KR102091770B1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR102091770B1
KR102091770B1 KR1020160067451A KR20160067451A KR102091770B1 KR 102091770 B1 KR102091770 B1 KR 102091770B1 KR 1020160067451 A KR1020160067451 A KR 1020160067451A KR 20160067451 A KR20160067451 A KR 20160067451A KR 102091770 B1 KR102091770 B1 KR 102091770B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
module
module case
battery module
cover plate
Prior art date
Application number
KR1020160067451A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170135469A (ko
Inventor
이종영
문정오
신은규
이윤구
이정훈
정병천
최미금
최항준
아히혼 알렉산더
트락 안드레아스
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160067451A priority Critical patent/KR102091770B1/ko
Publication of KR20170135469A publication Critical patent/KR20170135469A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102091770B1 publication Critical patent/KR102091770B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01M2/1094—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H01M2/1083—
    • H01M2/345—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/12—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y02T10/7005—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 적어도 하나의 배터리 셀, 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하며, 적어도 하나의 가스 배출구가 형성되는 모듈 케이스 및 모듈 케이스의 적어도 하나의 가스 배출구를 커버할 수 있게 상기 모듈 케이스에 장착되며, 모듈 케이스 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 종래 배터리 모듈에서, 모듈 케이스 내부에 수용되는 이차 전지로서의 배터리 셀들은 온도 변화나 오작동 등으로 인해 가스를 발생시킬 수 있다. 이러한 가스가 다량 배출될 경우, 모듈 케이스 내의 압력을 증가시켜 모듈 케이스의 균열이나 파손, 나아가, 배터리 모듈의 폭발 등을 일으키는 문제가 있다.
또한, 종래 배터리 모듈에서는, 이러한 모듈 케이스의 균열 부위로 수분이나 먼지 등의 이물질이 침투할 경우, 배터리 모듈의 오작동을 초래하는 등 추가적인 배터리 모듈의 손상이 발생되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 모듈 케이스 내부의 압력을 조절하여 배터리 모듈의 안전성을 높일 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하며, 적어도 하나의 가스 배출구가 형성되는 모듈 케이스; 및 상기 모듈 케이스의 상기 적어도 하나의 가스 배출구를 커버할 수 있게 상기 모듈 케이스에 장착되며, 상기 모듈 케이스 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 압력 조절유닛은, 상기 모듈 케이스의 외면에 장착되며, 적어도 하나의 개구가 마련되는 커버 플레이트; 및 상기 커버 플레이트에 장착되며, 상기 적어도 하나의 가스 배출구와 상기 적어도 하나의 개구 사이에 배치되는 적어도 하나의 필터부재;를 포함할 수 있다.
상기 모듈 케이스의 외면에는, 상기 커버 플레이트가 안착될 수 있게 소정 깊이를 가지며, 상기 적어도 하나의 가스 배출구가 구비되는 플레이트 안착홈이 형성될 수 있다.
상기 커버 플레이트는, 상기 플레이트 안착홈에 접착제를 통해 부착될 수 있다.
상기 접착제는, 상기 커버 플레이트의 테두리와 상기 플레이트 안착홈의 테두리를 따라 부착될 수 있다.
상기 커버 플레이트의 후면에는, 상기 적어도 하나의 필터부재가 삽입되는 적어도 하나의 필터 삽입홈이 형성될 수 있다.
상기 필터 삽입홈은, 상기 적어도 하나의 필터부재의 두께에 대응되는 두께를 가질 수 있다.
상기 적어도 하나의 필터부재는, 상기 적어도 하나의 필터 삽입홈에 접착제를 통해 부착될 수 있다.
상기 적어도 하나의 필터부재는, 상기 모듈 케이스 내부로의 먼지나 액체 등의 통과를 막으며 상기 모듈 케이스 내부의 가스를 상기 모듈 케이스 밖으로 통과시킬 수 있는 통기성 라벨로 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 필터부재는, 테플론 재질로 이루어질 수 있다.
상기 적어도 하나의 배터리 셀은, 파우치형 이차 전지일 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 모듈 케이스 내부의 압력을 조절하여 배터리 모듈의 안전성을 높일 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 주요부의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 모듈의 압력 조절유닛의 후방 사시도이다.
도 4는 도 3의 압력 조절유닛의 필터부재 장착을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 배터리 모듈의 압력 조절유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 주요부의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 배터리 모듈의 압력 조절유닛의 후방 사시도이며, 도 4는 도 3의 압력 조절유닛의 필터부재 장착을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200) 및 압력 조절유닛(300)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100, 도 6 참조)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있으며, 각각, 전극 조립체, 전극 리드 및 전지 케이스 등을 포함할 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는 상기 배터리 모듈(10)의 외관을 형성하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 및 상기 배터리 모듈(10)을 구성하는 각종 전장 부품 등을 수용할 수 있다.
이러한 상기 모듈 케이스(200)의 외면(202)에는 플레이트 안착홈(250)이 형성될 수 있다.
상기 플레이트 안착홈(250)은 후술하는 압력 조절유닛(300)의 커버 플레이트(310)를 안착시킬 수 있게 상기 모듈 케이스(200)의 외면(202)으로부터 소정 깊이를 가질 수 있게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 플레이트 안착홈(250)의 깊이는 후술하는 커버 플레이트(310) 안착 시 커버 플레이트(310)의 돌출을 방지할 수 있게 커버 플레이트(310)의 두께에 대응되는 깊이로 형성될 수 있다. 커버 플레이트(310)가 돌출될 경우, 돌출된 부분만큼 상기 배터리 모듈(10)의 사이즈를 증대시키며, 또한, 상기 배터리 모듈(10)의 미관을 해칠 수 있기 때문이다.
상기 플레이트 안착홈(250)에는 가스 배출구(255)가 형성될 수 있다.
상기 가스 배출구(255)는 상기 모듈 케이스(200) 내부에 형성될 수 있는 가스를 상기 모듈 케이스(200) 외부로 배출하기 위한 것으로서, 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 한 쌍의 가스 배출구(255)가 형성된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 압력 조절유닛(300)은 상기 모듈 케이스(200) 내부의 압력을 조절하기 위한 것으로서, 상기 모듈 케이스(200)의 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 상기 한 쌍의 가스 배출구(255)를 커버할 수 있게 상기 모듈 케이스(200)에 장착될 수 있다.
이러한 상기 압력 조절유닛(300)은, 커버 플레이트(310) 및 필터부재(350)를 포함할 수 있다.
상기 커버 플레이트(310)는 상기 모듈 케이스(200)의 외면(202), 구체적으로, 상기 플레이트 안착홈(250)에 안착될 수 있다. 여기서, 상기 커버 플레이트(310)는 상기 플레이트 안착홈(250)에 접착제를 통해 부착될 수 있다. 상기 접착제는 상기 커버 플레이트(310)의 테두리와 상기 플레이트 안착홈(250)의 테두리를 따라 부착될 수 있다. 이는 후술하는 모듈 케이스(200) 내부의 소정 이상의 강한 내부 압력이 발생할 때, 상기 커버 플레이트(310)가 상기 플레이트 안착홈(250)으로부터 보다 쉽게 떨어질 수 있도록 하기 위함이다.
상기 커버 플레이트(310)에는 개구(315) 및 필터 삽입홈(317)이 형성될 수 있다.
상기 개구(315)는 상기 가스 배출구(255)로부터 배출되는 가스를 상기 모듈 케이스(200) 외부로 배출하기 위한 것으로서, 상기 커버 플레이트(310)의 상기 플레이트 안착홈(250) 안착 시 상기 배터리 모듈(10)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 가스 배출구(255)의 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
이러한 상기 개구(315)는 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있으며, 상기 가스 배출구(255)의 개수에 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 한 쌍의 가스 배출구들(255)이 구비되는 바, 상기 개구(315), 또한, 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 필터 삽입홈(317)은 상기 커버 플레이트(310)의 후면(313)으로부터 소정 깊이를 갖도록 형성되며, 후술하는 적어도 하나의 필터부재(350)가 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 필터 삽입홈(317)의 깊이, 즉, 상기 필터 삽입홈(317)의 두께(W1)는 후술하는 필터부재(350)의 두께(W2)에 대응되는 두께를 가질 수 있다. 이는 후술하는 필터부재(350)의 삽입 장착 시 필터부재(350)의 오조립이나 이탈 등을 방지하기 위함이다.
상기 필터 삽입홈(317)은 상기 개구(315)와 연결되며, 후술하는 필터부재(350)의 개수에 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 한 쌍의 개구들(315) 및 한 쌍의 필터부재들(350)이 구비되는 바, 상기 필터 삽입홈(317), 또한, 한 쌍으로 마련될 수 있다.
상기 필터부재(350)는 상기 커버 플레이트(310), 구체적으로, 상기 필터 삽입홈(317)에 장착되며, 상기 가스 배출구(255)와 상기 개구(315) 사이에 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 필터부재(350)는 상기 가스 배출구(255)와 상기 개구(315)의 개수에 대응되게 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 상기 한 쌍의 필터 삽입홈들(317)에 장착 시 상기 접착제를 통해 부착될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 상기 커버 플레이트(310)의 후방(-X축 방향)에서 상기 필터 삽입홈들(317)에 삽입되며, 상기 접착제는 상기 한 쌍의 필터 삽입홈들(317)의 바닥면과 측면 및 상기 한 쌍의 필터부재들(350)의 전면과 측면을 따라 부착될 수 있다.
상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 상기 모듈 케이스(200) 내부로의 먼지나 액체 등의 통과를 막으며 상기 모듈 케이스(200) 내부의 가스를 상기 모듈 케이스(200) 밖으로 통과시킬 수 있는 통기성 라벨로 구비될 수 있다. 이를 위해, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)에는 기체 분자의 직경보다 더 크고 액체 입자나 고체 입자의 직경보다 더 작은 기공이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 테플론 재질로 이루어질 수 있으며, 특히, PTFE(Polytetrafluoro ethylene)로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 PFA(perfluoro alkoxy polymer), FEP(fluorinated ethylene prophylene), ECTFE(ethylenechlorotrifluoroethylene copolymer), ETFE(ethylenetetrafluoroethylene) 또는 PVDF(polyvinylidene fluoride)로 이루어지는 것도 가능할 수 있다.
이러한 상기 한 쌍의 필터부재들(350)을 통해, 상기 모듈 케이스(200) 내부의 가스는 상기 한 쌍의 가스 배출구들(255), 상기 한 쌍의 필터부재들(350) 및 상기 한 쌍의 개구들(315)을 거쳐 상기 모듈 케이스(200) 밖으로 배출될 수 있으며, 상기 모듈 케이스(200) 외부의 먼지나 액체 등의 이물질은 상기 한 쌍의 개구들(315)을 통과한다 하여도 상기 모듈 케이스(200) 내부로 들어올 수 없다.
이하에서는, 이러한 상기 배터리 모듈(10)의 가스 배출 시 상기 압력 조절유닛(300)의 동작에 대해 더 구체적으로 살펴 본다.
도 5 및 도 6은 도 1의 배터리 모듈의 압력 조절유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 상기 모듈 케이스(200) 내부에서, 상기 배터리 셀들(100)은 고온의 환경 등에 노출될 때, 전해액의 분해 반응으로 인해 가스가 발생할 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀들(100)로부터 발생된 가스에 의해 상기 모듈 케이스(200) 내부에는 압력이 증가될 수 있다.
이때, 상기 가스는 상기 모듈 케이스(200)의 상기 한 쌍의 가스 배출구들(255)을 통과한 후 상기 압력 조절유닛(300)의 상기 한 쌍의 필터부재들(350) 및 상기 커버 플레이트(310)의 상기 한 쌍의 개구들(315)을 통과하여 상기 모듈 케이스(200) 외부로 배출될 수 있다.
그러므로, 본 실시예에서는 상기 한 쌍의 가스 배출구들(255) 및 상기 압력 조절유닛(300)을 통해 상기 가스에 의해 상기 모듈 케이스(200) 내부의 압력이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 이때, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 상기 커버 플레이트(310)의 상기 한 쌍의 필터 삽입홈들(317) 및 상기 한 쌍의 가스 배출구(255) 부근의 상기 모듈 케이스(200)의 상기 플레이트 안착홈(250)의 바닥면에 각각 지지되기에, 상기 한 쌍의 필터 삽입홈들(317)에 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 상기 가스의 배출 방향(+X축 방향)과 반대편인 커버 플레이트(310)의 후방(-X축 방향)에 마련되는 상기 한 쌍의 필터 삽입홈들(317)에 삽입 장착되기에, 상기 가스의 배출 압력이 클수록 상기 한 쌍의 필터 삽입홈들(317)의 바닥면 측으로 보다 더 밀착될 수 있다. 이에 따라, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 상기 모듈 케이스(200) 내부의 고압 환경에서도 상기 한 쌍의 필터 삽입홈들(317)로부터 이탈되지 않고 안정적으로 고정될 수 있다.
아울러, 상기 한 쌍의 필터부재들(350)은 앞서 살펴 본 바와 같이 상기 모듈 케이스(200) 외부의 먼지나 액체 등의 이물질의 상기 모듈 케이스(200) 내부로의 침투를 방지할 수 있다.
한편, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 배터리 셀들(100)의 가스 배출량에 따라 상기 모듈 케이스(200) 내부에 상당히 큰 고압 환경이 조성될 수 있다. 즉, 상기 배터리 셀들(100)로부터 보다 많은 가스가 방출될 경우 상기 모듈 케이스(200) 내부 압력이 이에 비례하여 커질 수 있다.
여기서, 상당히 큰 고압 환경이라는 것은 상기 배터리 모듈(10)의 폭발 등이 발생할 수 있을 정도의 고압이 상기 모듈 케이스(200) 내부에 조성되는 것을 의미할 수 있다. 다시 말해, 상기 배터리 모듈(10)로 인한 사용자 등의 생명 등이 위험해질 수 있는 큰 위험 상항이 발생되는 경우를 뜻할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 모듈 케이스(200) 내부에 상당히 큰 고압 환경이 조성될 경우, 다시 말해, 상기 가스 배출량이 클 경우, 상기 압력 조절유닛(300)의 상기 커버 플레이트(310)는 상기 모듈 케이스(200)의 상기 플레이트 안착홈(250)으로부터 이탈될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 커버 플레이트(310)는 상기 플레이트 안착홈(250)에 테두리 부분에서 접착제를 통해 접착되기에, 상기 가스 배출량이 클 경우, 체결부재 등의 스크류 결합으로 고정되는 것과 같은 구조 등에서보다 보다 더 쉽게 상기 플레이트 안착홈(250)으로부터 떨어져 나갈 수 있다.
이에 따라, 상기 배터리 모듈(10)의 상기 모듈 케이스(200) 내부에서 상당한 고압 환경이 조성될 경우, 상기 압력 조절유닛(300)은 상기 배출 가스에 의해 상기 모듈 케이스(200)로부터 손쉽게 이탈될 수 있다. 상기 압력 조절유닛(300)의 이탈로 인해, 상기 모듈 케이스(200) 내부의 상당한 양의 가스는 상기 모듈 케이스(200)의 상기 한 쌍의 가스 배출구들(255) 만을 거쳐 곧바로 상기 모듈 케이스(200) 밖으로 배출될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 사용자 등의 생명을 위협할 수도 있는 상기 모듈 케이스(200) 내부에 상당히 큰 고압 환경이 조성될 경우, 상기 모듈 케이스(200) 내부의 가스를 보다 더 빨리 상기 모듈 케이스(200) 밖으로 배출시켜 상기 배터리 모듈(10)의 폭발 등으로 이어질 수 있는 위험을 보다 신속하게 차단할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 상기 압력 조절유닛(300)을 통해 상기 모듈 케이스(200) 내부의 압력을 조절하여 상기 배터리 모듈(10)의 안전성을 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 적어도 하나 또는 그 이상으로 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 상기 자동차와 같은 장치나 기구 및 설비를 구현할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스
100: 배터리 셀
200: 모듈 케이스
250: 플레이트 안착홈
255: 가스 배출구
300: 압력 조절유닛
310: 커버 플레이트
315: 개구
317: 필터 삽입홈
350: 필터부재

Claims (13)

  1. 적어도 하나의 배터리 셀;
    상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하며, 적어도 하나의 가스 배출구가 형성되는 모듈 케이스; 및
    상기 모듈 케이스의 상기 적어도 하나의 가스 배출구를 커버할 수 있게 상기 모듈 케이스에 장착되며, 상기 모듈 케이스 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절유닛;을 포함하며,
    상기 압력 조절유닛은,
    상기 모듈 케이스의 외면에 장착되며, 적어도 하나의 개구가 마련되는 커버 플레이트; 및
    상기 커버 플레이트에 장착되며, 상기 적어도 하나의 가스 배출구와 상기 적어도 하나의 개구 사이에 배치되는 적어도 하나의 필터부재;를 포함하며,
    상기 커버 플레이트의 후면에는,
    상기 적어도 하나의 필터부재가 삽입되는 적어도 하나의 필터 삽입홈이 형성되며,
    상기 적어도 하나의 필터부재는,
    상기 커버 플레이트의 후방에 마련되는 상기 적어도 하나의 필터 삽입홈에 삽입 장착됨으로써, 상기 모듈 케이스 내부의 가스의 배출 압력이 클수록 상기 적어도 하나의 필터 삽입홈의 바닥면 측으로 보다 더 밀착되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스의 외면에는,
    상기 커버 플레이트가 안착될 수 있게 소정 깊이를 가지며, 상기 적어도 하나의 가스 배출구가 구비되는 플레이트 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는,
    상기 플레이트 안착홈에 접착제를 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접착제는,
    상기 커버 플레이트의 테두리와 상기 플레이트 안착홈의 테두리를 따라 부착되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터 삽입홈은,
    상기 적어도 하나의 필터부재의 두께에 대응되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터부재는,
    상기 적어도 하나의 필터 삽입홈에 접착제를 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터부재는,
    상기 모듈 케이스 내부로의 먼지나 액체 등의 통과를 막으며 상기 모듈 케이스 내부의 가스를 상기 모듈 케이스 밖으로 통과시킬 수 있는 통기성 라벨로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터부재는,
    테플론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀은,
    파우치형 이차 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
KR1020160067451A 2016-05-31 2016-05-31 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 KR102091770B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160067451A KR102091770B1 (ko) 2016-05-31 2016-05-31 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160067451A KR102091770B1 (ko) 2016-05-31 2016-05-31 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170135469A KR20170135469A (ko) 2017-12-08
KR102091770B1 true KR102091770B1 (ko) 2020-03-23

Family

ID=60919681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160067451A KR102091770B1 (ko) 2016-05-31 2016-05-31 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102091770B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022097935A1 (ko) * 2020-11-04 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101993145B1 (ko) * 2018-10-05 2019-09-30 성경수 전기 차량용 배터리 케이스
US20220255170A1 (en) * 2019-04-15 2022-08-11 Mark Kotik Pressure Management Device for Battery Pack
CN210110904U (zh) 2019-09-19 2020-02-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 下箱体、电池包及车辆
KR102433361B1 (ko) 2019-12-17 2022-08-16 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN115461921A (zh) * 2020-07-02 2022-12-09 株式会社Lg新能源 具有能够捕获在隆起期间喷射的火光和火花的囊袋的电池模块
US20230318128A1 (en) * 2021-01-15 2023-10-05 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including the same
KR20220165133A (ko) * 2021-06-07 2022-12-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
EP4325646A1 (en) * 2021-08-12 2024-02-21 LG Energy Solution, Ltd. Battery module with reinforced safety
EP4276997A1 (en) * 2021-12-16 2023-11-15 LG Energy Solution, Ltd. Battery module with improved safety
CN116918154A (zh) * 2021-12-24 2023-10-20 株式会社Lg新能源 电池模块

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313396B1 (ko) * 2011-09-08 2013-10-01 세방전지(주) 방염기 장치 및 이를 포함하는 배터리
US9466819B2 (en) * 2012-03-07 2016-10-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
WO2014185732A1 (ko) * 2013-05-16 2014-11-20 타이코에이엠피(유) 배터리 패키지
KR20150069732A (ko) * 2013-12-16 2015-06-24 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022097935A1 (ko) * 2020-11-04 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170135469A (ko) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102091770B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102033101B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102094445B1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR101446147B1 (ko) 자동차용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈
KR101979888B1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR101831817B1 (ko) 가스 배출 수단 및 내,외부의 압력 보상 수단을 갖는 차량용 배터리 팩
KR102056365B1 (ko) 전지 모듈
KR102319537B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
EP3561902B1 (en) Battery module, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack
US11108091B2 (en) Battery module, and battery pack and energy storage system including the same
CN105489796A (zh) 电池组壳体、电池组和使用电池组作为电源的装置
KR102123661B1 (ko) 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20150142790A (ko) 스웰링 현상에 의한 배터리 모듈의 외형 변화를 방지할 수 있는 배터리 모듈 어셈블리용 엔드 플레이트 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP3905375A1 (en) Battery rack and power storage device comprising same
KR102164632B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 전력 저장 장치
KR102336722B1 (ko) 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치
EP3522254B1 (en) Battery module, battery pack including battery module, and vehicle including battery pack
EP3373359B1 (en) Battery module, battery pack including such battery module, and vehicle including such battery pack
CN107851758B (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR101847680B1 (ko) 배터리 팩
EP3675208A1 (en) Battery module and battery pack including same
KR20190009157A (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102328738B1 (ko) 과충전 시험 장치
KR102302274B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102244138B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant