KR20210044534A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20210044534A
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박지수
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지하여, 안전성을 높인 배터리 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 각각이 전극 단자가 좌우 방향으로 위치하도록 눕혀진 형태를 가지고 전후 방향으로 배열된 복수의 캔형 이차전지를 구비하며, 좌우 방향으로 배치된 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리; 및 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리를 수용할 수 있는 내부 공간을 형성하는 외벽, 및 상기 수용된 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리가 서로 대면하지 않도록 둘 사이에 위치되고, 상기 복수의 캔형 이차전지 중, 일부에서 화염이나 가스가 분출될 경우, 상기 화염이나 가스가 다른 캔형 이차전지로 퍼지는 것이 감소하도록 적어도 일부분이 상기 캔형 이차전지의 단부와 소정 거리로 이격된 내입부를 구비한 스크린 벽을 구비한 팩 하우징을 포함한다.

Description

배터리 팩 {Battery Pack}
본 발명은 스크린 벽을 구비한 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지하여, 안전성을 높인 배터리 팩에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 캔형 외장재, 예를 들면, 원통형 전지셀을 구비한다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층 및 수납이 용이하다는 장점으로 인해 캔형 이차전지가 많이 이용된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지를 구비한 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다. 더욱이, 보다 적은 부피에 고전류, 고용량의 배터리 팩을 구성이 하기 위해서는, 전기적으로 연결 확장된 복수의 이차전지 사이 간격을 조밀하게 배열하는 경우가 많았다.
특히, 이러한 배터리 팩은, 특정 요인(단락 발생, 작동 불량 내지 구성 불량 등)에 의해 복수의 이차전지가 발화 내지 폭발하거나, 외부 충격에 의해 이차전지가 발화 내지 폭발하는 사고가 발생될 수 있었다. 더욱이, 이러한 배터리 팩은, 복수의 이차전지 간이 서로 매우 인접하여 배치되기 때문에, 하나의 이차전지가 발화 내지 폭발한 경우에도 인접한 다른 이차전지에 고열의 가스나 화염을 통해 열이 쉽게 전달하여, 2차 폭발 내지 2차 발화 발생을 일으키기 쉬운 문제가 있었다.
따라서, 복수의 캔형 이차전지 중, 일부에서 화재나 전류 단락이 발생하여, 내부의 고열의 가스나 화염이 배출될 경우, 배출된 가스나 화염이 주위에 있는 다른 캔형 이차전지로 퍼지지 않도록(즉, 열전달을 최소화하도록) 하는 것이 매우 중요하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지하여, 안전성을 높인 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은,
각각이 전극 단자가 좌우 방향으로 위치하도록 눕혀진 형태를 가지고 전후 방향으로 배열된 복수의 캔형 이차전지를 구비하며, 좌우 방향으로 배치된 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리; 및
상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리를 수용할 수 있는 내부 공간을 형성하는 외벽, 및 상기 수용된 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리가 서로 대면하지 않도록 둘 사이에 위치되고, 상기 복수의 캔형 이차전지 중, 일부에서 화염이나 가스가 분출될 경우, 상기 화염이나 가스가 다른 캔형 이차전지로 퍼지는 것이 감소하도록 적어도 일부분이 상기 캔형 이차전지의 단부와 소정 거리로 이격된 내입부를 구비한 스크린 벽을 구비한 팩 하우징을 포함한다.
또한, 상기 전극 단자는, 양극 단자 및 음극 단자를 구비하고,
상기 복수의 캔형 이차전지의 각각의 양극 단자에는, 캔 내압이 소정 이상으로 상승할 경우, 캔 내부의 가스를 외부로 배출시키도록 구성된 가스 벤트부가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 복수의 캔형 이차전지는, 좌측에 양극 단자가 위치한 적어도 하나 이상의 캔형 이차전지와, 우측에 양극 단자가 위치한 적어도 하나 이상의 캔형 이차전지가 전후 방향으로 교번 배열될 수 있다.
그리고, 상기 내입부는, 상기 양극 단자와 대면하는 일부분이 좌 방향 또는 우 방향으로 내입된 구조를 가질 수 있다.
나아가, 상기 팩 하우징의 외벽의 내측면에는, 상기 캔형 이차전지와 소정 거리의 이격 공간을 가지도록 내측 방향으로 돌출된 배출 리브가 구비될 수 있다.
또한, 상기 팩 하우징의 외벽에는 내부 가스가 외부로 배출되도록 개구된 가스 배출구가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 내입부에는,
상기 가스 벤트부를 통해 배출된 가스가 상기 가스 배출구가 위치한 방향으로 이동하도록 일부분이 천공된 이동홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 내입부에는 상기 가스가 상기 이동홀로 이동하도록 유도하는 가이드 리브가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 복수의 캔형 이차전지 중, 일부는 상하 방향으로 적층 배열되고,
상기 스크린 벽은,
상기 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지와 대면하는 부분에 나머지 부분 보다 상하 방향의 높이가 높은 단차부가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 스크린 벽에는,
상기 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지의 중간 높이에 위치하고, 상기 가스 벤트부로부터 배출된 가스의 상하 방향의 이동을 가로막도록 좌우 방향으로 돌출되고 전후 방향으로 선형 연장된 스크린 리브가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 복수의 캔형 이차전지의 충 방전하도록 상기 복수의 캔형 이차전지와 전기적으로 연결된 전력 케이블을 더 포함하고,
상기 팩 하우징의 외벽에는 상기 전기 와이어의 일부분을 내부에 수납하도록 내측 방향으로 내입되며 상기 외벽을 따라 선형 연장된 수납홈, 및 상기 수납홈의 내면에서 상부 방향 또는 하부 방향으로 돌출되고 서로 소정 거리로 이격된 복수의 고정 리브가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 고정 리브는,
상기 수납홈의 내하면에서 상부 방향으로 돌출된 제1 고정 리브, 및
상기 수납홈의 내상면에서 하부 방향으로 돌출된 제2 고정 리브를 구비할 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은, 내부에 빈 공간이 형성되어 상기 복수의 캔형 이차전지를 수용하도록 구성된 모듈 케이스;
상기 복수의 캔형 이차전지와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 버스바;
상기 복수의 캔형 이차전지의 충방전을 제어하도록 구성된 인쇄회로기판을 구비하는 배터리 관리 유닛; 및
상기 버스바와 상기 배터리 관리 유닛을 전기적으로 연결하는 센싱 와이어를 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 모듈 케이스에는 상기 센싱 와이어를 삽입하여 배치할 수 있는 내장홈이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 내장홈 내부에는 상기 센싱 와이어가 위치한 방향으로 돌출된 복수의 고정 돌기가 구비될 수 있다.
또한, 상기 복수의 고정 돌기는 복수의 고정 돌기 사이에 상기 센싱 와이어가 개재되도록 서로 마주보는 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다.
나아가, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는, 상기 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은, 적어도 일부분이 캔형 이차전지의 단부와 소정 거리로 이격된 내입부를 구비한 스크린 벽을 구비한 팩 하우징을 포함함으로써, 복수의 캔형 이차전지 중, 일부에서 화염이나 가스가 분출될 경우, 화염이나 가스가 다른 캔형 이차전지로 퍼지는 것이 감소될 수 있다. 즉, 내입부는 가스와 화염을 수용할 수 있는 내입된 공간을 가지고 있어, 가스와 화염이 주위로 분산되는 양을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 복수의 캔형 이차전지 간의 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지하여, 배터리 팩의 안전성을 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일 실시예의 일측면에 의하면, 본 발명은, 스크린 벽의 내입부에, 가스 벤트부를 통해 배출된 가스가 가스 배출구가 위치한 방향으로 이동하도록 일부분이 천공된 이동홀이 형성시킴으로써, 고온의 가스를 가스 배출구로 원활히 이동시킬 수 있어, 고온의 가스가 배터리 팩 내부에 정체되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 열폭주나 화재가 커지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 본 발명은, 스크린 벽에, 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지의 중간 높이에 위치하고, 가스 벤트부로부터 배출된 가스의 상하 방향의 이동을 가로막도록 좌우 방향으로 돌출되고 전후 방향으로 선형 연장된 스크린 리브가 구비됨으로써, 셀 어셈블리의 2단으로 적층된 복수의 캔형 이차전지 중, 1단에서 화재가 발생할 경우, 배출된 가스나 화염이 2단에 위치한 캔형 이차전지로 전파되는 것을 방지할 수 있어, 화재가 커지는 것을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩의 안전성을 크게 높일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 셀 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 1의 C-C' 선을 따라 절단된 배터리 팩의 일 부위를 확대하여 개략적으로 나타내는 일부 수평 단면도이다.
도 6은, 도 1의 A-A' 선을 따라 절단된 배터리 팩의 일부 구성인 팩 하우징을 개략적으로 나타내는 단면 사시도이다.
도 7은, 다른 일 실시예에 따른 팩 하우징의 도 6의 C 영역에 해당하는 모습을 확대하여 나타낸 일부 단면 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 수평으로 절단된 일부 구성인 팩 하우징의 일부 모습을 개략적으로 나타내는 일부 단면 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 수평으로 절단된 일부 구성인 팩 하우징의 일부 모습을 개략적으로 나타내는 일부 단면 사시도이다.
도 10은, 도 4의 셀 어셈블리의 D 영역을 확대한 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 팩 하우징의 모습을 개략적으로 나타내는 우측도이다.
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 안 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 셀 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(300)은, 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(200), 및 팩 하우징(310)을 포함한다.
구체적으로, 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(200)는, F 방향으로 바라볼 경우, 좌우 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 셀 어셈블리(200)는 좌우 방향으로 인접하여 배치될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 기재된 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(200) 각각은 복수의 캔형 이차전지(100)를 구비할 수 있다. 상기 복수의 캔형 이차전지(100)는 각각이 전극 단자(111)가 좌우 방향으로 위치하도록 눕혀진 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 복수의 캔형 이차전지(100)는 전후 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 40개의 캔형 이차전지(100)는 전극 단자(111)가 좌우 방향으로 위치하도록 눕혀진 형태로, 전후 방향으로 배열될 수 있다.
상기 복수의 캔형 이차전지(100)는, 좌측에 양극 단자(111a)가 위치한 적어도 하나 이상의 캔형 이차전지(100)와, 우측에 양극 단자(111a)가 위치한 적어도 하나 이상의 캔형 이차전지(100)가 전후 방향으로 교번 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 2층으로 적층된 복수의 캔형 이차전지(100) 32개는 좌측에 양극 단자(111a)가 위치한 2개의 캔형 이차전지(100)와, 우측에 양극 단자(111a)가 위치한 2개의 캔형 이차전지(100)가 전후 방향으로 교번 배열될 수 있다.
여기서, 상기 캔형 이차전지(100)는, 전극 조립체(110), 전지 캔(112) 및 캡 조립체(113)를 구비할 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는, 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 상태로 권취된 구조를 가질 수 있으며, 양극판에는 양극 탭(114)이 부착되어 캡 조립체(113)에 접속되고, 음극판에는 음극 탭(115)이 부착되어 전지 캔(112)의 하단에 접속될 수 있다.
상기 전지 캔(112)은, 내부에 빈 공간이 형성되어, 전극 조립체(110)를 수납할 수 있다. 특히, 상기 전지 캔(112)은, 원통형 또는 각형으로서, 상단이 개방된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전지 캔(112)은, 강성 등의 확보를 위해 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 전지 캔(112)은, 하단에 음극 탭이 부착되어, 전지 캔(112)의 하부는 물론이고, 전지 캔(112) 자체가 음극 단자(111b)로서 기능할 수 있다.
상기 캡 조립체(113)는, 전지 캔(112)의 상단 개방부에 결합되어, 상기 전지 캔(112)의 개방단을 밀폐시킬 수 있다. 이러한 캡 조립체(113)는, 전지 캔(112)의 형태에 따라 원형 또는 각형 등의 형태를 가질 수 있으며, 탑 캡(C1), 가스 벤트부(C2) 및 가스켓(C3) 등의 하위 구성을 포함할 수 있다.
여기서, 탑 캡(C1)은, 캡 조립체(113)의 최상부에 위치하여, 상부 방향으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 이러한 탑 캡(C1)은, 캔형 이차전지(100)에서 양극 단자(111a)로서 기능할 수 있다. 따라서, 탑 캡(C1)은, 외부 장치, 이를테면 버스바(230) 등을 통해 다른 이차전지(100)나 부하, 충전 장치와 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 탑 캡(C1)은, 예를 들어 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 가스 벤트부(C2)는, 이차전지(100)의 내압, 즉, 전지 캔(112)의 내압이 일정 수준 이상으로 증가하는 경우, 형태가 변형되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 가스켓(C3)은, 탑 캡(C1) 및 가스 벤트부(C2)의 테두리 부분이 전지 캔(112)과 절연될 수 있도록 전기 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 캔형 이차전지(100)의 각각의 양극 단자(111a)에는 가스 벤트부(C2)가 구비되고, 음극 단자(111b)에는 가스 벤트부(C2)가 구비되지 않을 수 있다. 상기 가스 벤트부(C2)는 캔 내압이 소정 이상으로 상승할 경우, 캔 내부의 가스를 외부로 배출시키도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 캡 조립체(113)는, 전류차단부재(C4)를 더 포함할 수 있다. 상기 전류차단부재(C4)는 CID(Current Interrupt Device)라고도 불리며, 가스 발생으로 전지의 내압이 증가하여 가스 벤트부(C2)의 형상이 역전되면, 가스 벤트부(C2)와 전류차단부재(C4) 사이의 접촉이 끊어지거나, 전류차단부재(C4)가 파손되어, 가스 벤트부(C2)와 전극 조립체(110) 사이의 전기적 접속은 차단될 수 있다.
이러한 캔형 이차전지(100)의 구성은, 본 발명의 출원 시점에 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 보다 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 3에 캔형 이차전지(100)의 일례를 도시하였으나, 본 발명에 따른 배터리 팩(300)은 특정 캔형 이차전지(100)의 구성으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차전지(100)가 본 발명에 따른 배터리 팩(300)에 채용될 수 있다.
더욱이, 도 3의 캔형 이차전지(100)는, 원통형 이차전지(100)를 기준으로 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 배터리 팩(300)에는, 각형 이차전지(100)가 적용될 수도 있다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 팩 하우징(310)은, 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(200)를 수용할 수 있는 내부 공간을 형성하는 외벽(311)을 구비할 수 있다. 상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)은, 구체적으로, 전측벽(311a), 후측벽(311b), 좌측벽(311c), 우측벽(311d), 상측벽(311e), 및 하측벽(311f)을 구비할 수 있다. 또한, 팩 하우징(310)은 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(200)의 상부를 커버하도록 형성된 상부 하우징(312) 및 상기 상부 하우징(312) 하부에 결합되고 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(200)를 내부에 수납하는 공간을 가진 하부 하우징(314)을 구비할 수 있다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 상기 셀 어셈블리(200)는 모듈 케이스(210)를 구비할 수 있다.
상기 모듈 케이스(210)는, 내부에 빈 공간이 형성되어 복수의 캔형 이차전지(100)를 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 모듈 케이스(210)는, 각 캔형 이차전지(100)를 수용하기 위한 공간이 중공(H1)이 복수개 형성될 수 있다. 그리고, 상기 모듈 케이스(210)는 전기 절연성의 고분자 소재를 적어도 일부 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 고분자 소재는 폴리염화비닐일수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 모듈 케이스(210)는 버스바(230)가 탑재되기 위한 탑재부(217)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 탑재부(217)는, 상기 모듈 케이스(210)의 좌측면 및 우측면 각각에 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하나의 모듈 케이스(210)의 좌측면 및 우측면 각각에는 탑재부(217)가 구비될 수 있다. 상기 탑재부(217) 각각에는 3개의 버스바(230)가 탑재될 수 있는 탑재 공간이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 모듈 케이스(210)는 제1 프레임(212a) 및 제2 프레임(212b)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제1 프레임(212a) 및 제2 프레임(212b)은 좌우 방향(X 방향)의 일측과 타측에서 서로 만나 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서처럼, 도 1의 F 방향에서 바라볼 경우, 상기 제1 프레임(212a)은, 복수의 이차전지(100)의 좌측에 배치되어 복수의 이차전지(100)의 좌측 부분을 수용할 수 있다. 그리고, 상기 제2 프레임(212b)은 복수의 이차전지(100)의 우측에 위치하여 복수의 이차전지(100)의 우측 부분을 수용할 수 있다.
특히, 상기 제1 프레임(212a) 및 상기 제2 프레임(212b)은, 각각 복수의 이차전지(100)의 일측과 타측을 커버하여, 캔형 이차전지(100)의 외측면을 전체적으로 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 캔형 이차전지(100)가 원통형 이차전지인 경우, 제1 프레임(212a)과 제2 프레임(212b)은, 캔형 이차전지(100)의 외측면을 전체적으로 커버함으로써, 이차전지(100)의 상하 방향의 측면이 배터리 팩(300)의 외부로 노출되지 않도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(212a)은, 복수의 이차전지(100)의 좌측에 배치되어 복수의 이차전지(100)의 좌측 부분을 수용할 수 있다. 그리고, 상기 제2 프레임(212b)은 복수의 이차전지(100)의 우측에 위치하여 복수의 이차전지(100)의 우측 부분을 수용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 모듈 케이스(210)에 의해, 이차전지(100)의 측면 노출이 차단되므로, 이차전지(100)의 절연성이 향상되고, 외부의 물리적, 화학적 요소로부터 이차전지(100)를 보호할 수 있다.
한편, 도 2와 함께 도 4를 참조하면, 상기 복수의 캔형 이차전지(100)와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 버스바(230)를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 버스바(230)는, 상기 복수의 캔형 이차전지(100) 사이, 이를테면, 모든 이차전지(100) 사이, 또는 그 중 일부 이차전지(100) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 상기 버스바(230)는, 적어도 일부분이 전기 전도성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버스바(230)는, 구리, 알루미늄, 니켈 등과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 특히, 본 발명에 있어서, 상기 버스바(230)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 본체부(232) 및 연결부(234)를 구비할 수 있다.
상기 버스바(230)의 본체부(232)는 판상으로 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 버스바(230)는 강성 및 전기적 전도성을 확보하기 위해, 금속판 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 본체부(232)는, 복수의 캔형 이차전지(100)의 전극 단자(111)를 따라 상하 방향(도면의 Z축 방향)으로 세워진 형태로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에서 복수의 캔형 이차전지(100)가 좌우 방향(도면의 X축 방향)으로 길게 눕혀진 형태로 전후 방향(도면의 Y축 방향) 및/또는 상하 방향(도면의 Z축 방향)으로 배열되는 경우, 상기 복수의 캔형 이차전지(100)는 전극 단자(111)가 좌우 방향에 위치된 형태로 배열될 수 있다.
이에 따라, 상기 버스바(230)는 상기 복수의 캔형 이차전지(100)의 좌측 및 우측 각각에 구비될 수 있다. 상기 버스바(230)의 상기 본체부(232)는, 복수의 이차전지(100)의 전극 단자(111)의 배열 방향에 따라, 판상으로서 전후 방향 또는 상하 방향으로 평평하게 세워진 형태로 구성될 수 있다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 배터리 팩(300)은, 배터리 관리 유닛(250)을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 관리 유닛(250)은 인쇄회로기판(251)을 구비할 수 있다. 더욱이, 상기 인쇄회로기판(251)은, 셀 어셈블리(200)의 충전 또는 방전 상태에 따라 스위치 소자(도시하지 않음)를 온/오프 제어하여 배터리의 충전 및 방전이 수행되도록 제어하도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 배터리 관리 유닛(250)은, 이차전지(100)의 충방전 전압 및/또는 전류를 제어할 수 있는 소자(도시하지 않음)나, 이차전지(100)가 과충전 상태 및/또는 과방전 상태가 되지 않도록 보호하는 역할을 수행하는 소자(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 더불어, 상기 배터리 관리 유닛(250)의 인쇄회로기판(251)의 일측에는 외부입출력 커넥터(252)가 결합되어 있을 수 있다. 상기 외부입출력 커넥터(252)는 전원 케이블(도 11, 240)을 통해 외부 장치와 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 상기 배터리 관리 유닛(250)은 상기 버스바(230)와 복수의 센싱 와이어(257)를 통해 전기적으로 연결되는 접속 커넥터(254)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 접속 커넥터(254)는 상기 복수의 센싱 와이어(257)를 통해 복수의 버스바(230) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 본원의 배터리 팩(300)은 상기 버스바(230)와 접속 커넥터(254)를 전기적으로 연결하는 센싱 와이어(257)을 더 구비할 수 있다
도 5는, 도 1의 C-C' 선을 따라 절단된 배터리 팩의 일 부위를 확대하여 개략적으로 나타내는 일부 수평 단면도이다.
도 2 및 도 4와 함께 도 5를 참조하면, 상기 팩 하우징(310)은, 상기 수용된 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(200)가 서로 대면하지 않도록 둘 사이에 위치된 스크린 벽(315)을 구비할 수 있다. 상기 스크린 벽(315)은, 상기 복수의 캔형 이차전지(100) 중, 일부에서 화염이나 가스가 분출될 경우, 상기 화염이나 가스가 다른 캔형 이차전지(100)로 퍼지는 것이 감소하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 스크린 벽(315)은 상기 팩 하우징(310)의 내부 하면으로부터 상부 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 또는, 상기 팩 하우징(310)의 내부 상면으로부터 하부 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 스크린 벽(315)에는 적어도 일부분이 상기 캔형 이차전지(100)의 단부와 소정 거리로 이격된 내입부(315a)가 구비될 수 있다. 상기 내입부(315a)는, 상기 양극 단자(111a)와 대면하는 일부분이 좌 방향 또는 우 방향으로 내입된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스크린 벽(315)에는, 우측에 위치한 셀 어셈블리(200)의 상기 양극 단자(111a)와 대면하는 일부분이 좌 방향으로 내입된 구조의 내입부(315a)와 좌측에 위치한 셀 어셈블리(200)의 상기 양극 단자(111a)와 대면하는 일부분이 우 방향으로 내입된 구조의 내입부(315a) 전후 방향으로 교번 형성될 수 있다. 상기 스크린 벽(315)에는 좌 방향으로 내입된 구조의 2개의 내입부(315a) 및 우 방향으로 내입된 구조의 3개의 내입부(315a)가 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 적어도 일부분이 상기 캔형 이차전지(100)의 단부와 소정 거리로 이격된 내입부를 구비한 스크린 벽(315)을 구비한 팩 하우징(310)을 포함함으로써, 상기 복수의 캔형 이차전지(100) 중, 일부에서 화염이나 가스가 분출될 경우, 상기 화염이나 가스가 다른 캔형 이차전지(100)로 퍼지는 것이 감소될 수 있다. 즉, 내입부(315a)는 가스와 화염을 수용할 수 있는 내입된 공간을 가지고 있어, 가스와 화염이 주위로 분산되는 양을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 복수의 캔형 이차전지(100) 간의 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지하여, 배터리 팩(300)의 안전성을 높일 수 있다.
다시, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)의 내측면에는 복수의 배출 리브(R1)가 구비될 수 있다. 상기 배출 리브(R1)는, 상기 캔형 이차전지(100)와 소정 거리의 이격 공간을 가지도록 상기 캔형 이차전지(100)가 위치한 방향인 내측 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 상기 배출 리브(R1)는 상기 캔형 이차전지(100)로부터 배출된 가스를 상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)의 내측면을 타고 상부 방향 또는 하부 방향으로 이동하도록 상하 방향으로 선형 연장된 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)의 좌측 내면 및 우측 내면 각각에는 내측 방향으로 돌출되고 상하 방향으로 연장된 복수의 배출 리브(R1)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)의 내측면에는, 상기 캔형 이차전지(100)와 소정 거리의 이격 공간을 가지도록 내측 방향으로 돌출된 배출 리브(R1)가 구비함으로써, 상기 복수의 캔형 이차전지 중, 일부에서 상기 팩 하우징의 외벽(311)의 내측면을 향해, 화염이나 가스가 분출될 경우, 상기 배출 리브(R1)가 가스의 이동을 가이드할 수 있어, 상기 화염이나 가스가 다른 캔형 이차전지(100)로 퍼지는 것을 감소시킬 수 있다. 즉, 복수의 배출 리브(R1)는 가스와 화염을 수용할 수 있는 이동 공간을 가지고 있어, 가스와 화염이 주위로 분산되는 양을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 복수의 캔형 이차전지 간의 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지하여, 배터리 팩의 안전성을 높일 수 있다.
도 7은, 다른 일 실시예에 따른 팩 하우징의 도 6의 C 영역에 해당하는 모습을 확대하여 나타낸 일부 단면 사시도이다.
다시 도 6과 함께 도 7을 참조하면, 상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)에는 내부 가스가 외부로 배출되도록 개구된 가스 배출구(H2)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 팩 하우징(310)의 전측벽(311a)에는 복수의 가스 배출구(H2)가 형성될 수 있다.
상기 내입부(315a)에는, 상기 가스 벤트부(도 3, C2)를 통해 배출된 가스가 상기 가스 배출구(H2)가 위치한 방향으로 이동하도록 일부분이 천공된 이동홀(H3)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 5개의 내입부(315a) 각각의 사선 방향으로 절곡된 부분(315a1)에는 인접한 내입부(315a)의 이격 공간으로 가스가 이동될 수 있도록 개구된 이동홀(H3)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 내입부(315a) 각각에 구비된 이동홀(H3)을 따라 가스가 상기 가스 배출구(H2)가 위치한 전방으로 이동될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 내입부(315a)에, 상기 가스 벤트부(도 3, C2)를 통해 배출된 가스가 상기 가스 배출구(H2)가 위치한 방향으로 이동하도록 일부분이 천공된 이동홀(H3)이 형성시킴으로써, 고온의 가스를 상기 가스 배출구(H2)로 원활히 이동시킬 수 있어, 고온의 가스가 배터리 팩 내부에 정체되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 열폭주나 화재가 커지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 수평으로 절단된 일부 구성인 팩 하우징의 일부 모습을 개략적으로 나타내는 일부 단면 사시도이다.
도 8을 참조하면, 상기 내입부(315a)에는 상기 이동홀(H3)로 상기 가스가 이동하도록 유도하는 가이드 리브(R2)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 리브(R2)는 상기 캔형 이차전지(100)가 위치한 내측 방향으로 돌출되고 전후 방향으로 선형 연장된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 2개의 가이드 리브(R2)는 상기 이동홀(H3)과 멀어질수록 둘 사이가 벌어지는 형상을 가질 수 있다. 이는, 상기 가스가 상기 이동홀(H3)로 이동하도록 유도하기 위한 구조이다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 내입부(315a)에 상기 이동홀(H3)로 상기 가스가 이동하도록 유도하는 가이드 리브(R2)가 형성시킴으로써, 더욱 효과적으로 상기 이동홀(H3)로 배출된 가스가 유입되도록 유도할 수 있어, 가스 배출의 속도를 높일 뿐만 아니라, 화재 발생된 캔형 이차전지(100)의 인접한 다른 캔형 이차전지(100)로 가스가 이동되는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 상기 스크린 벽(315)은, 상기 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지(100)와 대면하는 부분에 나머지 부분 보다 상하 방향의 높이가 높은 단차부(315d)가 구비될 수 있다. 상기 단차부(315d)는 상기 적어도 둘 이상인 셀 어셈블리(200)가 서로 마주보지 않도록 가로막도록 구성될 수 있다. 상기 단차부(315d)는, 상기 적어도 둘 이상인 셀 어셈블리(200) 각각에 구비된 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지(100) 중, 상부에 위치한 캔형 이차전지(100)가 다른 셀 어셈블리(200)에 구비된 상부에 위치한 캔형 이차전지(100)와 서로 마주보지 않도록 나머지 부분 보다 상하 방향의 높이가 높게 구성될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 단차부(315d)는 좌측으로 절곡되어 오목한 형상을 가진 제1 오목부(315d1) 및 우측으로 절곡되어 오목한 형상을 가진 제2 오목부(315d2)를 구비할 수 있다. 더욱이, 상기 단차부(315d)는 상기 상부 하우징(312)의 내부 상면으로부터 하부 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 수평으로 절단된 일부 구성인 팩 하우징의 일부 모습을 개략적으로 나타내는 일부 단면 사시도이다.
도 2와 함께, 도 9를 참조하면, 도 9의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩(300)의 팩 하우징(310B)은, 도 6의 팩 하우징(310)과 비교할 경우, 상기 스크린 벽(315)에 스크린 리브(R3)가 더 구비될 수 있다. 즉, 도 9의 배터리 팩(300)은 팩 하우징(310B)에 스크린 리브(R3)가 더 구비된 것을 제외하고, 나머지 구성과 형상은 동일하다.
구체적으로, 상기 스크린 리브(R3)는, 상기 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지(100)의 중간 높이에 위치할 수 있다. 즉, 상기 스크린 리브(R3)는, 스크린 벽(315)에서 단차부(315d)와, 상기 셀 어셈블리(200)의 2단으로 적층된 캔형 이차전지(100) 중, 1단에 위치한 캔형 이차전지(100)와 대면하고 있는 부분 사이에 형성될 수 있다. 달리 말하면, 상기 스크린 리브(R3)는 상기 단차부(315d)의 하부에 위치될 수 있다. 달리 설명하면, 상기 스크린 리브(R3)는 상기 단차부(315d)와 상기 내입부(315a) 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 스크린 리브(R3)는, 상기 가스 벤트부(C2)로부터 배출된 가스의 상하 방향의 이동을 가로막도록 좌우 방향으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 상기 스크린 리브(R3)는, 2단으로 적층된 캔형 이차전지(100)가 위치한 범위까지 전후 방향으로 선형 연장된 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 스크린 벽(315)에, 상기 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지(100)의 중간 높이에 위치하고, 상기 가스 벤트부로부터 배출된 가스의 상하 방향의 이동을 가로막도록 좌우 방향으로 돌출되고 전후 방향으로 선형 연장된 스크린 리브가 구비됨으로써, 셀 어셈블리(200)의 2단으로 적층된 복수의 캔형 이차전지(100) 중, 1단에서 화재가 발생할 경우, 배출된 가스나 화염이 2단에 위치한 캔형 이차전지(100)로 전파되는 것을 방지할 수 있어, 화재가 커지는 것을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩(300)의 안전성을 크게 높일 수 있다.
도 10은, 도 4의 셀 어셈블리의 D 영역을 확대한 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다시 도 2 및 도 4와 함께 도 10을 참조하면, 상기 모듈 케이스(210)에는 상기 센싱 와이어(257)를 삽입하여 배치할 수 있는 내장홈(G1)이 형성될 수 있다. 상기 내장홈(G1)은 상기 버스바(230)가 위치한 좌단부 또는 우단부로부터 상기 커넥터(도 4, 254)가 위치한 방향의 전단부까지 연장된 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 내장홈(G1)에는 상기 센싱 와이어(257)의 일부분을 고정하도록 고정 돌기(R4)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 와이어(257)의 일부분의 양측부를 가압 고정할 수 있도록 상기 내장홈(G1) 내부에는 상기 센싱 와이어(257)가 위치한 방향으로 돌출된 2개의 고정 돌기(R4)가 구비될 수 있다. 상기 2개의 고정 돌기(R4)는 상기 내장홈(G1)의 일측 내면 및 타측 내면 각각으로부터 상기 센싱 와이어(257)를 향해 돌출된 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 모듈 케이스(210)에는 상기 센싱 와이어(257)를 삽입하여 배치할 수 있는 내장홈(G1)이 형성시킴으로써, 상기 센싱 와이어(257)가 상기 모듈 케이스(210)의 최외면 보다 내부에 배치될 수 있는 바, 내장홈(G1)에 수납된 센싱 와이어(257)는 외부 물체와 충돌되거나 간섭을 일으키지 않아, 손상될 위험을 줄일 수 있고, 전도성 물체와 충돌 내지 접촉될 경우, 전기 쇼트가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 팩 하우징의 모습을 개략적으로 나타내는 우측도이다.
도 1와 도 4와 함께, 도 11을 참조하면, 상기 복수의 캔형 이차전지(100)와 전기적으로 연결된 외부 입출력 전력 케이블(240)을 더 포함할 수 있다. 상기 전력 케이블(240)은 일단부가 상기 배터리 관리 유닛(250)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 전력 케이블(240)은 상기 배터리 관리 유닛(250)에 구비된 외부입출력 커넥터(도 4, 252)와 접속될 수 있다. 상기 전력 케이블(240)의 일부는 상기 팩 하우징(310)의 관통구(도 1, H6)를 통해 내부로 삽입될 수 있다.
상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)에는 수납홈(318) 및 고정 리브(R5)가 구비될 수 있다. 상기 수납홈(318)은, 상기 전력 케이블(240)의 일부분을 내부에 수납하도록 구성될 수 있다. 상기 수납홈(318)은 상기 팩 하우징(310)의 내부 구성들이 위치한 내측 방향으로 내입된 형태를 가질 수 있다. 상기 수납홈(318)은 내입된 형태가 상기 외벽(311)을 따라 선형으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 고정 리브(R5)는, 상기 수납홈(318)의 내면에서 상부 방향 또는 하부 방향으로 돌출된 형태일 수 있다. 복수의 고정 리브(R5)가 전후 방향으로 서로 소정 거리로 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 수납홈(318)은 내하면에서 상부 방향으로 돌출된 고정 리브(R5) 및 내상면에서 하부 방향으로 돌출된 고정 리브(R5)가 소정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 상기 수납홈(318)은 내하면에서 상부 방향으로 돌출된 고정 리브(R5)와, 내상면에서 하부 방향으로 돌출된 고정 리브(R5)가 교번 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 팩 하우징(310)의 외벽(311)에 수납홈(318) 및 고정 리브(R5)가 구비함으로써, 전력 케이블(240)이 상기 팩 하우징(310)의 최외면 보다 내부에 배치될 수 있는 바, 수납홈(318)에 수납된 전력 케이블(240)이 외부 물체와 충돌되거나 간섭을 일으키지 않아, 손상될 위험을 줄일 수 있고, 전도성 물체와 충돌 내지 접촉될 경우, 전기 쇼트가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 디바이스(미도시)는 상술한 배터리 팩(300)을 적어도 하나 이상 포함한다. 상기 전자 디바이스는, 배터리 팩(300)을 수납하기 위한 수납 공간이 구비된 디바이스 하우징(미도시) 및 사용자가 배터리 팩(300)의 충전 상태를 확인할 수 있는 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(300)은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 포함될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는 차체 내에 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함하는 배터리 팩(300)을 탑재할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 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.
300: 배터리 팩 310: 팩 하우징
200: 셀 어셈블리 100: 캔형 이차전지
111, 111a, 111b: 전극 단자, 양극 단자, 음극 단자
210: 모듈 케이스
212a, 212b: 제1 프레임, 제2 프레임
H1: 중공
311: 외벽 315: 스크린 벽
315a: 내입부 R1: 배출 리브
H2: 가스 배출구 H3: 이동홀
R2: 가이드 리브 315d: 단차부
R3: 스크린 리브
230: 버스바 240: 전력 케이블
318: 수납홈 R5: 고정 리브

Claims (15)

  1. 각각이 전극 단자가 좌우 방향으로 위치하도록 눕혀진 형태를 가지고 전후 방향으로 배열된 복수의 캔형 이차전지를 구비하며, 좌우 방향으로 배치된 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리; 및
    상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리를 수용할 수 있는 내부 공간을 형성하는 외벽, 및 상기 수용된 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리가 서로 대면하지 않도록 둘 사이에 위치되고, 상기 복수의 캔형 이차전지 중, 일부에서 화염이나 가스가 분출될 경우, 상기 화염이나 가스가 다른 캔형 이차전지로 퍼지는 것이 감소하도록 적어도 일부분이 상기 캔형 이차전지의 단부와 소정 거리로 이격된 내입부를 구비한 스크린 벽을 구비한 팩 하우징
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 단자는, 양극 단자 및 음극 단자를 구비하고,
    상기 복수의 캔형 이차전지의 각각의 양극 단자에는, 캔 내압이 소정 이상으로 상승할 경우, 캔 내부의 가스를 외부로 배출시키도록 구성된 가스 벤트부가 구비되고,
    상기 복수의 캔형 이차전지는, 좌측에 양극 단자가 위치한 적어도 하나 이상의 캔형 이차전지와, 우측에 양극 단자가 위치한 적어도 하나 이상의 캔형 이차전지가 전후 방향으로 교번 배열되며,
    상기 내입부는, 상기 양극 단자와 대면하는 일부분이 좌 방향 또는 우 방향으로 내입된 구조를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 팩 하우징의 외벽의 내측면에는, 상기 캔형 이차전지와 소정 거리의 이격 공간을 가지도록 내측 방향으로 돌출된 배출 리브가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 팩 하우징의 외벽에는 내부 가스가 외부로 배출되도록 개구된 가스 배출구가 구비되고,
    상기 내입부에는,
    상기 가스 벤트부를 통해 배출된 가스가 상기 가스 배출구가 위치한 방향으로 이동하도록 일부분이 천공된 이동홀이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내입부에는 상기 가스가 상기 이동홀로 이동하도록 유도하는 가이드 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 캔형 이차전지 중, 일부는 상하 방향으로 적층 배열되고,
    상기 스크린 벽은,
    상기 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지와 대면하는 부분에 나머지 부분 보다 상하 방향의 높이가 높은 단차부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스크린 벽에는,
    상기 상하 방향으로 적층된 복수의 캔형 이차전지의 중간 높이에 위치하고, 상기 가스 벤트부로부터 배출된 가스의 상하 방향의 이동을 가로막도록 좌우 방향으로 돌출되고 전후 방향으로 선형 연장된 스크린 리브가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 캔형 이차전지와 전기적으로 연결된 외부 입출력 전기 와이어를 더 포함하고,
    상기 팩 하우징의 외벽에는 상기 전기 와이어의 일부분을 내부에 수납하도록 내측 방향으로 내입되며 상기 외벽을 따라 선형 연장된 수납홈, 및 상기 수납홈의 내면에서 상부 방향 또는 하부 방향으로 돌출되고 서로 소정 거리로 이격된 복수의 고정 리브가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정 리브는,
    상기 수납홈의 내하면에서 상부 방향으로 돌출된 제1 고정 리브, 및
    상기 수납홈의 내상면에서 하부 방향으로 돌출된 제2 고정 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 팩은, 내부에 빈 공간이 형성되어 상기 복수의 캔형 이차전지를 수용하도록 구성된 모듈 케이스;
    상기 복수의 캔형 이차전지와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 버스바;
    상기 복수의 캔형 이차전지의 충방전을 제어하도록 구성된 인쇄회로기판을 구비하는 배터리 관리 유닛; 및
    상기 버스바와 상기 배터리 관리 유닛을 전기적으로 연결하는 센싱 와이어
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모듈 케이스에는 상기 센싱 와이어를 삽입하여 배치할 수 있는 내장홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 내장홈 내부에는 상기 센싱 와이어가 위치한 방향으로 돌출된 복수의 고정 돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 고정 돌기는 복수의 고정 돌기 사이에 상기 센싱 와이어가 개재되도록 서로 마주보는 방향으로 돌출된 형태를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1항 내지 제13항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  15. 제1항 내지 제13항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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