KR102258820B1 - Battery pack and vehicle comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 외관을 형성하는 팩 케이스, 팩 케이스 내에 수용되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈, 배터리 모듈의 적어도 하나의 배터리 셀로부터 발생되는 가스를 내보내며, 팩 케이스 밖으로 돌출되는 가스 배출구 및 가스 배출구의 파손 등을 방지할 수 있게 팩 케이스 외측에서 가스 배출구를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프로텍터를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention is a pack case that forms an exterior, is accommodated in the pack case, and discharges gas generated from at least one battery cell of the battery module and a battery module including at least one battery cell. And a protector at least partially surrounding the gas outlet at the outside of the pack case so as to prevent damage to the gas outlet and the gas outlet protruding out of the pack case.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차{BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE SAME}Battery pack and vehicle including the same {BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack and a vehicle including the same.

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.Secondary batteries with high ease of application and high energy density according to product group are not only portable devices, but also electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) driven by an electric drive source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and energy efficiency improvement in that they do not generate any by-products from the use of energy as well as the primary advantage of being able to drastically reduce the use of fossil fuels.

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 ~ 4.6V이다. 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.Currently widely used types of secondary batteries include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, and nickel zinc batteries. The operating voltage of such a unit secondary battery cell, that is, a unit battery cell, is about 2.5V to 4.6V. Therefore, when a higher output voltage is required, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series. In addition, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.

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. 여기서, 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀들은 일반적으로 용이하게 상호 적층할 수 있는 이점을 갖는 파우치형 이차 전지로 구비된다.On the other hand, when configuring a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module consisting of at least one battery cell is first configured, and other components are added to the battery pack using at least one battery module. How to configure is common. Here, the battery cells constituting the battery module or the battery pack are generally provided as a pouch-type secondary battery having the advantage of being able to easily stack each other.

종래 배터리 팩의 경우, 폭발이나 화재 등을 방지할 수 있게 팩 케이스 내부에서 수용되는 배터리 셀에서 방출된 가스를 내보내기 위한 구조물이 요구된다. 이에 따라, 종래 배터리 팩에는 팩 케이스 내부의 가스를 방출할 수 있게 가스 배출구가 팩 케이스에 마련된다. 그러나, 이러한 돌출된 구조의 가스 배출구는 외부 충격 등에 취약한 문제가 있다.In the case of a conventional battery pack, a structure for discharging gas emitted from a battery cell accommodated in the pack case is required to prevent explosion or fire. Accordingly, in the conventional battery pack, a gas outlet is provided in the pack case to discharge the gas inside the pack case. However, the gas outlet having such a protruding structure has a problem that is vulnerable to external impacts and the like.

그러므로, 외부 충격 등으로부터 가스 배출구의 파손을 방지할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.Therefore, there is a need to find a way to prevent damage to the gas outlet from an external impact or the like.

따라서, 본 발명의 목적은 외부 충격 등으로부터 가스 배출구를 보호할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery pack capable of protecting a gas outlet from an external shock, and a vehicle including the same.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 외관을 형성하는 팩 케이스; 상기 팩 케이스 내에 수용되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 적어도 하나의 배터리 셀로부터 발생되는 가스를 내보내며, 상기 팩 케이스 밖으로 돌출되는 가스 배출구; 및 상기 가스 배출구의 파손 등을 방지할 수 있게 상기 팩 케이스 외측에서 상기 가스 배출구를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프로텍터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.In order to solve the above object, the present invention provides a battery pack, comprising: a pack case forming an exterior appearance; A battery module accommodated in the pack case and including at least one battery cell; A gas outlet for discharging gas generated from at least one battery cell of the battery module and protruding out of the pack case; And a protector at least partially surrounding the gas outlet outside the pack case so as to prevent damage to the gas outlet.

상기 프로텍터는, 상기 팩 케이스의 외면에 구비되며, 상기 가스 배출구의 돌출 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다.The protector may be provided on an outer surface of the pack case and may protrude in a direction parallel to a protruding direction of the gas outlet.

상기 프로텍터는, 적어도 부분적으로 상기 가스 배출구보다 더 돌출될 수 있다.The protector may at least partially protrude more than the gas outlet.

상기 프로텍터는, 상기 팩 케이스의 높이 방향에서 상기 가스 배출구보다 더 큰 폭을 가질 수 있다.The protector may have a larger width than the gas outlet in the height direction of the pack case.

상기 프로텍터는, 한 쌍으로 구비되며, 상기 한 쌍의 프로텍터는, 상기 가스 배출구를 사이에 두고 상호 대향 배치될 수 있다.The protectors may be provided in a pair, and the pair of protectors may be disposed to face each other with the gas outlet therebetween.

상기 한 쌍의 프로텍터는, 상호 대응되는 형상을 가질 수 있다.The pair of protectors may have shapes corresponding to each other.

상기 프로텍터는, 상기 팩 케이스에 일체로 형성될 수 있다.The protector may be integrally formed in the pack case.

상기 프로텍터는, 상기 팩 케이스에 별도로 구비되어 상기 팩 케이스의 외면에 장착될 수 있다.The protector may be separately provided in the pack case and mounted on the outer surface of the pack case.

그리고, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.In addition, the present invention provides a vehicle, comprising: at least one battery pack according to the above-described embodiments.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 외부 충격 등으로부터 가스 배출구를 보호할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.According to various embodiments as described above, a battery pack capable of protecting a gas outlet from an external shock and the like and a vehicle including the same may be provided.

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 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 정면도이다.
도 3은 도 1의 배터리 팩의 평면도이다.
도 4는 도 1의 배터리 팩의 측면도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later. It is limited to and should not be interpreted.
1 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of the battery pack of FIG. 1.
3 is a plan view of the battery pack of FIG. 1.
4 is a side view of the battery pack of FIG. 1.

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.The present invention will become more apparent by describing in detail a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. The embodiments described herein are illustratively shown to aid understanding of the invention, and it should be understood that the present invention may be variously modified and implemented differently from the embodiments described herein. In addition, in order to aid understanding of the invention, the accompanying drawings are not drawn to scale, but dimensions of some components may be exaggerated.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 배터리 팩(10)은, 에너지원으로서, 이차 전지를 이용하는 화학적 에너지원일 수 있다. 상기 배터리 팩(10)은 전력 저장 장치 및 자동차 등에 구비될 수 있으며, 특히, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차에 장착될 수 있다.1 to 4, the battery pack 10 may be a chemical energy source using a secondary battery as an energy source. The battery pack 10 may be provided in a power storage device and a vehicle, and in particular, may be mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle.

이러한 상기 배터리 팩(10)은, 팩 케이스(100), 배터리 모듈(200), 가스 배출구(300) 및 프로텍터(500)를 포함할 수 있다.The battery pack 10 may include a pack case 100, a battery module 200, a gas outlet 300, and a protector 500.

상기 팩 케이스(100)는, 상기 배터리 팩(10)의 외관을 형성하며, 후술하는 적어도 하나의 배터리 모듈(200)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 팩 케이스(100)에는 적어도 하나의 배터리 모듈(200)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.The pack case 100 forms an exterior of the battery pack 10 and may accommodate at least one battery module 200 to be described later. To this end, an accommodation space capable of accommodating at least one battery module 200 may be provided in the pack case 100.

상기 배터리 모듈(200)은 적어도 하나 이상으로 구비되며, 상기 팩 케이스(100) 내에 수용될 수 있다. 이러한 상기 배터리 모듈(200)은 적어도 하나의 배터리 셀들을 포함하는 조립체로 구비될 수 있다.At least one battery module 200 may be provided, and may be accommodated in the pack case 100. The battery module 200 may be provided as an assembly including at least one battery cell.

상기 배터리 셀은 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있으며, 복수 개로 마련될 수 있다. 복수 개의 배터리 셀들은 상호 적층되어 상호 전기적으로 연결될 수 있다.The battery cell may be provided as a pouch-type secondary battery, and may be provided in plural. A plurality of battery cells may be stacked together and electrically connected to each other.

상기 가스 배출구(300)는 상기 배터리 모듈(200)의 상기 적어도 하나의 배터리 셀로부터 발생될 수 있는 가스를 상기 팩 케이스(100) 밖으로 내보내기 위한 것으로서, 상기 팩 케이스(100)에 구비될 수 있다.The gas outlet 300 is for discharging gas that may be generated from the at least one battery cell of the battery module 200 to the outside of the pack case 100, and may be provided in the pack case 100.

이러한 상기 가스 배출구(300)는 상기 팩 케이스(100) 밖으로 소정 길이로 돌출되게 구비될 수 있으며, 상기 자동차 등에 마련되는 배출 호스 등의 구조물과 연결될 수 있다.The gas outlet 300 may be provided to protrude out of the pack case 100 to a predetermined length, and may be connected to a structure such as an exhaust hose provided in the vehicle.

상기 프로텍터(500)는 외부 충격 등에 의한 상기 가스 배출구(300)의 파손 등을 방지할 수 있게 상기 팩 케이스(100)의 외측에서 상기 가스 배출구(300)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.The protector 500 may at least partially surround the gas outlet 300 from the outside of the pack case 100 to prevent damage to the gas outlet 300 due to an external impact or the like.

상기 프로텍터(500)는 상기 가스 배출구(300)를 구비하는 팩 케이스(100)의 외면 일측에 구비될 수 있다. 이러한 상기 프로텍터(500)는 상기 팩 케이스(100)에 일체로 형성되거나 또는 상기 팩 케이스(100)에 별도로 구비되어 상기 팩 케이스(100)의 외면에 장착될 수 있다.The protector 500 may be provided on one side of the outer surface of the pack case 100 having the gas outlet 300. The protector 500 may be integrally formed in the pack case 100 or may be separately provided in the pack case 100 and mounted on the outer surface of the pack case 100.

이러한 상기 프로텍터(500)는, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 프로텍터들(500)은, 상기 가스 배출구(300)를 사이에 두고 상호 대향 배치될 수 있으며, 상호 대응되는 형상을 가질 수 있다.The protectors 500 may be provided as a pair. The pair of protectors 500 may be disposed to face each other with the gas outlet 300 interposed therebetween, and may have shapes corresponding to each other.

상기 한 쌍의 프로텍터들(500)은, 상기 가스 배출구(300)의 돌출 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 프로텍터들(500)의 돌출 단부(505)는 상기 돌출 방향에서 적어도 부분적으로 상기 가스 배출구(300)보다 더 돌출될 수 있다.The pair of protectors 500 may protrude in a direction parallel to the protruding direction of the gas outlet 300. Here, the protruding ends 505 of the pair of protectors 500 may at least partially protrude more than the gas outlet 300 in the protruding direction.

이에 따라, 상기 한 쌍의 프로텍터들(500)의 상기 돌출 단부(505)는 상기 가스 배출구(300)의 전방에서의 외부 충격 발생 시, 상기 충격을 우선적으로 흡수하여 상기 가스 배출구(300)으로의 충격 전달을 완충시킬 수 있다.Accordingly, when an external shock occurs in front of the gas outlet 300, the protruding end 505 of the pair of protectors 500 preferentially absorbs the shock and reaches the gas outlet 300. Shock transmission can be cushioned.

상기 한 쌍의 프로텍터들(500)의 돌출 단부(505)는 유선형으로 형성될 수 있다. 이는 가스 배출구(300)와 연결되는 상기 밸브 호스 등의 구조물이 상기 가스 배출구(300)와 수직 방향으로 연결될 경우에 발생될 수 있는 간섭을 회피하기 위함이다.The protruding ends 505 of the pair of protectors 500 may be formed in a streamlined shape. This is to avoid interference that may occur when a structure such as the valve hose connected to the gas outlet 300 is connected to the gas outlet 300 in a vertical direction.

상기 한 쌍의 프로텍터들(500)은, 상기 팩 케이스(100)의 높이 방향에서 상기 가스 배출구(300)보다 더 큰 폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 가스 배출구(300)의 좌우 측면 방향에서의 외부 충격 발생 시, 상기 충격을 우선적으로 흡수하여 상기 가스 배출구(300)으로의 충격 전달을 완충시킬 수 있다.The pair of protectors 500 may have a larger width than the gas outlet 300 in the height direction of the pack case 100. Accordingly, when an external shock occurs in the left and right side directions of the gas discharge port 300, the shock may be preferentially absorbed to buffer the transmission of the shock to the gas discharge port 300.

상기 한 쌍의 프로텍터들(500)의 외면에는 구조적 강성을 보강할 수 있는 적어도 하나의 강성 리브(550)가 마련될 수 있다. 이러한 상기 강성 리브(550)는 구조적 강성 증대를 위해 복수 개로 마련될 수 있다.At least one rigid rib 550 capable of reinforcing structural rigidity may be provided on an outer surface of the pair of protectors 500. A plurality of the rigid ribs 550 may be provided to increase structural rigidity.

이러한 상기 복수 개의 강성 리브들(550)은 상기 프로텍터(500)의 돌출 방향을 따라 소정 길이로 형성되며, 상기 프로텍터(500)의 높이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.The plurality of rigid ribs 550 may be formed to have a predetermined length along the protruding direction of the protector 500 and may be spaced apart from each other by a predetermined distance along the height direction of the protector 500.

이처럼, 본 실시예에서는, 상기 한 쌍의 프로텍터들(500)을 통해 상기 외부 충격 등으로부터 상기 가스 배출구(300)를 보호할 수 있는 배터리 팩(10) 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.As such, in the present embodiment, a battery pack 10 capable of protecting the gas outlet 300 from the external shock or the like through the pair of protectors 500 and a vehicle including the same may be provided.

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.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be implemented by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or prospect of the present invention.

10: 배터리 팩
100: 팩 케이스
200: 배터리 모듈
300: 가스 배출구
500: 프로텍터
550: 보강 리브10: battery pack
100: pack case
200: battery module
300: gas outlet
500: protector
550: reinforcing rib

Claims (9)

외관을 형성하는 팩 케이스;
상기 팩 케이스 내에 수용되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈;
상기 배터리 모듈의 적어도 하나의 배터리 셀로부터 발생되는 가스를 내보내며, 상기 팩 케이스 밖으로 돌출되는 가스 배출구; 및
상기 가스 배출구의 파손 등을 방지할 수 있게 상기 팩 케이스 외측에서 상기 가스 배출구를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프로텍터;를 포함하며,
상기 가스 배출구는, 상기 팩 케이스의 전방으로 소정 길이로 돌출되며,
상기 프로텍터는, 상기 팩 케이스의 외면에 구비되며, 상기 가스 배출구의 돌출 방향과 나란한 방향인 전방으로 돌출되며,
상기 프로텍터는, 적어도 부분적으로 상기 가스 배출구보다 더 돌출되며, 상기 프로텍터의 돌출 단부는, 상기 가스 배출구와 연결되는 구조물이 상기 가스 배출구와 수직 방향으로 연결될 경우에 발생되는 간섭을 회피할 수 있게 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.A pack case forming the exterior;
A battery module accommodated in the pack case and including at least one battery cell;
A gas outlet for discharging gas generated from at least one battery cell of the battery module and protruding out of the pack case; And
Includes; a protector at least partially surrounding the gas outlet outside the pack case so as to prevent damage to the gas outlet, etc.,
The gas outlet protrudes in a predetermined length toward the front of the pack case,
The protector is provided on the outer surface of the pack case and protrudes forward, which is parallel to the protruding direction of the gas outlet,
The protector is at least partially protruding more than the gas outlet, and the protruding end of the protector is streamlined so as to avoid interference generated when the structure connected to the gas outlet is connected in a vertical direction to the gas outlet. Battery pack, characterized in that formed. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 프로텍터는,
상기 팩 케이스의 높이 방향에서 상기 가스 배출구보다 더 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 1,
The protector,
Battery pack, characterized in that it has a larger width than the gas outlet in the height direction of the pack case. 제1항에 있어서,
상기 프로텍터는,
한 쌍으로 구비되며,
상기 한 쌍의 프로텍터는,
상기 가스 배출구를 사이에 두고 상호 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 1,
The protector,
It is provided in a pair,
The pair of protectors,
The battery pack, characterized in that disposed to face each other with the gas outlet therebetween. 제5항에 있어서,
상기 한 쌍의 프로텍터는,
상호 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 5,
The pair of protectors,
A battery pack, characterized in that it has a shape corresponding to each other. 제1항에 있어서,
상기 프로텍터는,
상기 팩 케이스에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 1,
The protector,
Battery pack, characterized in that formed integrally with the pack case. 제1항에 있어서,
상기 프로텍터는,
상기 팩 케이스에 별도로 구비되어 상기 팩 케이스의 외면에 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 1,
The protector,
A battery pack, characterized in that it is separately provided in the pack case and mounted on an outer surface of the pack case. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
A vehicle comprising a; at least one battery pack according to claim 1.
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