KR102152886B1 - 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 셀 벤트를 포함하는 배터리 셀과, 배터리 셀과 함께 일 방향을 따라 배열되되 배터리 셀을 사이에 개재하여 서로 마주하게 결합되는 것으로, 셀 벤트를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브를 포함하는 프레임과, 프레임을 덮도록 프레임 상부에 형성된 것으로, 가이드 리브를 둘러싸도록 형성된 돌출 격벽을 포함하는 탑 커버를 구비한다.
본 발명에 의하면, 열화된 배터리 셀로부터 발생되는 가스를 신속하게 외부로 배출시키도록 배기 구조가 개선된 배터리 팩이 제공된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.

통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 배터리 셀의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 배터리 셀들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 배터리 팩의 형태로 사용되기도 한다.

휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 배터리 팩이 선호되며, 배터리 팩은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태는, 열화된 배터리 셀로부터 발생되는 가스를 신속하게 외부로 배출시키도록 배기 구조가 개선된 배터리 팩을 포함한다.

상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,

셀 벤트를 포함하는 배터리 셀;

상기 배터리 셀과 함께 일 방향을 따라 배열되되 상기 배터리 셀을 사이에 개재하여 서로 마주하게 결합되는 것으로, 상기 셀 벤트를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브를 포함하는 프레임; 및

상기 프레임을 덮도록 프레임 상부에 형성된 것으로, 상기 가이드 리브를 둘러싸도록 형성된 돌출 격벽을 포함하는 탑 커버;를 구비한다.

예를 들어, 상기 가이드 리브는, 상기 셀 벤트와 대응되는 위치에서 배기 홀을 형성할 수 있다.

예를 들어, 상기 가이드 리브는 상기 배기 홀을 둘러싸도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 가이드 리브는, 상기 셀 벤트와 대응되도록 타원형으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 배터리 팩에서는 상기 배터리 셀을 사이에 개재하고 일 방향을 따라 배열되는 전후방 프레임의 결합에 따라, 상기 배터리 셀의 셀 벤트를 온전하게 둘러싸는 가이드 리브가 제공될 수 있다.

예를 들어, 상기 배터리 셀은, 일 방향을 따라 배열되는 다수의 배터리 셀을 포함하고,

각 배터리 셀을 사이에 개재하여 일 방향을 따라 배열되는 프레임의 결합에 따라, 각 배터리 셀의 셀 벤트를 각각 둘러싸는 다수의 가이드 리브가 제공될 수 있다.

예를 들어, 상기 가이드 리브 및 돌출 격벽은, 각각 프레임의 본체 및 탑 커버의 본체로부터 서로 마주하는 방향으로 돌출될 수 있다.

예를 들어, 상기 가이드 리브 및 돌출 격벽은, 터널 형태의 배기 경로를 제공할 수 있다.

예를 들어, 각각의 돌출 방향을 따라 가이드 리브의 선단과 돌출 격벽의 선단은, 여유 갭을 사이에 두고 서로로부터 이격될 수 있다.

예를 들어, 상기 가이드 리브의 선단은, 셀 벤트의 중앙 위치로부터 상대적으로 가까운 내측 위치에 배치되고, 상기 돌출 격벽의 선단은, 셀 벤트의 중앙 위치로부터 상대적으로 먼 외측 위치에 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 배터리 셀의 스웰링에 따라 배터리 셀의 셀 벤트를 둘러싸는 가이드 리브의 쌍은, 서로로부터 멀어지는 외측 방향으로 이동할 수 있다.

예를 들어, 상기 가이드 리브는, 상기 프레임의 본체로부터 탑 커버를 향하여 돌출되며, 돌출 방향을 따라 점차적으로 폭이 좁아지도록 수렴하는 형태로 경사지게 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 가이드 리브는, 가이드 리브의 돌출 방향을 따라 점차적으로 축소되는 단면을 갖도록 경사지게 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 돌출 격벽은, 상기 탑 커버의 본체로부터 프레임을 향하여 돌출되며, 돌출 방향을 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖도록 평행한 형태로 연장될 수 있다.

예를 들어, 상기 프레임과 탑 커버 사이에는 회로기판이 개재되며,

상기 회로 기판에는 상기 가이드 리브 또는 돌출 격벽이 끼워지는 관통 홀이 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 회로기판의 관통 홀에는, 상기 돌출 격벽 또는 가이드 리브 중 어느 하나가 회로기판을 완전히 관통하도록 끼워질 수 있다.

예를 들어, 상기 탑 커버 중, 상기 셀 벤트에 대응되는 위치에는 모듈 벤트가 형성될 수 있다.

상기 모듈 벤트는, 상기 탑 커버의 상면 또는 하면으로부터 탑 커버의 두께 방향을 따라 인입된 파단 라인으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 파단 라인은,

상기 모듈 벤트의 테두리를 따라 폐루프 형태로 형성된 테두리 라인; 및

상기 테두리 라인을 가로지르도록 형성된 중앙 라인을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 중앙 라인과 마주하는 양편 테두리 라인의 일부에는 힌지부가 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 힌지부의 두께는 중앙 라인의 두께 보다 두껍게 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 모듈 벤트는, 상기 중앙 라인의 파단에 따라 상기 힌지부가 접히면서 중앙 라인을 중심으로 양편으로 개방될 수 있다.

예를 들어, 상기 중앙 라인은, 모듈 벤트의 중심 위치에서 모듈 벤트를 가로지르는 방향으로 연장될 수 있다.

예를 들어, 상기 배터리 셀은, 일 방향을 따라 배열되는 다수의 배터리 셀을 포함하고,

상기 모듈 벤트는, 각 배터리 셀의 셀 벤트에 각각 대응되도록 다수로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 배터리 셀의 셀 벤트와 유체적으로 연결되어 있는 최단의 배기 경로를 제공함으로써, 셀 벤트로부터 분출되는 가스가 최단의 배기 경로를 통하여 외부로 신속하게 배출될 수 있고, 고온의 가스가 흐르는 배기 경로를 통하여 다른 양호한 배터리 셀이 열화되거나 배선 기판 상의 회로소자가 열화되는 것을 막을 수 있으며, 열화된 배터리 셀로부터 다른 양호한 배터리 셀로 전파되는 연쇄적인 열 폭주를 차단할 수 있다.

본 발명에 의하면, 배터리 셀의 셀 벤트와 연결되어 있는 터널 형태의 배기 경로를 제공함으로써, 배기 경로를 통하여 고온의 가스가 다른 배터리 셀이나 배선 기판 상의 회로소자를 향하여 누출되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 각각의 셀 벤트와 유체적으로 연결되어 있는 다수의 모듈 벤트를 제공함으로써, 열화된 배터리 셀의 위치에 관계없이, 열화된 배터리 셀의 셀 벤트로부터 최단의 배기 경로를 통하여 신속하게 가스를 배출시킬 수 있고, 가스 배출이 지연되어 야기될 수 있는 폭발과 같은 안전 사고를 차단할 수 있다.

도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1의 배터리 팩의 일부를 상방에서 도시한 도면이 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 5에는 도 4의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 6에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 또 다른 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 7에는 도 6에 도시된 모듈 벤트를 도시한 도면이 도시되어 있다.
도 8에는 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 9에는 도 5에 도시된 가이드 리브의 변형된 실시형태가 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 배터리 팩의 일부를 상방에서 도시한 도면이 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 배터리 팩은, 셀 벤트(V)를 포함하는 배터리 셀(B)과, 상기 배터리 셀(B)과 함께 일 방향(Z1 방향, 이하 같음)을 따라 배열되되 상기 배터리 셀(B)을 사이에 개재하여 서로 마주하게 결합되는 프레임(F)과, 상기 프레임(F)을 덮도록 프레임(F) 상부에 형성된 탑 커버(TC)를 포함한다. 그리고, 상기 프레임(F)은 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브(GR)를 포함하며, 상기 탑 커버(TC)는, 상기 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에 형성된 모듈 벤트(MV)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀(B)은 일 방향(Z1 방향)을 따라 배열될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 셀(B)과 함께, 배터리 셀(B)을 사이에 개재하여 결합되도록 일 방향(Z1 방향)을 따라 다수의 프레임(F)이 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(F)은 일 방향(Z1 방향)을 따라 배열되되, 서로 이웃한 프레임(F) 사이마다 배터리 셀(B)을 개재하고 서로 이웃한 프레임(F)끼리 마주하게 결합될 수 있다.

상기 프레임(F)은, 배터리 셀(B)을 수용하도록 배터리 셀(B)의 외곽을 둘러쌀 수 있으며, 배터리 셀(B)의 외연을 따라 연장되면서, 배터리 셀(B)이 수용되는 수용부(FA)를 정의할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프레임(F)은, 배터리 셀(B)의 상측, 하측, 좌우 측을 가로지르며 배터리 셀(B)의 외연을 따라 연장될 수 있다. 상기 프레임(F)은, 배터리 셀(B)이 수용되는 내측 영역의 수용부(FA)와, 상기 배터리 셀(B)과의 전기적인 연결을 형성하는 상대물, 예를 들어, 버스 바(15)와 배선 기판(C)이 지지되는 외측 영역의 지지부(FS)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지부(FS)는, 전극(10)이 형성된 배터리 셀(B)의 상측을 가로질러 연장되는 프레임(F)의 일부에 형성될 수 있다. 상기 프레임(F)은, 내측으로는 배터리 셀(B)을 둘러싸면서 외측으로는 지지부(FS)를 형성하여, 배터리 셀(B)과의 전기적인 연결을 형성하는 상대물, 예를 들어, 버스 바(15)와 배선 기판(C)에 대한 지지 기반을 제공할 수 있다.

상기 프레임(F)은 일 방향(Z1 방향, 이하 같음)을 따라 배열되되, 서로 이웃한 프레임(F) 사이마다 배터리 셀(B)을 개재하고 서로 이웃한 프레임(F)끼리 마주하게 결합될 수 있다. 환언하면, 각각의 배터리 셀(B)은 일 방향(Z1 방향)을 따라 전후로 배치되는 프레임(F)에 의해 둘러싸이고, 전후로 배치되는 프레임(F)은 그들 사이에 개재된 배터리 셀(B)의 외곽을 함께 둘러싸면서 배터리 셀(B)을 커버하는 외형을 형성하며, 배터리 셀(B)을 보호하는 하우징 기능을 할 수 있다. 다수의 배터리 셀(B)을 포함하는 전체 배터리 팩에 있어, 일 방향(Z1 방향)으로 배열되는 프레임(F)의 어레이는, 실질적으로 배터리 팩의 외관을 형성할 수 있고, 프레임(F)의 어레이 내부에서, 배터리 셀(B)은 프레임(F)에 의해 둘러싸여 수용될 수 있다.

상기 프레임(F)은 일 방향(Z1 방향)을 따라 배터리 셀(B)과 교번되도록 배열되며, 각각의 프레임(F)은 서로 이웃한 다른 배터리 셀(B)을 수용하는 서로 다른 수용부(FA)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 프레임(F)은 일 방향(Z1 방향)을 따라 전후로 배열된 서로 다른 배터리 셀(B)을 수용하는 서로 다른 수용부(FA)를 포함할 수 있으며, 상기 서로 다른 수용부(FA)는 격벽(W)에 의해 서로로부터 분리될 수 있다. 상기 프레임(F)의 격벽(W)은, 서로 다른 수용부(FA) 사이에서 서로 다른 수용부(FA)를 구획해줄 수 있으며, 서로 다른 배터리 셀(B) 사이에서 전기적 및 열적 간섭을 차단해줄 수 있다.

상기 배터리 셀(B)은 이웃한 다른 배터리 셀(B)과의 전기적인 접속을 위하여 버스 바(15)에 연결될 수 있으며, 배터리 셀(B)의 전압이나 온도와 같은 배터리 셀(B)의 상태 정보를 입수하기 위하여, 상기 배터리 셀(B)에는 배선 기판(C)이 연결될 수 있다. 이때, 상기 버스 바(15) 및 배선 기판(C)은, 배터리 셀(B)과의 전기적인 연결을 형성하는 상대물에 해당될 수 있고, 이러한 상대물은 프레임(F)의 지지부(FS) 상에 지지될 수 있다.

상기 프레임(F)의 지지부(FS)는, 상기 버스 바(15)가 지지되는 버스 바 지지부(FSB)와, 상기 배선 기판(C)이 안착 지지되는 기판 지지부(FSC)를 포함할 수 있다. 상기 버스 바 지지부(FSB)와 기판 지지부(FSC)는, 지지부(FS)의 서로 다른 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버스 바 지지부(FSB)는 프레임(F)의 좌측 또는 우측 가장자리 위치에 형성되어 배터리 셀(B)의 전극(10) 위치와 대응되게 형성될 수 있다. 상기 기판 지지부(FSC)는, 프레임(F)의 중앙 위치에 형성될 수 있다. 상기 기판 지지부(FSC) 상에 지지되는 배선 기판(C)은 다수의 배터리 셀(B)의 중앙 위치에 배치되어 다수의 개소로부터 취합되는 배터리 셀(B)의 상태 정보를 용이하게 취합할 수 있다. 상기 배선 기판(C)에는, 배터리 셀(B) 측으로부터 상태 정보를 전달하기 위한 센싱부(S)가 연결될 수 있으며, 상기 배선 기판(C)은 중앙 위치에 배치되어, 상기 배선 기판(C)으로부터 다수의 개소로 연결되는 센싱부(S)의 거리가 대체로 균등하게 균형을 이룰 수 있고, 다수의 개소로 연결된 센싱부(S)의 전기 저항이 균형을 이루어 신호 왜곡을 방지할 수 있다.

상기 버스 바 지지부(FSB)와 기판 지지부(FSC)는, 서로 다른 폭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버스 바 지지부(FSB)는, 버스 바(15)와 배터리 셀(B, 보다 구체적으로, 배터리 셀 B의 전극 10) 간의 전기적인 연결을 방해하지 않도록 상대적으로 협폭으로 형성될 수 있다. 상기 버스 바 지지부(FSB)는, 버스 바(15)의 절곡부(15a)를 중심으로 양편으로 배치된 버스 바(15)의 전후 양단부를 지지해줄 수 있고, 서로 이웃한 버스 바(15) 사이에서 절연을 제공할 수 있다. 상기 버스 바 지지부(FSB)는 버스 바(15)의 양단부를 지지하고, 버스 바(15)의 양단부가 인접한 다른 버스 바(15)의 단부와 접촉하지 않도록, 서로 이웃한 버스 바(15) 사이에서 전기적인 절연을 제공할 수 있다. 상기 버스 바 지지부(FSB)는, 서로 이웃한 버스 바(15) 사이에 개재되어 전기적인 절연을 제공하는 한도에서, 버스 바(15)의 양단부와 물리적인 접촉을 할 필요는 없다. 상기 버스 바 지지부(FSB)는 이웃한 버스 바(15) 간의 전기적인 접촉을 방지하도록 이웃한 버스 바(15) 사이에 개재되면 충분하며, 버스 바(15)와 배터리 셀(B)의 전극(10) 간의 통전 면적을 협소하게 제한하지 않도록 협폭으로 형성될 수 있다. 만일 버스 바 지지부(FSB)가 기판 지지부(FSC)와 같이 광폭으로 형성되면, 버스 바 지지부(FSB)에 의해 버스 바(15)와 배터리 셀(B, 보다 구체적으로 배터리 셀 B의 전극 10) 간의 전기적인 접촉이 방해되고 버스 바(15)와 배터리 셀(B) 간의 통전 면적이 협소하게 제한되어, 전체적인 충, 방전 패스의 전기적인 저항이 증가하게 되고, 전기적인 출력이 떨어질 수 있다.

상기 기판 지지부(FSC)는, 상기 배선 기판(C)이 안정적으로 안착 및 지지될 수 있도록 상대적으로 광폭으로 형성될 수 있다. 상기 배선 기판(C)은, 각 프레임(F)의 기판 지지부(FSC) 상에 배치될 수 있고, 일 방향(Z1 방향)을 따라 각 프레임(F)의 기판 지지부(FSC)가 서로 연결되면서 일 방향(Z1 방향)을 따라 길게 연장되는 지지면을 형성할 수 있으며, 전체 배선 기판(C)을 지지하기 위한 지지 기반을 제공할 수 있다. 즉, 각 프레임(F)의 기판 지지부(FSC)는 배선 기판(C)을 지지하되, 각 프레임(F)의 기판 지지부(FSC)가 일 방향(Z1 방향)을 따라 서로 연결되면서 일 방향(Z1 방향)을 따라 길게 연장된 지지면이 형성되어 전체 배선 기판(C)의 안정적인 지지 기반을 제공할 수 있다.

상기 버스 바(15)는, 서로 이웃한 배터리 셀(B)을 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 서로 이웃한 배터리 셀(B)을 직렬로 접속하거나 병렬로 접속하거나 또는 직렬/병렬의 혼합 방식으로 연결할 수 있다. 상기 버스 바(15)는, 서로 이웃한 배터리 셀(B)의 전극(10)을 전기적으로 결속함으로써 서로 이웃한 배터리 셀(B)을 전기적으로 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 버스 바(15)는, 서로 이웃한 배터리 셀(B)의 같은 극성끼리 연결함으로써 병렬 연결을 형성할 수 있고, 서로 이웃한 배터리 셀(B)의 반대 극성끼리 연결함으로써 직렬 연결을 형성할 수 있다.

상기 버스 바(15)는, 배터리 셀(B)의 상면에 형성된 전극(10)과 마주하도록 배치되고, 서로 이웃하게 배치된 배터리 셀(B)의 전극(10)끼리를 서로 연결해줄 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 버스 바(15)는, 버스 바(15)의 중앙 위치에 형성된 절곡부(15a)를 중심으로 버스 바(15)의 양편이 서로 이웃한 배터리 셀(B)의 전극(10)과 마주하도록 결합될 수 있다. 상기 버스 바(15)는, 서로 이웃한 한 쌍의 배터리 셀(B)의 전극(10)끼리를 연결하도록 다수로 형성될 수 있다.

상기 기판 지지부(FSC)는, 좌우 가장자리에 형성된 버스 바 지지부(FSB) 사이의 중앙 위치에 형성될 수 있다. 상기 기판 지지부(FSC) 상에는 배선 기판(C)이 안착될 수 있다. 상기 배선 기판(C)은, 배터리 셀(B)의 상태 정보를 입수하고, 다수의 배터리 셀(B)로부터 취합된 상태 정보를 배터리 관리부(미도시)로 전달하기 위한 다수의 도전 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 배선 기판(C)은, 다수의 배터리 셀(B)과 전기적으로 연결될 수 있는데, 예를 들어, 상기 배선 기판(C)은, 서로 이웃한 배터리 셀(B)을 전기적으로 결속하기 위한 버스 바(15)와 연결되어 배터리 셀(B)의 전압 정보를 입수할 수 있고, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 배선 기판(C)은, 배터리 셀(B)의 상면에 배치된 서미스터(미도시)와 연결되어 배터리 셀(B)의 온도 정보를 입수할 수 있다.

상기 배선 기판(C)은, 다수의 배터리 셀(B)로부터 입수된 상태 정보, 예를 들어, 전압 및 온도에 관한 상태 정보를 입수하여 별도의 배터리 관리부(미도시)로 전달함으로써, 배터리 관리부(미도시)로 하여금 배터리 셀(B)의 충, 방전 동작을 제어하도록 하거나, 또는 배선 기판(C)과 함께 마련된 배터리 관리부를 통하여 입수된 상태 정보에 근거하여 배터리 셀(B)의 충, 방전 동작을 제어할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 배선 기판(C)에는, 배터리 셀(B)의 상태 정보에 관한 신호 전달을 매개하기 위한 가요성의 센싱부(S)가 연결될 수 있다. 상기 센싱부(S)는 플렉서블하게 변형될 수 있도록 필름 형태로 마련될 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 센싱부(S)는, 절연 필름(미도시)과 상기 절연 필름(미도시) 상에 마련된 도전 라인(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전 라인(미도시)은 동박 패턴으로 형성될 수 있으며, 도전 라인(미도시)을 매립하도록 절연 필름(미도시)이 배치되어 도전 라인(미도시)을 통하여 전달되는 전기적인 신호를 외부로부터 절연시킬 수 있다.

상기 센싱부(S)는, 배터리 셀(B) 측에 연결되는 입력 포트(SI)와 배선 기판(C) 측에 연결되는 출력 포트(SO)를 포함할 수 있고, 상기 입력 포트(SI)와 출력 포트(SO)를 연결하는 연결부(SC)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 포트(SI)는, 배터리 셀(B) 측으로부터 배터리 셀(B)의 상태 정보가 입력되는 개소에 해당될 수 있고, 상기 출력 포트(SO)는, 배터리 셀(B)의 상태 정보가 배선 기판(C)을 향하여 출력되는 개소에 해당될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 센싱부(S)의 입력 포트(SI)는, 배터리 셀(B) 측에 연결될 수 있다. 상기 센싱부(S)의 입력 포트(SI)는, 서로 이웃한 배터리 셀(B)을 전기적으로 연결해주는 버스 바(15) 상에 연결될 수 있고, 버스 바(15)로부터 배터리 셀(B)의 전압 신호가 입력될 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 입력 포트(SI)는 배터리 셀(B)의 상면에 배치된 서미스터(미도시) 상에 연결될 수 있고, 서미스터(미도시)로부터 배터리 셀(B)의 온도 신호가 입력될 수 있다. 이런 의미에서 상기 센싱부(S)의 입력 포트(SI)는, 배터리 셀(B)의 상태 정보를 취득하기 위한 신호 입력부에 연결된다고 할 수 있다. 상기 신호 입력부란, 배터리 셀(B)의 전압이나 온도와 같은 상태 정보를 취득하기 위해 배터리 셀(B)과 연결되어 있는 것으로, 예를 들어, 배터리 셀(B)과 전기적으로 연결되어 있는 버스 바(15) 또는 배터리 셀(B)과 열적으로 연결되어 있는 서미스터(미도시)를 의미할 수 있다. 상기 입력 포트(SI)와 배터리 셀(B) 측의 신호 입력부(예를 들어, 버스 바 15)는, 서로 용접 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 포트(SI)는 버스 바(15) 상에 안착된 후, 초음파 진동이 가해지는 초음파 혼(미도시)에 압착되어 버스 바(15) 상에 초음파 용접될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 입력 포트(SI)와 배터리 셀(B) 측의 신호 입력부(예를 들어, 버스 바 15)는 도전성 접착제 등을 이용하여 결합될 수도 있다.

상기 센싱부(S)의 출력 포트(SO)는, 배선 기판(C)의 패드(미도시) 상에 연결될 수 있으며, 센싱부(S)의 출력 포트(SO)를 통하여 전달되는 전기 신호는, 배선 기판(C)의 패드를 통하여, 배선 기판(C) 상의 도전 패턴(미도시)으로 전달될 수 있다. 상기 센싱부(S)의 출력 포트(SO)는, 배선 기판(C)의 패드(미도시) 상에서 용접이나 솔더링 결합될 수 있으며, 도전성 접착제 등을 이용하여 결합될 수도 있다.

상기 연결부(SC)는 상기 입력 포트(SI)와 상기 출력 포트(SO)를 연결해주는 것으로, 만곡부를 포함하여 서로에 대해 겹쳐지게 배치되는 굴곡진 형태로 형성될 수 있다. 상기 배터리 팩은, 배터리 셀(B)이 배열되는 일 방향(Z1 방향)을 따라 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 마주하게 결합되는 프레임(F)을 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(B)은, 충, 방전 동작에 따라 일 방향(Z1 방향)을 따라 팽창하는 스웰링을 경험할 수 있고, 배터리 셀(B)을 개재하여 일 방향(Z1 방향)을 따라 전후로 결합된 프레임(F)이 일 방향(Z1 방향)으로 슬라이딩되면서 배터리 셀(B)의 스웰링에 따른 변형을 수용할 수 있다.

이와 같이, 배터리 셀(B)의 스웰링에 따라, 배터리 셀(B)이 일 방향(Z1 방향, 이하 같음)으로 팽창하면, 프레임(F)의 위치가 일 방향(Z1 방향)을 따라 이동하게 되며, 프레임(F) 상의 버스 바(15)에 결합된 입력 포트(SI)와 배선 기판(C)에 결합된 출력 포트(SO) 간의 상대적인 위치가 일 방향(Z1 방향)을 따라 신장하게 된다. 이에 따라 입력 포트(SI)와 출력 포트(SO)를 연결해주는 연결부(SC)가 일 방향(Z1 방향)을 따르는 변형을 수용하도록 변형이 강제된다. 이때, 상기 연결부(SC)는 만곡부를 포함하여 서로에 대해 겹쳐지게 배치되는 굴곡진 형태로 형성됨으로써, 스웰링에 따른 입력 포트(SI)와 출력 포트(SO) 간의 상대적인 위치 신장에 추종하여 용이하게 변형될 수 있으며, 연결부(SC) 내부에 축적되는 응력 집중을 경감시킬 수 있다.

도 1에서 미설명된 도면번호 E 및 210은, 각각 엔드 블록(E)과 엔드 플레이트(210)를 나타내는 것으로, 상기 엔드 블록(E) 및 엔드 플레이트(210)는 최외곽에 배치된 배터리 셀(B)의 외곽에 배치되어 배터리 팩을 구성하는 다수의 배터리 셀(B)을 물리적으로 구속하기 위한 체결력을 제공할 수 있다.

도 4에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 5에는 도 4의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 배터리 팩은, 셀 벤트(V)를 포함하는 배터리 셀(B)과, 상기 배터리 셀(B)과 함께 일 방향(Z1 방향)을 따라 배열되되 상기 배터리 셀(B)을 사이에 개재하여 서로 마주하게 결합되는 프레임(F)을 포함하며, 상기 프레임(F)은, 상기 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브(GR)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 프레임(F)에서 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)와 대응되는 위치에는 배기 홀(FV)을 형성하는 가이드 리브(GR)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 리브(GR)는, 셀 벤트(V)가 형성된 배터리 셀(B)의 상면을 가로지르는 프레임(F)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 리브(GR)는, 배터리 셀(B)의 상측을 가로지르는 프레임(F)의 지지부(FS, 보다 구체적으로, 기판 지지부 FSC)에 형성될 수 있으며, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

상기 배기 홀(FV)은, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)와 대응되는 위치에 형성될 수 있고, 상기 가이드 리브(GR)는, 상기 배기 홀(FV)의 주변을 따라 배기 홀(FV)을 둘러싸도록 형성되어 배기 홀(FV)을 형성할 수 있다. 상기 가이드 리브(GR)는, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)와 유체적으로 연결되어 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스의 배기 경로를 제공하기 위한 것이므로, 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에서 셀 벤트(V)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 리브(GR)는, 셀 벤트(V)와 대응되는 타원형으로 형성될 수 있고, 가이드 리브(GR)에 의해 형성되는 배기 홀(FV)도 셀 벤트(V)와 대응되는 타원형으로 형성될 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)는, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)와 대응되는 위치에서 셀 벤트(V)의 반대 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 상기 가이드 리브(GR)는 셀 벤트(V)로부터 분출되는 가스의 배기 경로를 형성하도록, 가스의 분출 방향을 따라 셀 벤트(V)의 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 리브(GR)는, 상기 프레임(F)의 본체(또는 프레임의 지지부 FS)로부터 셀 벤트(V)의 반대 방향으로 돌출될 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)는, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 프레임(F)은, 배터리 셀(B)의 상방 위치에 형성되므로, 프레임(F)에 형성된 가이드 리브(GR)가 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 직접 둘러싼다는 보다는, 가이드 리브(GR)가 셀 벤트(V)의 상부를 둘러싸는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 리브(GR)는, 셀 벤트(V)의 상부 위치에 형성된 배기 홀(FV)을 둘러쌀 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)가 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성된다는 것은, 각각의 프레임(F)에 형성된 개별적인 가이드 리브(GR)가 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸는 것뿐만 아니라, 각각의 프레임(F)에 형성된 개별적인 가이드 리브(GR)가 셀 벤트(V)의 일부를 둘러싸는 것을 포함한다. 예를 들어, 각각의 개별적인 가이드 리브(GR)는, 셀 벤트(V)의 일부를 둘러싸도록 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 마주하게 결합되는 전후방 프레임(F)에 마련된 한 쌍의 가이드 리브(GR)의 결합에 따라, 해당 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸는 형태의 가이드 리브(GR)가 제공될 수 있으며, 해당 셀 벤트(V)와 대응되는 타원형의 배기 홀(FV)이 제공될 수 있다.

유사하게, 상기 가이드 리브(GR) 및 배기 홀(FV)이, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)와 대응되는 타원형으로 형성된다는 것은, 각각의 프레임(F)에 형성된 개별적인 가이드 리브(GR) 및 배기 홀(FV)이 온전한 타원형으로 형성되는 것뿐만 아니라, 각각의 프레임(F)에 형성된 개별적인 가이드 리브(GR) 및 배기 홀(FV)이 타원형의 일부 형태로 형성되는 것을 포함한다. 예를 들어, 각각의 개별적인 가이드 리브(GR) 및 배기 홀(FV)은, 일측이 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 마주하게 결합되는 전후방 프레임(F)에 마련된 한 쌍의 가이드 리브(GR)의 결합에 따라, 온전한 타원형의 가이드 리브(GR) 및 배기 홀(FV)이 제공될 수 있다.

상기 프레임(F)은, 일 방향(Z1 방향)을 따라 배터리 셀(B)과 교번되도록 배열될 수 있으며, 각각의 프레임(F)은 이웃한 서로 다른 배터리 셀(B)을 수용하도록 서로 다른 수용부(FA)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 프레임(F)의 본체로부터 돌출되는 가이드 리브(GR) 및 상기 가이드 리브(GR)에 의해 형성되는 배기 홀(FV)은, 이웃한 서로 다른 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응하여 서로 다른 셀 벤트(V)의 상방 위치에 쌍으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 프레임(F)의 본체로부터 함께 돌출되는 서로 다른 가이드 리브(GR) 및 가이드 리브(GR)에 의해 형성되는 배기 홀(FV)은, 서로 다른 수용부(FA)를 구획하는 격벽(W)을 기준으로 서로 다른 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 가이드 리브(GR)는, 배기 경로를 따라 상하 방향으로 하광 상협의 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상기 가이드 리브(GR)는, 배기 홀(FV)로부터 상방으로 가면서 점진적으로 축소되는 단면을 갖도록 수렴하는 형태로 경사지게 형성되어, 가이드 리브(GR)에 의해 안내되는 가스의 흐름은 가이드 리브(GR)의 중앙 위치로 모이고, 가스의 압력은 가이드 리브(GR)의 중앙 위치로 집중될 수 있다. 상기 가이드 리브(GR)의 단면은, 가스가 통과되는 단면적을 의미하므로, 가스의 경로를 따라 가이드 리브(GR)의 단면이 점진적으로 축소된다는 것은, 가스의 압력이 증가하고 가스의 흐름이 중앙 위치로 집중된다는 것을 의미할 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)는, 셀 벤트(V)가 형성된 배터리 셀(B)의 상면을 가로지르는 프레임(F)의 지지부(FS)로부터 배터리 셀(B)과 반대되는 방향으로 돌출될 수 있고, 상기 프레임(F)의 지지부(FS)로부터 일정한 경사각(θ)으로 돌출될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가이드 리브(GR)의 경사각(θ)은, 가이드 리브(GR)의 단면이 상방으로 가면서 점차적으로 축소되도록 프레임(F)의 지지부(FS)에 대해 90도를 넘는 소정의 값으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 프레임(F) 지지부(FS)를 기준으로 상기 가이드 리브(GR)의 경사각(θ)은, 90도 < θ < 180도의 범위로 설정될 수 있다. 상기 가이드 리브(GR)는 좌우 대칭적인 구조로 형성되어 가이드 리브(GR)의 중앙 위치를 향하여 서로 접근하도록 수렴하는 방향의 경사각(θ)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 리브(GR)는 배기 홀(FV)을 둘러싸도록 형성될 수 있고, 배기 홀(FV)과 같은 타원형으로 형성되며, 배터리 셀(B)의 반대 방향을 따라 돌출될 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)는, 일 방향(Z1 방향)을 따라 배터리 셀(B)을 사이에 개재하여 전후로 배치된 한 쌍의 프레임(F)의 결합에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 전후방의 프레임(F)이 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 마주하게 결합됨으로써, 전방 프레임(F)의 가이드 리브(GR)와 후방 프레임(F)의 가이드 리브(GR)가 서로 결합되어, 상기 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에서 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸는 가이드 리브(GR)가 제공될 수 있다. 일 방향(Z1 방향)을 따라 다수의 프레임(F)이 배열되고, 서로 이웃한 프레임(F)이 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 결합됨으로써 각각의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에서 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸도록 형성되는 다수의 가이드 리브(GR)가 제공될 수 있다. 상기 가이드 리브(GR)는 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성되며, 셀 벤트(V)를 통하여 분출된 가스의 배기 경로를 제공할 수 있다. 셀 벤트(V)를 통하여 분출된 가스는, 배기 홀(FV)을 경유하여 가이드 리브(GR)의 안내에 따라 상방의 탑 커버(TC)를 통하여 배출될 수 있다.

가이드 리브(GR)와 같이, 가이드 리브(GR)에 의해 형성되는 배기 홀(FV)도 일 방향(Z1 방향)을 따라 배터리 셀(B)을 사이에 개재하여 전후로 배치된 한 쌍의 프레임(F)의 결합에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 전후방의 프레임(F)이 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 마주하게 결합됨으로써, 전방 프레임(F)의 배기 홀(FV)과 후방 프레임(F)의 배기 홀(FV)이 서로 결합되어, 상기 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에서 셀 벤트(V)와 대응되는 타원형의 배기 홀(FV)이 제공될 수 있다. 즉, 일 방향(Z1 방향)을 따라 다수의 프레임(F)이 배열되고, 서로 이웃한 프레임(F)이 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 결합됨으로써 각각의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에 다수의 배기 홀(FV)이 형성될 수 있고, 다수의 배기 홀(FV) 각각을 둘러싸는 가이드 리브(GR)가 제공될 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)와 배기 홀(FV)은, 각각의 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 가이드 리브(GR)와 배기 홀(FV)은, 일 방향(Z1 방향)을 따라 배터리 셀(B)의 전후로 배치된 프레임(F)의 결합에 따라 상기 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 배터리 셀(B)을 개재하여 전후로 한 쌍의 프레임(F)이 결합됨으로써, 전방 프레임(F)의 가이드 리브(GR) 및 배기 홀(FV)과, 후방 프레임(F)의 가이드 리브(GR) 및 배기 홀(FV)이 서로 결합되어, 상기 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에서 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸는 가이드 리브(GR)와 배기 홀(FV)이 제공될 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)와 배기 홀(FV)은, 각각의 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응하여 다수의 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 가이드 리브(GR)와 배기 홀(FV)은, 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 연결되는 프레임(F)의 배열을 따라, 각각의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치마다 형성될 수 있다.

다수의 배터리 셀(B) 중에서 어느 일 배터리 셀(B)이 국부적으로 과열되어 셀 벤트(V)가 작동되면, 해당 셀 벤트(V)를 통하여 분출된 가스는, 해당 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브(GR)를 통하여 탑 커버(TC)로 안내되며, 가이드 리브(GR)의 안내에 따라 이웃한 다른 배터리 셀(B)로 유출되지 않는다. 어느 일 배터리 셀(B)로부터 배출된 고온의 배기 가스가 이웃한 다른 배터리 셀(B)로 유출될 경우, 이웃한 다른 배터리 셀(B)에 대해 연속적인 열 폭주를 일으키게 되므로, 상기 가이드 리브(GR)는, 어느 한 배터리 셀(B)로부터 배출된 가스가 이웃한 다른 배터리 셀(B)로 유출되지 않도록 배기 경로를 안내하게 된다.

본 발명에서는 각 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응하여 다수의 배기 홀(FV) 및 가이드 리브(GR)가 각각 형성되므로, 어느 일 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)로부터 배출된 배기 가스는, 다른 배터리 셀(B)로 흘러가지 않고 최단의 배기 경로를 통하여 배터리 팩 외부로 배출될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배기 경로는 다수의 배터리 셀(B)이 배열되는 일 방향(Z1 방향, 이하 같음)을 따르지 않고, 상기 일 방향(Z1 방향)과 수직한 상하 방향을 따르는 최단 경로로 제공된다. 본 발명과 대비되는 비교예에서, 어느 일 배터리 셀(B)로부터 분출된 가스는, 배터리 셀(B)이 배열되는 일 방향(Z1 방향)을 따라 연장되는 배기 경로를 따라 배터리 팩의 외부로 배출된다. 이러한 배기 경로에 의하면, 일 배터리 셀(B)로부터 분출된 가스가 일 방향(Z1 방향)을 따라 배열된 다른 배터리 셀(B)을 가로질러 유동하면서 다른 배터리 셀(B)에 대해 열 폭주를 일으킬 수 있다.

배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스는, 해당 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브(GR)를 따라 탑 커버(TC)로 안내될 수 있다. 상기 탑 커버(TC)에는 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 향하여 돌출된 돌출 격벽(PW)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출 격벽(PW)은, 탑 커버(TC)의 본체로부터 셀 벤트(V)를 향하여 돌출될 수 있다.

상기 돌출 격벽(PW)은, 상기 탑 커버(TC)의 본체로부터 프레임(F)을 향하여 돌출되며, 돌출 방향을 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖도록 상하 방향을 따라 평행하게 연장될 수 있다. 상기 돌출 격벽(PW)은 프레임(F) 측의 가이드 리브(GR)와 유체적으로 연결되어, 터널 형태의 배기 경로를 제공한다. 상기 가이드 리브(GR)는 셀 벤트(V)의 중심을 향하여 내측으로 수렴하는 형태의 경사각(θ)을 갖지만, 상기 돌출 격벽(PW)은, 가이드 리브(GR)와의 유체적인 연결이 누설 없이 이루어질 수 있도록, 상대적으로 넓은 단면을 갖도록 형성될 수 있으며, 상대적으로 넓은 균일한 폭을 갖고 돌출되도록 상하 방향을 따라 평행하게 연장될 수 있다.

상기 돌출 격벽(PW)은 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 탑 커버(TC)는, 배터리 셀(B) 보다 상방 위치에 형성되므로, 탑 커버(TC)에 형성된 돌출 격벽(PW)이, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 직접 둘러싼다기 보다는, 셀 벤트(V)의 상부를 둘러싸도록 형성된다는 의미로 이해될 수 있다.

상기 돌출 격벽(PW)은 가이드 리브(GR)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 상기 돌출 격벽(PW)은, 가이드 리브(GR)와의 유체적인 연결이 누설 없이 이루어질 수 있도록, 상대적으로 넓은 폭으로 형성될 수 있으며, 상대적으로 넓은 폭으로 가이드 리브(GR)의 외측에서 가이드 리브(GR)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.

상기 탑 커버(TC)의 본체로부터 셀 벤트(V)를 향하여 돌출된 돌출 격벽(PW)은, 프레임(F)의 본체로부터 셀 벤트(V)의 반대 방향으로 돌출된 가이드 리브(GR)와 유체적으로 연결된다. 즉, 서로 마주하는 방향으로 돌출된 돌출 격벽(PW) 및 가이드 리브(GR)는 서로 유체적으로 연결되어 터널 형태의 배기 경로를 제공할 수 있다. 셀 벤트(V)로부터 분출된 고온의 가스는, 셀 벤트(V) 상방의 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)을 경유하며 탑 커버(TC)의 모듈 벤트(MV)를 향하여 안내되고, 프레임(F)과 탑 커버(TC) 사이의 이웃한 공간으로 유출되어 이웃한 다른 배터리 셀(B)을 열화시키지 않는다.

상기 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)은, 서로 마주하도록 돌출되어 프레임(F)과 탑 커버(TC) 사이에서 상하방향으로 배기 경로를 형성하며, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)이 서로 협력하여 셀 벤트(V)를 통하여 분출된 가스가 상하방향으로 정해진 배기 경로를 이탈하지 않도록 할 수 있다. 만일, 어느 일 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스가, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)에 의해 정의된 배기 경로를 이탈하여, 프레임(F)과 탑 커버(TC) 사이의 이웃한 공간으로 유출되면, 이웃한 다른 배터리 셀(B)을 열화시키거나 또는 배선 기판(C) 상의 회로소자(미도시)를 열화시킬 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)은, 각각 프레임(F) 및 탑 커버(TC) 중, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)와 대응되는 위치로부터 서로 마주하는 방향으로 돌출되며, 서로 협력하여 프레임(F)과 탑 커버(TC) 사이에서 해당 셀 벤트(V)와 유체적으로 연결되는 터널 형태의 배기 경로를 형성한다. 상기 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)은, 해당 셀 벤트(V)를 둘러싸도록 형성되어, 해당 셀 벤트(V)로부터 분출된 배기 가스가, 가이드 리브(GR) 및 돌출 격벽(PW)에 의해 둘러싸인 터널 형태의 배기 경로를 이탈하지 않도록 할 수 있고, 해당 셀 벤트(V)와 이웃하게 배치되어 있는 배선 기판(C) 상의 회로소자(미도시)나 이웃한 다른 배터리 셀(B)을 열화시키지 않도록 최단의 배기 경로를 통하여 신속하게 배터리 팩 외부로 배출되도록 할 수 있다.

이와 같이, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)은 서로 협력하여 터널 형태의 배기 경로를 제공하지만, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)은 서로 맞닿지 않고 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW) 사이에는 소정의 여유 갭(g)이 형성될 수 있다. 상기 가이드 리브(GR)는 각각의 프레임(F)에 형성되며, 배터리 셀(B)을 개재하고 일 방향(Z1 방향)을 따라 배열되는 전후방 프레임(F)의 결합에 따라 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸는 가이드 리브(GR)가 제공될 수 있다. 이때, 배터리 셀(B)의 스웰링에 따라, 일 방향(Z1 방향, 이하 같음)을 따라 결합되어 있는 전후방 프레임(F)은, 상기 일 방향(Z1 방향)을 따라 서로로부터 멀어지는 방향을 따라 이동할 수 있다. 이때, 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸도록 상호 연결되어 있는 가이드 리브(GR)의 쌍은, 배터리 셀(B)의 스웰링에 따라 서로로부터 멀어지는 방향을 따라 외측으로 이동하면서 돌출 격벽(PW)을 벗어나도록 이동할 수 있다. 배터리 셀(B)의 스웰링은, 배터리 셀(B)을 개재하여 서로 결합되어 있는 한 쌍의 프레임(F)에 대해, 서로로부터 멀어지는 방향(외측 방향)의 이동을 강제하지만, 배터리 셀(B)의 상방에 배치되어 있는 탑 커버(TC)에는 영향을 주지 않기 때문에, 탑 커버(TC)에 형성된 돌출 격벽(PW)의 위치는 변화하지 않는데 반하여, 프레임(F)에 형성된 가이드 리브(GR)의 위치에는 변화를 주게 된다. 이 때문에, 어느 한 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸도록 서로 연결되어 있는 한 쌍의 가이드 리브(GR)가 서로로부터 멀어지는 외측 방향으로 이동하면서, 가이드 리브(GR)가 돌출 격벽(PW)을 벗어나지 않도록, 가이드 리브(GR)는 셀 벤트(V)의 중앙과 상대적으로 가까운 내측 위치에 형성되고, 상기 돌출 격벽(PW)은 셀 벤트(V)의 중앙으로부터 상대적으로 먼 외측 위치에 형성되며, 내측 위치의 가이드 리브(GR)와 외측 위치의 돌출 격벽(PW) 사이에 소정의 여유 갭(g)을 마련한다. 즉, 셀 벤트(V)의 중앙을 기준으로, 셀 벤트(V)의 중앙과 상대적으로 가까운 내측 위치에는 가이드 리브(GR)가 배치되고, 셀 벤트(V)의 중앙으로부터 상대적으로 먼 외측 위치에는 돌출 격벽(PW)이 배치되며, 내측 위치의 가이드 리브(GR)와 외측 위치의 돌출 격벽(PW) 간에는 소정의 여유 갭(g)을 마련함으로써, 배터리 셀(B)의 스웰링에 대응하여 가이드 리브(GR)가 외측 방향을 따라 이동하더라도, 가이드 리브(GR)가 그 외측에 배치된 돌출 격벽(PW)을 벗어나지 않도록 할 수 있다. 여기서, 상기 가이드 리브(GR)가 내측 위치에 배치되며, 상기 돌출 격벽(PW)이 외측 위치에 배치된다고 할 때, 내측 위치 및 외측 위치란, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)이 서로 마주하는 선단(GRA,PWA) 위치를 기준으로 할 수 있다. 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)이 터널 형태의 배기 경로를 제공할 때, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)이 서로 마주하는 개소, 그러니까, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)이 유체적으로 서로 연결되는 가이드 리브(GR)의 선단(GRA)과 돌출 격벽(PW)의 선단(PWA) 간의 미스 매치에 따라, 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW) 사이에서 가스의 누출이 발생될 수 있기 때문이다. 즉, 각각의 돌출 방향을 따라 가이드 리브(GR)의 선단(GRA)과 돌출 격벽(PW)의 선단(PWA)은, 상기 여유 갭(g)을 두고 서로로부터 이격되되, 상기 가이드 리브(GR)의 선단(GRA)은, 돌출 격벽(PW)의 선단(PWA) 보다 내측 위치에 배치될 수 있다.

이와 같이, 셀 벤트(V)의 중앙을 기준으로 내측 위치의 가이드 리브(GR)와 외측 위치의 돌출 격벽(PW) 사이에는 소정의 여유 갭(g)이 마련된다. 상기 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW) 사이에 여유 갭(g)을 두더라도, 상기 여유 갭(g)을 통하여 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스가 터널 형태의 배기 경로를 벗어나 누출될 위험은 없다. 상기 가이드 리브(GR)는 셀 벤트(V)의 중심을 향하여 내측으로 수렴하는 경사각(θ)을 가지므로, 상기 셀 벤트(V)로부터 분출되는 가스는 가이드 리브(GR)의 안내에 따라 셀 벤트(V)를 중심을 향하여 집중될 수 있고, 이에 따라, 셀 벤트(V)로부터 분출되는 가스는, 가이드 리브(GR)의 외측 위치에 형성된 여유 갭(g)을 통하여 터널 형태의 배기 경로를 벗어나 이웃한 공간으로 누출되지 않을 수 있다.

상기 여유 갭(g)의 설계에 대해, 배터리 셀(B)의 스웰링에 대응하여 가이드 리브(GR)가 외측 방향으로 이동하더라도, 가이드 리브(GR)가 돌출 격벽(PW)을 벗어나지 않도록, 여유 갭(g)을 설계하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 배터리 셀(B)의 스웰링을 감안하여 셀 벤트(V)를 온전하게 둘러싸도록 서로 연결되어 있는 한 쌍의 가이드 리브(GR)가 외측 방향으로 최대한 이동하더라도, 가이드 리브(GR)가 돌출 격벽(PW)을 벗어나지 않고, 예를 들어, 가이드 리브(GR)가 최대한 이동하더라도 가이드 리브(GR)의 선단(GRA)과 돌출 격벽(PW)의 선단(PWA)이 같은 위치에서 서로 마주하도록 상기 여유 갭(g)을 설계할 수 있다. 이때, 배터리 셀(B)을 개재하여 전후방으로 연결되는 한 쌍의 가이드 리브(GR)에 있어, 상기 배터리 셀(B)의 스웰링에 따라 상기 가이드 리브(GR)는 서로로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되며, 그 이동 거리는 상기 배터리 셀(B)의 스웰링 정도에 해당되므로, 배터리 셀(B)의 최대 스웰링 정도에 해당되는 여유 갭(g)이 마련될 수 있다.

이와 같이, 상기 가이드 리브(GR) 및 돌출 격벽(PW)은 소정의 여유 갭(g)을 갖고 서로로부터 이격되도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 가이드 리브(GR) 및 돌출 격벽(PW)은, 셀 벤트(V)의 중앙 위치에 가까운 내측 위치 및 셀 벤트(V)의 중앙 위치로부터 먼 외측 위치에 각각 형성되어 소정의 여유 갭(g)을 가질 수 있다. 또한, 상기 가이드 리브(GR) 및 돌출 격벽(PW)은 상하 방향을 따라 서로로부터 이격될 수도 있다. 상기 가이드 리브(GR)가 형성된 프레임(F) 및 돌출 격벽(PW)이 형성된 탑 커버(TC)와, 이들 사이의 배선 기판(C)의 조립 공차를 감안하여, 상기 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW) 사이가 서로로부터 소정 간극으로 이격될 수 있다.

상기 가이드 리브(GR)와 돌출 격벽(PW)은 각각 프레임(F)의 본체(또는 프레임의 지지부 FS) 및 탑 커버(TC)의 본체로부터 서로 마주하는 방향으로 돌출되며, 서로 협력하여 프레임(F)의 본체(또는 프레임의 지지부 FS) 및 탑 커버(TC)의 본체 사이에서 터널 형태의 배기 경로를 제공할 수 있다.

도 6에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 또 다른 분해 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 프레임(F) 및 탑 커버(TC) 사이에는, 배선 기판(C)이 개재될 수 있다. 상기 배선 기판(C)은, 배터리 셀(B)의 상태 정보, 예를 들어, 전압이나 온도와 같은 상태 정보를 취합하여 별도의 배터리 관리부(미도시)로 전달하거나 또는 취합된 상태 정보에 근거하여 배터리 셀(B)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 배선 기판(C)의 상면 및 하면에는 다수의 회로소자(미도시)들이 장착될 수 있다.

상기 배선 기판(C)에는 상기 가이드 리브(GR) 및 돌출 격벽(PW)에 의해 제공되는 터널 형태의 배기 경로를 가로막지 않도록 관통 홀(CV)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 배선 기판(C)의 관통 홀(CV)을 통하여, 돌출 격벽(PW) 또는 가이드 리브(GR)가 연장되도록 조립될 수 있고, 돌출 격벽(PW) 및 가이드 리브(GR)가 제공하는 터널 형태의 배기 경로는 상기 배선 기판(C)의 관통 홀(CV)을 통하여 배선 기판(C)을 관통하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출 격벽(PW)은, 탑 커버(TC)의 본체로부터 돌출되며 배선 기판(C)을 관통하도록 관통 홀(CV)에 끼워질 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 가이드 리브(GR)는, 프레임(F)의 본체(또는 프레임의 지지부 FS)로부터 돌출되며 배선 기판(C)을 관통하도록 관통 홀(CV)에 끼워질 수 있다. 이와 같이, 서로 마주하게 돌출된 가이드 리브(GR) 및 돌출 격벽(PW)에 의해 제공되는 터널 형태의 배기 경로가 배선 기판(C)의 관통 홀(CV)을 관통하여 가로 막힘 없이 연장됨으로써, 셀 벤트(V)로부터 분출된 배기 가스가 배선 기판(C)으로 침투하여 배선 기판(C) 상에 장착되어 있는 다수의 회로소자(미도시)를 열화시키는 위험을 원천적으로 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출 격벽(PW) 또는 가이드 리브(GR)가 배선 기판(C)을 관통하도록 관통 홀(CV)에 끼워짐으로써, 돌출 격벽(PW) 및 가이드 리브(GR)에 의해 제공되는 터널 형태의 배기 경로가 배선 기판(C)이나 배선 기판(C) 상의 회로소자(미도시)를 향하여 개방되지 않을 수 있다.

상기 배선 기판(C)의 관통 홀(CV)에는, 상기 돌출 격벽(PW) 또는 가이드 리브(GR) 중 어느 하나가 배선 기판(C)을 완전히 관통하도록 관통 홀(CV)에 끼워지는 것이 바람직할 수 있다. 이것은, 돌출 격벽(PW) 및 가이드 리브(GR)가 서로 연결되는 선단(PWA,GRA, 도 5 참조) 위치에서는 가스 누출의 위험이 있기 때문에, 돌출 격벽(PW)과 가이드 리브(GR)가 관통 홀(CV) 내에서 서로 연결되면, 즉, 돌출 격벽(PW)의 선단(PWA, 도 5 참조)과 가이드 리브(GR)의 선단(GRA, 도 5 참조)이 관통 홀(CV) 내에서 서로 맞닿으면, 가스 누출로 인하여 배선 기판(C) 및 배선 기판(C) 상에 장착된 다수의 회로소자(미도시)들이 열화될 위험이 있을 수 있기 때문이다.

상기 탑 커버(TC)에는 모듈 벤트(MV)가 형성될 수 있다. 상기 모듈 벤트(MV)는 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 모듈 벤트(MV)는, 탑 커버(TC)의 돌출 격벽(PW)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 탑 커버(TC)의 돌출 격벽(PW)은, 배기 경로를 제공하므로, 배기 경로를 통하는 가스의 이동은 돌출 격벽(PW)에 의해 모듈 벤트(MV)로 안내될 수 있다.

도 7에는 도 6에 도시된 모듈 벤트를 도시한 도면이 도시되어 있다. 도 8에는 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 상기 모듈 벤트(MV)는, 탑 커버(TC)의 셀 벤트(V)와 대응되는 위치에서 소정 깊이로 인입된 파단 라인(BL)으로 형성될 수 있다. 상기 모듈 벤트(MV)는, 소정의 깊이로 인입된 파단 라인(BL)으로 형성되며, 테이프와 같은 별도의 부재를 도입하지 않고, 탑 커버(TC)의 상면 또는 하면으로부터 탑 커버(TC)의 깊이 방향으로 인입된 홈 형태의 파단 라인(BL)을 통하여 형성될 수 있다. 상기 모듈 벤트(MV)는 탑 커버(TC)에서 소정의 깊이를 갖는 홈 형태로 형성된 파단 라인(BL)에 의해 제공됨으로써, 테이프와 같은 별도의 부재를 탑 커버(TC)에 대해 결합하기 위한 별도의 조립 공정이 불필요하게 된다.

상기 모듈 벤트(MV)는, 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)를 둘러싸는 폐루프 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 모듈 벤트(MV)를 형성하는 파단 라인(BL)은, 모듈 벤트(MV)를 정의하도록 폐루프 형태로 형성된 테두리 라인(PL)과, 상기 테두리 라인(PL)을 가로지르는 중앙 라인(CL)을 포함할 수 있다.

상기 중앙 라인(CL)은, 모듈 벤트(MV)의 중앙 위치에서 모듈 벤트(MV)를 가로지르는 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 중앙 라인(CL)은, 중앙 위치를 향하여 수렴하도록 경사진 가이드 리브(GR)의 안내에 따라, 중앙 위치로 집중되는 가스의 압력에 반응하여 신속하게 파단될 수 있다.

예를 들어, 상기 모듈 벤트(MV)는 상기 중앙 라인(CL)을 중심으로 양편으로 개방되도록, 상기 테두리 라인(PL)의 일부에는 힌지부(H)가 형성될 수 있다. 상기 힌지부(H)는, 중앙 라인(CL)과 마주하는 양편 테두리 라인(PL)의 일부에 형성될 수 있으며, 상기 힌지부(H)는 상대적으로 두꺼운 두께로 형성됨으로써, 상기 모듈 벤트(MV)는, 모듈 벤트(MV)의 파단시에도 힌지부(H)를 통하여 탑 커버(TC)로부터 분리되지 않으며, 탑 커버(TC)와의 연결을 유지할 수 있다. 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스의 압력에 따라 모듈 벤트(MV)의 작동시에, 모듈 벤트(MV)는 중앙 라인(CL)을 따라 양분되도록 파단되며, 중앙 라인(CL)과 마주하는 위치의 힌지부(H)에 의해 탑 커버(TC)에 연결되어 있고, 탑 커버(TC)로부터 분리되어 비산되지 않는다. 모듈 벤트(MV)의 파단과 함께, 탑 커버(TC)로부터 분리되어 모듈 벤트(MV)가 외부로 비산되면 외부 환경에 대한 충돌 위험이 있으므로, 힌지부(H)를 통하여 모듈 벤트(MV)가 탑 커버(TC)로부터 완전히 분리되지 않도록 하면서도, 모듈 벤트(MV)의 파단시에 파단을 방해하지 않도록 할 수 있다.

즉, 상기 모듈 벤트(MV)는, 상기 중앙 라인(CL)의 파단에 따라 상기 힌지부(H)가 접히면서 중앙 라인(CL)을 중심으로 양편으로 개방되며, 힌지부(H)를 통하여 탑 커버(TC)와 연결을 유지할 수 있다.

상기 중앙 라인(CL)의 양단은 테두리 라인(PL)과 맞닿게 되며, 이렇게 서로 맞닿는 교차점(BO)이 파단 개시 위치가 될 수 있다. 즉, 중앙 라인(CL)의 양단에 형성된 교차점(BO)은 파단 개시 위치에 해당될 수 있고, 중앙 라인(CL)의 양단으로부터 개시된 파단은, 중앙 라인(CL) 및 양편의 테두리 라인(PL)을 따라 전파되며 힌지부(H)를 제외한 전체 파단 라인(BL)으로 전파되어 모듈 벤트(MV)가 완전히 개방될 수 있다. 즉, 상기 힌지부(H)는 모듈 벤트(MV)의 파단시에도 파단되지 않고 잔존하며, 탑 커버(TC)에 연결되어 있을 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 힌지부(H)의 두께(t1)는, 상기 중앙 라인(CL)의 두께(t2) 보다는 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 중앙 라인(CL)으로부터 개시되는 모듈 벤트(MV)의 파단시에도 힌지부(H)는 파단되지 않고 잔존하여 탑 커버(TC)에 연결되어 있도록 하기 위한 것이다.

보다 구체적으로, 상기 힌지부(H)의 두께(t1)는, 탑 커버(TC) 두께(t0)의 70% 이하로 설계될 수 있다. 만일, 힌지부(H)의 두께(t1)가 탑 커버(TC) 두께(t0)의 70% 보다 두껍게 형성되면, 힌지부(H)의 폴딩 동작이 방해되어 결과적으로 모듈 벤트(MV)의 개방을 방해할 수 있다.

상기 힌지부(H)를 제외한 다른 파단 라인(BL), 예를 들어, 중앙 라인(CL)의 두께(t2)는, 탑 커버(TC) 두께(t0)의 30% 이하로 설계될 수 있다. 만일, 중앙 라인(CL)의 두께(t2)가 탑 커버(TC) 두께(t0)의 30% 보다 두껍게 형성되면, 중앙 라인(CL)에서 파단의 개시가 어렵게 될 수 있다. 상기 파단 라인(BL)의 두께는, 설정된 모듈 벤트(MV)의 작동 압력에 따라 달라질 수 있으나, 상기와 같이 힌지부(H)의 폴딩 동작 및 중앙 라인(CL)의 파단이 용이하게 이루어질 수 있도록 설계될 수 있다.

본 발명에서는, 가이드 리브(GR)를 통하여 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스의 압력을 중앙 위치로 집중시키고, 모듈 벤트(MV)의 중앙 위치에서 파단이 개시될 수 있도록 모듈 벤트(MV)의 파단 라인(BL)을 설계함으로써, 모듈 벤트(MV)의 파단이 신속하게 일어날 수 있도록 할 수 있다. 만일, 과열과 같은 위험 상황에서 모듈 벤트(MV)의 파단이 신속하게 이루어지지 않고 시간 지연이 생길 경우, 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스가 외부로 배출되지 못하고, 탑 커버(TC) 내부에 갇히게 되어, 다른 배터리 셀(B)이나 회로소자를 열화시키게 될 수 있다.

상기 모듈 벤트(MV)는, 각 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)에 각각 대응되도록 다수로 형성될 수 있다. 즉, 상기 모듈 벤트(MV)는, 다수의 배터리 셀(B)을 가로질러 연장되는 탑 커버(TC) 상에서 각각의 셀 벤트(V)에 대응되는 위치마다 형성될 수 있으며, 각각의 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스는, 각각의 셀 벤트(V)에 대응되도록 형성된 모듈 벤트(MV)를 통하여 배터리 팩의 외부로 배출되고, 각각의 셀 벤트(V)로부터 분출된 가스를 취합하기 위해 다수의 배터리 셀(B)을 가로지르는 배기 경로를 경유하거나 탑 커버(TC)의 특정 개소에 형성된 단일 벤트를 통하여 외부로 배출되지 않는다. 이와 같은 구조는, 일부 배터리 셀(B)이 국부적으로 과열된 상황에서, 과열된 일부 배터리 셀(B)의 셀 벤트(V)로부터 분출되는 고온 고압의 가스가 상하 방향에 해당되는 최단 경로를 통하여 신속하게 배출되도록 하고, 다른 배터리 셀(B)을 가로지르며 다른 양호한 상태의 배터리 셀(B)을 열화시키는 문제를 해소하기 위한 것이다.

도 9에는 도 5에 도시된 가이드 리브(GR)의 변형된 실시형태가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 가이드 리브(GR`)와 상기 돌출 격벽(PW)은, 각각 프레임(F)의 본체(또는 프레임의 지지부 FS) 및 탑 커버(TC)의 본체로부터 서로 마주하는 방향으로 돌출되어 있다. 상기 가이드 리브(GR`)는, 셀 벤트(V)의 중앙으로부터 상대적으로 가까운 내측 위치에 형성되어 있고, 상기 돌출 격벽(PW)은, 셀 벤트(V)의 중앙으로부터 상대적으로 먼 외측 위치에 형성되어 있다. 또한, 상기 가이드 리브(GR`)의 선단(GRA)과 돌출 격벽(PW)의 선단(PWA) 사이에는, 배터리 셀(B)의 스웰링에 대비하여 여유 갭(g)이 형성될 수 있다.

본 실시형태에서, 상기 가이드 리브(GR`)는, 셀 벤트(V)의 중앙 위치를 향하여 수렴되는 형태로 형성되는 경사부(GR1)와, 상기 경사부(GR1)로부터 절곡되어 상기 돌출 격벽(PW)과 나란하게 연장되는 연장부(GR2)를 포함할 수 있다. 상기 경사부(GR1)는, 배기 경로를 따라 상방으로 가면서 점진적으로 축소되는 단면을 가질 수 있고, 상기 연장부(GR2)는, 배기 경로를 따라 상방으로 가면서 평행하게 연장되어 균일한 단면을 가질 수 있다. 즉, 상기 연장부(GR2)는 상기 경사부(GR1)의 최소 단면에 해당되는 균일한 단면으로 연장될 수 있으며, 상기 가이드 리브(GR`)의 선단(GRA)을 형성하며, 돌출 격벽(PW)과 유체적으로 연결될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

B: 배터리 셀 V: 셀 벤트
10: 배터리 셀의 전극 15: 버스 바
15a: 절곡부 F: 프레임
FA: 수용부 W: 격벽
FS: 프레임의 지지부 FSB: 버스 바 지지부
FSC: 기판 지지부 GR,GR`: 가이드 리브
FV: 배기 홀 C: 배선 기판
S: 센싱부 SI: 입력 포트
SO: 출력 포트 SC: 연결부
CV: 관통 홀 g: 여유 갭
TC: 탑 커버 MV: 모듈 벤트
PW: 돌출 격벽 BL: 파단 라인
CL: 중앙 라인 PL: 테두리 라인
H: 힌지부

Claims (24)

1. 셀 벤트를 포함하는 배터리 셀;
   상기 배터리 셀과 함께 일 방향을 따라 배열되되, 상기 배터리 셀을 사이에 개재하여 서로 마주하게 결합되는 것으로, 상기 셀 벤트를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브를 포함하는 프레임; 및
   상기 프레임을 덮도록 프레임 상부에 형성된 것으로, 상기 가이드 리브를 둘러싸도록 형성된 돌출 격벽을 포함하는 탑 커버;를 구비하며,
   상기 가이드 리브와 돌출 격벽은 서로 마주하는 방향으로 돌출되며,
   상기 배터리 셀을 사이에 개재하고 일 방향을 따라 배열되는 전후방 프레임의 결합에 따라, 전후방 프레임에 형성된 한 쌍의 가이드 리브가 서로 마주하면서 상기 배터리 셀의 셀 벤트를 온전하게 둘러싸며,
   상기 돌출 격벽은, 상기 한 쌍의 가이드 리브의 외측을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 리브는, 상기 셀 벤트와 대응되는 위치에서 배기 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 리브는 상기 배기 홀을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 리브는, 상기 셀 벤트와 대응되도록 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 배터리 셀은, 일 방향을 따라 배열되는 다수의 배터리 셀을 포함하고,
   각 배터리 셀을 사이에 개재하여 일 방향을 따라 배열되는 프레임의 결합에 따라, 각 배터리 셀의 셀 벤트를 각각 둘러싸는 다수의 가이드 리브가 제공되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 리브 및 돌출 격벽은, 각각 프레임의 본체 및 탑 커버의 본체로부터 서로 마주하는 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. 제7항에 있어서,
   상기 가이드 리브 및 돌출 격벽은, 터널 형태의 배기 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제7항에 있어서,
   각각의 돌출 방향을 따라 가이드 리브의 선단과 돌출 격벽의 선단은, 여유 갭을 사이에 두고 서로로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드 리브의 선단은, 셀 벤트의 중앙 위치로부터 상대적으로 가까운 내측 위치에 배치되고,
    상기 돌출 격벽의 선단은, 셀 벤트의 중앙 위치로부터 상대적으로 먼 외측 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 스웰링에 따라 배터리 셀의 셀 벤트를 둘러싸는 가이드 리브의 쌍은, 서로로부터 멀어지는 외측 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
12. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 리브는, 상기 프레임의 본체로부터 탑 커버를 향하여 돌출되며, 돌출 방향을 따라 점차적으로 폭이 좁아지도록 수렴하는 형태로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
13. 제12항에 있어서,
    상기 가이드 리브는, 가이드 리브의 돌출 방향을 따라 점차적으로 축소되는 단면을 갖도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
14. 제1항에 있어서,
    상기 돌출 격벽은, 상기 탑 커버의 본체로부터 프레임을 향하여 돌출되며, 돌출 방향을 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖도록 평행한 형태로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
15. 제1항에 있어서,
    상기 프레임과 탑 커버 사이에는 회로기판이 개재되며,
    상기 회로 기판에는 상기 가이드 리브 또는 돌출 격벽이 끼워지는 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
16. 제15항에 있어서,
    상기 회로기판의 관통 홀에는, 상기 돌출 격벽 또는 가이드 리브 중 어느 하나가 회로기판을 완전히 관통하도록 끼워지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
17. 제1항에 있어서,
    상기 탑 커버 중, 상기 셀 벤트에 대응되는 위치에는 모듈 벤트가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
18. 셀 벤트를 포함하는 배터리 셀;
    상기 배터리 셀과 함께 일 방향을 따라 배열되되, 상기 배터리 셀을 사이에 개재하여 서로 마주하게 결합되는 것으로, 상기 셀 벤트를 둘러싸도록 형성된 가이드 리브를 포함하는 프레임; 및
    상기 프레임을 덮도록 프레임 상부에 형성된 것으로, 상기 가이드 리브를 둘러싸도록 형성된 돌출 격벽을 포함하는 탑 커버;를 구비하며,
    상기 탑 커버 중, 상기 셀 벤트에 대응되는 위치에는 모듈 벤트가 형성되며,
    상기 모듈 벤트는, 상기 탑 커버의 상면 또는 하면으로부터 탑 커버의 두께 방향을 따라 인입된 파단 라인으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
19. 제18항에 있어서,
    상기 파단 라인은,
    상기 모듈 벤트의 테두리를 따라 폐루프 형태로 형성된 테두리 라인; 및
    상기 테두리 라인을 가로지르도록 형성된 중앙 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
20. 제19항에 있어서,
    상기 중앙 라인과 마주하는 양편 테두리 라인의 일부에는 힌지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
21. 제20항에 있어서,
    상기 힌지부의 두께는 중앙 라인의 두께 보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
22. 제20항에 있어서,
    상기 모듈 벤트는, 상기 중앙 라인의 파단에 따라 상기 힌지부가 접히면서 중앙 라인을 중심으로 양편으로 개방되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
23. 제19항에 있어서,
    상기 중앙 라인은, 모듈 벤트의 중심 위치에서 모듈 벤트를 가로지르는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
24. 제17항에 있어서,
    상기 배터리 셀은, 일 방향을 따라 배열되는 다수의 배터리 셀을 포함하고,
    상기 모듈 벤트는, 각 배터리 셀의 셀 벤트에 각각 대응되도록 다수로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.

Images