KR102465888B1 - Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수 개의 배터리 셀들, 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스, 모듈 케이스 내부에 채워지는 절연유 및 절연유와 모듈 케이스의 내벽 사이 공간을 차지하며, 복수 개의 배터리 셀들의 팽창 시 터지는 에어 포켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery module according to an embodiment of the present invention occupies a space between a plurality of battery cells, a module case accommodating the plurality of battery cells, insulating oil and insulating oil filled in the module case and an inner wall of the module case, and includes a plurality of batteries. It is characterized in that it includes an air pocket that bursts when the cells are inflated.

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}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.The present invention relates to a battery module, a battery pack comprising such a battery module and a vehicle comprising such a battery pack.

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, which are easy to apply according to product groups and have electrical characteristics such as high energy density, 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 improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of being able to dramatically reduce the use of fossil fuels, but also the fact that no by-products are generated from the use of energy.

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 ~ 4.5V이다. 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.The types of secondary batteries currently widely used include a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, and the like. The unit secondary battery cell, that is, the operating voltage of the unit battery cell is about 2.5V ~ 4.5V. Accordingly, when a higher output voltage is required, a plurality of battery cells are connected in series to form a battery pack. In addition, a plurality of battery cells may be connected in parallel to form a battery pack 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 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.On the other hand, when configuring a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using the at least one battery module. A method of configuring the battery pack is common.

이러한 종래 배터리 모듈의 경우, 전체적인 성능이나 수명 측면에서 배터리 모듈의 냉각이 특히 중요하다. 종래 배터리 모듈에서, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀들의 냉각은, 일반적으로 엣지 쿨링 방식으로서, 배터리 셀들의 단부 측에 열전달 경로 등을 마련하여 수행되었다.In the case of such a conventional battery module, cooling of the battery module is particularly important in terms of overall performance or lifespan. In a conventional battery module, cooling of the battery cells constituting the battery module is generally performed by providing a heat transfer path or the like at the end side of the battery cells as an edge cooling method.

그러나, 종래 엣지 쿨링 방식의 경우, 어느 하나의 배터리 셀 또는 복수 개의 배터리 셀들 사이에 냉각 온도 편차가 발생하는 문제가 있다. 이러한 냉각 온도 편차는 전체 배터리 모듈의 성능을 저하시키거나 또는 배터리 모듈의 수명을 저하시키는 주요한 인자로 작용하게 된다.However, in the case of the conventional edge cooling method, there is a problem that a cooling temperature deviation occurs between any one battery cell or a plurality of battery cells. This cooling temperature deviation acts as a major factor that degrades the performance of the entire battery module or reduces the lifespan of the battery module.

아울러, 종래 배터리 모듈의 경우, 스웰링 시 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스의 내압이 증가할 수 있고, 이로 인해, 모듈 케이스의 실링 구조가 파괴될 수 있는 문제가 있다. 이에 따라, 배터리 모듈의 냉각 구조 개선 시 이러한 스웰링에 따른 내압 증가 이슈도 함께 고려하는 것이 바람직하다.In addition, in the case of a conventional battery module, the withstand pressure of the module case accommodating the battery cells may increase during swelling, and thus, there is a problem that the sealing structure of the module case may be destroyed. Accordingly, when improving the cooling structure of the battery module, it is desirable to also consider the issue of increase in withstand pressure due to such swelling.

그러므로, 배터리 모듈의 냉각 시 배터리 셀들의 냉각 온도 편차를 개선함과 아울러 스웰링 시 내압 증가에 따른 영향을 최소화할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.Therefore, it is required to find a way to improve the cooling temperature deviation of the battery cells when the battery module is cooled and to minimize the influence of the increase in withstand pressure during swelling.

따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 모듈의 냉각 시 배터리 셀들의 냉각 온도 편차를 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery module capable of improving the cooling temperature deviation of battery cells when the battery module is cooled, a battery pack including the battery module, and a vehicle including the battery pack.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 배터리 모듈의 스웰링 시 내압 증가에 따른 영향을 최소화할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery module capable of minimizing the influence of an increase in withstand voltage when the battery module is swollen, a battery pack including the battery module, and a vehicle including the battery pack.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 복수 개의 배터리 셀들; 상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스 내부에 채워지는 절연유; 및 상기 절연유와 상기 모듈 케이스의 내벽 사이 공간을 차지하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 팽창 시 터지는 에어 포켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.In order to solve the above object, the present invention, as a battery module, a plurality of battery cells; a module case accommodating the plurality of battery cells; insulating oil filled in the module case; and an air pocket occupying a space between the insulating oil and the inner wall of the module case and bursting when the plurality of battery cells are expanded.

상기 에어 포켓은, 내부에 소정 공기가 채워지는 포켓 본체; 및 상기 포켓 본체에 장착되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 양단부에 부착되는 포켓 트리거;를 포함할 수 있다.The air pocket may include a pocket body filled with predetermined air therein; and a pocket trigger mounted on the pocket body and attached to both ends of the plurality of battery cells.

상기 포켓 트리거는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 양단부에 부착되는 셀 부착부; 및 상기 셀 부착부로부터 연장되며, 상기 포켓 본체의 일면에 접착되는 텐션부;를 포함할 수 있다.The pocket trigger may include a cell attachment unit attached to both ends of the plurality of battery cells; and a tension part extending from the cell attachment part and attached to one surface of the pocket body.

상기 셀 부착부는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 양단부와 상기 모듈 케이스의 양측 내벽 사이에 배치될 수 있다.The cell attachment part may be disposed between both ends of the plurality of battery cells and inner walls of both sides of the module case.

상기 텐션부는, 상기 셀 부착부로부터 소정 각도로 경사지게 절곡될 수 있다.The tension part may be inclinedly bent at a predetermined angle from the cell attachment part.

상기 셀 부착부는, 상기 배터리 셀들의 팽창 시 상기 배터리 셀들의 팽창 방향을 따라 이동하며, 상기 텐션부는, 상기 셀 부착부의 이동에 따라 상기 포켓 본체의 일면을 잡아당겨 상기 포켓 본체를 터트릴 수 있다.The cell attachment part may move along an expansion direction of the battery cells when the battery cells are expanded, and the tension part may pull one surface of the pocket body according to the movement of the cell attachment part to burst the pocket body.

상기 텐션부는, 상기 포켓 본체의 저면에 접착될 수 있다.The tension part may be adhered to the bottom surface of the pocket body.

상기 절연유는, 상기 복수 개의 배터리 셀들이 모두 잠길 수 있게 채워질 수 있다.The insulating oil may be filled so that all of the plurality of battery cells are submerged.

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.And, the present invention, as a battery pack, at least one battery module according to the above-described embodiments; and a pack case for packaging the at least one battery module.

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

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈의 냉각 시 배터리 셀들의 냉각 온도 편차를 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.According to various embodiments as described above, it is possible to provide a battery module capable of improving the cooling temperature deviation of battery cells when the battery module is cooled, a battery pack including the battery module, and a vehicle including the battery pack. .

또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈의 스웰링 시 내압 증가에 따른 영향을 최소화할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.In addition, according to various embodiments as described above, it is possible to provide a battery module capable of minimizing the effect of an increase in withstand voltage during swelling of the battery module, a battery pack including the battery module, and a vehicle including the battery pack. can

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 2 및 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 유로 가이드 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 배터리 모듈의 에어 포켓을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 배터리 모듈의 스웰링 시 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is described in such drawings should not be construed as being limited only to
1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views for explaining a flow guide member of the battery module of FIG. 1 .
FIG. 4 is a view for explaining an air pocket of the battery module of FIG. 1 .
5 and 6 are diagrams for explaining an operation during swelling of the battery module of FIG. 1 .
7 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.

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 preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. It should be understood that the embodiments described herein are illustratively shown to aid understanding of the invention, and that the present invention may be implemented with various modifications different from the embodiments described herein. In addition, in order to help the understanding of the invention, the accompanying drawings are not drawn to scale, but dimensions of some components may be exaggerated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2 및 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 유로 가이드 부재를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 1의 배터리 모듈의 에어 포켓을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are views for explaining a flow guide member of the battery module of FIG. 1 , and FIG. 4 is the battery module of FIG. 1 It is a view for explaining the air pocket of.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200), 절연유(300), 인터커넥션 유닛(400), 유로 가이드 부재(500) 및 에어 포켓(800)을 포함할 수 있다.1 to 4 , the battery module 10 includes a battery cell 100, a module case 200, an insulating oil 300, an interconnection unit 400, a flow guide member 500, and an air pocket ( 800) may be included.

상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이외에도, 상기 배터리 셀(100)은 원통형 이차 전지 또는 각형 이차 전지로 마련되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.The battery cell 100 is a secondary battery, and may be provided as a pouch-type secondary battery. In addition, of course, the battery cell 100 may be provided as a cylindrical secondary battery or a prismatic secondary battery.

이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(100)이 파우치형 이차 전지로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.Hereinafter, in this embodiment, the battery cell 100 will be described as being provided as a pouch-type secondary battery.

이러한 상기 배터리 셀(100)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은 상호 전기적으로 연결될 수 있게 적층될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은 후술하는 인터커넥션 유닛(400)을 통해 상호 전기적으로 연결될 수 있다.A plurality of such battery cells 100 may be provided. The plurality of battery cells 100 may be stacked to be electrically connected to each other. Specifically, the plurality of battery cells 100 may be electrically connected to each other through an interconnection unit 400 to be described later.

상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 각각, 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스 및 상기 전지 케이스 밖으로 돌출되며 상기 전극 조립체와 연결되는 전극 리드(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Each of the plurality of battery cells 100 may include an electrode assembly, a battery case accommodating the electrode assembly, and an electrode lead 150 protruding out of the battery case and connected to the electrode assembly.

상기 모듈 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 패키징할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(200)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다. 아울러, 상기 모듈 케이스(200)의 내부에는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 냉각을 위한 후술하는 절연유(300)가 소정 높이로 채워질 수 있다.The module case 200 may accommodate the plurality of battery cells 100 and may package the plurality of battery cells 100 . To this end, an accommodating space for accommodating the plurality of battery cells 100 may be provided in the module case 200 . In addition, an insulating oil 300 to be described later for cooling the plurality of battery cells 100 may be filled in the module case 200 to a predetermined height.

상기 모듈 케이스(200)는, 케이스 본체(220) 및 케이스 커버(260)를 포함할 수 있다.The module case 200 may include a case body 220 and a case cover 260 .

상기 케이스 본체(220)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 및 상기 배터리 모듈(10)을 구성하는 각종 구성 부품 등을 수용할 수 있다. 이러한 상기 케이스 본체(220)에는 후술하는 절연유(300)가 채워질 수 있다.The case body 220 may accommodate the plurality of battery cells 100 and various components constituting the battery module 10 . The case body 220 may be filled with an insulating oil 300 to be described later.

상기 케이스 커버(260)는 상기 케이스 본체(220)와 결합되어 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 패키징할 수 있다. 여기서, 상기 케이스 커버(260)는 상기 케이스 본체(220)와 레이저 용접 등을 통해 결합될 수 있다. 이러한 상기 케이스 커버(260)에는 후술하는 에어 포켓(800)이 구비될 수 있다.The case cover 260 may be coupled to the case body 220 to package the plurality of battery cells 100 . Here, the case cover 260 may be coupled to the case body 220 through laser welding or the like. The case cover 260 may be provided with an air pocket 800 to be described later.

상기 절연유(300)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 냉각을 위한 것으로서, 상기 모듈 케이스(200)의 상기 케이스 본체(220) 내에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전체 부피를 커버하는 양으로 상기 케이스 본체(220)에 채워질 수 있다. 즉, 상기 절연유(300)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)이 모두 잠길 수 있게 채워질 수 있다.The insulating oil 300 is for cooling the plurality of battery cells 100 , and covers the entire volume of the plurality of battery cells 100 in the case body 220 of the module case 200 . An amount may be filled in the case body 220 . That is, the insulating oil 300 may be filled so that all of the plurality of battery cells 100 can be submerged.

상기 절연유(300)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전체 면적을 감싸도록 채워지므로, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 거의 모든 면에 맞닿을 수 있다. 본 실시예의 경우, 이러한 복수 개의 배터리 셀들(100)의 거의 모든 면에 맞닿는 절연유(300)를 통해 배터리 셀들(100)의 특정 부분에서의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.Since the insulating oil 300 is filled to cover the entire area of the plurality of battery cells 100 , it may contact almost all surfaces of the plurality of battery cells 100 . In the present embodiment, the temperature rise in a specific portion of the battery cells 100 can be effectively suppressed through the insulating oil 300 contacting almost all surfaces of the plurality of battery cells 100 .

상기 인터커넥션 유닛(400)은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 적어도 일측을 커버하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.The interconnection unit 400 may cover at least one side of the plurality of battery cells 100 and may be electrically connected to the electrode leads 150 of the plurality of battery cells 100 .

상기 유로 가이드 부재(500)는, 상기 절연유(300)의 유동을 가이드하기 위한 것으로서, 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 유로 가이드 부재들(500)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이에 배치되며, 마주 하는 배터리 셀들(100)을 소정 거리 이격시킬 수 있다.The flow guide member 500 is for guiding the flow of the insulating oil 300 , and may be provided in plurality. The plurality of flow guide members 500 are disposed between the plurality of battery cells 100 and may space the battery cells 100 facing each other by a predetermined distance.

상기 복수 개의 유로 가이드 부재들(500)은, 탄성 패드로 구비되어 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전지 케이스에 접착제 등을 통해 부착될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 복수 개의 유로 가이드 부재들(500)은 양면 테이프로 구비되어 마주 하는 배터리 셀들(100)의 전지 케이스들에 각각 부착될 수도 있다.The plurality of flow guide members 500 may be provided as elastic pads and may be attached to the battery cases of the plurality of battery cells 100 through an adhesive or the like. The present invention is not limited thereto, and the plurality of flow guide members 500 may be provided with double-sided tape to be respectively attached to the battery cases of the battery cells 100 facing each other.

상기 복수 개의 유로 가이드 부재들(500)은, 마주 하는 배터리 셀들(100) 사이에 격자 형태의 냉각 유로(550)를 형성할 수 있다. 상기 복수 개의 유로 가이드 부재들(500)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 적층 방향(X축 방향)에서 지그 재그 형태로 배치될 수 있다.The plurality of flow guide members 500 may form a cooling flow path 550 in the form of a grid between the battery cells 100 facing each other. The plurality of flow guide members 500 may be disposed in a zigzag shape in a stacking direction (X-axis direction) of the plurality of battery cells 100 .

이러한 상기 복수 개의 유로 가이드 부재들(500)을 통해, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이 공간에 일정 간격을 두고 상기 냉각 유로(550)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 발열 시 가열되는 상기 절연유(300)가 대류에 의한 상측 이동이 원활할 수 있으며, 전체 배터리 셀들(100) 사이에서의 열교환 또한 보다 균일하게 이루어질 수 있다.Through the plurality of flow guide members 500 , the cooling flow path 550 may be formed at a predetermined interval in a space between the plurality of battery cells 100 . Accordingly, the insulating oil 300 heated when the plurality of battery cells 100 generate heat may move upward by convection smoothly, and heat exchange between all the battery cells 100 may also be made more uniformly. .

따라서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 발열 시 최외곽에 배치되는 배터리 셀들(100)과 중앙 부근에 배치되는 배터리 셀들(100) 사이의 냉각 온도 편차가 거의 발생되지 않을 수 있다.Accordingly, when the plurality of battery cells 100 generate heat, a cooling temperature deviation between the battery cells 100 disposed at the outermost portion and the battery cells 100 disposed near the center may hardly occur.

이처럼, 본 실시예에서는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 모두를 둘러싸게끔 배치되어 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 거의 모든 면에 맞닿아 있는 상기 절연유(300) 및 상기 절연유(300)의 유동을 가이드하는 상기 복수 개의 유로 가이드 부재들(500)을 통해 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 냉각 시 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 냉각 온도 편차를 현저히 줄일 수 있다.As such, in this embodiment, the insulating oil 300 and the insulating oil 300 are arranged to surround all of the plurality of battery cells 100 and are in contact with almost all surfaces of the plurality of battery cells 100 , and the flow of the insulating oil 300 . When the plurality of battery cells 100 are cooled through the plurality of flow guide members 500 for guiding the flow, it is possible to significantly reduce a difference in cooling temperature of the plurality of battery cells 100 .

이에 따라, 본 실시예에서는, 이러한 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상기 냉각 온도 편차 개선에 따라 상기 배터리 모듈(10)의 전체 성능 및 수명을 확보할 수 있다.Accordingly, in the present embodiment, the overall performance and lifespan of the battery module 10 may be secured according to the improvement of the cooling temperature deviation of the plurality of battery cells 100 .

상기 에어 포켓(800)은, 상기 절연유(300)와 상기 모듈 케이스(200)의 내벽 사이 공간을 차지하게끔 상기 케이스 커버(260) 내에 배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 팽창 시 터질 수 있다.The air pocket 800 may be disposed in the case cover 260 to occupy a space between the insulating oil 300 and the inner wall of the module case 200 , and when the plurality of battery cells 100 are expanded can explode

이러한 상기 에어 포켓(800)은, 포켓 본체(820) 및 포켓 트리거(850)를 포함할 수 있다.The air pocket 800 may include a pocket body 820 and a pocket trigger 850 .

상기 포켓 본체(820)는, 내부에 소정 공기가 채워지며, 상기 케이스 커버(260) 내에 구비될 수 있다. 이러한 상기 포켓 본체(820)를 통해 상기 절연유(300)는 보다 안정적으로 상기 모듈 케이스(200) 내부에 구비될 수 있다.The pocket body 820 may be filled with predetermined air therein, and may be provided in the case cover 260 . Through the pocket body 820 , the insulating oil 300 may be provided in the module case 200 more stably.

상기 포켓 본체(820)에는 노치(825)가 형성될 수 있다.A notch 825 may be formed in the pocket body 820 .

상기 노치(825)는 상기 포켓 본체(820)의 저부에 대략 삼각 형상의 소정 홈 형상으로 구비되며, 후술하는 한 쌍의 텐션부(856) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 상기 노치(825)는 후술하는 배터리 셀들(1000)의 팽창 시 상기 포켓 본체(820)가 보다 더 원활히 터질 수 있게 가이드할 수 있다.The notch 825 is provided in the shape of a predetermined substantially triangular groove at the bottom of the pocket body 820 , and may be disposed between a pair of tension parts 856 to be described later. The notch 825 may guide the pocket body 820 to more smoothly burst when the battery cells 1000, which will be described later, are expanded.

상기 포켓 트리거(850)는, 상기 포켓 본체(820)에 장착되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 최외곽에 배치되는 배터리 셀들(100) 양단부에 부착될 수 있다.The pocket trigger 850 is mounted on the pocket body 820 , and may be attached to both ends of the battery cells 100 disposed at the outermost of the plurality of battery cells 100 .

이러한 상기 포켓 트리거(850)는, 셀 부착부(852) 및 텐션부(856)를 포함할 수 있다.The pocket trigger 850 may include a cell attachment part 852 and a tension part 856 .

상기 셀 부착부(852)는, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 셀 부착부(852)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 최외곽에 배치되는 배터리 셀들(100) 양단부 각각에 부착될 수 있다. The cell attachment part 852 may be provided as a pair. The pair of cell attachment parts 852 may be attached to both ends of the battery cells 100 disposed at the outermost among the plurality of battery cells 100 .

이에 따라, 상기 한 쌍의 셀 부착부(852)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 최외곽에 배치되는 배터리 셀들(100)의 양단부와 상기 모듈 케이스(200)의 상기 케이스 본체(220)의 양측 내벽 사이에 배치될 수 있다.Accordingly, the pair of cell attachment parts 852 includes both ends of the battery cells 100 disposed at the outermost among the plurality of battery cells 100 and the case body 220 of the module case 200 . may be disposed between the inner walls of both sides of the

상기 한 쌍의 셀 부착부(852)는 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시, 즉, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 팽창 시 상기 배터리 셀들(100)의 팽창 방향을 따라 이동할 수 있다.The pair of cell attachment parts 852 may move along the expansion direction of the battery cells 100 when the battery module 10 expands, that is, when the plurality of battery cells 100 expand.

상기 텐션부(856)는, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 텐션부(856)는, 상기 한 쌍의 셀 부착부(852)로부터 연장될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 텐션부(856)는 상기 한 쌍의 셀 부착부(852)로부터 소정 각도로 경사지게 절곡될 수 있다.The tension unit 856 may be provided as a pair. The pair of tension parts 856 may extend from the pair of cell attachment parts 852 . Specifically, the pair of tension portions 856 may be inclinedly bent at a predetermined angle from the pair of cell attachment portions 852 .

이러한 상기 한 쌍의 텐션부(856)는 상기 포켓 본체(820)의 일면, 구체적으로, 상기 포켓 본체(820)의 저면에 접착될 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 텐션부(856) 사이에는 상기 노치(825)가 배치될 수 있다.The pair of tension parts 856 may be adhered to one surface of the pocket body 820 , specifically, to a bottom surface of the pocket body 820 . In this case, the notch 825 may be disposed between the pair of tension parts 856 .

상기 한 쌍의 텐션부(856)는, 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시 상기 한 쌍의 셀 부착부(852)의 이동에 따라 상기 포켓 본체(820)의 일면, 구체적으로, 상기 포켓 본체(820)의 저면을 잡아당겨 상기 포켓 본체(820)를 터트릴 수 있다.The pair of tension parts 856 is formed on one side of the pocket body 820 according to the movement of the pair of cell attachment parts 852 when the battery module 10 swells, specifically, the pocket body. The pocket body 820 may be popped by pulling the bottom surface of the 820 .

이하에서는, 이러한 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시 상기 배터리 모듈(10)의 상기 에어 포켓(800)의 구체적인 동작에 대해 보다 자세히 살펴 본다.Hereinafter, a detailed operation of the air pocket 800 of the battery module 10 when the battery module 10 is swollen will be described in more detail.

도 5 및 도 6은 도 1의 배터리 모듈의 스웰링 시 동작을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are diagrams for explaining an operation during swelling of the battery module of FIG. 1 .

상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시, 상기 배터리 셀들(100)이 팽창될 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀들(100)의 팽창 시 상기 모듈 케이스(200) 내부에 채워진 상기 절연유(300)로 인해 상기 모듈 케이스(200)의 내압이 증가할 수 있다. 이러한 내압 증가는 상기 모듈 케이스(200)의 실링 구조 파괴로 이어질 수 있다.When the battery module 10 swells, the battery cells 100 may expand. When the battery cells 100 are expanded, the internal pressure of the module case 200 may increase due to the insulating oil 300 filled in the module case 200 . This increase in internal pressure may lead to destruction of the sealing structure of the module case 200 .

본 실시예의 경우, 상기 에어 포켓(800)을 통해, 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 발생 전에는 상기 절연유(300)를 상기 모듈 케이스(200) 내에 안정적으로 배치시키고, 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시에는 상기 내압 증가에 따른 영향을 최소화시킬 수 있다.In this embodiment, through the air pocket 800 , the insulating oil 300 is stably placed in the module case 200 before swelling of the battery module 10 occurs, and In the case of swelling, it is possible to minimize the influence of the increase in the internal pressure.

이하, 보다 구체적으로, 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시 상기 에어 포켓(800)의 동작에 대해 살펴 본다.Hereinafter, more specifically, an operation of the air pocket 800 when the battery module 10 is swollen will be described.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 배터리 셀들(100)의 팽창 시 상기 에어 포켓(800)의 상기 포켓 트리거(850)의 상기 한 쌍의 셀 부착부(852)는 상기 배터리 셀들(100)의 팽창 방향을 따라 이동될 수 있다.5 and 6 , when the battery cells 100 are inflated, the pair of cell attachment parts 852 of the pocket trigger 850 of the air pocket 800 are connected to the battery cells 100 . It can be moved along the expansion direction.

한 쌍의 셀 부착부(852)의 이동에 따라 상기 한 쌍의 텐션부(856)는, 각각, 상기 포켓 본체(820)의 저면을 잡아당길 수 있다. 이에 따라, 상기 포켓 본체(820)의 저면이 찢어지면서 상기 포켓 본체(820)가 터질 수 있다. 이때, 상기 포켓 본체(820)의 노치(825, 도 4 참조)는 상기 포켓 본체(820)의 저면이 보다 쉽게 찢어질 수 있게 가이드할 수 있다.According to the movement of the pair of cell attachment parts 852 , the pair of tension parts 856 may pull the bottom surface of the pocket body 820 , respectively. Accordingly, as the bottom surface of the pocket body 820 is torn, the pocket body 820 may burst. At this time, the notch 825 (refer to FIG. 4 ) of the pocket body 820 may guide the bottom surface of the pocket body 820 to be torn more easily.

상기 포켓 본체(820)가 개방되면, 상기 포켓 본체(820) 내부로 상기 절연유(300)가 들어올 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시 상기 절연유(300)가 상기 찢어진 포켓 본체(820) 내부로 유입되므로, 상기 모듈 케이스(200) 내에서 상기 절연유(300)가 차지하는 공간을 보다 더 확보할 수 있다.When the pocket body 820 is opened, the insulating oil 300 may enter the pocket body 820 . In this embodiment, since the insulating oil 300 flows into the torn pocket body 820 when the battery module 10 swells, the space occupied by the insulating oil 300 in the module case 200 is reduced. more can be obtained.

이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시 상기 절연유(300)가 위치할 공간을 확보할 수 있으므로, 상기 절연유(300)로 인한 상기 모듈 케이스(200)의 내압 증가를 현저히 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 상기 내압 증가로 인한 상기 모듈 케이스(200)의 실링 구조 파괴를 효과적으로 방지할 수 있다.Accordingly, in this embodiment, it is possible to secure a space for the insulating oil 300 to be located when the battery module 10 swells, so that the increase in the withstand pressure of the module case 200 due to the insulating oil 300 is reduced. can be significantly prevented. Therefore, in this embodiment, it is possible to effectively prevent the destruction of the sealing structure of the module case 200 due to the increase in the internal pressure.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the battery pack 1 may include at least one battery module 10 according to the previous embodiment and a pack case 50 for packaging the at least one battery module 10 .

이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 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.The battery pack 1 may be provided in the vehicle as a fuel source for the vehicle. By way of example, the battery pack 1 may be provided in an electric vehicle, a hybrid vehicle, and other other ways in which the battery pack 1 may be used as a fuel source in the vehicle.

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.Also, of course, the battery pack 1 may be provided in other devices, tools, and facilities, such as an energy storage system using a secondary battery, in addition to the vehicle.

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 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.As such, the device, apparatus, and equipment including the battery pack 1 and the battery pack 1 such as the vehicle according to the present embodiment include the battery module 10 described above, and the battery module described above. The battery pack 1 having all the advantages due to (10) and the device, apparatus, and equipment such as a vehicle having such a battery pack 1 can be implemented.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 상기 배터리 모듈(10)의 냉각 시 상기 배터리 셀들(100)의 냉각 온도 편차를 개선할 수 있는 상기 배터리 모듈(10), 이러한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 상기 배터리 팩(1) 및 이러한 상기 배터리 팩(1)을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.According to various embodiments as described above, the battery module 10 capable of improving the cooling temperature deviation of the battery cells 100 when the battery module 10 is cooled, including the battery module 10 It is possible to provide a vehicle including the battery pack (1) and the battery pack (1).

또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 상기 배터리 모듈(10)의 스웰링 시 내압 증가에 따른 영향을 최소화할 수 있는 상기 배터리 모듈(10), 이러한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 상기 배터리 팩(1) 및 이러한 상기 배터리 팩(1)을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.In addition, according to various embodiments as described above, the battery module 10 capable of minimizing the effect of an increase in withstand voltage when the battery module 10 is swollen, and the battery module 10 including the battery module 10 . It is possible to provide a battery pack (1) and a vehicle including such a battery pack (1).

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 it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스
100: 배터리 셀
150: 전극 리드
200: 모듈 케이스
220: 케이스 본체
260: 케이스 커버
300: 절연유
400: 인터커넥션 유닛
500: 유로 가이드 부재
550: 냉각 유로
800: 에어 포켓
820: 포켓 본체
825: 노치
850: 포켓 트리거
852: 셀 부착부
856: 텐션부1: battery pack
10: battery module
50: pack case
100: battery cell
150: electrode lead
200: module case
220: case body
260: case cover
300: insulating oil
400: interconnection unit
500: no flow guide
550: cooling flow path
800: air pocket
820: pocket body
825: notch
850: pocket trigger
852: cell attachment part
856: tension part

Claims (10)

배터리 모듈에 있어서,
복수 개의 배터리 셀들;
상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스;
상기 모듈 케이스 내부에 채워지는 절연유; 및
상기 절연유와 상기 모듈 케이스의 내벽 사이 공간을 차지하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 팽창 시 터지는 에어 포켓;을 포함하며,
상기 에어 포켓은, 내부에 소정 공기가 채워지는 포켓 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the battery module,
a plurality of battery cells;
a module case accommodating the plurality of battery cells;
insulating oil filled in the module case; and
It occupies a space between the insulating oil and the inner wall of the module case, and an air pocket that bursts when the plurality of battery cells are expanded.
The air pocket is a battery module, characterized in that it comprises a pocket body filled with a predetermined air therein. 제1항에 있어서,
상기 에어 포켓은,
상기 포켓 본체에 장착되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 양단부에 부착되는 포켓 트리거;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 1,
The air pocket,
and a pocket trigger mounted on the pocket body and attached to both ends of the plurality of battery cells. 제2항에 있어서,
상기 포켓 트리거는,
상기 복수 개의 배터리 셀들의 양단부에 부착되는 셀 부착부; 및
상기 셀 부착부로부터 연장되며, 상기 포켓 본체의 일면에 접착되는 텐션부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.3. The method of claim 2,
The pocket trigger is
a cell attachment part attached to both ends of the plurality of battery cells; and
and a tension part extending from the cell attachment part and attached to one surface of the pocket body. 제3항에 있어서,
상기 셀 부착부는,
상기 복수 개의 배터리 셀들의 양단부와 상기 모듈 케이스의 양측 내벽 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.4. The method of claim 3,
The cell attachment part,
A battery module, characterized in that it is disposed between both ends of the plurality of battery cells and both inner walls of the module case. 제3항에 있어서,
상기 텐션부는,
상기 셀 부착부로부터 소정 각도로 경사지게 절곡되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.4. The method of claim 3,
The tension part,
The battery module, characterized in that it is bent obliquely from the cell attachment part at a predetermined angle. 제3항에 있어서,
상기 셀 부착부는,
상기 배터리 셀들의 팽창 시 상기 배터리 셀들의 팽창 방향을 따라 이동하며,
상기 텐션부는,
상기 셀 부착부의 이동에 따라 상기 포켓 본체의 일면을 잡아당겨 상기 포켓 본체를 터트리는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.4. The method of claim 3,
The cell attachment part,
When the battery cells are expanded, they move along the expansion direction of the battery cells,
The tension part,
The battery module, characterized in that according to the movement of the cell attachment part, the pocket body is popped by pulling one surface of the pocket body. 제3항에 있어서,
상기 텐션부는,
상기 포켓 본체의 저면에 접착되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.4. The method of claim 3,
The tension part,
A battery module, characterized in that it is adhered to the bottom surface of the pocket body. 제1항에 있어서,
상기 절연유는,
상기 복수 개의 배터리 셀들이 모두 잠길 수 있게 채워지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 1,
The insulating oil is
A battery module, characterized in that the plurality of battery cells are all filled to be locked. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.at least one battery module according to claim 1; and
A battery pack comprising a; pack case for packaging the at least one battery module. 제9항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.A vehicle comprising a; at least one battery pack according to claim 9 .
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