KR20140017386A

KR20140017386A - Battery module

Info

Publication number: KR20140017386A
Application number: KR1020120084488A
Authority: KR
Inventors: 공병오; 박현철
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-02-11
Also published as: KR101716884B1

Abstract

A battery module according to the present invention comprises: a plurality of unit cells which have a pair of electrode leads and are electrically connected; an external cover for containing the unit cells; and at least one airbag which is interposed in at least one between the neighboring unit cells in the unit cells and between the unit cells and the external cover, contains gas in the internal space and has a gas discharge unit for discharging gas in the internal space to the outside in proportion to the applied pressure. The present invention is able to alleviate pressure or impact applied from the outside, prevent increase of internal pressure in a battery module by securing space for expansion of a cell in a swelling phenomenon and secure stability for use of a secondary battery by blocking a current flowing the battery module when the internal pressure due to the swelling phenomenon reaches an uppermost limit.

Description

Battery module

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 내부에 삽입된 에어백(air bag)을 구비하는 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module having an air bag inserted therein.

이차전지에 있어서, 외부로부터 가해지는 압력이나 충격은 이차전지 내부의 단락 발생의 원인이 될 수 있으며, 이차전지의 내부에 함유된 전해질의 유출에 따른 발화 및/또는 폭발의 위험을 증가시키는 요인이 되기도 한다.In the secondary battery, pressure or shock applied from the outside may cause a short circuit in the secondary battery, and a factor that increases the risk of ignition and / or explosion due to the leakage of the electrolyte contained in the secondary battery may be caused. Sometimes.

따라서, 이차전지 내부의 단락 발생 등으로 인해 이차전지의 내부 압력이 상승하는 경우에 있어서, 이차전지의 폭발을 방지할 수 있는 여러 가지 안전 장치가 제시된다. Therefore, in the case where the internal pressure of the secondary battery increases due to the occurrence of a short circuit inside the secondary battery, various safety devices that can prevent the explosion of the secondary battery are proposed.

예를 들어, 미국특허 제5,738,952호에는 안전판과 양극 리드 탭을 용접으로 연결하여 소정의 임계 압력에 도달하면 안전판이 뒤집어지면서 용접 부위가 떨어져 전류를 차단하여 압력과 온도의 상승을 방지하는 구조를 가지고 있다. 따라서, 소정의 압력을 초과하면 전지케이스의 벽 또는 전류가 흐르는 경로가 차단되어 압력상승을 방지하게 된다. For example, U.S. Patent No. 5,738,952 has a structure in which a safety plate and a positive lead tab are connected by welding to reach a predetermined threshold pressure, and the safety plate is inverted and the welded part falls off to cut off the current to prevent an increase in pressure and temperature. have. Therefore, when the predetermined pressure is exceeded, the wall of the battery case or the path through which the current flows is blocked to prevent the pressure increase.

그러나, 이와 같은 기술은 이차전지의 이상반응 발생시 전지에 흐르는 전류의 흐름을 차단시킬 수는 있으나, 이차전지 내부의 에너지는 이미 축적되어 있는 상태이기 때문에 이 상태에서 계속 과충전이 되거나 온도가 증가하면 전지의 폭발 가능성이 있다. However, such a technique may block the flow of current flowing through the battery when an abnormal reaction occurs in the secondary battery. However, since the energy inside the secondary battery is already accumulated, if the battery continues to be overcharged or the temperature increases, There is a possibility of explosion.

따라서, 이차전지에 가해지는 압력이나 충격으로부터 이차전지의 파손을 근본적으로 방지할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a need for a method that can fundamentally prevent damage of a secondary battery from pressure or shock applied to the secondary battery.

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 외부로부터 가해지는 압력이나 충격을 근본적으로 완화시키면서도 셀의 스웰링(swelling) 현상 발생 시에 셀이 팽창할 수 있는 공간을 확보할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised in consideration of the above-described problems, and the battery module can secure a space in which a cell can expand when a swelling phenomenon occurs while fundamentally mitigating pressure or impact applied from the outside. The purpose is to provide.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 한 쌍의 전극 리드를 구비하며 전기적으로 연결된 복수개의 단위 셀; 상기 단위 셀을 수용하는 외장 커버; 및 상기 복수개의 단위 셀 중 서로 이웃하는 단위 셀 사이 및 상기 단위 셀과 상기 외장 커버 사이 중 적어도 어느 한 곳에 개재되며, 내부 공간에 기체를 수납하고, 압력이 가해짐에 따라 상기 내부 공간의 기체를 외부로 배출시키는 기체 배출부를 구비하는 적어도 하나의 에어백을 포함한다.A battery module according to the present invention for solving the above problems, a plurality of unit cells having a pair of electrode leads and electrically connected; An outer cover accommodating the unit cell; And a gas interposed between at least one of the plurality of unit cells and between the unit cells and the outer cover, storing gas in an inner space, and applying pressure to the gas in the inner space. At least one airbag having a gas discharge unit for discharging to the outside.

상기 기체 배출부는, 상기 에어백에 가해지는 압력에 비례하는 양으로 기체를 배출시킬 수 있다.The gas discharge unit may discharge the gas in an amount proportional to the pressure applied to the air bag.

상기 기체 배출부는, 기체가 상기 에어백의 내부에서 외부를 향하는 방향으로만 이동하도록 하는 단방향 밸브를 구비할 수 있다.The gas discharge part may include a one-way valve to allow gas to move only in a direction from the inside of the airbag to the outside.

상기 기체 배출부는, 적어도 하나의 제1 유로를 구비하는 하부 캡; 적어도 하나의 제2 유로를 구비하며 내부 공간이 형성되도록 상기 하부 캡의 상부에 결합되는 상부 캡; 및 상기 내부 공간에 위치하되 상기 상부 캡으로부터 하부 캡을 향하는 방향으로 탄성 가압되어 제2 유로를 덮도록 설치되는 유로 덮개를 포함할 수 있다. The gas discharge portion, the lower cap having at least one first flow path; An upper cap having at least one second flow path and coupled to an upper portion of the lower cap to form an inner space; And a flow channel cover positioned in the inner space and elastically pressed in a direction from the upper cap toward the lower cap to cover the second flow path.

상기 기체 배출부는, 탄성체로 이루어지고 상기 에어백의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따라 내부 공간이 점점 좁아지는 깔때기 형상을 가지되 상단의 대향 면이 서로 맞닿아 있을 수 있다.The gas discharge part may be made of an elastic body and have a funnel shape in which an inner space becomes narrower along a direction from the inside of the airbag toward the outside thereof, but the opposite surfaces of the upper end may contact each other.

상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 모듈에 가해지는 압력이 임계값을 초과하는 경우 통전되어 상기 배터리 모듈의 전력을 소모하는 안전 회로부를 더 포함할 수 있다.The battery module may further include a safety circuit unit that is energized when the pressure applied to the battery module exceeds a threshold, thereby consuming power of the battery module.

상기 안전 회로부는, 상기 복수개의 단위 셀 중 서로 이웃하는 단위 셀 사이 및 상기 단위 셀과 상기 외장 커버 사이 중 적어도 어느 한 곳에 설치되며 상기 배터리 모듈의 양 단 사이에 연결되는 압력 센서; 및 상기 압력 센서와 직렬로 연결되는 저항 부재를 포함할 수 있다.The safety circuit unit may include a pressure sensor installed between at least one of the unit cells adjacent to each other among the plurality of unit cells and between the unit cell and the outer cover and connected between both ends of the battery module; And a resistance member connected in series with the pressure sensor.

상기 안전 회로부는, 상기 배터리 모듈의 일 단과 연결된 제1 접속 단자; 상기 제1 접속 단자와 이격되어 위치하며 상기 배터리 모듈의 타 단과 연결된 제2 접속 단자; 및 상기 제1 접속 단자 및 제2 접속 단자 사이에 설치되어 상기 제1 접속 단자 및 제2 접속 단자를 탄성 지지하는 탄성 지지 부재를 포함할 수 있다.The safety circuit unit may include a first connection terminal connected to one end of the battery module; A second connection terminal spaced apart from the first connection terminal and connected to the other end of the battery module; And an elastic support member disposed between the first connection terminal and the second connection terminal to elastically support the first connection terminal and the second connection terminal.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외부로부터 가해지는 압력이나 충격을 완화할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to alleviate the pressure or impact applied from the outside.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 스웰링 현상의 발생 시 셀이 팽창할 수 있는 공간을 확보함으로써 배터리 모듈 내부의 압력이 증가하는 것을 방지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, it is possible to prevent the pressure inside the battery module from increasing by securing a space in which the cell can expand when a swelling phenomenon occurs.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 외부에서 가해지는 압력 및/또는 스웰링 현상에 따른 내부 압력이 한계점에 이르는 경우 배터리 모듈에 흐르는 전류를 차단함으로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the internal pressure due to the external pressure and / or swelling phenomenon reaches the limit point it can ensure the safety of the secondary battery by blocking the current flowing through the battery module.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 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 나타내는 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 배터리 모듈의 내부가 보이도록 도시된 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 기체 배출부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 기체 배출부를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 기체 배출부의 작동 원리를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 기체 배출부와 다른 형태를 갖는 기체 배출부의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 기체 배출부의 작동 원리를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 도면으로서, 내부가 보이도록 도시된 측면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 안전 회로부의 안전 센서를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. And shall not be construed as limited to such matters.
1 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are side views illustrating the inside of the battery module shown in FIG. 1.
4 is an exploded perspective view illustrating a gas discharge part applied to a battery module according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a gas discharge unit illustrated in FIG. 4.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an operating principle of the gas discharge unit illustrated in FIG. 4.
FIG. 7 is a perspective view of a gas discharge unit having a form different from that of the gas discharge unit illustrated in FIG. 4.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an operating principle of the gas discharge unit illustrated in FIG. 7.
9 is a view showing a battery module according to another embodiment of the present invention, the side view is shown to be visible inside.
10 is a view illustrating a safety sensor of a safety circuit unit applied to a battery module according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)을 설명하기로 한다. A battery module 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 분해 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 배터리 모듈의 내부가 보이도록 도시된 측면도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are side views illustrating the inside of the battery module shown in FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은 제1 단위 셀(10), 제2 단위 셀(20), 외장 케이스(30) 및 에어백(air bag, 40)을 포함한다.1 to 3, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention may include a first unit cell 10, a second unit cell 20, an exterior case 30, and an air bag, 40).

상기 제1 단위 셀(10)은 전극조립체(미도시), 전극조립체를 수용하는 파우치 케이스, 및 전극조립체의 제1 전극 및 제2 전극과 연결되어 파우치 케이스의 외부로 인출되는 제1 전극 리드(11) 및 제2 전극 리드(12)를 포함한다.The first unit cell 10 may include an electrode assembly (not shown), a pouch case accommodating the electrode assembly, and a first electrode lead connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly and drawn out of the pouch case ( 11) and the second electrode lead 12.

상기 제2 단위 셀(20)은 제3 전극 리드(21) 및 제4 전극 리드(22)를 구비하며, 제1 단위 셀(10)과 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다. 상기 단위 셀(10,20) 상호 간은 전극 리드(11,12,21,22)를 통해 서로 직렬 또는 병렬 방식으로 연결된 상태로 적층된 후, 외장 케이스(30) 내에 수용될 수 있다.The second unit cell 20 includes a third electrode lead 21 and a fourth electrode lead 22, and has a structure substantially the same as that of the first unit cell 10, and thus repeated description thereof will be omitted. do. The unit cells 10 and 20 may be stacked in a state of being connected in series or parallel with each other through the electrode leads 11, 12, 21, and 22, and then may be accommodated in the outer case 30.

본 발명의 도면에서는 상기 단위 셀(10,20)이 2개인 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 단위 셀(10,20)은 배터리 모듈(10)에 요구되는 용량, 전압 등에 따라 다양한 개수로 적용될 수 있으며, 따라서 도면에 도시된 것과 달리 하나의 배터리 모듈(100)이 3개 이상의 단위 셀을 포함하는 경우도 가능함은 자명한 것이다.In the drawings of the present invention, only two unit cells 10 and 20 are illustrated, but the present invention is not limited thereto. That is, the unit cells 10 and 20 may be applied in various numbers according to the capacity, voltage, and the like required for the battery module 10. It is obvious that the case of including a cell is also possible.

상기 에어백(40)은 서로 이웃하는 단위 셀(10,20) 사이 및 상기 단위 셀(10,20)과 외장 커버(30)의 내측 면 사이 중 적어도 어느 한 곳에 개재되는 것으로서, 압력이 가해짐에 따라 기체를 배출시키는 적어도 하나의 기체 배출부(41)를 구비한다.The airbag 40 is interposed between at least one of the unit cells 10 and 20 adjacent to each other and between the inner surfaces of the unit cells 10 and 20 and the outer cover 30, and thus the pressure is applied. And at least one gas discharge part 41 for discharging the gas.

본 발명의 도면에서는 상기 에어백(40)이 단위 셀(20)과 외장 케이스(30)의 내측 면 사이(도 2 참조) 또는 서로 이웃하는 단위 셀(10,20) 사이(도 3 참조) 중 어느 한 곳에 설치된 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 에어백(40)은 배터리 모듈(100)의 전체 두께, 에어백(40)의 두께, 배터리 모듈(100)에 가해지는 충격을 흡수하기 위해 필요한 에어백(40)의 개수 등을 고려하여 서로 이웃하는 단위 셀(10,20) 사이 및 단위 셀(10,20)과 외장 케이스(30)의 내측 면 사이 모두에 설치되는 경우도 가능하다.In the drawing of the present invention, the airbag 40 may be disposed between the unit cell 20 and the inner surface of the outer case 30 (see FIG. 2) or between neighboring unit cells 10 and 20 (see FIG. 3). Although only one case is shown, the present invention is not limited thereto. That is, the airbags 40 are adjacent to each other in consideration of the total thickness of the battery module 100, the thickness of the airbag 40, the number of the airbags 40 required to absorb the shock applied to the battery module 100, and the like. The case may be provided between both the unit cells 10 and 20 and between the unit cells 10 and 20 and the inner surface of the outer case 30.

상기 에어백(40)은 배터리 모듈(100)의 외부로부터 가해지는 충격을 흡수함으로써 배터리 모듈(100)의 파손에 따른 전극 리드(11,12,21,22) 사이의 불필요한 단락 발생의 위험을 최소화 할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 에어백(40)은 배터리 모듈(100)에서 스웰링 현상이 발생되는 경우 단위 셀(10,20)의 팽창에 따른 적층 구조의 뒤틀림 등을 방지함으로써 역시 전극 리드(11,12,21,22) 사이의 불필요한 단락 발생의 위험을 최소화 할 수 있다.The airbag 40 absorbs the shock applied from the outside of the battery module 100 to minimize the risk of unnecessary short circuit between the electrode leads 11, 12, 21, 22 due to breakage of the battery module 100. Can be. In addition, when the swelling phenomenon occurs in the battery module 100, the airbag 40 also prevents distortion of the stacked structure due to expansion of the unit cells 10 and 20, and thus also leads to electrode leads 11, 12, and 21. It is possible to minimize the risk of unnecessary short circuits in between.

상기 기체 배출부(41)는 에어백(40)에 가해지는 압력에 비례하는 양으로 기체를 배출시키되 기체가 에어백(40)의 내부에서 외부를 향하는 방향으로만 이동될 수 있는 구조를 갖는 단방향 밸브이다. 즉, 상기 기체 배출부(41)는 스웰링 현상에 따라 에어백(40)에 압력이 가해지는 경우 외부로 기체를 배출하여 에어백(40)의 두께가 얇아지도록 함으로써 단위 셀(40)이 팽창할 수 있는 공간이 확보되도록 한다. 따라서, 배터리 모듈(100)의 사용 과정에서 스웰링 현상이 발생되더라도 단위 셀(10,20)의 적층 구조가 크게 틀어지지 않고 유지될 수 있으며, 이에 따라 내부 단락 발생의 위험이 최소화 될 수 있는 것이다. The gas discharge part 41 is a unidirectional valve having a structure in which the gas is discharged in an amount proportional to the pressure applied to the airbag 40, but the gas can be moved only in the direction toward the outside from the inside of the airbag 40. . That is, when the pressure is applied to the airbag 40 according to the swelling phenomenon, the gas discharge part 41 discharges gas to the outside so that the thickness of the airbag 40 becomes thin so that the unit cell 40 can expand. Ensure that space is available. Therefore, even when a swelling phenomenon occurs in the process of using the battery module 100, the stacked structure of the unit cells 10 and 20 may be maintained without being greatly distorted, thereby minimizing the risk of internal short circuit. .

다음은, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 상기 기체 배출부(41)에 적용되는 단방향 밸브의 일 형태를 설명하기로 한다.Next, with reference to FIGS. 4-6, one form of the unidirectional valve applied to the said gas discharge part 41 is demonstrated.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 기체 배출부를 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 기체 배출부를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 기체 배출부의 작동 원리를 보여주는 단면도이다.4 is an exploded perspective view illustrating a gas discharge unit applied to a battery module according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a gas discharge unit illustrated in FIG. 4, and FIG. 6 is a gas discharge unit illustrated in FIG. 4. A cross section showing the principle of operation.

먼저, 도 4를 참조하면, 상기 기체 배출부(41)는 적어도 하나의 제1 유로(H1)를 구비하는 하부 캡(411), 적어도 하나의 제2 유로(H2)를 구비하는 상부 캡(412), 유로 덮개(413) 및 탄성 가압 부재(414)를 포함하는 단방향 밸브일 수 있다.First, referring to FIG. 4, the gas discharge part 41 includes a lower cap 411 having at least one first flow path H1 and an upper cap 412 having at least one second flow path H2. ), The flow path cover 413 and the elastic pressing member 414 may be a one-way valve.

다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 하부 캡(411)은 에어백(40)의 일 면을 관통하여 고정되며, 상부 캡(412)은 하부 캡(411)의 상부에 설치됨으로써 내부 공간(S)을 형성한다. 상기 유로 덮개(413)는 내부 공간(S) 내에 위치하되 스프링 등의 탄성 가압 부재(414)에 의해 상부 캡(412)으로부터 하부 캡(411)을 향하는 방향으로 탄성 가압됨으로써 제1 유로(H1)를 덮는다.Next, referring to FIG. 5, the lower cap 411 is fixed through one surface of the airbag 40, and the upper cap 412 is installed on the upper portion of the lower cap 411 so that the inner space S is provided. To form. The flow path cover 413 is located in the inner space S, but is elastically pressurized in a direction from the upper cap 412 to the lower cap 411 by the elastic pressing member 414 such as a spring, so that the first flow path H1 To cover.

도 6을 참조하면, 이러한 기체 배출부(41)의 작동 원리가 나타난다. 즉, 상기 에어백(40)에 기준 값 이상의 압력이 가해지는 경우 유로 덮개(413)가 탄성 가압 부재(414)를 압축시킴으로써 제1 유로(H1)의 밀폐 상태가 해제되며, 에어백(40) 내부의 기체가 내부 공간(S) 및 제2 유로(H2)를 통해 외부로 배출된다(도 6의 화살표 참조).Referring to FIG. 6, the principle of operation of this gas outlet 41 is shown. That is, when a pressure equal to or greater than a reference value is applied to the airbag 40, the airtight cover 413 compresses the elastic pressing member 414 to release the sealed state of the first flow path H1, thereby The gas is discharged to the outside through the internal space S and the second flow path H2 (see arrows in FIG. 6).

다음은, 도 7 및 도 8을 참조하여, 상기 기체 배출부(41)에 적용되는 단방향 밸브의 다른 형태를 설명하기로 한다.Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, another form of the unidirectional valve applied to the gas discharge part 41 will be described.

도 7은 도 4에 도시된 기체 배출부와 다른 형태를 갖는 기체 배출부의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 기체 배출부의 작동 원리를 보여주는 단면도이다.FIG. 7 is a perspective view of a gas discharge unit having a form different from that of the gas discharge unit illustrated in FIG. 4, and FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an operating principle of the gas discharge unit illustrated in FIG. 7.

먼저, 도 7을 참조하면, 상기 기체 배출부(41)는 고무 재질 등의 탄성체로 이루어지고, 에어백(40)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따라 내부 공간이 점점 좁아지는 깔때기 형상을 가지되, 상단(도 7을 기준으로 할 때 상부 끝을 의미하며, 이하 동일함)의 대향 면이 서로 맞닿아 있는 구조를 갖는다. 이러한 기체 배출부(41)의 하단(도 7을 기준으로 할 때 하부 끝을 의미함)은 에어백(40)의 일 면을 관통하여 고정되며, 상단은 에어백(40)의 외측으로 돌출된 형태를 가질 수 있다.First, referring to FIG. 7, the gas discharge part 41 is formed of an elastic material such as a rubber material, and has a funnel shape in which an inner space is gradually narrowed along a direction from the inside to the outside of the airbag 40. Opposite faces of the upper end (which means the upper end when referring to FIG. 7, which is the same below) have a structure in contact with each other. The lower end of the gas discharge portion 41 (meaning the lower end when referring to Figure 7) is fixed through one surface of the air bag 40, the upper end is formed to protrude to the outside of the air bag 40 Can have

도 8을 참조하면, 이러한 기체 배출부(41)의 작동 원리가 나타난다. 즉, 상기 에어백(40)에 기준 값 이상의 압력이 가해지는 경우 기체 배출부(41)를 이루는 탄성체의 상단이 벌어짐으로써 에어백(40)의 밀폐 상태가 해제되며, 에어백(40) 내부의 기체가 화살표 방향을 따라 외부로 배출된다.Referring to FIG. 8, the principle of operation of this gas outlet 41 is shown. That is, when a pressure equal to or greater than a reference value is applied to the airbag 40, the upper end of the elastic body constituting the gas discharge part 41 is opened to release the sealed state of the airbag 40, and the gas inside the airbag 40 is arrowed. It is discharged to the outside along the direction.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 상기 에어백(40)에 구비된 기체 배출부(41)의 구체적인 예로서 두가지 형태의 단방향 밸브 구조를 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 에어백(40)에 일정 값 이상의 압력이 가해지는 경우 내부의 기체를 외부로 배출시킬 수 있는 구조를 갖는 것이라면 제한 없이 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)에 적용될 수 있는 것이다.Meanwhile, in describing the present invention, two types of unidirectional valve structures are mentioned as specific examples of the gas discharge part 41 provided in the airbag 40, but the present invention is not limited thereto. That is, if the airbag 40 has a structure capable of discharging the gas inside to the outside when a pressure is applied to a predetermined value or more, it can be applied to the battery module 100 according to the present invention without limitation.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은 내부에 설치된 에어백(40)을 구비함으로써 외부 충격에 따른 파손 및 단락의 위험을 최소화 할 수 있다. As described above, the battery module 100 according to the embodiment of the present invention may have an air bag 40 installed therein, thereby minimizing the risk of damage and short circuit due to external impact.

뿐만 아니라, 상기 배터리 모듈(100)에 적용된 에어백(40)은 스웰링 현상에 의해 기준 값 이상의 압력이 가해지는 경우 외부로 기체를 배출할 수 있도록 구성됨으로써 단위 셀(10,20)이 팽창될 수 있는 공간이 확보되도록 하고, 이로써 단위 셀(10,20) 적층 구조의 뒤틀림을 방지할 수 있다.In addition, the airbag 40 applied to the battery module 100 is configured to discharge gas to the outside when a pressure greater than a reference value is applied by a swelling phenomenon, thereby expanding the unit cells 10 and 20. It is possible to secure a space therein, thereby preventing distortion of the stacked structure of the unit cells 10 and 20.

다음은, 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(200)을 설명하기로 한다.Next, a battery module 200 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 도면으로서, 내부가 보이도록 도시된 측면도이다.9 is a view showing a battery module according to another embodiment of the present invention, the side view is shown to be visible inside.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은 앞선 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 비교할 때, 안전 회로부(50)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있으며, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(200)을 설명함에 있어서, 앞선 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 하며 안전 회로부(50)에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 9, the battery module 200 according to another embodiment of the present invention has a difference in that it further includes a safety circuit unit 50 when compared with the battery module 100 according to the previous embodiment. The components are substantially identical. Therefore, in the description of the battery module 200 according to another embodiment of the present invention, a description overlapping with the foregoing embodiment will be omitted and the safety circuit unit 50 will be mainly described.

상기 안전 회로부(50)는 압력 센서(51) 및 상기 압력 센서(51)와 직렬로 연결되는 저항 부재(52)를 포함할 수 있다.The safety circuit unit 50 may include a pressure sensor 51 and a resistance member 52 connected in series with the pressure sensor 51.

상기 압력 센서(51)는 서로 이웃하는 단위 셀 사이 및 상기 단위 셀과 상기 외장 커버 사이 중 적어도 어느 한 곳에 설치되며 상기 배터리 모듈의 양 단(11,21) 사이에 연결되어 배터리 모듈(200)에 가해지는 압력이 기준 값 이상이 되면 안전 회로부(50)가 통전되도록 한다. The pressure sensor 51 is installed between at least one of neighboring unit cells and between the unit cell and the outer cover and is connected between both ends 11 and 21 of the battery module to the battery module 200. When the pressure applied is above the reference value, the safety circuit unit 50 is energized.

즉, 상기 안전 회로부(50)는 에어백(40) 내부의 기체가 대부분 배출되어 스웰링 현상에 의한 단위 셀(10,20)의 팽창 공간이 최대로 확보된 이후에도 추가적인 팽창 압력이 가해지는 경우, 적층 구조의 뒤틀림 및 이에 따른 단락 발생을 방지할 수 있다.That is, the safety circuit unit 50 is laminated when additional expansion pressure is applied even after most of the gas inside the airbag 40 is discharged and the expansion space of the unit cells 10 and 20 is maximized by the swelling phenomenon. It is possible to prevent distortion of the structure and the occurrence of short circuits.

한편, 상기 배터리 모듈의 양 단(11,21)이라 함은 각각 제1 전극 리드(11) 및 제3 전극 리드(21)를 의미하는 것이고, 이 경우 제1 전극 리드(11)와 제3 전극 리드(21)는 서로 다른 극성을 갖는다. Meanwhile, both ends 11 and 21 of the battery module mean the first electrode lead 11 and the third electrode lead 21, respectively, in this case, the first electrode lead 11 and the third electrode. The leads 21 have different polarities.

도 10을 참조하면, 상기 안전 회로부(50)에 적용되는 압력 센서(51)의 예시적 구조 및 작동 원리가 나타난다.Referring to FIG. 10, an exemplary structure and operating principle of the pressure sensor 51 applied to the safety circuit part 50 is shown.

즉, 상기 압력 센서(51)는 배터리 모듈(200)의 일 단과 연결된 제1 접속 단자(511), 제1 접속 단자와 이격되어 위치하며 배터리 모듈(200)의 타 단과 연결된 제2 접속 단자(512) 및 접속 단자(511,512) 사이에 설치되어 접속 단자(511,512)를 탄성 지지하는 스프링 등의 탄성 지지 부재(513)를 포함한다.That is, the pressure sensor 51 is positioned to be spaced apart from the first connection terminal 511 and the first connection terminal connected to one end of the battery module 200 and the second connection terminal 512 connected to the other end of the battery module 200. ) And an elastic support member 513 such as a spring provided between the connection terminals 511 and 512 to elastically support the connection terminals 511 and 512.

이러한 압력 센서(51)는 접속 단자(511,512)에 가해지는 압력이 기준 값 이상이 되는 경우 접속 단자(511,512) 사이의 접촉에 의해 통전됨으로써 배터리 모듈(200)의 전력을 소모시켜 발화, 폭발 등을 방지한다. 아울러, 상기 접속 단자(511,512) 사이가 원활하게 연결될 수 있도록 접속 단자(511,512) 중 적어도 일 측에는 적어도 하나의 접촉 돌기(514)가 형성될 수도 있다.When the pressure applied to the connection terminals 511 and 512 is equal to or greater than the reference value, the pressure sensor 51 is energized by the contact between the connection terminals 511 and 512 to consume power of the battery module 200 to ignite or explode. prevent. In addition, at least one contact protrusion 514 may be formed on at least one side of the connection terminals 511 and 512 so that the connection terminals 511 and 512 can be smoothly connected.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 상기 안전 회로부(50)에 구비된 압력 센서(51)의 일 형태로서 도 10에 도시된 압력 센서를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 배터리 모듈(200)에 기준 값 이상의 압력이 가해지는 경우 안전 회로(50)가 통전되도록 할 수 있는 구조를 갖는 것이라면 제한 없이 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)에 적용될 수 있는 것이다.Meanwhile, in describing the present invention, the pressure sensor illustrated in FIG. 10 is described as an example of the pressure sensor 51 provided in the safety circuit unit 50, but the present invention is not limited thereto. In other words, if the safety module 50 is energized when the pressure greater than or equal to the reference value is applied to the battery module 200, the battery module 200 may be applied to the battery module 200 according to the present invention without limitation.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100, 200: 배터리 모듈 10: 제1 단위 셀
11: 제1 전극 리드 12: 제2 전극 리드
20: 제2 단위 셀 21: 제3 전극 리드
22: 제4 전극 리드 30: 외장 케이스
40: 에어백(air bag) 41: 기체 배출부
411: 하부 캡 H1: 제1 유로
412: 상부 캡 H2: 제2 유로
413: 유로 덮개 414: 탄성 가압 부재
S: 내부 공간 50: 안전 회로부
51: 압력 센서 511: 제1 접속 단자
512: 제2 접속 단자 513: 탄성 지지 부재
514: 접촉 돌기100 and 200: battery module 10: first unit cell
11: first electrode lead 12: second electrode lead
20: second unit cell 21: third electrode lead
22: fourth electrode lead 30: outer case
40: air bag 41: gas outlet
411: lower cap H1: first flow path
412: upper cap H2: second flow path
413: flow path cover 414: elastic pressing member
S: internal space 50: safety circuit
51: pressure sensor 511: first connection terminal
512: second connection terminal 513: elastic support member
514: contact projection

Claims

A plurality of unit cells having a pair of electrode leads and electrically connected thereto;
An outer cover accommodating the unit cell; And
Interposed between at least one of the plurality of unit cells and between the unit cells and the outer cover, the gas is accommodated in an internal space, and the gas in the internal space is externally supplied as pressure is applied; A battery module comprising at least one air bag having a gas discharge to discharge to the.

The method of claim 1,
The gas discharge unit,
The battery module, characterized in that for discharging the gas in an amount proportional to the pressure applied to the airbag.

The method of claim 1,
The gas discharge unit,
And a unidirectional valve allowing the gas to move only in the outward direction from the inside of the airbag.

The method of claim 3,
The gas discharge unit,
A lower cap having at least one first flow path;
An upper cap having at least one second flow path and coupled to an upper portion of the lower cap to form an inner space; And
And a flow channel cover positioned in the internal space and elastically pressed in a direction from the upper cap toward the lower cap to cover the second flow path.

The method of claim 3,
The gas discharge unit,
The battery module, characterized in that it is made of an elastic body and has a funnel shape in which the inner space is gradually narrowed along the direction from the inside to the outside of the airbag, but opposing surfaces of the top contact each other.

The method of claim 1,
And a safety circuit unit which is energized when the pressure applied to the battery module exceeds a threshold to consume power of the battery module.

The method according to claim 6,
The safety circuit portion,
A pressure sensor installed between at least one of the plurality of unit cells adjacent to each other and between the unit cell and the outer cover and connected between both ends of the battery module; And
A battery module comprising a resistance member connected in series with the pressure sensor.

The method of claim 7, wherein
The safety circuit portion,
A first connection terminal connected to one end of the battery module;
A second connection terminal spaced apart from the first connection terminal and connected to the other end of the battery module; And
And an elastic support member disposed between the first connection terminal and the second connection terminal to elastically support the first connection terminal and the second connection terminal.