KR20130120261A - 전지팩 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 전지팩 어셈블리는 전지셀이 포함된 적어도 하나 이상의 단위모듈이 포함된 전지모듈, 상기 전지모듈을 수용하는 팩케이스 및 상기 팩케이스의 일측면에 형성되고, 상기 전지모듈로부터 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스배출덕트;를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 전지셀에서 발생될 수 있는 내부가스가 외부로 효과적으로 배출되기 위한 별도의 가스배출덕트를 형성함으로써, 전지셀이 포함된 전지모듈의 작동 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전지팩 어셈블리{Battery Pack Assembly}
본 발명은 전지팩 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 컴퓨터와 같은 휴대형 전자기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라 그 구동 전원으로 사용되는 이차전지에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈-카드늄 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지, 리튬이차전지 등이 사용되고 있다. 이들 중, 리튬 이차전지는 소형 및 대형화가 가능하며, 작동전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 이점 때문에 많은 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히, 최근에는 대한민국 공개특허공보 제2005-0069075호에서와 같이, 충방전이 가능한 이차전지가 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린차량, 디젤차량 등의 대기오염등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV)등의 동력원으로서도 주목받고 있다. 소형 모바일 기기들과는 달리, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성에 따라 다수의 전지셀을 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
종래에는 이러한 이차전지를 사용하는 분야에서, 전지모듈이 고온의 환경에 노출되거나 또는 오작동 등에 의해 전지셀에서 내부 단락이 발생하면, 이로 인해 유해한 가스가 발생되는 문제점이 있었다. 일반적으로 이러한 내부에서 발생되는 가스는 일산화탄소 등과 같이 인체에 유해한 성분을 함유하고 있어, 전지셀의 냉각을 위한 냉매 또는 장착된 차량 내부로 유입되는 경우에는 치명적인 결함 및 안전성에 문제가 발생될 수 있었다. 또한, 이로인해 차량 등에 사용되는 전지모듈의 효과적인 냉각에도 영향을 줌에 따라, 이차전지의 효율을 떨어뜨리고, 수명이 단축되는 등 이차전지를 포함하고 있는 작동 모듈의 성능 및 신뢰성에도 큰 영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 전지모듈을 포함하는 전지팩 어셈블리를 통해 전지모듈의 효율적인 냉각 및 전지모듈의 전지셀에서 발생될 수 있는 유해가스를 효과적으로 외부로 배출하기 위한 전지팩 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전지팩 어셈블리는 전지셀이 포함된 적어도 하나 이상의 단위모듈이 포함된 전지모듈, 상기 전지모듈을 수용하는 팩케이스; 및 상기 팩케이스의 일측면에 형성되고, 상기 전지모듈로부터 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스배출덕트;를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 팩케이스의 일측면으로부터 냉매가 유입되는 흡입덕트; 및 상기 유입된 냉매가 상기 전지모듈을 통과하여 외부로 배출되기 위한 배출덕트;를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 배출덕트와 상기 가스배출덕트는 상기 팩케이스 일측면 상부 또는 하부에 각각 배치될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 흡입덕트와 상기 배출덕트는 상기 단위모듈의 적층방향에 수직한 방향으로, 상기 팩케이스의 상호 반대측면에 형성될 수 있다 .
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 전지모듈을 포함한 상기 팩케이스는 제1 밀폐부와 제2 밀폐부로 구획되고, 상기 제1 밀폐부는 상기 가스배출덕트를 통해 외부로 개방되고, 상기 제2 밀폐부는 상기 흡입덕트 및 배출덕트에 의해 냉매가 유동하도록 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 제1 밀폐부와 제2 밀폐부는 상기 단위모듈이 측면 방향으로 적어도 하나 이상이 적층되고, 상기 단위모듈이 접하는 각 측면 사이에 형성되는 제1 실링부재; 및 상기 제1 실링부재의 길이방향 양 끝단부에 대응되도록 상기 적층된 단위모듈의 양 끝단부에 결합되는 제2 실링부재;로 구획될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 단위모듈은 상기 전지셀이 셀커버로 감싸도록 형성되며, 상기 전지셀로부터 발생되는 가스가 상기 제1 밀폐부로 포집되어 상기 가스배출덕트로 배출될 수 있도록 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 전지모듈은 적어도 하나 이상의 상기 단위모듈이 측면방향으로 순차적으로 적층되며, 상기 단위모듈이 적층되어 결합되는 각 면사이에 상기 냉매가 유동할 수 있는 냉매유로가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 단위모듈은 상기 단위모듈이 적층되는 측면에 길이방향으로 연속되도록 돌출되어 형성되는 결합돌기가 상기 단위모듈 측면 단방향으로 적어도 하나 이상 평행하게 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 전지셀은 리튬이차전지를 사용할 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 리튬이차전지는 파우치형 전지 또는 각형 전지로 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 팩케이스는 상기 전지모듈의 하부를 감싸도록 형성되는 하부케이스, 상기 하부케이스의 상단에 결합되어, 상기 전지모듈 하부를 감싸는 상부케이스;로 형성되며, 상기 제2 실링부재는 상기 하부케이스 상면에 결합되고, 상기 전지모듈에 측면방향으로 적층된 단위모듈의 길이방향 양 끝단부에 상기 제1 실링부재와 대응되도록 결합될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 제1 실링부재 및 제2 실링부재는 탄성부재로 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 전지팩 어셈블리로서, 상기 전지모듈은 적어도 하나 이상의 상기 단위모듈이 측면방향으로 배열, 결합되어 형성될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 전지셀이 포함된 전지모듈을 효과적으로 냉각할 수 있는 독립적인 냉매 유로를 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전지셀에서 발생될 수 있는 내부가스가 외부로 효과적으로 배출되기 위한 별도의 가스배출덕트를 형성함으로써, 전지셀이 포함된 전지모듈의 작동 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 전지셀을 포함한 전지모듈의 냉각을 위한 흡입 및 배출덕트와 전지셀로부터 발생될 수 있는 내부가스를 외부로 배출하는 가스배출덕트를 각각 독립적으로 결합 형성함으로써, 전지셀로부터 발생될 수 있는 내부가스가 냉매에 혼합되는 것을 방지하여 효과적인 전지셀의 냉각을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전지셀의 냉각 및 전지셀로부터 배출될 수 있는 내부가스의 외부배출을 별도 공간에서 수행하게 됨에 따라, 보다 신뢰성 있는 전지모듈을 포함한 디바이스의 작동성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전지셀을 포함한 단위모듈이 적층되어 결합되는 각 대응 측면에 결합된 제1 실링부재와, 적층된 단위모듈의 양 끝단부에 결합되는 제2 실링부재를 통해, 전지셀의 냉각을 위한 냉매 유로와 가스배출을 위한 가스배출덕트의 공간을 효과적으로 구획, 밀폐할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전지모듈을 포함한 팩케이스의 내부를 제1 밀폐부와 제2 밀폐부로 구획하고, 각 밀폐부를 통해 내부가스의 배출 및 전지모듈의 냉각을 위한 냉매유로를 각각 개별적으로 형성함으로써 보다 효과적인 전지팩 어셈블리 작동의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩 어셈블리의 개략적인 모식도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단위모듈의 적층, 배열된 사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위모듈의 사시도;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적층된 단위모듈의 단면도;
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈의 분해 사시도;
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈의 평면도; 및
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩 어셈블리의 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일측", "타측", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩 어셈블리의 개략적인 모식도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단위모듈의 적층, 배열된 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위모듈의 사시도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적층된 단위모듈의 단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈의 분해 사시도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈의 평면도 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩 어셈블리의 사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전지팩 어셈블리(100)는 전지셀(11a)이 포함된 적어도 하나 이상의 단위모듈(11)이 포함된 전지모듈(10), 상기 전지모듈(10)을 수용하는 팩케이스(30); 및 상기 팩케이스(30)의 일측면에 형성되고, 상기 전지모듈(10)로부터 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스배출덕트(70);를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전지팩 어셈블리(100)의 전지모듈(10)을 구성하는 전지셀(11a)들은 충방전이 가능한 이차전지로서 리튬이차전지 또는 니켈-수소 이차전지를 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며, 충방전이 가능한 이차전지라면 당업자에 다양한 종류의 이차전지를 선택 적용할 수 있음은 자명하다. 예를 들어,니켈-수소 이차전지는 양극에 니켈, 음극에 수소흡장합금, 전해질로 알카리 수용액을 사용한 이차전지로서 단위부피당 용량이 크므로 전기자동차(EV)나 하이브리드자동차(HEV) 등의 에너지원으로 사용하기 적합할 수 있다. 또한, 리튬이차전지는 구체적으로 양극 활물질을 LiCoO2 등의 금속 산화물과 음극활물질로 탄소 재료 등을 사용하여, 음극과 양극 사이에 다공성 고분자 분리막을 위치시키고, LiPF6 등의 리튬염을 함유한 비수성 전해액을 넣어서 제조할 수 있다. 충전시에 양극 활물질의 리튬 이온이 방출되어 음극의 탄소 층으로 삽입되고, 방전시에는 탄소 층의 리튬이온이 방출되어 양극 활물질로 삽입되며, 비수성 전해액은 음극과 양극 사이에서 리튬 이온이 이동하는 매질의 역할을 한다. 리튬이차전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존특성이 우수하므로 전기자동차(EV)나 하이브리드자동차(HEV)의 에너지원 뿐만 아니라 다양한 전자제에 적용, 사용될 수 있다.
또한, 리튬이차전지는 전극조립체와 전극조립체를 감싸서 밀봉하는 파우치케이스를 포함하는 파우치형 전지 또는 각형 전지 등으로 형성될 수 있다. 특히, 파우치형 케이스는 알루미늄 박판과 같은 금속질 박판에 그 표면을 절연처리하여 사용될 수 있으며, 절연처리는 폴리머수지인 변성 폴리프로필렌, 예를 들어, CPP(Casted Polypropylene)가 열융착층을 이루며 도포되어 있고, 그 외측면에 나일론이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 수지재가 형성될 수 있다. 본 구조는 리튬이차전지의 일실시예로서 설명된 것이며, 본 발명에서 이러한 구조는 전지의 형태 및 종류에 따라 당업자에 의해 적절히 변경하여 선택, 적용될 수 있음은 물론이다.
전지셀(11a)은 적어도 하나 이상이 적층되어 전지모듈(10)을 이루는 것으로, 전지모듈(10)의 콤팩트화를 이루기 위해 얇은 두께와 넓은 폭 및 길이를 가진 이차전지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되고, 전극단자가 돌출되어 있는 구조로 형성될 수 있으며, 특히, 알루미늄 라이네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장된 구조로 형성될 수 있다.
단위모듈(11)은 적어도 하나 이상의 전지셀(11a)들이 전기적으로 연결되는 최소단위의 전지모듈(10)로 형성될 수 있다. 적어도 둘 이상의 전극단자들이 직렬로 상호 연결되고, 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층되는 구조로 형성될 수 있으며, 전지셀(11a)의 외면을 감싸는 알루미늄 등의 강성있는 재질로 형성된 셀커버(11b)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전지셀(11a)로부터 전기적 연결을 위해 형성된 두 개의 전극탭(12a, 12b)은 보호회로(미도시)에 전기적으로 연결됨으로서 본 발명의 전지팩 어셈블리가 작동할 수 있도록 한다.
전지모듈(10)은 적어도 하나 이상의 단위모듈(11)이 적층되어 형성되는 단위의 전지셀(11a) 조립체를 의미하며, 본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 단위모듈(11)이 측면 방향으로 적층 연결됨으로써 하나의 전지모듈(10)을 형성하는 것으로 도시 및 설명하였으나, 그 전지모듈(10)을 이루는 단위모듈(11)이 포함하고 있는 전지셀(11a)의 형태 및 종류에 따라 그 적층 형태 및 구조는 변형될 수 있음은 물론이다.
팩케이스(30)는 전지모듈(10)을 수용하는 것으로, 후술하는 실링부재(20)에 의해 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)로 구획될 수 있다. 픽케이스는 전지모듈(10)을 수용하도록 일체로 형성될 수 있으며, 상부케이스(31)와 하부케이스(32)로 제작되어 결합될 수 있다. 본 발명에서는 후술하는 가스배출덕트(70)를 전지모듈(10)로부터 개별적으로 결합, 적용하기 위해 실링부재(20)가 결합되는 지점을 중심으로 상부케이스(31)와 하부케이스(32)가 결합되는 형태로 형성될 수 있다.
가스배출덕트(70)는 팩케이스(30)의 일측면에 형성되고, 전지모듈(10)을 구성하는 전지셀(11a)의 상단부에서 발생될 수 있는 유해가스가 전지모듈(10)이 장착된 차량이나, 기타 전자제품 등의 디바이스 내부(200)로 유입되어 작동의 신뢰성을 떨어뜨리는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 가스배출덕트(70)는 전지모듈(10)로부터 발생될 수 있는 내부 유해가스를 팩케이스(30) 외부(300)로 배출될 수 있도록 팩케이스(30) 외측면에 결합될 수 있다. 예를 들어, 전지셀(11a)이 외부영향으로 손상되거나, 자체결함으로 인해 유해가스가 발생되는 경우에 전지모듈(10)로부터 독립적인 배출공간을 형성하여 내부 가스를 외부(300)로 배출함으로써 전지팩 어셈블리(100) 자체의 신뢰성을 보다 더 높일 수 있는 이점이 있다.
전지팩 어셈블리(100)는 전지모듈(10)의 냉각을 위해, 팩케이스(30)의 일측면으로부터 냉매가 유입되는 흡입덕트(61) 및 유입된 냉매가 전지모듈(10)을 통과하여 외부(300)로 배출되기 위한 배출덕트(62)를 더 포함할 수 있다.
고출력 대용량 이차전지는 특히 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시키므로 충방전 과정에서 발생한 단위전지의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 단위전지의 열화를 초래한다. 특히, 차량 등에 적용되기 위해서는 이러한 전지모듈(10)의 냉각이 필수적이라고 할 수 있다. 흡입덕트(61)는 냉매를 흡입하여 전지모듈(10)이 수용된 팩케이스(30) 내부로 유동시키기 위한 것이며, 배출덕트(62)는 전지모듈(10)을 통과한 냉매가 외부(300)로 배출되기 위한 것이다.
특히, 배출덕트(62)는, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 그 배치를 전지팩 어셈블리(100)의 효과적인 배치를 위해 상기 가스배출덕트(70)와 동일 측면에 상하부로 배치함으로써, 전지팩 어셈블리(100)의 구조적인 효율성을 추구할 수 있다. 흡입덕트(61)와 배출덕트(62)는 전지모듈(10)을 수용한 팩케이스(30)의 일측면과 타측면에 상호 반대되는 측면으로 결합될 수 있다. 흡입덕트(61)를 통과한 냉매가 배출덕트(62)로 배출되는 과정에서 전지모듈(10)내의 전지셀(11a)의 효과적인 냉각을 위해서, 전지셀(11a)을 포함한 단위모듈(11)이 측면방향의 적층방향에 수직한 방향으로 냉매가 유동하도록 흡입덕트(61) 및 배출덕트(62)의 위치를 선택, 조정할 수 있다. 냉매가 적층된 단위모듈(11) 사이를 통과하면서 효과적으로 전지모듈(10)을 냉각시키기 위해, 단위모듈(11)이 적층되는 적층면 사이에 냉매유로를 더 형성시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단위모듈(11)이 적층될 때, 단위모듈(11)의 셀커버(11b) 외측면에 각각 마주보는 결합돌기(11c)를 형성함으로써, 냉매유로를 형성할 수 있다. 냉매가 단위모듈(11)이 적층된 전지모듈(10) 사이의 냉매유로를 통과함으로써, 효과적으로 전지모듈(10)을 냉각시킬 수 있다. 결합돌기(11c)는 도 2에 도시된 바와 같이, 단위모듈(11)이 적층되는 측면상의 길이방향으로 연속되도록 형성될 수 있고, 단위모듈(11) 측면의 단방향으로 평행하게 적어도 하나 이상 배치될 수 있다. 냉매유로를 형성하기 위해서는 적어도 둘 이상의 결합돌기(11c)가 형성되어야 할 것이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 단위모듈(11)이 전지셀(11a)을 포함한 셀커버(11b)로 형성될 수 있으므로, 결합돌기(11c)는 셀커버(11b) 외측면에 형성될 수 있다.
흡입덕트(61)와 배출덕트(62)를 통해 유동하는 냉매가 상기에서 설명한 전지모듈(10)로부터 발생된 내부가스와 혼합된다면 냉각의 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 유해가스가 전지모듈(10) 내부에서 순환하게 됨으로써 전지팩 어셈블리(100)의 성능 및 신뢰성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 전지모듈(10)을 수용하는 팩케이스(30) 내부를 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)로 구획하고, 이에 대응되도록 팩케이스(30)를 상부케이스(31) 및 하부케이스(32)로 별도 결합할 수 있다. 또한, 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)의 구획을 위한 실링부재(20)가 전지모듈(10)과 결합될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
전지모듈(10)을 포함한 팩케이스(30)는 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)로 구획될 수 있다. 이는 제1 밀폐부(40)에서는 전지모듈(10) 상단에 발생될 수 있는 내부 유해가스가 포집되어 가스배출덕트(70)를 이용해 외부(300)로 배출될 수 있으며, 제2 밀폐부(50)에서는 적층된 단위모듈(11)사이로 냉매가 통과하면서 전지모듈(10)을 냉각할 수 있다. 전지모듈(10)의 냉각 및 발생되는 내부 유해가스의 배출을 이원화 구조로 형성함으로써, 보다 신뢰성 높고 효과적인 전지모듈(10)의 작동을 확보할 수 있는 것이다.
팩케이스(30) 내부에 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)를 각각 구성하기 위해서, 전지모듈(10)에는 실링부재(20)가 결합될 수 있다. 특히, 실링부재(20)는 제1 실링부재(21)와 제2 실링부재(22)를 포함하여 형성될 수 있다.
제1 실링부재(21)는 단위모듈(11)이 측면방향으로 적층되어 결합되는 각 단위모듈(11)의 결합면 사이에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 측명방향으로 적층된 단위모듈(11)의 외측면상에 길이방향으로 형성될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실링부재(21)가 단위모듈(11)이 적층되어 배열되는 결합면 사이에 형성됨으로써, 단위모듈(11)이 적층되는 각 측면 사이의 공간을 상부 및 하부로 분리 밀폐시킬 수 있다. 특히, 도 4에서 도시된 것과 같이, 전지셀(11a)을 포함하고 있는 셀커버(11b)의 외측에 형성된 결합돌기(11c)가 서로 인접하여 마주보며 접한 지점에 제1 실링부재(21)를 결합함으로써 보다 효과적으로 단위모듈(11) 사이의 결합측면 공간을 분리 밀폐시킬 수 있다.
제2 실링부재(22)는 제1 실링부재(21)의 길이방향 양 끝단부에 대응되도록 단위모듈(11)의 양 끝단부에 결합될 수 있다. 제1 실링부재(21)가, 도 2에서와 같이, 단위모듈(11)이 결합되는 측면 결합면을 상하부로 구획하여 밀폐한다면, 제2 실링부재(22)는 단위모듈(11)이 적층된 일측과 타측의 양 끝단부에 결합됨으로써, 팩케이스(30) 내부공간이 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)로 구획될 수 있도록 할 수 있다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 실링부재(22)는 전지모듈(10)의 하부를 감싸도록 형성되는 하부케이스(32)의 상단면에 결합될 수 있다. 제2 실링부재(22)는 단위모듈(11)이 적층되는 양 끝단의 공간에 대응되는 오목부(22a)와 볼록부(22b)를 교대로 연속하여 배열되도록 제작할 수 있다. 그러므로 제2 실링부재(22)는 적어도 하나 이상의 단위모듈(11)이 적층되어 형성된 양 끝단부의 형상에 대응되도록 설계하는 것이 바람직할 것이다. 제2 실링부재(22)는 하부케이스(32) 상단면에 결합되고, 제2 실링부재(22) 상부방향에서 하부케이스(32)에 대응되도록 상부케이스(31)를 결합함으로써 팩케이스(30) 내부를 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)로 완전히 구획할 수 있다. 제2 실링부재(22)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 실링부재(21)와 적어도 맞닿도록 결합됨으로써, 팩케이스(30) 내부를 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)로 구획할 수 있으며, 제2 실링부재(22)가 제1 실링부재(21)와 중첩되도록 상부에서 결합될 수 있음은 물론이다.
상부케이스(31)와 하부케이스(32)는 각각 가스배출덕트(70)와 흡입덕트(61) 및 배출덕트(62)가 결합되어 내부가스가 배출되거나, 냉매가 흡입 및 배출되기 위한 상부순환홀(31a) 및 하부순환홀(32a)이 대응부위에 각각 형성될 수 있다.
상기와 같이, 제1 실링부재(21)와 제2 실링부재(22)를 통해, 팩케이스(30) 내부가 상부 및 하부의 각 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)로 구획될 수 있다. 제1 밀폐부(40)와 제2 밀폐부(50)가 각각의 공간으로 구획됨으로써, 전지모듈(10)의 냉각과 전지모듈(10)로부터 발생되는 내부가스의 배출을 개별적으로 수행할 수 있어 냉매와 내부가스가 함께 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 전지팩의 작동을 저해할 수 있는 장애요소를 효과적으로 제거할 수 있다.
실링부재(20)를 이루는 제1 실링부재(21)와 제2 실링부재(22)는 탄성부재로 형성될 수 있으나, 그 재질이 여기에 한정되는 것은 아니며, 밀폐를 위한 수지재나 기타 다양한 재질의 선택, 적용이 가능할 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전지팩 어셈블리는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 전지팩 어셈블리 200: 내부
300: 외부 10: 전지모듈
11: 단위모듈 11a: 전지셀
11b: 셀커버 11c: 결합돌기
12a. 12b: 전극탭 20: 실링부재
21: 제1 실링부재 22: 제2 실링부재
22a: 오목부 22b: 볼록부
30: 팩케이스 31: 상부케이스
31a: 상부순환홀 32: 하부케이스
32a: 하부순환홀 40: 제1 밀폐부
50: 제2 밀폐부 61: 흡입덕트
62: 배출덕트 70: 가스배출덕트

Claims (14)

  1. 전지셀이 포함된 적어도 하나 이상의 단위모듈이 포함된 전지모듈;
    상기 전지모듈을 수용하는 팩케이스; 및
    상기 팩케이스의 일측면에 형성되고, 상기 전지모듈로부터 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스배출덕트;를 포함하는 전지팩 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 팩케이스의 일측면으로부터 냉매가 유입되는 흡입덕트; 및
    상기 유입된 냉매가 상기 전지모듈을 통과하여 외부로 배출되기 위한 배출덕트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배출덕트와 상기 가스배출덕트는 상기 팩케이스 일측면 상부 또는 하부에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 흡입덕트와 상기 배출덕트는 상기 단위모듈의 적층방향에 수직한 방향으로, 상기 팩케이스의 상호 반대측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 전지모듈을 포함한 상기 팩케이스는 제1 밀폐부와 제2 밀폐부로 구획되고,
    상기 제1 밀폐부는 상기 가스배출덕트를 통해 외부로 개방되고, 상기 제2 밀폐부는 상기 흡입덕트 및 배출덕트에 의해 냉매가 유동하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 밀폐부와 제2 밀폐부는
    상기 단위모듈이 측면 방향으로 적어도 하나 이상이 적층되고, 상기 단위모듈이 접하는 각 측면 사이에 형성되는 제1 실링부재; 및
    상기 제1 실링부재의 길이방향 양 끝단부에 대응되도록 상기 적층된 단위모듈의 양 끝단부에 결합되는 제2 실링부재;로 구획되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 단위모듈은 상기 전지셀이 셀커버로 감싸도록 형성되며, 상기 전지셀로부터 발생되는 가스가 상기 제1 밀폐부로 포집되어 상기 가스배출덕트로 배출될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 전지모듈은 적어도 하나 이상의 상기 단위모듈이 측면방향으로 순차적으로 적층되며, 상기 단위모듈이 적층되어 결합되는 각 면사이에 상기 냉매가 유동할 수 있는 냉매유로가 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 단위모듈은 상기 단위모듈이 적층되는 측면에 길이방향으로 연속되도록 돌출되어 형성되는 결합돌기가 상기 단위모듈 측면 단방향으로 적어도 하나 이상 평행하게 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지셀은 리튬이차전지인 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 리튬이차전지는 파우치형 전지 또는 각형 전지인 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 팩케이스는
    상기 전지모듈의 하부를 감싸도록 형성되는 하부케이스;
    상기 하부케이스의 상단에 결합되어, 상기 전지모듈 하부를 감싸는 상부케이스;로 형성되며,
    상기 제2 실링부재는 상기 하부케이스 상면에 결합되고, 상기 전지모듈에 측면방향으로 적층된 단위모듈의 길이방향 양 끝단부에 상기 제1 실링부재와 대응되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 실링부재 및 제2 실링부재는 탄성부재로 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지모듈은 적어도 하나 이상의 상기 단위모듈이 측면방향으로 배열, 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 어셈블리.


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