 다른 전지 모듈(4B)의 케이스(190B) 내로 진입하는 고온 가스의 양을 저감할 수 있다. 따라서, 하나의 전지 모듈(4A)의 케이스(190) 내에 있어서 발생하는 고온 가스에 의한, 인접하는 다른 전지 모듈(4B)의 셀 유닛(30)의 열화를 저감할 수 있다.
<제3 실시 형태>
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 공통되는 부분은 설명을 생략하고, 제3 실시 형태에만 특징이 있는 개소에 대하여 설명한다. 제3 실시 형태에 따른 조전지(5)는, 케이스(290)의 형상의 점에 있어서, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 상이하다.
도 10은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조전지(5)를 도시하는 개략 사시도이다. 도 10에 있어서, 통기 구멍(292) 및 전압 검출용 단자(37)는 생략한다. 도 11은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조전지(5)의 하부 케이스(120)를 도시하는 개략 사시도이며, 통기 구멍(292)의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
제3 실시 형태에 따른 조전지(5)는, 4개의 단전지(10)(10A 내지 10D)를 수납하는 케이스(290)(290A, 290B)를 갖는 전지 모듈(6)(6A, 6B)이 X 방향으로 2개 배열된 조전지(5)이다.
케이스(290)는, 대략 직사각형의 상자 형상을 이루는 하부 케이스(120)(120A, 120B)와, 덮개를 이루는 상부 케이스(220)(220A, 220B)를 갖는다. 상부 케이스(220)의 테두리부는, 코킹 가공에 의해 하부 케이스(120)의 주위벽의 테두리부에 시밍되어 있다. 하부 케이스(120) 및 상부 케이스(220)는, 비교적 박육의 강판 또는 알루미늄판으로 형성되어 있다. 하부 케이스(120) 및 상부 케이스(220)는, 제1 관통 구멍(126)을 갖는다. 제1 관통 구멍(126)은, 제1 실시 형태에 따른 제1 관통 구멍(26)과 마찬가지 작용을 갖는다. 또한, 케이스(290)의 벽부(291)는, 케이스(290)의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍(292)과, 통기 구멍(292)(292A, 292B)이 형성되지 않는 벽 영역(293)을 갖는다.
하나의 전지 모듈(6A)의 케이스(290A) 및 다른 전지 모듈(6B)의 케이스(290B)는, 동일한 형상이다. 또한, 하나의 전지 모듈(6A)의 하부 케이스(120A) 및 다른 전지 모듈(6B)의 하부 케이스(120B)는, 동일한 형상이다. 또한, 하나의 전지 모듈(6A)의 하부 케이스(120A) 및 다른 전지 모듈(6B)의 하부 케이스(120B)는, 상이한 형상이어도 된다.
제3 실시 형태에 따른 통기 구멍(292)은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 하부 케이스(120)의 하나의 면에만 형성된다. 하나의 하부 케이스(120A)에 형성되는 통기 구멍(292A)이 구비되는 면(S1)과, 인접하는 다른 하부 케이스(120B)에 형성되는 통기 구멍(292B)이 구비되는 면(S2)은, 각각 도 11에 있어서 X 방향 우측 하단측에 형성된다. 즉, 통기 구멍(292A)이 구비되는 면(S1)은, 통기 구멍(292B)이 구비되는 면(S2)과는 상이한 면에 면한다. 또한, 통기 구멍(292A)이 구비되는 면(S1)과, 통기 구멍(292B)이 구비되는 면(S2)은 면하지 않는 한, 통기 구멍(292A, 292B)은 임의의 면에 구비될 수 있다.
통기 구멍(292)은, 예를 들어 프레스 가공이나 레이저 가공에 의해 형성된다. 또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 같이, 2개의 케이스의 맞춤부로 구성되어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조전지(5)에서는, 통기 구멍(292)은, 하부 케이스(120)의 하나의 면에만 형성되고, 하나의 전지 모듈(6A)에 형성되는 통기 구멍(292A)이 구비되는 면(S1)은, 다른 전지 모듈(6B)에 형성되는 통기 구멍(292B)이 구비되는 면(S2)과는 상이한 면에 면한다. 이로 인해, 통기 구멍(292)을 표지로 전지 모듈(6)을 배열할 수 있어, 작업성이 향상된다.
이하, 상술한 실시 형태의 개변예를 예시한다.
<개변예 1>
도 12는, 개변예 1에 따른 하부 케이스(130)를 도시하는 개략 사시도이다. 상술한 제3 실시 형태에서는, 통기 구멍(292)은, 하부 케이스(120)의 하나의 면에만 형성되고, 하나의 전지 모듈(6A)에 형성되는 통기 구멍(292A)이 구비되는 면(S1)은, 다른 전지 모듈(6B)에 형성되는 통기 구멍(292B)이 구비되는 면(S2)과는 상이한 면에 면하였다. 그러나, 도 12에 도시하는 바와 같이, 통기 구멍(392)(392A1, 392A2, 392B1, 392B2)이 형성되어도 된다. 이하, 개변예 1에 따른 통기 구멍(392)의 형성 위치에 대하여 설명한다.
통기 구멍(392)은, 하나의 하부 케이스(130)(130A, 130B)의 2개의 면에 형성된다. 즉, 통기 구멍(392A)은, 하부 케이스(130A)의 2개의 면(S3, S4)에 형성된다. 또한, 통기 구멍(392B)은, 하부 케이스(130B)의 2개의 면(S5, S6)에 형성된다.
면(S3) 및 면(S4)은, 하부 케이스(130A)의 측면 중 대향하는 면에 형성된다. 또한, 면(S5) 및 면(S6)은, 하부 케이스(130B)의 측면 중 대향하는 면에 형성된다. 또한, 면(S3) 및 면(S4), 면(S5) 및 면(S6)은 인접하는 면에 형성되어도 된다.
또한, 하부 케이스(130)에 있어서, 하나의 면(S4, S6)에 형성되는 제1 통기 구멍(392A2, 392B2)은, 다른 면(S3, S5)에 형성되는 제2 통기 구멍(392A1, 392B1)보다, Z 방향의 높은 위치에 형성된다. 제1 통기 구멍(392A2)이 형성되는 면(S4)은, 제2 통기 구멍(392B1)이 형성되는 면(S5)에 면한다.
이상의 구성을 갖는 하부 케이스(130)를 X 방향으로 배열함으로써, 제1 통기 구멍(392A2)은, 제2 통기 구멍(392B1)과 면하지 않는 구성으로 될 수 있다.
개변예 1에 따른 조전지에 따르면, 사용시에 발생하는 고온 가스는 상측에 체류하기 때문에, 높은 위치에 제1 통기 구멍(392A2, 392B2)이 형성됨으로써 통기 효율이 향상된다. 또한, 제2 통기 구멍(392A1, 392B1)이 형성되기 때문에, 고온 가스의 통기공률이 더 향상된다.
<개변예 2>
도 13은, 개변예 2에 따른 하부 케이스(140)를 도시하는 개략 사시도이다. 상술한 제3 실시 형태에서는, 통기 구멍(292)은, 하부 케이스(120)의 하나의 면에만 형성되고, 하나의 전지 모듈(6A)에 형성되는 통기 구멍(292A)이 구비되는 면(S1)은, 다른 전지 모듈(6B)에 형성되는 통기 구멍(292B)이 구비되는 면(S2)과는 상이한 면에 면하였다. 그러나, 도 13에 도시하는 바와 같이, 통기 구멍(492)(492A1, 492A2, 492B1, 492B2)이 형성되어도 된다. 이하, 개변예 2에 따른 통기 구멍(492)의 형성 위치에 대하여 설명한다.
통기 구멍(492)은, 하나의 하부 케이스(140)(140A, 140B)의 2개의 면에 형성되어도 된다. 즉, 통기 구멍(492A)은, 하부 케이스(140A)의 2개의 면(S7, S8)에 형성된다. 또한, 통기 구멍(492B)은, 하부 케이스(140B)의 2개의 면(S9, S10)에 형성된다.
면(S7) 및 면(S8)은, 하부 케이스(140A)의 측면 중 대향하는 면에 형성된다. 또한, 면(S9) 및 면(S10)은, 하부 케이스(140B)의 측면 중 대향하는 면에 형성된다. 또한, 면(S7) 및 면(S8), 면(S9) 및 면(S10)은 인접하는 면에 형성되어도 된다.
또한, 하부 케이스(140)에 있어서, 하나의 면(S8, S10)에는 제1 통기 구멍(492A2, 492B2)이 3개씩 형성되고, 다른 면(S7, S9)에는 제2 통기 구멍(492A1, 492B1)이 2개씩 형성된다. 또한, 제1 통기 구멍(492A2, 492B2)이 형성되는 간격(p1)과, 제2 통기 구멍(492A1, 492B1)이 형성되는 간격(p2)은 서로 동등하다. 제1 통기 구멍(492A2)이 형성되는 면(S8)은, 제2 통기 구멍(492B1)이 형성되는 면(S9)에 면한다.
이상의 구성을 갖는 하부 케이스(140)를 X 방향으로 배열함으로써, 제1 통기 구멍(492A2)은, 제2 통기 구멍(492B1)과 면하지 않는 구성으로 될 수 있다.
개변예 2에 따른 조전지에 따르면, 확실하게 통기 구멍(492)끼리를 면하지 않는 구성으로 할 수 있다.
<개변예 3>
상술한 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태, 개변예 1 및 개변예 2에 따른 형태에 한정되지 않고, 인접하는 전지 모듈의 통기 구멍이 서로 면하지 않는 한, 본원 발명에 포함된다. 예를 들어, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태, 개변예 1 및 개변예 2에 따른 전지 모듈을 적절히 조합해도 된다.
1, 3, 5: 조전지
2, 4, 6: 전지 모듈
10: 단전지
80, 180: 맞춤부
90, 190, 290: 케이스
91, 191: 벽부
92, 192, 292, 392, 492: 통기 구멍
93, 193: 벽 영역
100, 110: 제1 케이스
120, 130, 140: 하부 케이스
200, 210: 제2 케이스
p1, p2: 간격
S1 내지 S10: 면

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 단전지를 수납하는 케이스를 갖는 전지 모듈이 개방된 공간부를 통하여 복수 배열된 조전지이며,
    상기 케이스의 벽부는, 상기 케이스의 내부와 외부를 연통하는 통기 구멍과, 상기 통기 구멍이 형성되지 않는 벽 영역을 갖고,
    하나의 전지 모듈의 상기 케이스에 형성되는 상기 통기 구멍은, 상기 개방된 공간부에 연결되도록 이를 향하여 개구되고, 또한, 상기 하나의 전지 모듈에 인접하는 다른 전지 모듈의 상기 케이스에 형성되는 상기 벽 영역을 향하여 개구되는, 조전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통기 구멍은, 상기 단전지의 면 방향에 교차하는 방향에 있어서 높은 위치에 형성되는, 조전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이스는 제1 케이스 및 제2 케이스를 갖고,
    상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스는 간극을 통하여 대향하는 맞춤부를 갖고,
    상기 통기 구멍은, 상기 맞춤부에 의해 구성되는, 조전지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통기 구멍은, 상기 케이스의 하나의 면에만 형성되고,
    하나의 전지 모듈에 형성되는 상기 통기 구멍이 구비되는 면은, 상기 하나의 전지 모듈에 인접하는 다른 전지 모듈에 형성되는 상기 통기 구멍이 구비되는 면과는 상이한 면에 면하는, 조전지.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통기 구멍은, 상기 케이스의 적어도 2개의 면에 형성되고,
    하나의 면에 형성되는 제1 통기 구멍은, 다른 면에 형성되는 제2 통기 구멍과, 상기 단전지의 면 방향에 교차하는 방향의 높이 위치가 상이한, 조전지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통기 구멍은, 상기 케이스의 적어도 2개의 면에 형성되고,
    하나의 면에 형성되는 제1 통기 구멍의 개수는, 다른 면에 형성되는 제2 통기 구멍의 개수와 상이하고,
    상기 제1 통기 구멍이 형성되는 간격은, 상기 제2 통기 구멍이 형성되는 간격과 동등한, 조전지.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 상기 전지 모듈의 상기 케이스는 동일한 형상인, 조전지.
KR1020167014495A 2013-11-26 2013-11-26 조전지 KR101765024B1 (ko)

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