KR102203246B1 - 안전성이 향상된 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀 삽입부 및 적어도 하나의 소화 셀 삽입부를 구비하는 셀 홀더; 각각의 상기 배터리 셀 삽입부 내에 위치하는 복수의 배터리 셀; 및 상기 소화 셀 삽입부 내에 위치하는 적어도 하나의 소화 셀;을 포함한다.

Description

안전성이 향상된 배터리 모듈{Battery module with improved safety}
본 발명은, 안전성이 향상된 배터리 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 내부에 소화약제를 포함하는 소화 셀을 삽입하여 화재 및 폭발에 대한 안전성이 향상된 배터리 모듈에 관한 것이다.
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.
통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.
특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.
리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다.
리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.
리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.
액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용된다. 이런 금속 캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. 따라서, 전극 조립체와 전해질을 필름으로 만든 파우치 포장재에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.
그런데, 리튬 이차전지는 과열이 될 경우 폭발 위험성이 있어서 안전성을 확보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 리튬 이차전지의 과열은 여러 가지 원인에서 발생되는데, 그 중 하나가 리튬 이차전지를 통해 한계 이상의 과전류가 흐르는 경우를 들 수 있다. 과전류가 흐르면 리튬 이차전지가 주울열에 의해 발열을 하므로 전지의 내부 온도가 급속하게 상승한다. 또한 온도의 급속한 상승은 전해액의 분해 반응을 야기하여 열폭주 현상(thermal runaway)을 일으킴으로써 결국에는 전지의 폭발까지 이어지게 된다. 과전류는 뾰족한 금속 물체가 리튬 이차전지를 관통하거나 양극과 음극 사이에 개재된 분리막의 수축에 의해 양극과 음극 사이의 절연이 파괴되거나 외부에 연결된 충전 회로나 부하의 이상으로 인해 돌입전류(rush current)가 전지에 인가되는 등의 경우에 발생된다.
따라서 리튬 이차전지는 과전류의 발생과 같은 이상 상황으로부터 전지를 보호하기 위해 보호회로와 결합되어 사용되며, 상기 보호회로에는 과전류가 발생되었을 때 충전 또는 방전전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시키는 퓨즈 소자가 포함되는 것이 일반적이다.
도 1은 리튬 이차전지를 포함하는 배터리 팩과 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 보호회로는 과전류 발생 시 배터리 팩을 보호하기 위해 퓨즈 소자(1), 과전류 센싱을 위한 센스 저항(2), 과전류 발생을 모니터하여 과전류 발생 시 퓨즈 소자(1)를 동작시키는 마이크로 컨트롤러(3) 및 상기 퓨즈 소자(1)에 동작 전류의 유입을 스위칭하는 스위치(4)를 포함한다.
퓨즈 소자(1)는 배터리 팩의 최 외측 단자에 연결된 주 선로에 설치된다. 주 선로는 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르는 배선을 말한다. 도면에는, 퓨즈 소자(1)가 고전위 선로(Pack+)에 설치된 것으로 도시되어 있다.
퓨즈 소자(1)는 3단자 소자 부품으로 2개의 단자는 충전 또는 방전 전류가 흐르는 주 선로에, 1개의 단자는 스위치(4)와 접속된다. 그리고 내부에는 주 선로와 직렬 연결되며 특정 온도에서 융단이 이루어지는 퓨즈(1a)와, 상기 퓨즈(1a)에 열을 인가하는 저항(1b)이 포함되어 있다.
상기 마이크로 컨트롤러(3)는 센스 저항(2) 양단의 전압을 주기적으로 검출하여 과전류 발생 여부를 모니터하며, 과전류가 발생된 것으로 판단되면 스위치(4)를 턴 온 시킨다. 그러면 주 선로에 흐르는 전류가 퓨즈 소자(1) 측으로 바이패스되어 저항(1b)에 인가된다. 이에 따라, 저항(1b)에서 발생된 주울열이 퓨즈(1a)에 전도되어 퓨즈(1a)의 온도를 상승시키며, 퓨즈(1a)의 온도가 융단 온도까지 오르게 되면 퓨즈(1a)가 융단 됨으로써 주 선로가 비가역적으로 단선된다. 주 선로가 단선되면 과전류가 더 이상 흐르지 않게 되므로 과전류로부터 비롯되는 문제를 해소할 수 있다.
그런데, 위와 같은 종래 기술은 여러 가지 문제점을 안고 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(3)에서 고장이 생기면 과전류가 발생된 상황에서도 스위치(4)가 턴 온 되지 않는다. 이런 경우 퓨즈 소자(1)의 저항(1b)으로 전류가 유입되지 않으므로 퓨즈 소자(1)가 동작을 하지 않는 문제가 있다. 또한 보호회로 내에 퓨즈 소자(1)의 배치를 위한 공간이 별도로 필요하고 퓨즈 소자(1)의 동작 제어를 위한 프로그램 알고리즘이 마이크로 컨트롤러(3)에 반드시 적재되어야 한다. 따라서 보호회로의 공간 효율성이 저하되고 마이크로 컨트롤러(3)의 부하를 증가시키는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 모듈의 구조를 복잡화 하지 않더라도 발화/폭발 등의 이벤트 발생을 방지하여 이차전지 사용상의 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 배터리 모듈 구조를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀 삽입부 및 적어도 하나의 소화 셀 삽입부를 구비하는 셀 홀더; 각각의 상기 배터리 셀 삽입부 내에 위치하는 복수의 배터리 셀; 및 상기 소화 셀 삽입부 내에 위치하는 적어도 하나의 소화 셀;을 포함한다.
상기 소화 셀은, 기준 온도 이상에서 상기 배터리 셀을 향해 소화 약제를 분사시킬 수 있다.
상기 소화 셀은, 소화 약제를 수용하는 약제 튜브; 상단과 하단 중 적어도 어느 한곳에 형성되는 개구부를 통해 상기 약제 튜브를 수용하는 튜브 케이스; 및 상기 개구부를 커버하는 케이스 커버;를 포함할 수 있다.
상기 약제 튜브는, 기준 온도 이상에서 파단되어 상기 소화 약제가 분출되도록 할 수 있다.
상기 케이스 커버는, 둘레를 따라 형성된 복수의 분사부를 구비할 수 있다.
하나의 소화 셀 삽입부는, 복수의 배터리 셀 삽입부에 의해 둘러 싸여져 있을 수 있다.
상기 셀 홀더는, 상기 배터리 셀 및 소화 셀의 상부를 커버하는 상부 홀더; 및 상기 배터리 셀 및 소화 셀의 하부를 커버하는 하부 홀더; 를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈; 및 적어도 하나의 상기 배터리 모듈을 수용하는 팩 하우징;을 포함하는 형태로 구현된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 모듈의 구조를 복잡화하지 않으면서도 배터리 모듈 내에 구비된 배터리 셀의 발화/폭발 등의 이벤트 발생의 가능성을 현저히 낮춤으로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있게 된다.
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 아니 된다.
도 1은 배터리 모듈과 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 소화 셀을 구성하는 케이스 커버의 하면을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀이 소화 셀 삽입부에 삽입되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀이 소화 셀 삽입부에 삽입된 형태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀이 소화 셀 삽입부에 삽입된 형태를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 전체적인 구성을 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이며, 도 4는 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 평면도이다.
먼저, 도 2와 함께 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 셀 홀더(10), 셀 홀더(10)에 삽입되는 복수의 배터리 셀(20) 및 셀 홀더(10)에 삽입되는 소화 셀(30)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
상기 셀 홀더(10)는 배터리 셀(20)의 상부를 커버하는 상부 홀더(11) 및 배터리 셀(12)의 하부를 커버하는 하부 홀더(12)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명에 적용되는 셀 홀더(10)의 형태가 반드시 이러한 두 개의 피스로 구성되는 경우로 한정되는 것은 아니며, 하나의 일체형 홀더의 형태를 가질 수도 있는 것이다.
상기 셀 홀더(10)는 배터리 셀(20)이 삽입되는 복수의 배터리 셀 삽입부(10a) 및 소화 셀(30)이 삽입되는 적어도 하나의 소화 셀 삽입부(10b)(도 7 참조)를 구비한다.
상기 셀 삽입부(10a) 및 소화 셀 삽입부(10b)는 상부 홀더(11) 및 하부 홀더(12)를 모두 관통하여 형성되는 관통 홀의 형태로 형성될 수도 있고, 상부 홀더(11)에는 관통 홀의 형태로 형성되고 하부 홀더(12)에는 삽입 홈의 형태로 형성될 수도 있다.
즉, 상기 셀 홀더(10)는 상면과 하면 모두에 관통 홀 형태의 셀 삽입부(10a)를 구비할 수도 있고, 하면은 막혀 있고 상면에만 관통 홀이 형성된 형태를 가질 수도 있는 것이다.
상기 셀 홀더(10)는 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 곳에 셀 삽입부(10a)의 직경보다 더 작은 직경의 홀(13a)을 구비하는 셀 고정부(13)를 구비할 수 있다. 이러한 셀 고정부(13)에 의해 배터리 셀(20)이 셀 삽입부(10a)의 외측으로 빠져나오지 않도록 고정되면서도, 배터리 셀(20)의 전극 단자가 셀 고정부(13)에 형성된 홀을 통해 외부로 노출될 수 있다. 이처럼 배터리 셀(20)의 전극 단자가 외부로 노출됨으로써 복수의 배터리 셀(20)들 간을 버스바를 이용하여 전기적으로 연결하거나 복수의 배터리 셀(20)들에 대한 전압 센싱 등이 가능하게 된다.
상기 배터리 셀(20)로는, 예를 들어 원통형 셀이 적용될 수 있다. 상기 배터리 셀(20)은 배터리 셀 삽입부(10a)의 직경에 대응되는 직경을 가짐으로써 배터리 셀 삽입부(10a) 내에 삽입되며, 상술한 바와 같이, 배터리 셀 삽입부(10a)의 직경보다 더 작은 직경의 홀을 갖는 셀 고정부(13)에 의해 셀 삽입부(10a) 내에서 이탈되지 않도록 지지된다.
복수의 배터리 셀(20)들은 동일한 극성들끼리 동일한 방향으로 노출되도록 배치될 수 있으며, 이 경우 버스바를 통해 셀 홀더(10)의 상면 및/또는 하면을 통해 노출되는 배터리 셀(20)의 전극 단자들끼리 전기적으로 연결함으로써 모든 배터리 셀(20)들이 병렬로 연결되도록 할 수 있다.
다만, 본 발명에 있어서, 이러한 배터리 셀(20)들 간의 전기적 연결관계가 반드시 병렬 연결로 한정되는 것은 아니며, 직렬 연결 또는 질렬과 병렬 연결이 혼합된 형태로 연결시키는 것도 가능함은 물론이다.
상기 소화 셀(30)은, 내부에 소화 약제를 구비하는 것으로서, 온도의 상승에 따라 기화된 소화 약제를 외부로 분출시켜 배터리 모듈에서 화재가 발생되는 것을 미리 방지하거나 이미 발생된 화재가 신속히 진압되도록 할 수 있다.
상기 소화 셀(30)은, 도 2에 나타난 바와 같이, 배터리 모듈의 중앙부에 하나가 구비될 수도 있고, 이와는 달리 도 3에 나타난 바와 같이 일정 간격을 두고 복수개가 구비될 수도 있다.
다만, 상기 소화 셀(30)이 복수개 구비되는 경우에 있어서, 소화 셀(30)을 연속적으로 배치하는 것 보다는 각각의 소화 셀(30)의 주변을 배터리 셀(20)이 둘러싸도록 배치하는 것이 에너지 소화의 효율성의 측면에서 바람직하다.
즉, 상기 셀 홀더(10)는 복수의 배터리 셀 삽입부(10a) 및 적어도 하나의 소화 셀 삽입부(10b)를 구비하는데, 소화 셀 삽입부(10b)가 복수 개 구비되는 경우에는 소화 셀 삽입부(10b)를 연속적으로 배치하기 보다는 각각의 소화 셀 삽입부(10b)의 둘레가 배터리 셀 삽입부(10a)들에 의해 둘러싸이도록 배치하는 것이 소화의 효율성의 측면에서 바람직하다.
다음은, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 적용되는 소화 셀(30)의 구체적인 구조 및 소화 셀(30)과 셀 홀더(10)의 결합 구조에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명에 적용되는 소화 셀을 구성하는 케이스 커버의 하면을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀이 소화 셀 삽입부에 삽입되는 모습을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀이 소화 셀 삽입부에 삽입된 형태를 나타내는 부분 확대도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 소화 셀이 소화 셀 삽입부에 삽입된 형태를 나타내는 단면도이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 적용되는 소화 셀(30)은, 약제 튜브(31), 튜브 케이스(32) 및 케이스 커버(33)를 포함하는 형태로 구현된다.
상기 약제 튜브(31)는, 내부에 소화 약제를 수용하는 수지로 이루어진 튜브로서, 배터리 모듈의 온도가 상승하여 약제 튜브(31)가 설치된 공간의 온도가 기준 온도에 이르면 파단되어 소화 약제가 분출되도록 한다.
즉, 상기 약제 튜브(31)는, 배터리 모듈의 정상적인 사용 온도에서는 밀폐된 상태를 유지하다가 기준 온도 이상에서 녹아 개봉되는 수지로 이루어지는 수용 용기에 해당하는 것이다.
이러한 약제 튜브(31) 내에 수용되는 소화 약제로는 통상적인 화재 진압에 사용되는 종류의 소화 약제라면 그 성상이 분말인지, 액상인지 또는 기체인지 여부에 관계 없이 사용 가능하며 구체적인 성분 역시 제한이 없이 다양한 소화 약제가 이용될 수 있으며, 소화의 원리 또한 질식 소화, 냉각 소화 또는 이들 두 가지 원리를 모두 이용한 소화가 모두 적용 가능하다.
배터리 모듈 내부의 온도가 기준 온도 이상이 되어 약제 튜브(31)가 녹아 파단 되면, 강한 압력으로 내부의 소화 약제가 분출되어 소화 셀(30) 주변에 배치된 배터리 셀(20)들을 향해 퍼지게 되고, 이로써 배터리 모듈 내에서 발생된 발화를 사전에 방지하거나 이미 발생된 화재를 진압할 수 있는 것이다. 일정 온도 이상에서 소화 약제가 파단된 약제 튜브(31) 외부로 강한 압력으로 분출될 수 있도록 하기 위해서, 약제 튜브(31) 내에는 소화 약제 이 외에도 온도에 따른 부피 팽창률이 높은 기체를 충진해 놓을 수 있다. 이 경우, 온도의 상승에 따라 부피가 더욱 팽창된 기체가 약제 튜브(31)의 내벽에 높은 압력을 가하게 되고, 온도가 약제 튜브(31)의 녹는점에 도달하게 되면 녹아서 약해진 약제 튜브(31)가 파단되면서 수용 용기 내에 충진된 기체와 함께 소화 약제가 분출될 수 있다.
상기 튜브 케이스(32)는 약제 튜브(31)를 수용하는 용기로서, 소화 셀 수용부(10b)와 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 내부가 비어 있고 상부 및/또는 하부가 개방된 형태를 갖는 원통형의 용기일 수 있다.
이러한 튜브 케이스(32)는 고온에서 분출되는 소화 약제의 분출압을 견뎌내기 위한 강성을 갖기 위해 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 튜브 케이스(32)는, 본원발명에 적용되는 셀 홀더(10)가 상면과 하면 양 측 모두에 소화 셀(30)을 수용하기 위한 홀을 구비하는 경우에는 이와 대응되도록 상부 및 하부 모두가 개방된 형태를 가질 수 있고, 셀 홀더(10)가 상면에만 홀을 구비하는 경우에는 이와 대응되도록 상부만 개방된 형태를 가질 수 있다.
상기 튜브 케이스(32)가 상부와 하부 모두가 개방된 형태를 갖는 경우, 소화 약제는 튜브 케이스(32)의 상부와 하부 방향을 따라 분사될 수 있으며, 이와는 달리 튜브 케이스(32)가 상부만이 개방된 형태를 갖는 경우, 소화 약제는 튜브 케이스(32)의 상부 방향을 따라서만 분사될 수 있다.
한편, 상기 케이스 커버(33)는 튜브 케이스(32)의 상부 및/또는 하부에 형성된 개구부를 커버하는 것으로서, 둘레를 따라 형성된 복수의 분사부(G)를 구비함으로써 튜브 케이스(32)의 연장 방향(제1 방향)을 따라 분출되는 소화 약제가 튜브 케이스(32)의 연장 방향과 수직한 방향(제2 방향)을 따라 분사되도록 이동 방향을 전환시켜 준다.
상기 케이스 커버(33)는, 대략 원형을 갖는 베이스 플레이트(33a)의 하면(튜브 케이스(32)의 내측에서 바라본 면)으로부터 돌출 형성되는 복수의 고정 리브(33b)를 구비한다. 이러한 복수의 고정 리브(33b)들은, 셀 홀더(10)에 형성된 소화 셀 수용부(10b)와 대응되는 크기의 원을 형성하도록 방사상으로 배치되되, 인접한 고정 리브(33b) 사이마다 배출 슬릿(S)이 형성되도록 서로 일정거리 이격되어 배치된다.
한편, 상기 복수의 고정 리브(33b)들을 연결하는 연장선에 의해 형성되는 원의 외측에는 베이스 플레이트(33a)의 하면 상에 단차가 형성되도록 베이스 플레이트(33a)의 하면으로부터 돌출 형성되되 고정 리브(33b)의 돌출 높이보다는 낮은 높이로 돌출 형성되는 복수의 지지 턱(33c)이 구비된다.
이러한 복수의 지지 턱(33c)들은 고정 리브(33a)와 대응되는 개수로 형성되며, 각각의 지지 턱(33c)들은 고정 리브(33a)로부터 베이스 플레이트(33a)의 외주면에 이르끼까지 연장된다. 또한, 상기 복수의 지지 턱(33c)들은, 방사상으로 배치되되, 인접한 지지 턱(33c) 사이마다 홈 형태의 분사부(G)가 형성되도록 서로 일정거리 이격되어 배치된다.
이와 같은 케이스 커버(33)의 구조로 인해, 케이스 커버(33)가 튜브 케이스(32)의 개방부를 커버하였을 때, 고정 리브(33a)들이 튜브 케이스(32)의 내측면에 밀착됨으로써 케이스 커버(33)가 튜브 케이스(32)에 고정된다. 즉, 상기 케이스 커버(33)는 고정 리브(33a)를 통해 튜브 케이스(32)에 억지 끼움 방식으로 고정될 수 있다. 다만, 본 발명에 있어서, 케이스 커버(33)와 튜브 케이스(32)의 결합 방식은 이러한 억지 끼움 방식에 반드시 한정되는 것은 아니며, 고정 리브(33a)와 튜브 케이스(32)의 접촉면 사이에 접착층을 형성시키는 방식에 의해 고정될 수도 있고, 용접 방식에 의해 결합될 수도 있는 것이다.
한편, 상기 케이스 커버(33)가 튜브 케이스(32)에 결합될 때, 상기 지지 턱(33c)은 튜브 케이스(32) 및 셀 홀더(10)의 상면에 밀착되고, 이로써 튜브 케이스(32)의 내부 공간은 배출 슬릿(S) 및 분사부(G)에 의해 외부와 연통된다.
따라서, 상기 튜브 케이스(32) 내에서 약제 튜브(31)가 파단되어 소화 약제가 분출되는 경우, 분출된 소화 약제는 튜브 케이스(32)의 길이 방향을 따라 이동하다가 케이스 커버(33)에 이르러서는 종전의 이동 방향과는 수직한 방향을 따라 이동하여 분사부(G)를 통해 외부로 분사됨으로써 소화 셀(30) 주변에 배치된 배터리 셀(20)들에 대한 화재 발생 예방 및/또는 소화를 수행하게 된다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 팩 하우징 내에 수용시킴으로써 배터리 팩을 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 배터리 팩은, 내부 온도의 상승에 따른 화재의 발생 위험이 상승하거나 화재가 발생된 경우에 있어서, 팩 하우징 내에서 분사된 소화 약제에 의해 화재 발생의 예방 및/또는 발생된 화재의 신속한 진압을 가능하게 할 수 있으며, 이로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 셀 홀더
10a: 배터리 셀 삽입부
10b: 소화 셀 삽입부
11: 상부 홀더
12: 하부 홀더
13: 셀 고정부
20: 배터리 셀
30: 소화 셀
31: 약제 튜브
32: 튜브 케이스
33: 케이스 커버
33a: 베이스 플레이트
33b: 고정 리브
33c: 지지 턱
S: 배출 슬릿
G: 분사부

Claims (8)

  1. 복수의 배터리 셀 삽입부 및 적어도 하나의 소화 셀 삽입부를 구비하는 셀 홀더;
    각각의 상기 배터리 셀 삽입부 내에 위치하는 복수의 배터리 셀; 및
    상기 소화 셀 삽입부 내에 위치하는 적어도 하나의 소화 셀;
    을 포함하며,
    상기 소화 셀 삽입부는, 복수의 배터리 셀 삽입부에 의해 둘러 싸여져 있고,
    상기 소화 셀은,
    소화 약제를 수용하며, 기준 온도 이상에서 파단되어 상기 소화 약제가 분출되도록 하는 약제 튜브;
    상단과 하단 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 개구부를 통해 상기 약제 튜브를 수용하는 튜브 케이스; 및
    상기 개구부를 커버하며, 둘레를 따라 형성된 복수의 분사부를 구비하여 상기 튜브 케이스의 연장 방향을 따라 분출되는 상기 소화 약제가 상기 튜브 케이스의 연장 방향과 수직한 방향을 따라 분사되도록 이동 방향을 전환시켜줌으로써 상기 소화 약제가 상기 소화 셀의 둘레에 배치된 배터리 셀들을 향해 분사되도록 하는 케이스 커버;
    를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 셀 홀더는,
    상기 배터리 셀 및 소화 셀의 상부를 커버하는 상부 홀더; 및
    상기 배터리 셀 및 소화 셀의 하부를 커버하는 하부 홀더;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈; 및
    적어도 하나의 상기 배터리 모듈을 수용하는 팩 하우징;
    을 포함하는 배터리 팩.
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