KR20190032863A - 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR20190032863A
KR20190032863A KR1020170121232A KR20170121232A KR20190032863A KR 20190032863 A KR20190032863 A KR 20190032863A KR 1020170121232 A KR1020170121232 A KR 1020170121232A KR 20170121232 A KR20170121232 A KR 20170121232A KR 20190032863 A KR20190032863 A KR 20190032863A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cube
battery cells
battery
electrode leads
lead
Prior art date
Application number
KR1020170121232A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102362180B1 (ko
Inventor
김도균
손호성
최승렬
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170121232A priority Critical patent/KR102362180B1/ko
Publication of KR20190032863A publication Critical patent/KR20190032863A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102362180B1 publication Critical patent/KR102362180B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H01M2/348
    • H01M2/1077
    • H01M2/266
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10Temperature sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드가 돌출되는 배터리 셀들 및 배터리 셀들 중 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 연결하며 소정 온도 이상에서 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 연결을 끊는 과충전 방지 유닛을 포함하며, 과충전 방지 유닛은, 배터리 셀들 사이에 배치되는 열전달 플레이트, 열전달 플레이트의 단부에 구비되며 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부를 내부에 삽입시키는 리드 큐브 및 소정 온도 이상에서 리드 큐브 밖으로 빠져 나와 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 연결을 끊는 과충전 방지 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
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.
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 ~ 4.6V이다. 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.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀들은 일반적으로 용이하게 상호 적층할 수 있는 이점을 갖는 파우치형 이차 전지로 구비된다.
종래 배터리 모듈의 경우, 모듈 케이스 내에서 상호 전기적으로 연결된 복수 개의 배터리 셀들의 과충전 시, 과충전에 따른 배터리 셀들의 폭발이나 화재 등이 발생할 위험이 있다.
그러므로, 이러한 과충전 시 배터리 셀들의 폭발이나 화재 발생 등을 방지할 수 있게 안전성을 높일 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은 안전성을 높일 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 상호 전기적으로 연결될 수 있게 적층되며, 전극 리드가 돌출되는 복수 개의 배터리 셀들; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이에 구비되고, 상기 배터리 셀들 중 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 연결하며, 소정 온도 이상에서 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 연결을 끊는 과충전 방지 유닛;을 포함하며, 상기 과충전 방지 유닛은, 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이에 배치되는 열전달 플레이트; 상기 열전달 플레이트의 단부에 구비되며, 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부를 내부에 삽입시키는 리드 큐브; 및 상기 리드 큐브 내에 채워져 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 연결시키며, 상기 소정 온도 이상에서 상기 리드 큐브 밖으로 빠져 나와 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 연결을 끊는 과충전 방지 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 열전달 플레이트는, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 두 개의 배터리 셀들 사이에 배치되며, 상기 두 개의 배터리 셀들과 면접촉될 수 있다.
상기 열전달 플레이트는, 알루미늄 재질로 마련될 수 있다.
상기 리드 큐브는, 상기 과충전 방지 물질이 채워질 수 있는 소정 공간이 형성되는 큐브 케이스; 상기 큐브 케이스에 마련되며, 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들 중 적어도 하나를 상기 큐브 케이스 내부로 삽입시키기 위한 리드 삽입홀; 및 상기 소정 온도 이상에서 상기 과충전 방지 물질을 상기 큐브 케이스 밖으로 내보낼 수 있게 상기 큐브 케이스에 마련되는 큐브 홀;을 포함할 수 있다.
상기 리드 삽입홀은, 한 쌍으로 마련되며, 상기 한 쌍의 리드 삽입홀들에는, 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들이 개별적으로 삽입될 수 있다.
상기 한 쌍의 리드 삽입홀들은, 상기 큐브 케이스의 상하측에 형성될 수 있다.
상기 큐브 홀은, 상기 큐브 케이스의 하측에 형성되며, 상기 큐브 케이스의 하측에 형성된 리드 삽입홀과 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들 중 어느 하나는, 상기 리드 삽입홀을 통해 상기 큐브 케이스 내부에 배치되며, 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들 중 다른 하나는, 상기 큐브 홀을 통해 상기 큐브 케이스 내부에 배치될 수 있다.
상기 리드 삽입홀은, 상기 큐브 케이스의 상측에 형성되며, 상기 큐브 홀은, 상기 큐브 케이스의 하측에 형성될 수 있다.
상기 큐브 홀은, 상기 전극 리드들의 단부의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다.
상기 과충전 방지 물질은, 저온납으로 마련될 수 있다.
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.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 안전성을 높일 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공할 수 있다.
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 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 과충전 방지 유닛의 다른 실시예에 따른 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 배터리 모듈의 과충전 방지 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이며, 도 3은 도 1의 과충전 방지 유닛의 다른 실시예에 따른 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200), 전원 공급부(300) 및 과충전 방지 유닛(500)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 및 원통형 이차 전지 중 적어도 하나로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(100)이 파우치형 이차 전지로 마련되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 배터리 셀(100)은 복수 개로 구비되어, 상호 전기적으로 연결될 수 있게 적층될 수 있다. 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 리드들(105)을 포함할 수 있다.
상기 전극 리드들(105)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이의 전기적 연결을 위해 인접한 배터리 셀(100)의 전극 리드들(105)끼리 연결될 수 있으며, 상기 복수 개의 전극 리드들(105) 중 일부는 상기 배터리 셀들(100)로의 전압 공급을 위해 후술하는 전원 공급부(300)와 연결될 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(200)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 전원 공급부(300)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)로 전압을 공급하기 위한 것으로서, 상기 모듈 케이스(200) 내부에 관통 장착될 수 있다. 이러한 상기 전원 공급부(300)는 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 일부 전극 리드들(105)과 전기적으로 연결되어, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)로 전압을 공급할 수 있다.
상기 과충전 방지 유닛(500)은, 상기 모듈 케이스(200) 내에 마련되고, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이에 구비될 있다. 상기 과충전 방지 유닛(500)은, 상기 배터리 셀들(100) 중 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)을 연결하며, 소정 온도 이상에서 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)의 연결을 끊을 수 있다.
이러한 상기 과충전 방지 유닛(500)은, 열전달 플레이트(510), 리드 큐브(530) 및 과충전 방지 물질(550)를 포함할 수 있다.
상기 열전달 플레이트(510)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 두 개의 배터리 셀들(100) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 상기 열전달 플레이트(510)는 높은 열전달 효율을 갖는 알루미늄 재질로 구비될 수 있으며, 상기 열전달 효율을 보다 더 높일 수 있게 상기 두 개의 배터리 셀들(100)과 면접촉될 수 있다.
상기 리드 큐브(530)는, 상기 열전달 플레이트(510)의 일단부에 구비되며, 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)의 단부를 내부에 삽입시킬 수 있다.
이러한 상기 리드 큐브(530)는, 큐브 케이스(532), 리드 삽입홀(534) 및 큐브 홀(536)을 포함할 수 있다.
상기 큐브 케이스(532)는 상기 리드 큐브(530)의 외관을 형성하며, 대략 육면체 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 상기 큐브 케이스(532)에는 후술하는 과충전 방지 물질(550)이 채워질 수 있다. 이를 위해, 상기 큐브 케이스(532)에는 후술하는 과충전 방지 물질(550)이 채워질 수 있는 소정 공간이 형성될 수 있다.
상기 리드 삽입홀(534)은 상기 큐브 케이스(532)에 마련되며, 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105) 중 적어도 하나를 상기 큐브 케이스(532) 내부로 삽입시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 리드 삽입홀(534)은 한 쌍으로 마련될 수 있다. 상기 한 쌍의 리드 삽입홀들(534)에는, 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(105)의 단부들이 개별적으로 삽입될 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 리드 삽입홀들(534)은 상기 큐브 케이스(532)의 상하측에 각각 형성될 수 있다.
상기 큐브 홀(536)은, 상기 소정 온도 이상에서 후술하는 과충전 방지 물질(550)을 상기 큐브 케이스(532) 밖으로 내보낼 수 있게 상기 큐브 케이스(532)에 마련될 수 있다.
이러한 상기 큐브 홀(536)은 후술하는 과충전 방지 물질(550)을 상기 소정 온도에서 자중에 따라 내보낼 수 있게 상기 큐브 케이스(532)의 하측에 형성될 수 있으며, 상기 큐브 케이스(532)의 하측에 형성된 리드 삽입홀(534)과 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
한편, 상기 리드 큐브(540)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 큐브 케이스(542), 리드 삽입홀(544) 및 큐브 홀(546)을 포함할 수 있다. 앞선 실시예와 달리, 상기 리드 큐브(540)의 상기 리드 삽입홀(544)은 상기 큐브 케이스(542)의 상측에만 형성될 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)의 단부들 중 어느 하나는 상기 큐브 케이스(542)의 상측의 상기 리드 삽입홀(544)을 통해 상기 큐브 케이스(524) 내부에 배치되며, 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)의 단부들 중 다른 하나는, 상기 큐브 케이스(542)의 하측에 형성되는 상기 큐브 홀(546)을 통해 상기 큐브 케이스(542) 내부에 배치될 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 상기 큐브 홀(546)은, 상기 전극 리드(105)를 상기 큐브 케이스(542) 내부로 삽입시킴과 아울러 소정 온도에서 후술하는 과충전 방지 물질(550)을 상기 큐브 케이스(542) 밖으로 내보낼 수 있다. 상기 큐브 홀(546)은 상기 소정 온도에서 후술하는 과충전 방지 물질(550)을 내보낼 수 있게 상기 전극 리드들(105)의 단부의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다.
상기 과충전 방지 물질(550)는, 상기 리드 큐브(530) 내에 채워져 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)을 전기적으로 연결시키며, 상기 소정 온도 이상에서 상기 리드 큐브(530) 밖으로 빠져 나와 상기 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)의 연결을 끊을 수 있다.
이러한 상기 과충전 방지 물질(550)은, 상기 소정 온도 미만에서 고체 상태이며, 상기 소정 온도 이상에서 액체 상태로 용융될 수 있다. 이러한 상기 소정 온도는 요구되는 스펙에 따라 다양히 설정될 수 있으며, 예로써, 70 내지 80도 사이의 온도일 수 있다. 상기 과충전 방지 물질(550)은, 이러한 소정 온도 미만에서 고체 상태이며, 상기 소정 온도 이상에서 액체 상태로 녹을 수 있는 저온납으로 마련될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 저온납은 70 내지 80도 사이에서부터 액체 상태로 용융되는 저온납으로 마련될 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)의 과충전 시 상기 과충전 방지 유닛(500)의 동작에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 4 및 도 5는 도 1의 배터리 모듈의 과충전 방지 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 과충전 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 온도가 급격히 상승할 수 있다. 이때, 상기 과충전 방지 유닛(500)의 상기 열전달 플레이트(510)는 상기 배터리 셀들(100)의 열을 상기 리드 큐브(530)의 상기 큐브 케이스(532)로 전달할 수 있다. 그리고, 상기 전극 리드들(105)이 삽입된 상기 리드 큐브(530)의 큐브 케이스(532)의 온도 또한 상승될 수 있다.
이러한 상기 리드 큐브(530)의 상기 큐브 케이스(532) 내의 온도가 소정 온도 이상이 되면, 상기 과충전 방지 물질(550)이 고체 상태에서 액체 상태로 용융될 수 있다.
이후, 상기 액체 상태로 용융된 상기 과충전 방지 물질(550)은 상기 큐브 케이스(532)의 상기 큐브 홀(536)을 따라 흘러 내려가 상기 큐브 케이스(532) 밖으로 내보내질 수 있다. 이는 도 3에 개시된 상기 큐브 홀(546)에서 마찬가지일 수 있다.
상기 용융된 상기 과충전 방지 물질(550)이 상기 큐브 케이스(532) 밖으로 빠져 나감에 따라, 상기 큐브 케이스(532) 내의 전극 리드들(105)은 상호 간의 연결이 끊어질 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 소정 온도 이상에서 상기 리드 큐브(530)의 상기 큐브 케이스(532) 내의 상기 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(105)의 연결을 신속히 해제시킬 수 있다.
이러한 전극 리드들(105)의 연결 해제에 따라, 상기 배터리 모듈(10)은 더 이상의 과충전이 발생되지 않기에, 상기 배터리 모듈(10)의 과충전 지속에 따른 상기 배터리 셀들(100)이나 모듈 케이스(200)의 폭발이나 화재 등의 위험을 사전에 방지할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)에서는, 상기 과충전 방지 유닛(500)을 통해, 상기 과충전 이벤트 발생 시 야기될 수 있는 폭발이나 화재 등을 위험을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 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.
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. 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.
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.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀(100)의 과충전 시 안전성을 높일 수 있는 배터리 모듈(10), 이를 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차를 제공할 수 있다.
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.
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스
100: 배터리 셀
105: 전극 리드
200: 모듈 케이스
300: 전원 공급부
500: 과충전 방지 유닛
510: 열전달 플레이트
530, 540: 리드 큐브
532, 542: 큐브 케이스
534, 544: 리드 삽입홀
536, 546: 큐브 홀
550: 과충전 방지 물질

Claims (13)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    상호 전기적으로 연결될 수 있게 적층되며, 전극 리드가 돌출되는 복수 개의 배터리 셀들; 및
    상기 복수 개의 배터리 셀들 사이에 구비되고, 상기 배터리 셀들 중 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 연결하며, 소정 온도 이상에서 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 연결을 끊는 과충전 방지 유닛;을 포함하며,
    상기 과충전 방지 유닛은,
    상기 복수 개의 배터리 셀들 사이에 배치되는 열전달 플레이트;
    상기 열전달 플레이트의 단부에 구비되며, 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부를 내부에 삽입시키는 리드 큐브; 및
    상기 리드 큐브 내에 채워져 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 연결시키며, 상기 소정 온도 이상에서 상기 리드 큐브 밖으로 빠져 나와 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 연결을 끊는 과충전 방지 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 플레이트는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들 중 두 개의 배터리 셀들 사이에 배치되며, 상기 두 개의 배터리 셀들과 면접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 플레이트는,
    알루미늄 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리드 큐브는,
    상기 과충전 방지 물질이 채워질 수 있는 소정 공간이 형성되는 큐브 케이스;
    상기 큐브 케이스에 마련되며, 상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들 중 적어도 하나를 상기 큐브 케이스 내부로 삽입시키기 위한 리드 삽입홀; 및
    상기 소정 온도 이상에서 상기 과충전 방지 물질을 상기 큐브 케이스 밖으로 내보낼 수 있게 상기 큐브 케이스에 마련되는 큐브 홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리드 삽입홀은,
    한 쌍으로 마련되며,
    상기 한 쌍의 리드 삽입홀들에는,
    상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들이 개별적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 리드 삽입홀들은,
    상기 큐브 케이스의 상하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 큐브 홀은,
    상기 큐브 케이스의 하측에 형성되며, 상기 큐브 케이스의 하측에 형성된 리드 삽입홀과 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들 중 어느 하나는,
    상기 리드 삽입홀을 통해 상기 큐브 케이스 내부에 배치되며,
    상기 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 단부들 중 다른 하나는,
    상기 큐브 홀을 통해 상기 큐브 케이스 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리드 삽입홀은,
    상기 큐브 케이스의 상측에 형성되며,
    상기 큐브 홀은,
    상기 큐브 케이스의 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 큐브 홀은,
    상기 전극 리드들의 단부의 직경보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 과충전 방지 물질은,
    저온납으로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
KR1020170121232A 2017-09-20 2017-09-20 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 KR102362180B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170121232A KR102362180B1 (ko) 2017-09-20 2017-09-20 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170121232A KR102362180B1 (ko) 2017-09-20 2017-09-20 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190032863A true KR20190032863A (ko) 2019-03-28
KR102362180B1 KR102362180B1 (ko) 2022-02-10

Family

ID=65908048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170121232A KR102362180B1 (ko) 2017-09-20 2017-09-20 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102362180B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1167190A (ja) * 1997-08-27 1999-03-09 Japan Storage Battery Co Ltd 温度ヒューズ及びそれを備えたリチウム二次電池
KR20120122007A (ko) * 2011-04-28 2012-11-07 에스케이이노베이션 주식회사 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩
KR20130136157A (ko) * 2012-06-04 2013-12-12 현대자동차주식회사 배터리 셀 모듈용 열 제어 플레이트 및 이를 갖는 배터리 셀 모듈

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1167190A (ja) * 1997-08-27 1999-03-09 Japan Storage Battery Co Ltd 温度ヒューズ及びそれを備えたリチウム二次電池
KR20120122007A (ko) * 2011-04-28 2012-11-07 에스케이이노베이션 주식회사 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩
KR20130136157A (ko) * 2012-06-04 2013-12-12 현대자동차주식회사 배터리 셀 모듈용 열 제어 플레이트 및 이를 갖는 배터리 셀 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
KR102362180B1 (ko) 2022-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3291360B1 (en) Battery pack and vehicle including such battery pack
CN109844996B (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组和车辆
CN205159382U (zh) 电池组壳体、电池组和使用电池组作为电源的装置
EP3474345A1 (en) Battery module, battery pack including the battery module, and automobile including the battery pack
KR102353367B1 (ko) 배터리 셀 조립체, 이러한 배터리 셀 조립체를 포함하는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
EP3460871A1 (en) Battery module, battery pack including the battery module, and automobile including the battery pack
KR102249889B1 (ko) 이차 전지용 보호 장치
US11121434B2 (en) Battery module and battery pack and vehicle comprising the same
JP2018514911A (ja) 電極リード及びこれを含む二次電池
US9843032B2 (en) Battery module
EP3255702B1 (en) Battery pack
CN112042010B (zh) 具有提高的安全性的电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆
KR102378571B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102362180B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102122921B1 (ko) 이차전지 팩
CN114080722A (zh) 电池模块、包含该电池模块的电池架和能量存储设备
EP4354597A1 (en) Battery pack, and energy storage system and vehicle comprising battery pack
EP4325633A1 (en) Battery module, battery pack including such battery module, and energy storage device and vehicle including such battery pack
US11552378B2 (en) Fusing apparatus
EP4322293A1 (en) Battery module, battery pack comprising battery module, and energy storage device and vehicle comprising battery pack
EP4318773A1 (en) Battery pack, energy storage system and vehicle comprising battery pack
EP4050752A1 (en) Battery pack and power storage device
CN114946073A (zh) 电池模块、包括其的电池组以及包括该电池组的车辆
KR20190036255A (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20170107797A (ko) 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant