KR102308159B1 - 배터리팩 - Google Patents

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KR102308159B1
KR102308159B1 KR1020200179955A KR20200179955A KR102308159B1 KR 102308159 B1 KR102308159 B1 KR 102308159B1 KR 1020200179955 A KR1020200179955 A KR 1020200179955A KR 20200179955 A KR20200179955 A KR 20200179955A KR 102308159 B1 KR102308159 B1 KR 102308159B1
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KR1020200179955A
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이철상
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제이제이모터스 주식회사
테라팩토리 주식회사
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Abstract

본 발명은 내부에 절연성의 오일이 채워지는 배터리 하우징, 배터리 하우징의 내부에 구비되는 적어도 하나의 배터리셀, 배터리 하우징의 내측면에 밀착되어 구비되고, 오일과 열교환하여 배터리 하우징의 내부 열을 흡수하는 열흡수부재, 배터리 하우징의 외측에 루프 형태로 연결되어 오일을 외부로 순환시키기 위한 유로를 형성하는 순환라인, 순환라인 상에 구비되어 순환라인을 통해 순환되는 오일의 온도를 조절하는 열교환기 및 순환라인 상에 구비되어 배터리 하우징 내의 오일을 일정 유속으로 순환라인을 통해 순환시키는 펌프부재를 포함하는 배터리팩을 제공한다.

Description

배터리팩{A BATTERY PACK}
본 발명은 배터리팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리팩 내부의 온도를 균일하게 제어할 수 있고, 배터리팩의 과열 등으로 인한 화재 및 폭발을 방지할 수 있는 배터리팩에 관한 것이다.
일반적으로 제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
전기차량 등에 적용되는 배터리팩은 통상적으로 배터리 하우징 내에 복수개의 배터리셀을 포함하는 구조로 구성되는데, 배터리셀은 양극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액, 알루미늄 박막층 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 충방전이 가능한 구조로 이루어진다.
이러한 배터리팩은 전력을 발생시킬 때, 전기화학적 반응에 따른 열이 발생하게 되며, 이 열이 상기 배터리팩 내부의 배터리셀에 그대로 남아 있을 경우 배터리셀의 온도를 증가시켜 배터리셀의 작동 조건을 나쁘게 하여 전력 발생 효율이 불량해질뿐만 아니라, 발생한 열에 의해 연쇄반응이 일어나 열폭주(thermal runaway)가 발생할 수 있고, 그로 인하여 화재 및 폭발 등이 발생할 수 있다.
종래에는 배터리팩 사용에 따른 배터리셀의 온도 상승을 억제하기 위해 배터리팩에 에어 팬을 구비하여 공기를 분사하는 공기 냉각 방식이나, 배터리팩 내부에 냉매를 채우는 유체 냉각 방식을 채용하고 있으나, 배터리셀이 장시간 과열되는 경우 냉각 효과가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 배터리팩에서 발생되는 화재는 주로 내부 온도 상승으로 인한 배터리셀의 파손으로 인해 발생되는데, 배터리셀이 파손되면 가스와 전해액이 분출되어 산소와 반응하면서 폭발로 이어지게 된다.
따라서, 배터리셀을 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 화재의 전파와 폭발을 방지할 수 있는 방안의 요구된다.
공개특허 제2019-0123923호(등록일: 2019.11.04) "배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차"
본 발명에서는 배터리팩, 구체적으로는 배터리팩 내부의 온도를 균일하게 제어하여 배터리 효율을 증대시킬 수 있고, 배터리팩의 과열, 과충전, 단락 및 충격 등으로 인한 화재 및 폭발을 방지할 수 있는 배터리팩을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 내부에 절연성의 오일이 채워지는 배터리 하우징, 배터리 하우징의 내부에 구비되는 적어도 하나의 배터리셀, 배터리 하우징의 내측면에 밀착되어 구비되고, 오일과 열교환하여 배터리 하우징의 내부 열을 흡수하는 열흡수부재, 배터리 하우징의 외측에 루프 형태로 연결되어 오일을 외부로 순환시키기 위한 유로를 형성하는 순환라인, 순환라인 상에 구비되어 순환라인을 통해 순환되는 오일의 온도를 조절하는 열교환기 및 순환라인 상에 구비되어 배터리 하우징 내의 오일을 일정 유속으로 순환라인을 통해 순환시키는 펌프부재를 포함하는 배터리팩을 제공한다.
또한, 순환라인 상에 구비되어 오일의 유속을 검출하는 유속센서를 더 포함하고, 펌프부재는 유속센서에 의해 검출된 오일의 유속값에 따라 펌핑량을 제어하여, 정전기 발생을 방지할 수 있도록 오일의 유속을 적정 유속이 되도록 조절하는 배터리팩을 제공한다.
또한, 배터리 하우징의 일측에 구비되는 팽창탱크; 및 배터리 하우징과 팽창탱크 사이에 연결되어 오일의 열팽창 시 오일을 상기 팽창탱크로 유입시키는 연결관을 더 포함하고, 연결관은 연결관 내 오일의 대류 발생을 억제하도록, 직경이 길이 대비 1/10 이하로 형성되는 배터리팩을 제공한다.
또한, 열흡수부재는, 내부에 상변화물질을 포함하여, 배터리 하우징의 내부 온도가 소정 온도 이상 높아지면, 상변화물질이 용융되면서 배터리 하우징의 내부 열을 흡수하는 배터리팩을 제공한다.
또한, 상변화물질은, 파라핀 왁스와 네추럴 왁스 중 적어도 하나를 포함하는 배터리팩을 제공한다.
또한, 열흡수부재는, 상변화물질에 열전달력을 촉진시키기 위한 그라파이트 파우더를 더 포함하는 배터리팩을 제공한다.
또한, 배터리 하우징의 일측에 구비되고, 배터리 하우징 내부의 압력이 소정 압력 이상으로 높아지면 개방되는 안전 밸브를 더 포함하는 배터리팩을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리팩은, 배터리팩 내부의 온도를 균일하게 제어하여 배터리 효율을 증대시킬 수 있고, 배터리팩의 과열, 과충전, 단락 및 충격 등의 비정상적인 상태로 인해 배터리셀이 손상되거나 파손되더라도 가스와 전해액의 누출을 완벽히 차단할 수 있어, 화재의 전파 및 폭발을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리팩의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩에 복수의 열전도부재가 구비된 구성을 도시한 것이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩에 팽창탱크가 구비된 구성을 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리팩(100)의 구성을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리팩(100)은, 배터리 하우징(110), 배터리셀(120) 및 열흡수부재(130)를 포함할 수 있다.
배터리 하우징(110)은 내부가 중공된 케이스 형태로서, 배터리셀(120)을 감싸며 보호할 수 있는 패키징 구조로 형성되며, 내부에 배터리셀(120)과 냉각 매체를 수용하기 위한 수용공간이 형성될 수 있다.
또한, 배터리 하우징(110)의 상부 일측에는 안전 밸브(140)가 구비될 수 있고, 안전 밸브(140)는 배터리셀(120)의 과열로 인한 파손 발생 시 배터리셀(120)에서 누출되는 가스를 배터리 하우징(110) 외측으로 배출할 수 있다.
일 예로써, 안전 밸브(140)는 배터리 하우징(110)의 폭발 방지를 위해 배터리 하우징(110)의 내부 압력이 1.5bar 이상이면 자동으로 개방되도록 동작할 수 있다.
배터리셀(120)은 적어도 하나 또는 그 이상의 복수개로 구비되어 배터리 하우징(110) 내부의 수용공간에 수용될 수 있다.
이때, 배터리셀(120)이 복수개로 구비되는 경우에는 상호 직렬 또는 병렬로 연결되어 배터리 하우징(110)의 수용공간에 배치될 수 있다.
또한, 냉각 매체는 배터리셀(120)에서 온도가 가장 높은 부분인 양극과 음극을 덮을 수 있도록 배터리 하우징(110)의 수용공간에 채워질 수 있다.
이러한 냉각 매체는 배터리 하우징(110)의 수용공간 내에서 자연 대류하며 배터리셀(120)에서 발생되는 열을 전도하는 동시에 냉각시키는 역할을 할 수 있다.
본 실시예에서 냉각 매체는 오일에 상변화물질과 산화방지제가 혼합되어 형성될 수 있으며, 상변화물질은 한가지 또는 두가지 이상의 종류를 사용할 수 있다,
일 예로써, 냉각 매체는 오일에 미량의 산화방지제와 녹는점이 다른 분말 형태의 두가지 상변화물질을 혼합하여 제조할 수 있다.
여기서, 오일은 화재에 대한 안정성을 확보하기 위해 발화점이 300℃ 이상의 제품을 사용할 수 있고, 예로써 난연 성능을 가지며 절연성이 확보된 광유계 오일, 에스테르 베이스의 합성오일 또는 실리콘 오일 등을 사용할 수 있다.
또한, 상변화물질은 파라핀 왁스(paraffin wax)와 네추럴 왁스(natural wax) 등을 사용할 수 있으며, 배터리셀(120)에서 대략 40℃ 이상의 열이 발생되면 용융되면서 열을 흡수할 수 있다.
또한, 산화방지제는 BHT(butylated hydroxytoluene) 등을 사용할 수 있다.
상기와 같은 구성의 냉각 매체를 배터리 하우징(110) 내에 투입함에 있어서는, 배터리 하우징(110) 내 배터리셀(120)의 쇼크 방지를 위해, 먼저 상변화물질을 투입한 다음 오일을 상온인 상태로 투입할 수 있다.
이때, 상변화물질은 배터리 하우징(110) 내 발열이 심한 위치에 주로 투입할 수 있고, 상변화물질이 두가지 이상인 경우 혼합한 상태로 투입할 수 있다.
이와 같은 냉각 매체는 오일에 의해 배터리 하우징(110) 내에서 자연 대류하면서 배터리셀(120)에서 발생되는 열을 전도하며, 오일의 열용량을 통해서도 배터리셀(120)에서 발생된 열을 흡수할 수 있다.
또한, 배터리셀(120)의 발열에 의해 배터리 하우징(110)의 내부 온도가 40℃ 이상 올라가는 경우 상변화물질이 용융되면서 배터리셀(120)에서 발생되는 열을 일시적으로 흡수할 수 있다.
열흡수부재(130)는 배터리 하우징(110)의 내측면에 밀착되어 구비되고, 배터리 하우징(110) 내에서 대류하는 냉각 매체와 열교환하여 배터리 하우징(110)의 내부 열을 흡수할 수 있다.
구체적으로, 열흡수부재(130)는 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어진 팩(pack) 또는 파우치(pouch) 형태로 형성될 수 있고, 내부에 상변화물질을 포함하여, 배터리셀(120)에서 열이 발생되면 상변화물질이 고체 형태에서 액체 형태로 용융되면서 배터리 하우징(110)의 내부 열을 흡수할 수 있다.
더불어, 열흡수부재(130)는 상변화물질과 함께 열전달촉진제로서 그라파이트 파우더(graphite powder)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서 상변화물질로 사용되는 파라핀 왁스와 네추럴 왁스의 경우, 상변화를 일으키는 동안 용융열에 의해 부피의 40배에 해당하는 많은 에너지를 일시에 제거할 수 있으나, 낮은 열전도도를 가짐으로써 이를 해결하기 위해 열전달촉진제인 그라파이트 파우더를 혼합하여 사용할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는 상변화물질에 그라파이트 파우더를 소정량 포함하여, 상변화물질이 가지는 용융현상에 의한 열흡수력을 감소시키지 않으면서도 열전달력이 떨어지는 현상을 획기적으로 개선할 수 있다.
이와 같이 구성된 열흡수부재(130)는 배터리 하우징(110) 내에서 열 발생이 심한 위치에 설치될 수 있는데, 일 예로써 배터리셀(120)의 버스 바(bus bar)와 인접한 배터리 하우징(110) 내의 상부 내측면에 설치될 수 있고, 경우에 따라 배터리 하우징(110) 내의 측면에 추가로 설치될 수 있다.
더욱이, 열흡수부재(130)는 배터리 하우징(110)의 상부 및 측면 가장자리 쪽 내측면에 밀착되어 설치됨으로써 흡수한 열을 배터리 하우징(110) 외부로 용이하게 방출할 수 있다.
또한, 배터리 하우징(110) 내의 상부에는 열흡수부재(130)를 지지하는 금속 재질의 지지네트(150)가 설치될 수 있다.
이때, 지지네트(150)는 열흡수부재(130)의 상면이 배터리 하우징(110)의 상부 내측면과 밀착되도록 열흡수부재(130)의 하부를 받쳐 지지하며, 네트 사이의 구멍으로는 냉각 매체가 유동할 수 있다.
한편, 본 실시예의 배터리팩(100)은 복수의 배터리셀(120) 사이에 각각 열전도부재(160)를 개재하여 구비할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩(100)에 복수의 열전도부재(160)가 구비된 구성을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 열전도부재(160)는 열전도도가 높은 금속재 등의 재질로 형성될 수 있고, 판체 형태로 형성되어 복수의 배터리셀(120) 사이에 밀착되어 구비될 수 있다.
구체적으로, 복수의 배터리셀(120) 사이에 각각 밀착되어 구비된 열전도부재(160)는 상단이 상측으로 연장 형성되어 지지네트(150)를 지지하여 지지네트(150)가 처지는 것을 방지하고, 배터리셀(120)에서 발생되는 열을 냉각 매체와 열흡수부재(130) 쪽으로 전달하는 역할을 할 수 있다.
또한, 배터리 하우징(110)의 외측면에는 열전달효율을 높이기 위해 발열페인트가 도포될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리팩(100)은 배터리 하우징(110) 내에 채워지는 냉각 매체를 통해 배터리 하우징(110) 내부의 온도를 균일하게 제어할 수 있다.
특히, 배터리셀(120)에서 열이 발생하여 배터리 하우징(110) 내부 온도가 높아지면, 냉각 매체가 자연 대류하면서 배터리셀(120)에서 발생되는 열을 전도하는 동시에 냉각시킬 수 있고, 열흡수부재(130)를 통해 배터리 하우징(110) 내 급속한 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 배터리팩(100)에서 발생되는 화재는 주로 내부 온도 상승으로 인한 배터리셀(120)의 파손으로 인해 발생되는데, 배터리셀(120)이 파손되면 가스와 전해액이 분출되어 산소와 반응하면서 폭발로 이어질 수 있다.
이에, 본 실시예의 배터리팩(100)은 배터리 하우징(110)의 내부 온도를 균일하게 제어할 수 있어, 배터리셀(120)의 열폭주(thermal runaway) 및 그로 인한 파손을 방지할 수 있고, 배터리셀(120)의 파손이 발생되더라도 냉각 매체가 가스와 전해액이 분출되는 파손 부위로 유입되는 동시에, 냉각 매체가 강제 순환되면서 가스와 전해액을 제거함으로써, 가스와 전해액이 외부 산소와 접촉하는 것을 차단하여 화재 및 폭발이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩(200)의 구성을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩(200)은, 앞서 설명한 제1 실시예의 배터리팩(100)을 순환식으로 구성한 것으로서, 배터리 하우징(110), 배터리셀(120) 및 열흡수부재(130)와 함께, 순환라인(210), 열교환기(220) 및 펌프부재(230)를 포함할 수 있다.
즉, 본 실시예에에 따른 배터리팩(200)은 냉각 성능의 향상을 위해 오일 순환식으로 구성될 수 있으며, 이에 따라 배터리 하우징(110) 내의 수용공간에 절연성의 오일이 채워질 수 있다.
또한, 본 실시예에서도 역시 배터리 하우징(110)의 내측면에 열흡수부재(130)가 구비될 수 있으며, 열흡수부재(130)는 배터리 하우징(110) 내에서 대류하는 오일과 열교환하여 배터리 하우징(110)의 내부 열을 흡수할 수 있다.
더욱이, 열흡수부재(130)는 배터리 하우징(110)의 상부 및 측면 가장자리 쪽 내측면에 설치됨으로써 흡수한 열을 배터리 하우징(110) 외부로 용이하게 방출할 수 있다.
순환라인(210)은 오일이 유동하는 파이프로서, 배터리 하우징(110) 내의 오일을 외부로 배출 및 회수하여 순환시킬 수 있도록 배터리 하우징(110)의 외측에 루프 형태로 연결될 수 있다.
열교환기(220)는 순환라인(210) 상에 구비되어 순환라인(210)을 통해 순환되는 오일의 온도를 조절할 수 있다.
즉, 열교환기(220)는 순환라인(210)을 통해 순환되는 오일과 열교환하여 오일을 온도를 적정 온도로 조절할 수 있다.
펌프부재(230)는 순환라인(210) 상에 구비되어 배터리 하우징(110) 내의 오일을 일정 유속으로 순환라인(210)을 통해 순환시킬 수 있다.
일 예로써, 순환라인(210)을 통해 순환되어 배터리 하우징(110)으로 유입되는 오일은 유속이 1m/sec를 넘어가면 정전기를 발생시킬 수 있는 가능성이 있으므로, 펌프부재(230)를 통해 오일의 유속을 0.5 내지 1m/sec로 조절할 수 있다.
더불어, 순환라인(210)의 유로가 지나치게 좁아지면 난류현상과 함께 정전기 발생 가능성이 있으며, 예를 들어 펌프부재(230)가 분당 1리터로 펌핑 동작하는 경우 유로는 직경이 4.5mm 이상으로 형성되어야 한다.
또한, 순환라인(210) 상에는 오일의 유속을 검출하는 유속센서(미도시)가 구비될 수 있고, 펌프부재(230)는 유속센서(미도시)에 의해 검출된 오일의 유속값에 따라 펌핑량을 제어하여, 순환라인(210)을 통해 순환되는 오일의 유속을 적정 유속이 되도록 조절할 수 있다.
한편, 본 실시예의 배터리팩(200)은 팽창탱크(240)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩(200)에 팽창탱크(240)가 구비된 구성을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 배터리 하우징(110)의 상부에는 연결관(250)을 통해 팽창탱크(240)가 연결될 수 있다.
여기서, 연결관(250)은 배터리 하우징(110)과 팽창탱크(240) 사이에 연결되어 구비되고, 연결관(250) 내부에는 배터리 하우징(110)과 팽창탱크(240)를 연통하는 토출유로(251)가 형성될 수 있다.
이와 같은 팽창탱크(240)는 내부가 중공된 용기로서, 오일을 보충하고 오일의 열팽창을 해소하기 위해 구비될 수 있으며, 팽창탱크(240)의 커버에는 핀홀(241)이 형성되어, 배터리 하우징(110) 내부에서 발생하는 가스를 핀홀(241)을 통해 자연 배출할 수 있다.
또한, 배터리 하우징(110)과 팽창탱크(240) 사이에 연결되는 연결관(250)은 직경이 길이의 1/10 이하로 형성될 수 있다.
이에 따라, 연결관(250) 내부의 토출유로(251)를 좁게 형성하여, 열팽창에 의해 오일이 토출유로(251)를 통해 팽창탱크(240)로 토출되는 경우 토출유로(251) 내부에서 대류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이때, 토출유로(251)로 유입되는 고온의 오일이 토출유로(251) 내부에서 대류를 일으키게 되면, 고온의 오일이 산화될 수 있으며, 이를 억제하기 위해 연결관(250)은 직경을 길이 대비 1/10 이하로 형성할 수 있다.
더불어, 배터리 하우징(110)의 상부 일측에 안전 밸브(140)가 구비될 수 있고, 안전 밸브(140)는 배터리셀(120)의 과열로 인한 파손 발생 시 배터리셀(120)에서 누출되는 가스를 배터리 하우징(110) 외측으로 배출할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리팩(200)은, 배터리 하우징(110) 내에 채워진 오일을 외부로 강제 순환시켜 내부 열을 외부로 방출할 수 있도록 구성됨으로써, 냉각 효율을 증대시킬 수 있고, 이를 통해 배터리 하우징(110) 내부의 온도를 균일하게 제어하여 배터리 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 배터리 하우징(110)의 내부 온도를 균일하게 제어하여 배터리셀(120)의 열폭주(thermal runaway) 및 그로 인한 파손을 방지할 수 있고, 배터리셀(120)이 파손되더라도 오일이 가스와 전해액이 분출되는 파손 부위로 유입되고, 오일이 강제 순환되면서 가스와 전해액을 제거함으로써, 가스와 전해액이 외부 산소와 접촉하는 것을 차단하여 화재 및 폭발이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리팩(100,200)은, 배터리팩 내부의 온도를 균일하게 제어하여 배터리 효율을 증대시킬 수 있고, 배터리팩(100,200)의 과열, 과충전, 단락 및 충격 등의 비정상적인 상태로 인해 배터리셀(120)이 손상되거나 파손되더라도 가스와 전해액의 누출을 완벽히 차단할 수 있어, 화재의 전파 및 폭발을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100,200 : 배터리팩 110 : 배터리 하우징
120 : 배터리셀 130 : 열흡수부재
140 : 안전 밸브 150 : 지지네트
160 : 열전도부재 210 : 순환라인
220 : 열교환기 230 : 펌프부재
240 : 팽창탱크 250 : 연결관

Claims (7)

  1. 내부에 절연성의 오일이 채워지는 배터리 하우징;
    상기 배터리 하우징의 내부에 구비되는 적어도 하나의 배터리셀;
    상기 배터리 하우징의 상부 내측면에 밀착되어 구비되고, 상기 배터리셀을 감싸며 접촉되는 오일과 열교환하여 상기 배터리 하우징의 내부 열을 흡수하는 열흡수부재;
    상기 배터리 하우징의 내부에서 상기 열흡수부재의 하부를 받쳐 지지하고, 상기 오일이 통과하도록 네트(net) 형태로 형성되는 지지네트;
    상기 배터리 하우징의 외측에 루프 형태로 연결되어 상기 오일을 외부로 순환시키기 위한 유로를 형성하는 순환라인;
    상기 순환라인 상에 구비되어 상기 순환라인을 통해 순환되는 오일의 온도를 조절하는 열교환기;
    상기 순환라인 상에 구비되어 상기 배터리 하우징 내의 오일을 일정 유속으로 상기 순환라인을 통해 순환시키는 펌프부재; 및
    상기 배터리 하우징의 일측에 연결관을 통해 연결되는 팽창탱크를 포함하고,
    상기 팽창탱크는 상기 배터리 하우징 내에서 열팽창된 오일을 상기 연결관을 통해 내부로 유입시키고, 상기 배터리 하우징의 내부 압력이 해소되면, 상기 팽창탱크로 유입된 오일이 상기 연결관을 통해 상기 배터리 하우징으로 회수되는 배터리팩.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 순환라인 상에 구비되어 상기 오일의 유속을 검출하는 유속센서를 더 포함하고,
    상기 펌프부재는 상기 유속센서에 의해 검출된 오일의 유속값에 따라 펌핑량을 제어하되, 정전기 억제를 위해 상기 오일의 유속을 0.5 내지 1m/sec로 조절하는 배터리팩.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연결관은,
    내측의 유로를 통해 상기 오일을 유동시키는 과정에서, 대류 발생에 의한 오일의 산화를 억제하도록, 직경이 길이 대비 1/10 이하로 형성되는 배터리팩.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열흡수부재는,
    내부에 상변화물질을 포함하여, 상기 배터리 하우징의 내부 온도가 소정 온도 이상 높아지면, 상기 상변화물질이 용융되면서 상기 배터리 하우징의 내부 열을 흡수하는 배터리팩.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 상변화물질은,
    파라핀 왁스와 네추럴 왁스 중 적어도 하나를 포함하는 배터리팩.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 열흡수부재는,
    상기 상변화물질에 열전달력을 촉진시키기 위한 그라파이트 파우더를 더 포함하는 배터리팩.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 오일은,
    난연성과 절연성을 갖는 오일로 형성되어, 상기 배터리셀의 파손되는 경우, 파손 부위로 유입되어 상기 파손 부위에서 분출되는 가스와 전해액을 제거하는 배터리팩.
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