KR102515477B1

KR102515477B1 - 배터리 팩 및 차량

Info

Publication number: KR102515477B1
Application number: KR1020227011965A
Authority: KR
Inventors: 하이화 황; 우메이 팡
Original assignee: 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2023-03-29
Also published as: CN112331981B; US20220021063A1; WO2021073430A1; US11387519B2; CN112331981A; JP7177299B2; EP3920255A1; US20220263180A1; KR20220062597A; EP3920255A4; JP2022545135A; HUE062855T2; EP3920255B1

Abstract

본출원은 배터리 팩 및 차량을 제공하며, 배터리 팩은 제1 파티션 구조(31), 배터리 열(41) 및 보호 부재(43)를 포함하며, 제1 파티션 부재(31)는 배터리 열(41)에서 제1 방향(W)에 따라 서로 인접한 2개의 배터리(411) 사이에 위치하고, 또한 제1 파티션 부재(31)의 상면은 상부 커버(411a)의 상면보다 낮고, 배터리 열(41)과 제1 파티션 부재(31) 사이에는 요홈부(S)가 형성되고, 보호 부재(43)는 제1 보호부(431) 및 제2 보호부(432)을 포함하고, 제1보호부(431)는 배터리 열(41)의 모든 방폭 밸브(411b)를 덮고, 또한 상부 커버(411a)의 상면과의 사이에 통로(P)를 구비하며, 통로(P)는 제1 방향(W)을 따라 유체 흐름을 안내하고 또한 아래쪽을 향하는 개구부(O)를 구비하고, 또한 제2보호부(432)는 요홈부(S)와 마주하는 상기 개구부(O)의 부분을 폐쇄하여, 열폭주 유체의 보다 안정적인 방향성 배출을 실현하여 배터리 팩의 안전 성능을 향상시킨다.

Description

배터리 팩 및 차량

본 출원은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 배터리 팩 및 차량에 관한 것이다.

참고적으로, 본 출원은 2019년 10월 15일에 중국 특허청에 출원된 출원 번호 201910975573.9의 발명 명칭이 "배터리 팩 및 차량"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 인용을 통해 여기에 포함된다.

신에너지 자동차의 활발한 개발로 전원 배터리 제품에 대한 수요가 증가하고 배터리 제품의 안전 성능에 점점 더 많은 관심이 집중되고 있다.

열폭주는 배터리 제품의 안전 성능을 위협하는 중요한 문제로, 기존의 배터리 팩에서는 일반적으로 열폭주 시 열 확산을 일시적으로 늦추기 위해 배터리 팩의 상부에 내화성 면을 덮는다. 이 방법은 어느 정도 보호 역할은 할 수 있지만 가스 순환이 잘 안 되는 문제가 있어 열폭주 시 발생하는 고온의 가스와 화염 등이 제때 방출되지 않아 배터리 팩을 손상시키고 안전사고까지 유발할 수 있다.

본 출원이 해결하고자 하는 기술적 문제는 배터리 팩의 안전 성능을 향상시키는 것이다.

전술한 기술적 문제를 해결하기 위해 본출원은 배터리 팩을 제공하며, 이 배터리 팩은:

박스 본체, 파티션 구조, 배터리 열 및 보호 부재를 포함하며;

박스 본체의 내부에는 캐비티가 구비되며;

파티션 구조는 캐비티 내에 구비되어 캐비티를 적어도 2개의 수용 영역을 포함하도록 분할하고, 또한 파티션 구조는 제1 파티션 부재를 포함하며;

배터리 열은 수용 영역 내에 구비되고, 배터리 열은 제1 방향을 따라 나란히 배열된 복수의 배터리를 포함하고, 배터리의 상부 커버에는 방폭 밸브가 구비되고, 제1 파티션 부재는 배터리 열에서 제1 방향에 따라 서로 인접한 2개의 배터리 사이에 위치하고, 또한 높이 방향을 따라 제1 파티션 부재의 상면은 상부 커버의 상면보다 낮고, 배터리 열과 제1 파티션 부재 사이에는 요홈부가 형성되고, 제1 방향은 높이 방향에 수직이며; 및

보호 부재는 제1 보호부 및 제2 보호부를 포함하고, 제1 보호부는 배터리 열의 모든 방폭 밸브를 덮고 또한 상부 커버의 상면과의 사이에 통로를 구비하며, 통로는 제1 방향을 따라 유체 흐름을 안내하고 또한 아래쪽을 향하는 개구부를 구비하고, 또한 제2 보호부는 요홈부와 마주하는 개구부의 부분을 폐쇄한다.

일부 실시예에서, 제1 보호부는 본체판과 2개의 절곡판을 포함하고, 2개의 절곡판은 제2 방향을 따라 대향하는 본체판의 양단부에 각각 연결되고, 또한 모두 본체판에 대하여 아래로 절곡되며, 통로는 본체판, 2개의 절곡판 및 상부 커버의 상면 사이에 위치하고, 제2 방향은 제1 방향 및 높이 방향에 수직이다.

일부 실시예에서, 제1 보호부의 단면은 역U자형이다.

일부 실시예에서, 제2 보호부는 베이스판를 포함하고, 베이스판는 요홈부와 마주하는 개구부의 부분을 폐쇄한다.

일부 실시예에서, 제2 보호부는 연장판을 더 포함하고, 연장판은 베이스판으로부터 위로 연장되어 제1 보호부와 연결된다.

일부 실시예에서, 제2 보호부는 2개의 연장판을 포함하고, 2개의 연장판은 제2 방향을 따라 대향하는 베이스판의 양단부에 각각 연결되고, 또한 모두 베이스판에 대해 위로 절곡되며, 또한 2개의 연장판은 모두 제1 보호부와 연결되고, 제2 방향은 제1 방향 및 높이 방향에 수직이다.

일부 실시예에서, 2개의 연장판은 제1 보호부의 2개의 절곡판에 각각 연결된다.

일부 실시예에서, 제2 보호부의 단면은 정 U자형이다.

일부 실시예에서, 배터리 팩은 박스 커버를 더 포함하고, 박스 커버는 박스 본체의 상부에 덮이고, 또한 제1 방향을 따라 서로 대향하는 박스 커버의 2개의 측면판 중 적어도 하나에는 방폭 배기 구조가 구비되고, 방폭 배기 구조는 통로와 연통되어 통로에서 흘러나온 유체를 배터리 팩의 외부로 배출시키는 역할을 한다.

일부 실시예에서, 방폭 배기 구조는 방폭 밸브 또는 취약부를 포함하고, 취약부는 측면판의 일부이고 또한 취약부의 강도는 측면판의 다른 부분보다 낮다.

일부 실시예에서, 배터리 팩은 박스 커버를 더 포함하고, 박스 커버는 박스 본체의 상부에 덮이고, 또한 제1 보호부는 박스 커버와 연결된다.

일부 실시예에서, 파티션 구조는 제2 파티션 부재를 더 포함하고, 제2 파티션 부재는 제1 파티션 부재와 교차하도록 구비되고, 또한 제2 파티션 부재와 제1 파티션 부재는 함께 캐비티를 적어도 2개의 수용 영역으로 분할한다.

본 출원의 다른 측면에서 차량을 더 제공하며, 이 차량은 동력원 및 본 출원의 배터리 팩을 포함하고, 동력원은 차량에 동력을 제공하고, 배터리 팩은 동력원에 전력을 제공한다.

제2 보호부의 설치를 통해 요홈부(S)와 마주하는 통로의 아래쪽을 향하는 개구부의 부분을 폐쇄하여, 본 출원은 열폭주에 의해 발생된 유체가 요홈부로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 열폭주 유체의 보다 안정적인 방향성이 있는 배출을 실현하여 배터리 팩의 안전 성능을 향상시킨다.

출원의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예 또는 종래 기술의 설명에 사용되어야 하는 첨부 도면을 간략하게 소개한다. 명백하게, 다음 설명의 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 본 분야의 통상 기술자라면 창의적인 노력 없이도 이러한 도면으로부터 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 박스 본체, 파티션 구조 및 배터리 모듈의 개략적인 입체 구조도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 배터리 팩에서 박스 커버 및 보호 부재의 하부 구조 개략도를 도시한다.
도 3은 제1 보호부가 생략된 도 2의 평면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 보호 부재의 개략적인 저면도를 도시한다.

이하, 본 출원 실시예의 도면을 참조하여 본 출원 실시예의 기술적 방안에 대하여 명확하고 완전하게 설명한다. 명백하게, 설명된 실시예는 본 출원 실시예의 일부일 뿐이지, 모든 실시예는 아니다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명은 본질적으로 단지 예시적이며, 본 출원과 그 용도 또는 사용을 제한하려는 의도가 결코 아니다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 창의적인 작업 없이 본 분야의 통상의 기술자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속한다.

관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 기술, 방법 및 장치는 자세히 논의되지 않을 수 있지만, 적절한 경우 이러한 기술, 방법 및 장치는 본 명세서의 일부로 간주되어야 한다.

본 출원의 설명에 있어서 "제1", "제2" 등의 용어를 사용하여 구성요소를 정의하는 것은 단지 해당 구성요소를 편의상 구분하기 위한 것으로, 특별한 언급이 없는 한, 상기 단어는 특별한 의미가 없음을 이해하여야 한다. 따라서 이는 본 출원의 보호 범위에 대한 제한으로 해석될 수 없다.

또한, 이하에서 설명하는 본 출원의 다른 실시예에 포함된 기술적 특징들은 서로 충돌하지 않는 한 조합될 수 있다.

도 1 내지 도 4는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 것이다. 도시된 실시예에서, 배터리 팩은 차량용 동력 장치로서, 차체에 구비되어 차량에 전력을 제공하기 위해 사용된다. 일부 실시예에서, 차량은 동력원을 포함할 수 있으며, 그 동력원은 차량에 동력을 제공한다; 또한 일부 실시예의 배터리 팩에 따라, 배터리 팩은 동력원에 전력을 공급하도록 구성되어, 차량에 전력을 제공한다. 차량은 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 등을 포함할 수 있다. 전기 자동차는 배터리 팩에서 출력되는 전기 에너지에 의해 구동되는 전기 모터를 동력원으로 사용할 수 있고, 전기 자동차는 일부 실시예에 따른 배터리 팩을 사용하여 전기 모터에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어 주 동력원 및/또는 백업 동력원으로 사용한다. 하이브리드 차량은 내연 기관 및 전기 모터와 같은 두 가지 이상의 유형의 동력원을 사용하여 동력을 제공할 수 있다.

이하에서 다양한 방향을 명확하게 설명하기 위해, 도 1의 좌표계를 이용하여 배터리 팩의 각 방향을 정의한다. 좌표축(H)은 배터리 팩의 높이 방향을 나타내고, 동시에, 수용 박스 및 수용 박스 내의 배터리(411)의 높이 방향이며; 좌표축(W)은 좌표축(H)에 수직하고, 제1 방향이라고 하며, 배터리 팩의 폭 방향을 나타낸다; 좌표축(L)은 좌표축(H) 및 좌표축(W)에 수직하고, 제2 방향이라고 하며, 배터리 팩의 길이 방향을 나타낸다.

위의 방향 정의에 따라, 방향 또는 위치 관계를 나타내는 다음 설명에서 사용되는 "위", "아래", "상부" 및 "바닥부" 등과 같은 명사는 모두 높이 방향(H)를 기준으로 한다. 그 중에서, 배터리 팩의 박스 커버(1)와 박스 본체(2)는 높이 방향(H)을 따라 대향되게 배치되고, 박스 커버(1)는 박스 본체(2)에 대해 위쪽에 위치하고, 박스 본체(2)는 박스 커버(1)에 대해 아래쪽에 위치한다.

그러나, 전술한 방향 정의는 본 출원을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐이며, 달리 명시되지 않는 한, 이러한 방향 용어는 언급된 장치 또는 요소가 특정 방향 또는 특정 방향 구조 및 작동을 가져야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니므로, 본 출원의 보호 범위에 대한 제한으로 해석될 수 없다는 것을 이해해야 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 배터리 팩은 수용 박스 및 배터리 모듈(4) 등을 포함한다.

그 중에서, 수용 박스는 내부의 배터리 모듈(4)을 보호하기 위해 배터리 모듈(4) 등을 수용하는 데 사용된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 수용 박스는 박스 본체(2)와 박스 커버(1)를 포함하며, 박스 본체(2) 내부에는 배터리 모듈(4) 등을 수용하기 위한 캐비티(2a)가 구비되어 있다. 또한 캐비티(2a)의 상부는 배터리 모듈(4)의 삽입 또는 제거를 용이하게 하도록 개방되어 있고; 박스 커버(1)는 박스 본체(2)의 상부를 덮어 캐비티(2a)를 밀폐한다. 박스 커버(1)와 박스 본체(2)는 밀폐 결합될 수 있다. 예를 들어 박스 커버(1)와 박스 본체(2) 사이에는 밀폐 링과 같은 밀폐 부재가 구비될 수 있다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 박스 본체(2)는 바닥부(21), 측면부(22) 및 볼록부(23)를 포함하고, 측면부(22)와 바닥부(21)는 함께 둘러싸서 캐비티(2a)을 형성한다. 그 중에서, 측면부(22)는 바닥부(21)의 주변에 연결되고 위쪽으로 연장되며; 볼록부(23)는 측면부(22)의 일단에 연결되고, 제2 방향(L)을 따라 외측으로 연장된다. 구체적으로, 측면부(22) 및 바닥부(21)는 둘러싸 중공 직육면체를 형성하고, 내부의 직육면체 캐비티(2a)는 배터리 모듈(4)을 수용하기 위해 사용되며; 볼록부(23)는 사다리꼴이고, 그 위에 전자 부품이 배치되어 배터리 모듈(4)의 충방전과 같은 작동 모드의 제어를 실현할 수 있다.

도 2에서 알 수 있듯이, 박스 커버(1)의 전체 형상은 박스 본체(2)에 적합하며, 직사각형 부분과 사다리꼴 부분을 포함한다. 직사각형 부분은 상판(11)과 상판(121) 주변에 연결되어 아래로 연장되는 측면판(12)을 포함하며, 사다리꼴 부분은 측면판(12)의 일단에 연결되고, 제2 방향(L)을 따라 외측으로 연장되고, 플랜지부(13)를 형성한다.

박스 커버(1)가 박스 본체(2) 상에 닫히면, 박스 커버(1)의 측면판(12)이 박스 본체(2)의 측면부(22)와 결합되고, 박스 커버(1)의 플랜지부(13)가 박스 본체(2)의 볼록부(23)와 결합되어 캐비티(2a)의 밀폐를 실현한다.

수용 박스가 차체에 배치될 때, 박스 커버(1)는 위를 향하며, 볼록부(23)와 플랜지부(13)가 위치하는 일측은 차량의 전방에 가깝게 배치된다. 즉, 배터리 팩이 차량에 장착될 때, 높이 방향(H)은 차체의 높이 방향을 따르고, 제2 방향(L)은 차체의 길이 방향을 따르며, 이는 차량의 주행 방향이기도 하다.

배터리 모듈(4)은 캐비티(2a)에 구비되며, 배터리 팩의 핵심 구성 부품으로서 차량에 전기 에너지를 공급하는 데 사용된다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 배터리 모듈(4)은 6개의 배터리 열(41)을 포함하고, 6개의 배터리 열(41)은 제2 방향(L)을 따라 나란히 배열된다.

구조를 단순화하기 위해, 본 실시예에서 각 배터리 열(41)의 구조는 동일하다. 따라서, 배터리 열(41) 중 하나의 구조에 대해서만 다음에 설명된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 열(41)은 복수의 배터리(411)를 포함하고, 배터리(411)는 상부 커버(411a) 및 상부 커버(411a) 상에 구비된 방폭 밸브(411b)를 포함한다. 배터리(411)에 열 폭주가 발생하면, 방폭 밸브(411b)가 배터리(411) 내부에서 발생하는 가스, 열 및 화염 등과 같은 고온 고압의 유체(통칭하여 발생 가스라고 함)를 내보내, 발생 가스를 배터리(411) 외부로 배출함으로써, 배터리(411) 내부의 압력을 상부 커버(411a)로부터 배출할 수 있다.

배터리 열(41)의 모든 배터리(411)는 동일한 방향으로 나란히 배치된다. 도1 및 도 3에서는 배터리 열(41)의 모든 배터리(411)가 수직으로 배치되고, 그 높이 방향(H)은 수직 방향을 따라 박스 본체(11)의 높이 방향과 일치하고, 상부 커버(411a)는 모두 위를 향한다. 즉, 상부 커버(411a)는 모두 박스 커버(1)를 향하고 박스 본체(11)와 반대 방향을 향한다. 동시에, 배터리 열(41)의 모든 배터리(411)는 제1 방향(W)을 따라 나란히 배열되어 열을 형성한다.

배터리 모듈(4)의 배터리 열(41)의 수는 6개로 제한되지 않는다. 실제로, 배터리 모듈(4)은 하나 또는 적어도 2개의 배터리 열(41)을 포함할 수 있으며, 배터리 열(41)이 2개 이상 포함되는 경우, 배터리 열(41)은 제2 방향(L)을 따라 나란히 배열될 수 있음을 이해해야 한다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 배터리 팩은 복수의 배터리 열(41)을 포함하고, 각 배터리 열(41)의 배터리(411)의 개수는 하나 이상이다. 따라서, 배터리 팩에는 복수의 배터리(411)가 존재하고, 복수의 배터리(411)는 행과 열로 배열되어 복수의 행과 복수의 열을 갖는 배터리 어레이를 형성한다.

복수의 배터리(411)를 배터리 팩에 보다 질서 있게 보관하기 위하여, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 팩은 파티션 구조(3)를 더 포함할 수 있다. 파티션 구조(3)는 캐비티(2a) 내에 구비되고 캐비티(2a)를 적어도 2개의 수용 영역(2b)으로 분할하고, 배터리 팩의 배터리(411)는 서로 다른 수용 영역(2a)에 그룹화되어 배열된다. 이러한 방식으로, 서로 다른 그룹의 배터리(411)가 서로 다른 수용 영역(2b)에 각각 수용되므로, 더욱 질서가 있고, 배치하기에 편리하다. 동시에, 파티션 구조(3)는 서로 다른 그룹의 배터리(411)를 보다 확실하게 제한하기 위해 사용될 수도 있다.

그 중에서, 도 1 및 도 3으로부터 알 수 있듯이, 본 실시예의 파티션 구조(3)는 제1 파티션 부재(31)을 포함하고, 제1 파티션 부재(31)는 제2 방향(L)을 따라 연장되고 캐비티(2a)를 제1 방향(W)을 따라 배열된 서로 다른 수용 영역(2b)으로 분할한다; 또한, 파티션 구조(3)는 제2 파티션 부재(32)를 더 포함하고, 제2 파티션 부재(32)는 제1 방향(W)을 따라 연장되고 제1 파티션 부재(31)와 교차하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 제2 파티션 부재(32)는 제1 파티션 부재(31)에 의해 분할 형성된 수용 영역(2b)을 추가적으로 분할하여, 캐비티(2a)에 더 많은 수용 영역(2b)이 구비되도록 한다. 따라서, 이들 수용 영역(2b)은 제1 방향(W)을 따라 배열된 수용 영역(2b)뿐만 아니라 제2 방향(L)을 따라 배열된 수용 영역(2b)을 동시에 포함한다.

배터리(411)를 그룹화하여 캐비티(2a)에 배열할 때, 서로 다른 배터리 열(41)을 제2 방향(L)을 따라 배열된 다른 수용 영역(2b)에 그룹화하여 수용하여, 서로 다른 그룹의 배터리 열(41)의 분할 저장을 실현할 수 있고, 동일한 배터리 열(41)의 배터리(411)를 제1 방향(W)을 따라 배열된 다른 수용 영역(2b)에 그룹화하여 수용하여 동일한 배터리 열(41)에서 제1 방향(W)을 따라 분할 저장을 실현할 수 있다.

구체적으로 도시된 실시예에서, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 파티션 구조(3)는 1개의 제1 파티션 부재(31) 및 2개의 제2 파티션 부재(32)를 포함하고, 2개의 제2 파티션 부재(32)는 제2 방향(L)을 따라 이격되어 나란히 배치되고, 제1 파티션 부재(31)는 2개의 제1 파티션 부재(31)에 수직하다. 이러한 방식으로, 제1 파티션 부재(31) 및 제2 파티션 부재(32)의 작용 하에 파티션 구조(3)는 캐비티(2a)를 2행 3열의 6개의 수용 영역(2b)으로 분할한다. 제2 방향(L)을 따라 나란히 배열된 6개의 배터리 열(41)은 2개의 제1 파티션 부재(31)에 의해 분할된다. 그 중에서, 배터리 열(41)은 동일한 제1 파티션 부재(31)의 동일한 측면에 쌍으로 위치하며, 그리고 동일한 배터리 열(41)은 제1 방향(W)으로 하나의 제2 파티션 부재(32)에 의해 추가적으로 분할된다. 즉, 제1 파티션 부재(31)는 배터리 열(41)에서 제1 방향(W)을 따라 서로 인접한 2개의 배터리(411) 사이에 위치한다. 이로 인해, 각각의 배터리 열(41)은 제2 파티션 부재(32)에 의해 제1 방향(W)을 따라 배열된 제1 배터리 열(41a) 및 제2 배터리 열(41b)로 추가적으로 분할됨으로써, 동일한 배터리 열(41) 내의 제1 배터리 열(41a) 및 제2 배터리 열(41b)이 서로 다른 수용 영역(2b)에 위치하게 된다.

보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 제1 파티션 부재(31)는 제1 방향(W)을 따라 배터리 열(41)의 중간에 위치하여, 제1 배터리 열(41a) 및 제2 배터리 열(42b)의 배터리(411) 수량이 같게 된다.

제1 파티션 부재(31)와 제2 파티션 부재(32)의 개수 및 제1 파티션 부재(31)의 위치는 도 3에 도시된 것에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 예를 들어, 제1 파티션 부재(31)의 개수는 또한 적어도 2개일 수 있고; 다른 예를 들어, 제2 파티션 부재(31)의 개수는 또한 배터리 열(41)의 그룹의 수에 따라 변할 수 있으며, 일반적으로 배터리 열(41)의 그룹의 수보다 하나 적다. 여기서, 제2 파티션 부재(32)가 2개 이상인 경우, 제2 파티션 부재(32) 각각은 제2 방향(L)을 따라 서로 일정 거리를 두고 나란히 배치되고; 다른 예로, 제1 파티션 부재(31)는 제1 방향(W)을 따라 배터리 열(41)의 중앙에 위치하지 않고, 제1 방향(W)을 따른 일측에 가깝게 배치될 수 있으며, 이 때, 제1 배터리 열(41a) 및 제2 배터리 열(41b)의 배터리(411)의 개수는 더 이상 같지 않다.

여기서, 제1 파티션 부재(31) 및 제2 파티션 부재(32)는 빔 구조로 구성될 수 있다. 도 3에서, 제1 파티션 부재(31)을 가로 빔으로 칭하고, 제2 파티션 부재(32)을 세로 빔으로 칭할 수 있다. 또한, 제1 파티션 부재(31)와 제2 파티션 부재(32)는 모두 박스 본체(2)에 고정 연결된다. 구체적으로, 제1 파티션 부재(31)와 제2 파티션 부재(32)는 모두 박스 본체(2)의 바닥부(21)에 고정 연결된다.

또한, 도 1에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서, 높이 방향(H)을 따라, 제1 파티션 부재(31)의 상면은 배터리(411)의 상부 커버(411a)의 상면과 같은 높이가 아니고, 상부 커버(411a)의 상면보다 낮으며, 이때, 배터리 열(41)과 제1 파티션 부재(31) 사이에는 요홈부(S)가 형성된다. 구체적으로, 요홈부(S)는 제1 배터리 열(41a)의 상부 커버(411a)의 상면, 제2 배터리 열(41b)의 상부 커버(411a)의 상면 및 제1 파티션 부재(31)의 상면 사이에 위치된다. 요홈부(S)에는 각 수용 영역(2b)의 배터리(411)를 전기적으로 연결하기 위한 신호 수집 배선을 수용하여 각 배터리(411)의 온도 또는 전압 신호의 수집 및 전송을 실현한다.

전술한 바와 같이, 배터리(411)의 열폭주가 발생하면, 발생 가스는 상부 커버(411a)의 방폭 밸브(411b)에서 배출된다. 방폭 밸브(411b)에 의해 분출된 발생 가스가 안내되지 않으면, 발생 가스의 흐름 방향 및 확산 범위를 제어할 수 없어, 높이 방향 H, 제1 방향(W) 및 제2 방향(L)으로 흐를 것이다. 그러나 위쪽으로 흐르게 되면 배터리 팩 위쪽의 승객에게 직접적인 영향을 주어 승객의 생명 안전을 위협한다; 제2 방향(L)으로 흐르면, 다른 배터리 열(41)의 고장을 유발할 뿐만 아니라 차량의 전방 아래쪽으로 흐르게 되어 승객의 피해를 더욱 악화시킬 수 있다; 또한, 본 실시예에서는 제1 배터리 열(41a), 제2 배터리 열(41b) 및 제1 파티션 부재(31) 사이에 요홈부(S)가 존재하므로, 발생 가스가 또한 요홈부(S)로 흘러내려가 요홈부(S)의 신호 수집 배선을 태워버리고 심지어 단락과 같은 2차 위험을 유발할 것이다.

따라서 방폭 밸브(411b)에서 분출되는 발생 가스가 배터리 팩과 탑승자의 안전에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여, 본 실시예의 배터리 팩은 보호 부재(43)를 더 포함한다. 보호 부재(43)는 방폭 밸브(411b)에서 방출되는 발생 가스의 방향성이 있는 안내를 위해 사용되며, 방폭 밸브(411b)에 의해 방출된 발생 가스를 더 이상 위, 아래 또는 제2 방향(L)을 따라 배출되지 않고, 주로 제1 방향(W)을 따라 배출되도록 안내하여, 열 폭주의 위험을 감소하고 배터리 팩의 안전 성능을 개선하고, 승객의 안전을 향상시킨다.

보호 부재(43)의 개수는 배터리 열(41)의 개수와 동일하며, 또한 배터리 열(41)과 일대일로 대응하여 배터리 열(41)의 위쪽에 배치된다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 6개의 배터리 열(41)에 대응하여, 보호 부재(43)의 개수도 6개이고, 보호 부재(43)는 각 배터리 열(41)과 일대일로 대응되도록 배치되어, 각 보호 부재(43)를 사용하여 해당 배터리 열(41)의 방폭 밸브(411b)에서 방출된 발생 가스가 제1 방향(W)을 따라 배출되도록 안내한다.

이 실시예에서, 각 보호 부재(43)는 제1 보호부(431) 및 제2 보호부(432)를 포함하는 동일한 구조를 가진다. 제1 보호부(431)는 배터리 열(41)의 모든 방폭 밸브(411b)를 덮고, 또한 제1 보호부(431)와 상부 커버(411a)의 상면 사이에는 통로(P)가 구비되고, 통로(P)은 제1 방향(W)을 따라 기류를 안내하는 역할을 하고 또한 아래쪽을 향하는 개구부(O)가 구비되며, 제2 보호부(432)는 요홈부(S)와 마주하는 개구부(O)의 부분을 폐쇄한다.

제1 보호부(431)는 배터리 열(41)의 발생 가스가 위쪽 또는 제2 방향(L)을 따라 흐르는 것을 방지할 수 있고, 또한, 제2 보호부(432)가 구비됨으로써, 요홈부(S)와 마주하는 통로(P)의 아래쪽을 향하는 개구부(O)의 부분을 폐쇄하여, 방폭 밸브(411b)의 발생 가스가 더 이상 요홈부(S)로 흘러내릴 수 없게 한다. 따라서, 본 실시예의 보호 부재(43)는 발생 가스가 통로(P) 이외의 영역으로 확산되는 것을 방지할 수 있고, 발생 가스가 통로(P)에서 제1 방향(W)을 따라 흐르도록 보다 확실하게 안내하여 배터리 팩의 사용 안전성을 향상시키고, 또한 발생 가스가 탑승자에게 직접적으로 영향을 미치는 것을 방지하여 차량의 안전성을 향상시킨다.

또한, 제2 보호부(432)를 설치하여 요홈부(S)와 마주하는 통로(P)의 아래쪽을 향하는 개구부(O)의 부분을 폐쇄하여 방폭 밸브(411b)의 발생 가스가 요홈부(S)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발생 가스가 요홈부(S)의 신호 수집 배선을 태우거나 다른 영역으로 흐르는 것을 방지할 수 있어 단락 등의 2차 위험 위험을 효과적으로 줄일 수 있다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 보호 부재(431)는 본체판(431a)과 2개의 절곡판(431b)을 포함하고, 본체판(431a)은 제1 방향(W)을 따라 연장되며, 즉, 본체판(431a)은 배터리 열(41)에서 배터리(411)의 배열 방향을 따라 연장된다. 2개의 절곡판(431b)는 제2 방향(L)을 따라 대향되는 본체판(421)의 양단부에 연결되고, 또한 모두 본체판(431a)에 대해 아래쪽으로(즉, 배터리 열(4)에 가까운 방향으로) 절곡된다. 이를 바탕으로, 2개의 절곡판(431b)은 본체판(431a)를 배터리 열(4)의 위쪽에 지지하고, 본체판(431a), 2개의 절곡판(431b) 및 배터리 열(41)의 상부 커버(411a) 상면 사이에는 제1 방향(W)을 따라 연장되는 통로(P)가 형성된다. 통로(P)의 상부와 제2 방향(L)을 따른 양단부가 폐쇄되고, 또한 통로(P)의 하부에는 아래로 향하는 개구부(O)가 있지만, 개구부(O)의 대부분도 배터리 열(41)의 상부 커버(411a)의 상면에 의해 폐쇄되고, 제1 방향(W)을 따른 양단부와 요홈부(S)와 마주하는 개구부(O)의 부분만이 개방된다.

한편, 제2 보호부(432)는 베이스판(432a)을 포함하고, 베이스판(432a)은 요홈부(S)와 마주하는 개구부(O)의 부분을 폐쇄한다. 이와 같이, 요홈부(S)와 마주하는 개구부(O)의 부분이 더 이상 열리지 않으므로, 방폭 밸브(411b)의 발생 가스가 더 이상 요홈부(S)로 유입되어 요홈부(S) 내에 수용된 신호 수집 배선을 손상시키거나 다른 영역으로 흐를 수가 없어, 단락 등과 같은 2차 위험을 효과적으로 피할 수 있다. 또한, 제1 보호부(431)의 본체판(431a)과 절곡판(431b)이 통로(P)의 상부와 제2방향(L)을 따른 양측을 막는 역할을 하므로, 통로(P)는 제1 방향(W)을 따른 양단부만 개방된다. 따라서, 제1 보호부(431)와 제2 보호부(432)의 복합 작용에 의해, 배터리(411)의 방폭 밸브(411b)에서 배출된 가스는 위쪽 또는 제2 방향(L)으로 유출될 수 없을 뿐만 아니라 요홈부(S)로 유입될 수 없고, 단지 제1 방향(W)으로만 흐를 수 있다. 차체에 장착 시, 제1 방향(W)은 차량의 전면 또는 승객이 있는 위쪽 방향이 아닌 차체의 폭 방향을 따르므로, 발생 가스가 차체의 폭 방향으로 배출되도록 유도함으로써, 발생된 가스를 안전하게 배출할 수 있음과 동시에 발생 가스가 승객의 안전에 미치는 위협을 줄일 수 있다.

베이스판(432a)의 고정을 실현하기 위해, 베이스판(432a)은 제1 보호부(431)에 직접 연결될 수 있고, 예를 들어, 베이스판(432a)는 2개의 절곡판(431a)과 직접 연결될 수 있다; 또는, 제2 보호부(432)는 연장판(432b)을 더 포함할 수 있으며, 연장판(432b)은 베이스판(432a)으로부터 위로 연장되어 제1 보호부(431)와 연결되므로, 베이스판(432a)는 연장판(432b)를 통해 제1 보호부(431)와 연결될 수 있다. 그 중 하나의 방식으로서, 제2 보호부(432)는 2개의 연장판(432b)을 포함할 수 있다. 2개의 연장판(432b)은 제2 방향(L)을 따라 베이스판(432a)의 양단부에 각각 연결되고 또한 모두 베이스판(432a)에 대해 위로 절곡되고, 또한 2개의 연장판(432b)은 모두 제1 보호부(431)에 연결된다. 예를 들어, 2개의 연장판(432a)은 각각 제1 보호부(431)의 2개의 절곡판(431b)에 연결되어 베이스판(432a)에 보다 안정적으로 고정될 수 있다.

구체적으로 도 4에서는, 2개의 연장판(432b)이 통로(P)에 위치하고 대응하는 절곡판(431b)에 각각 연결되어 베이스판(432a)이 2개의 연장판(432b)과 2개의 절곡판(431b)의 내측의 판면을 통해 연결될 수 있게 하며; 또는, 2개의 연장판(432b) 중 적어도 하나는 통로(P)의 외부에 위치할 수도 있다.

여기서, 본체판(421) 및 절곡판(422)는 평판, 곡면판 또는 특수 형상판 등과 같은 다양한 판체 구조일 수 있으며, 제1 보호부(431)의 단면(즉, 1 방향(W)에 수직인 단면)은 역 U자형 또는 M자형 등일 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 제1 보호부(431)의 단면은 역U자형으로 도시되어 있는데, 다른 형상에 비해, 제1 보호부(42)의 구조가 단순하고 가공이 용이하다.

베이스판(432a) 및 연장판(432b)도 평판, 곡면판 또는 특수 형상판 등과 같은 다양한 판체 구조일 수 있으며, 제2 보호부(432)의 단면(즉, 1 방향(W)에 수직인 단면)은 정 U자형 또는 M자형 등일 수 있다. 예를 들어, 도 4에서, 제2 보호부(432)의 단면은 정U자형으로 도시되어 있는데, 다른 형상에 비해, 제2 보호부(432)의 구조가 단순하고 가공이 용이하다. 또한 역 U자형 제1 보호부(431)와 연결하는 것이 더 편리하여 제2 보호부(432)의 보다 안정적인 고정을 실현하고, 또한, 요홈부(S)에 마주하는 개구부(O)의 부분을 더 단단히 밀폐하는 것이 유리하다.

보호 부재(43)를 편리하게 제한하기 위하여, 보호 부재(43)는 박스 커버(1)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 본체판(431a)을 통해 상판(11)에 용접하여 보호 부재(43)의 설치 및 고정을 실현할 수 있으므로, 보호 부재(43)가 배터리 열(41)의 모든 방폭 밸브(411b)를 보다 확실하게 덮을 수 있다. M자형 단면 등을 갖는 다른 형상의 보호 부재(43)와 비교하여 역 U자형 단면을 갖는 보호 부재(43)는 본체판(431a)과 상판(11)의 면적이 넓어 더욱 밀착되게 접촉될 수 있어, 상판(11)과의 보다 강한 용접을 구현하는데 편리하다.

이상에서 알 수 있듯이, 제1 보호부(431)를 기준으로 제2 보호부(432)를 배치함으로써, 배터리(411)에서 흘러나온 발생 가스가 통로(P)로 유입될 때 통로(P) 이외의 영역으로 확산되는 것을 방지하여, 제1 보호부(431)와 제2 보호부(432)의 협력 하에, 발생 가스가 제1 방향(W)을 따라 제1 방향(W)을 따른 수용 박스의 양단부로 원활하게 흐를 수 있도록 하고, 또한 제1방향(W)을 따른 수용 박스의 양단부로 배출되어 보호 부재(43)의 방향성이 있는 가스 안내 기능을 보다 충분히 발휘할 수 있고, 열확산 방지 기능을 보다 효과적으로 달성할 수 있다.

발생 가스를 수용 박스 외부로 더욱 원활하게 배출하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 제1 방향(W)을 따라 서로 대향하는 박스 커버(1)의 2개의 측면판(12) 중 적어도 하나에는 방폭 배기 구조(121)가 구비되며, 방폭 배기 구조(121)는 통로(P)와 연통되어 통로(P)의 유체를 배터리 팩의 외부로 배출하는 데 사용된다. 그 중에서, 방폭 배기 구조(121)는 방폭 밸브를 포함할 수 있으며, 예를 들어 측면판(12)에 설치홀이 구비되고, 방폭 밸브는 설치홀에 설치되며; 또는, 방폭 배기 구조(121)는 취약부를 포함할 수 있고, 취약부는 측면판(12)의 일부이고 취약부의 강도는 측면판(12)의 다른 부분의 강도보다 낮을 수 있다. 취약부는 예를 들어 측면판(12) 상의 홈 또는 노치일 수 있다.

제1 방향(W)에 위치하는 측면판(12)에 방폭 배기 구조(121)를 설치함으로써 통로(P)에 의해 안내되는 가스를 방폭 배기 구조(121)를 통해 용이하게 배출할 수 있어, 배출 원활성이 더 좋고, 또한 방폭 배기 구조(121)는 발생 가스의 배출을 조절하는데 일정한 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 발생 가스가 설정된 압력에 도달해야 배출되도록 제어할 수 있어 배터리 팩의 사용 안전성을 더욱 향상시키는 데 유리하다.

요약하면, 본 출원에서, 보호 부재(43)는 보다 효과적인 방향성이 있는 가스 안내 역할을 하여, 발생 가스가 원하는 제1 방향(W)을 따라 측면판(12) 상의 방폭 배기 구조(13)로 방향성이 있는 배출이 되도록 보다 확실하게 안내할 수 있고, 배터리(411) 열폭주 시 내부에 생성된 고온 고압을 적시에 방출하여 발생 가스가 원하지 않는 영역으로 확산되는 것을 방지하고, 열폭주의 위험을 감소하고, 배터리 팩의 사용 안전성을 향상하고, 배터리 팩이 적용된 차량에서 탑승자의 안전 위험 줄일 수 있다.

위의 설명은 본 출원의 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니며, 본 출원의 사상 및 원칙 내에서 이루어진 모든 수정, 균등 교체, 개량 등은 본 출원의 보호 범위에 포함되어야 한다.

1-박스 커버, 11-상판, 12-측면판, 121-방폭 배기 구조, 13-플랜지부;
2-박스 본체, 2a-캐비티, 2b-수용 영역, 21-바닥부, 22측면부, 23-볼록부;
3-파티션 구조, 3-제1 파티션 부재, 32-제2 파티션 부재;
4-배터리 모듈, 41-배터리 열, 41a-제1 배터리 열, 41b-제2 배터리 열, 411-배터리, 411a-상부 커버, 411b-방폭 밸브, 43-보호 부재, 431-제1 보호부, 431a-본체판, 431b-절곡판, 432-제2 보호부, 432a-베이스판, 432b-연장판;
P-통로, O-개구부, S-요홈부, H-높이 방향, W-제1 방향, L-제2 방향.

Claims

박스 본체(2), 파티션 구조(3), 배터리 열(41) 및 보호 부재(43)를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
상기 박스 본체(2)의 내부에는 캐비티(2a)가 구비되며;
상기 파티션 구조(3)는 상기 캐비티(2a) 내에 구비되어 상기 캐비티(2a)를 적어도 2개의 수용 영역(2b)을 포함하도록 분할하고, 또한 상기 파티션 구조(3)는 제1 파티션 부재(31)를 포함하며;
상기 배터리 열(41)은 상기 수용 영역(2b) 내에 구비되고, 상기 배터리 열(41)은 제1 방향(W)을 따라 나란히 배열된 복수의 배터리(411)를 포함하고, 상기 배터리(411)의 상부 커버(411a)에는 방폭 밸브(411b)가 구비되고, 상기 제1 파티션 부재(31)는 상기 배터리 열(41)에서 상기 제1 방향(W)에 따라 서로 인접한 2개의 배터리(411) 사이에 위치하고, 또한 높이 방향(H)을 따라 제1 파티션 부재(31)의 상면은 상기 상부 커버(411a)의 상면보다 낮고, 상기 배터리 열(41)과 상기 제1 파티션 부재(31) 사이에는 요홈부(S)가 형성되고, 상기 제1 방향(W)은 상기 높이 방향(H)에 수직이며; 및
상기 보호 부재(43)는 제1 보호부(431) 및 제2 보호부(432)를 포함하고, 상기 제1 보호부(431)는 상기 배터리 열(41)의 모든 방폭 밸브(411b)를 덮고 또한 상기 상부 커버(411 a)의 상면과의 사이에 통로(P)를 구비하며, 상기 통로(P)는 상기 제1 방향(W)을 따라 유체 흐름을 안내하고 또한 아래쪽을 향하는 개구부(O)를 구비하고, 또한 상기 제2 보호부(432)는 상기 요홈부(S)와 마주하는 상기 개구부(O)의 부분을 폐쇄하는, 배터리 팩.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 보호부(431)는 본체판(431a)과 2개의 절곡판(431b)을 포함하고, 상기 2개의 절곡판(431b)은 제2 방향(L)을 따라 대향하는 본체판(431a)의 양단부에 각각 연결되고, 또한 모두 상기 본체판(431a)에 대하여 아래로 절곡되며, 상기 통로(P)는 상기 본체판(431a), 상기 2개의 절곡판(431b) 및 상기 상부 커버(411a)의 상면 사이에 위치하고, 상기 제2 방향(L)은 상기 제1 방향(W) 및 상기 높이 방향(H)에 수직인, 배터리 팩.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 보호부(431)의 단면은 역U자형인, 배터리 팩.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 보호부(432)는 베이스판(432a)를 포함하고, 상기 베이스판(432a)는 상기 요홈부(S)와 마주하는 상기 개구부(O)의 부분을 폐쇄하는, 배터리 팩.
청구항 4에 있어서,
상기 제2 보호부(432)는 연장판(432b)을 더 포함하고, 상기 연장판(432b)은 상기 베이스판(432a)으로부터 위로 연장되어 상기 제1 보호부(431)와 연결되는, 배터리 팩.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 보호부(432)는 2개의 연장판(432b)을 포함하고, 상기 2개의 연장판(432b)은 제2 방향(L)을 따라 대향하는 상기 베이스판(432a)의 양단부에 각각 연결되고, 또한 모두 상기 베이스판(432a)에 대해 위로 절곡되며, 또한 상기 2개의 연장판(432b)은 모두 제1 보호부(431)와 연결되고, 상기 제2 방향(L)은 상기 제1 방향(W) 및 상기 높이 방향(H)에 수직인, 배터리 팩.
청구항 6에 있어서,
상기 2개의 연장판(432b)은 상기 제1 보호부(431)의 2개의 절곡판(431b)에 각각 연결되는, 배터리 팩.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 보호부(432)의 단면은 정 U자형인, 배터리 팩.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리 팩은 박스 커버(1)를 더 포함하고, 상기 박스 커버(1)는 상기 박스 본체(2)의 상부에 덮이고, 또한 상기 제1 방향(W)을 따라 서로 대향하는 상기 박스 커버(1)의 2개의 측면판(12) 중 적어도 하나에는 방폭 배기 구조(121)가 구비되고, 상기 방폭 배기 구조(121)는 상기 통로(P)와 연통되어 상기 통로(P)에서 흘러나온 유체를 상기 배터리 팩의 외부로 배출시키는 역할을 하는, 배터리 팩.
청구항 9에 있어서,
상기 방폭 배기 구조(121)는 방폭 밸브 또는 취약부를 포함하고,
상기 취약부는 상기 측면판(12)의 일부이고 또한 상기 취약부의 강도는 상기 측면판(12)의 다른 부분보다 낮은, 배터리 팩.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리 팩은 박스 커버(1)를 더 포함하고, 상기 박스 커버(1)는 상기 박스 본체(2)의 상부에 덮이고, 또한 상기 제1 보호부(431)는 상기 박스 커버(1)와 연결되는, 배터리 팩.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파티션 구조(3)는 제2 파티션 부재(32)를 더 포함하고, 상기 제2 파티션 부재(32)는 상기 제1 파티션 부재(31)와 교차하도록 구비되고, 또한 상기 제2 파티션 부재(32)와 상기 제1 파티션 부재(31)는 함께 상기 캐비티(2a)를 상기 적어도 2개의 수용 영역(2b)으로 분할하는, 배터리 팩.
차량에 동력을 제공하는 동력원; 및
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 배터리 팩을 포함하며, 상기 배터리 팩은 상기 동력원에 전력을 제공하는, 차량.