KR20220168918A - 개선된 벤팅 성능을 갖는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 내부에서 발생된 가스의 벤팅을 적절하게 제어함으로써 안전성이 향상될 수 있도록 구성된 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 모듈은, 하나 이상의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리; 내부 공간에 상기 셀 어셈블리를 수납하며, 상기 셀 어셈블리로부터 생성된 벤팅 가스가 배출 가능하도록 벤팅 홀이 형성된 모듈 케이스; 및 상기 모듈 케이스의 외측에 구비되고, 벤팅 채널이 하나 이상의 층으로 형성되며 상기 벤팅 홀로부터 배출된 벤팅 가스가 상기 벤팅 채널로 유입되어 내부 공간에서 이동 가능하도록 구성된 벤팅 유닛을 포함한다.

Description

개선된 벤팅 성능을 갖는 배터리 모듈{Battery module with improved venting performance}
본 발명은 배터리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 모듈 내부에서 가스 발생 시, 개선된 벤팅 성능으로 안전성이 향상된 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등에 관한 것이다.
노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 로봇, 전기 자동차 등의 상용화가 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차나 전력저장장치(Energy Storage System; ESS)와 같은 중대형 장치에도 구동용이나 에너지 저장용으로 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 이차 전지는 다수가 전기적으로 연결된 상태에서 모듈 케이스 내부에 함께 수납되는 형태로, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 이때, 배터리 모듈 내부에는 에너지 밀도를 높이기 위해 좁은 공간에 다수의 배터리 셀(이차 전지)이 밀집된 상태로 존재할 수 있다.
그런데, 이와 같이 다수의 배터리 셀(이차 전지)이 좁은 공간에 밀집된 상태로 존재하는 경우, 화재나 폭발 등의 사고에 취약할 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 배터리 셀에서 열폭주(thermal runaway) 등과 같은 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 셀로부터 고온의 벤팅 가스가 배출될 수 있다. 만일, 이러한 벤팅 가스를 배터리 모듈 외부로 적절하게 배출하지 못하면, 배터리 모듈 내부에 구비된 다른 배터리 셀로 전파(propagation)되어 연쇄 반응이 일어날 수 있다. 또한, 이 경우, 배터리 모듈 내부의 압력이 커지게 되어, 폭발의 가능성이 있다. 배터리 모듈이 폭발하게 되면, 폭발 압력으로 인해 주변의 장치나 사용자에게 큰 피해를 입힐 수 있을뿐 아니라, 피해 범위와 속도가 더욱 증대될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈 내부에서 벤팅 가스가 발생하는 경우, 벤팅 가스는 외부로 적절하게 배출되는 것이 좋다.
그러나, 배터리 모듈로부터 배출되는 벤팅 가스는 고온인 경우가 많고, 벤팅 가스 내부에는 스파크 등 발화원이 될만한 물질이 포함되는 경우가 많다. 만일, 벤팅 가스를 적절하게 제어하지 못하고 그대로 배출하는 경우, 또다른 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 고온의 벤팅 가스로 인해 배터리 사용자, 이를테면 자동차 운전자나 탑승자, 또는 주변인에게 화상과 같은 피해를 입힐 수 있다. 특히, 벤팅 가스는, 매우 빠르게 배출될 수 있기 때문에, 사용자가 대피할 수 있는 충분한 시간을 확보하지 못하게 될 수 있다. 또한, 벤팅 가스에서 고온의 스파크가 배출되는 경우, 배터리 모듈 외부의 산소와 결합하여 화재를 일으킬 우려가 있다. 더욱이, 배터리 모듈 외부에서의 화재는, 배터리 모듈은 물론이고, 배터리 모듈이 탑재된 장치, 이를테면 자동차의 화재로까지 나아가게 되어, 큰 인명 피해 및 재산 피해를 가져올 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 모듈 내부에서 발생된 가스의 벤팅을 적절하게 제어함으로써 안전성이 향상될 수 있도록 구성된 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 모듈은, 하나 이상의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리; 내부 공간에 상기 셀 어셈블리를 수납하며, 상기 셀 어셈블리로부터 생성된 벤팅 가스가 배출 가능하도록 벤팅 홀이 형성된 모듈 케이스; 및 상기 모듈 케이스의 외측에 구비되고, 벤팅 채널이 하나 이상의 층으로 형성되며 상기 벤팅 홀로부터 배출된 벤팅 가스가 상기 벤팅 채널로 유입되어 내부 공간에서 이동 가능하도록 구성된 벤팅 유닛을 포함한다.
여기서, 상기 벤팅 유닛은, 내측면에 유입구가 형성되어 상기 모듈 케이스의 벤팅 홀과 연통되고, 상기 내측면 이외의 부분에 유출구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 벤팅 유닛은, 다층 구조로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 열분해 반응을 통해 이산화탄소를 발생시키도록 구성된 소화 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 소화 부재는, 열분해 반응을 통해 상기 이산화탄소와 함께 물을 발생시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 소화 부재는, 상기 모듈 케이스의 내부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 소화 부재는, 상기 벤팅 유닛의 내부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 소화 부재는, 상기 벤팅 채널의 상부 표면에 위치할 수 있다.
또한, 상기 벤팅 유닛은, 상기 벤팅 채널에 경사면이 형성된 형태로 구성될 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명에 의하면, 배터리 모듈 내부에서 가스 발생 시, 벤팅이 적절하게 제어될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 내부 구성을 크게 변경하지 않더라도, 배터리 모듈의 가스 벤팅을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈에서 발생한 가스로 인해 화재가 발생하는 것을 효과적으로 억제하거나, 화재가 발생하더라도 신속하게 진압되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 화재 확산 속도를 지연시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 고온의 벤팅 가스나 그와 함께 배출되는 물질의 온도를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈 내부로 산소가 유입되는 것을 차단하거나 억제할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 경우, 안전성이 향상된 배터리 모듈과 그 응용 장치가 제공될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈이 자동차에 적용되는 경우, 탑승자의 안전을 보다 효과적으로 보장할 수 있다.
이 밖에도 본 발명은 여러 다른 효과를 가질 수 있으며, 이에 대해서는 각 실시 구성에서 설명하거나, 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 효과 등에 대해서는 해당 설명을 생략하도록 한다.
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 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 벤팅 유닛의 구성을 하부에서 바라본 형태의 사시도이다.
도 4는, 도 2의 A1-A1'선에 대한 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10 및 도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 배터리 모듈들의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
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 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 셀 어셈블리(100), 모듈 케이스(200) 및 벤팅 유닛(300)을 포함한다.
상기 셀 어셈블리(100)는, 하나 이상의 배터리 셀(110)을 구비할 수 있다. 여기서, 각각의 배터리 셀(110)은, 이차 전지를 의미할 수 있다. 이차 전지는, 전극 조립체, 전해질 및 전지 케이스를 구비할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)에 구비된 배터리 셀(110)은, 파우치형 이차 전지일 수 있다. 다만, 이차 전지의 다른 형태, 이를테면 원통형 전지나 각형 전지도 본 발명의 셀 어셈블리(100)에 채용될 수 있다.
다수의 이차 전지(110)는 서로 적층된 형태로 셀 어셈블리(100)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 다수의 이차 전지(110)는, 각각 상하 방향(도면의 z축 방향)으로 세워진 상태에서 수평 방향(도면의 y축 방향)으로 배열된 형태로 적층될 수 있다. 각각의 배터리 셀(110)은, 전극 리드를 구비할 수 있는데, 이러한 전극 리드는, 각 배터리 셀(110)의 양 단부에 위치하거나 일 단부에 위치할 수 있다. 전극 리드가 양방향으로 돌출된 이차 전지는 양방향 셀이라고 하고, 전극 리드가 일방향으로 돌출된 이차 전지는 단방향 셀이라고 할 수 있다. 본 발명은 이러한 이차 전지의 구체적인 종류나 형태에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 형태의 이차 전지가 본 발명의 셀 어셈블리(100)에 채용될 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는, 내부에 빈 공간이 형성되어 내부 공간에 셀 어셈블리(100)를 수용하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 모듈 케이스(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 벤팅 홀(201)이 형성될 수 있다. 이러한 벤팅 홀(201)은, 내부 공간에 수납된 셀 어셈블리(100)로부터 벤팅 가스가 생성된 경우, 생성된 벤팅 가스가 모듈 케이스(200)의 외부 공간으로 배출 가능하도록 구성될 수 있다. 도 1에서 벤팅 홀(201)은 일 방향으로 길게 연장된 형태로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 벤팅 홀(201)의 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 1에서 벤팅 홀(201)은 완전히 개방된 형태로 도시되어 있으나, 벤팅 홀(201)은 완전히 개방되지 않고, 정상적인 상태에서는 폐쇄되어 있다가 압력이나 온도 등의 변화에 따라 개방 가능한 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 벤팅 홀(201)의 구성은, 도 1에 도시된 구성 이외에 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상기 벤팅 유닛(300)은, 모듈 케이스(200)의 적어도 일측에 구비되어 벤팅 가스가 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 벤팅 유닛(300)은, 모듈 케이스(200)의 외측에 구비될 수 있다. 더욱이, 벤팅 유닛(300)은, 적어도 모듈 케이스(200)에서 벤팅 홀(201)이 형성된 부분에 부착되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 벤팅 유닛(300)은, 내부에 벤팅 채널이 하나 또는 그 이상의 층으로 형성된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 벤팅 유닛(300)은, 벤팅 홀(201)로부터 배출된 벤팅 가스가 내부 공간으로 유입되어, 내부 공간에서 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈의 모듈 케이스(200)로부터 배출된 벤팅 가스의 경로를 제어함으로써, 고온의 벤팅 가스에 의한 사용자나 다른 장치의 피해를 제거하거나 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈의 일반적인 구성, 이를테면 모듈 케이스(200)나 그 내부에 구비된 셀 어셈블리(100)의 구조 등은 크게 변화시키지 않고, 외부에 벤팅 유닛(300)을 부착하는 것으로써, 벤팅 가스의 다양한 제어가 가능할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 벤팅 유닛(300)이 가스나 화재를 제어하는데 효과적인 구조물이나 구성요소 등을 마련할 공간을 제공할 수 있다.
상기 벤팅 유닛(300)은, 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(201)로부터 배출된 벤팅 가스가 내부로 유입되어 벤팅 채널에서 흐르다가 외부로 배출시키는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 벤팅 유닛(300)의 보다 구체적인 구성에 대해서는, 도 3 및 도 4를 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 벤팅 유닛(300)의 구성을 하부에서 바라본 형태의 사시도이고, 도 4는 도 2의 A1-A1'선에 대한 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 추가로 참조하면, 상기 벤팅 유닛(300)은 유입구(301)와 유출구(302)가 형성될 수 있다. 여기서, 유입구(301)는 내측면에 형성될 수 있는데, 내측면이란 벤팅 유닛(300)에서 모듈 케이스(200)를 향하는 방향의 표면, 즉 모듈 케이스(200)에 대면되는 표면이라 할 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4의 실시 구성에서, 벤팅 유닛(300)은 하부 표면이 모듈 케이스(200)에 부착되는 형태로 구성될 수 있는데, 이때 유입구(301)는 벤팅 유닛(300)의 하부 표면에 형성될 수 있다. 특히, 벤팅 유닛(300)의 유입구(301)는 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(201)과 연통되도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 벤팅 유닛(300)의 하면에서 유입구(301)는, 모듈 케이스(200)의 상면에서 벤팅 홀(201)이 형성된 부분에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 벤팅 홀(201)과 유입구(301)는 서로 연통되어, 벤팅 홀(201)로부터 배출된 벤팅 가스는, 유입구(301)를 통해 벤팅 유닛(300)의 내부로 유입될 수 있다.
그리고, 벤팅 유닛(300)은 유입구(301)가 형성되지 않은 부분에 유출구(302)가 형성되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유입구(301)가 벤팅 유닛(300)의 하면에 형성된 경우, 유출구(302)는 벤팅 유닛(300)의 하면 이외의 표면에 형성될 수 있다. 특히, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유출구(302)는 벤팅 유닛(300)의 측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 벤팅 유닛(300) 내부에서 흐르는 벤팅 가스가 벤팅 유닛(300)으로부터 배출될 때, 셀 어셈블리(100)를 향하여 배출되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 벤팅 가스로 인해 셀 어셈블리(100) 측의 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 유입구(301)와 유출구(302)를 벤팅 유닛(300)에서 서로 다른 부분에 위치시킴으로써, 벤팅 유닛(300) 내부에서 벤팅 채널(V)의 길이를 길게 구성하는 것이 용이하게 구현될 수 있다. 따라서, 이 경우, 벤팅 채널(V)을 통과하는 동안 벤팅 가스의 온도가 보다 많이 낮아지도록 할 수 있다.
더욱이, 상기 실시 구성의 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유입구(301)가 하부에 위치할 때, 유출구(302)는 상면이 아닌 측면에 위치하도록 벤팅 유닛(300)이 구성될 수 있다. 배터리 모듈이 자동차에 장착된 경우, 배터리 모듈은 자동차의 하부에 배치되는 경우가 많기 때문에, 배터리 모듈의 상부 측에는 탑승자가 위치할 수 있다. 따라서, 상기 실시 구성과 같이, 유출구(302)가 벤팅 유닛(300)의 측면에 위치하는 경우, 고온의 벤팅 가스가 탑승자 측으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 유입구(301)와 유출구(302)의 위치만으로 벤팅 유닛(300) 내부에서 벤팅 가스의 흐름 방향이 적어도 1회 이상 절곡되도록 하는 구성이 보다 용이하게 달성될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 특별한 설명이 없는 한, 내측 방향은 배터리 모듈의 중심을 향하는 방향을 의미하고, 외측 방향은 그 반대 방향을 의미한다고 할 수 있다.
상기 벤팅 유닛(300)은, 다층 구조로 형성될 수 있다. 즉, 벤팅 유닛(300)은, 벤팅 채널(V)이 둘 이상의 층을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 벤팅 유닛(300)은, 2층 구조로 구성될 수 있다. 이 경우, 벤팅 유닛(300)은, 상대적으로 내측에 위치하는 내층 채널(V1)과 상대적으로 외측에 위치하는 외층 채널(V2)을 구비한다고 할 수 있다. 더욱이, 도면에 도시된 바와 같이 벤팅 유닛(300)이 모듈 케이스(200)의 상부에 위치하는 경우, 내층 채널(V1)은 외층 채널(V2)의 하부에 위치한다고 할 수 있다. 그리고, 벤팅 유닛(300)의 내부 공간에는, 이러한 서로 다른 층의 벤팅 채널(V)(내층 채널(V1), 외층 채널(V2))을 구분하기 위해, 도 4에서 W로 표시된 바와 같이, 격벽을 구비할 수 있다. 이때, 격벽(W)의 적어도 일측에는 연결홀(303)이 형성될 수 있다. 서로 다른 층의 벤팅 채널(V)(내층 채널(V1), 외층 채널(V2))은, 이러한 연결홀(303)에 의해 서로 연통될 수 있다. 이 경우, 어느 하나의 벤팅 채널(V)로 유입된 벤팅 가스는, 연결홀(303)을 통해 다른 벤팅 채널(V)로 흐를 수 있다.
이러한 구성에서, 유입구(301)와 유출구(302)는 서로 다른 벤팅 채널(V)에 형성되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바를 참조하면, 유입구(301)는 내층 채널(V1)에 형성되고, 유출구(302)는 외층 채널(V2)에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 유입구(301)는 내층 채널(V1)의 하부에 형성되고, 유출구(302)는 외층 채널(V2)의 측부에 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 모듈 케이스(200) 내부의 셀 어셈블리(100)로부터 벤팅 가스가 배출되는 경우, 배출된 벤팅 가스는 도면에서 화살표로 표시된 바와 같이 흐를 수 있다. 즉, 벤팅 가스는, 셀 어셈블리(100)로부터 모듈 케이스(200) 내부 공간에서 벤팅 홀(201) 및 유입구(301)를 통해 벤팅 유닛(300)의 내층 채널(V1)로 유입될 수 있다. 그리고, 벤팅 가스는 벤팅 유닛(300)의 내층 채널(V1)을 따라 흐르다가 연결홀(303)을 통해 벤팅 유닛(300)의 외층 채널(V2)로 유입될 수 있다. 그리고, 벤팅 가스는 벤팅 유닛(300)의 외층 채널(V2)을 따라 흐르다가 외층 채널(V2)의 유출구(302)를 통해 벤팅 유닛(300)의 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 벤팅 유닛(300)에 구비된 다수의 벤팅 채널(V)을 통해 벤팅 가스의 흐름 경로를 현저하게 연장시킬 수 있다. 따라서, 벤팅 채널(V)을 따라 흐르는 동안 벤팅 가스의 온도가 떨어지도록 하는 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 벤팅 유닛(300)은, 내부의 벤팅 가스의 흐름 방향이 적어도 1회 이상 절곡되도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성과 같이, 벤팅 유닛(300)은 서로 다른 벤팅 채널(V)을 흐르는 벤팅 가스의 흐름 방향이 서로 반대 방향이 되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 실시 구성에서, 벤팅 유닛(300)은, 내층 채널(V1)에서 벤팅 가스가 우측 방향(도면의 +x축 방향)으로 흐르고, 외층 채널(V2)에서 벤팅 가스가 좌측 방향(도면의 -x축 방향)으로 흐르도록 구성될 수 있다. 이러한 실시 구성에 의하면, 벤팅 가스에 입자 형태의 스파크 등이 포함된 경우, 스파크의 직진성으로 인해, 스파크가 벤팅 유닛(300) 내부에서 외부로 배출되는 것이 억제될 수 있다. 따라서, 이러한 스파크로 인해 화재가 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 도 4에 도시된 바와 같이, 소화 부재(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 소화 부재(400)는, 열분해 반응을 통해 이산화탄소를 발생시키도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 소화 부재(400)는, 일정 수준 이상의 열이 인가된 경우 2가지 이상의 서로 다른 물질로 분해되는 소정의 물질, 즉 소화 물질을 구비할 수 있다. 이때, 소화 부재(400)가 구비하는 소화 물질은 열분해로 인해 적어도 이산화탄소가 생성되는 재료일 수 있다. 특히, 상기 소화 부재(400)는, 셀 어셈블리(100)로부터 벤팅 가스가 배출되거나 스파크가 분출되는 경우, 이러한 벤팅 가스나 스파크에 의해 열분해 반응을 일으켜 이산화탄소를 생성하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 셀 어셈블리(100)의 소정 배터리 셀(110)로부터 벤팅 가스나 스파크가 분출된 경우, 이산화탄소가 생성됨으로써, 화재 발생이 억제되거나 화재 확산이 방지될 수 있다. 특히, 이 경우, 이산화탄소의 공급으로, 산소의 유입이 저지되거나 감소될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 소화 부재(400)의 열분해 반응 과정에서 열이 흡수됨으로써, 벤팅 가스나 스파크 등의 온도를 낮출 수 있다. 더욱이, 상기 실시 구성에 의하면, 이산화탄소를 발생시키고 열을 흡수하기 위해 별도의 제어나 구동 전원이 공급될 필요가 없다.
더욱이, 상기 소화 부재(400)는, 열분해 반응을 통해 이산화탄소와 함께 물을 발생시키도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 소화 부재(400)는, 셀 어셈블리(100)로부터 고온의 벤팅 가스나 스파크가 배출된 경우, 가스나 스파크 등에 의해 공급된 열로 인해 열분해 반응을 일으켜 이산화탄소와 물을 배출하는 소화 물질을 구비하는 형태로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 소화 부재(400)는, 소화 물질로서 탄산수소칼륨 또는 탄산수소나트륨을 포함할 수 있다.
대표적으로 탄산수소칼륨의 경우, 다음과 같은 열분해 반응을 통해 이산화탄소 및 물(수증기)을 생성할 수 있다.
2KHCO3 → K2CO3 + H2O + CO2 - Q
즉, 소화 부재(400)에 탄산수소칼륨이 포함된 경우, 탄산수소칼륨은 열(Q)을 흡수하여 K2CO3와 함께, 수증기(H2O)와 이산화탄소(CO2)를 생성할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 셀 어셈블리(100)로부터 고온의 벤팅 가스나 스파크가 배출되는 경우, 소화 부재(400)에 구비된 소화 물질로 인해 물(수증기)과 이산화탄소가 배출될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈 내부로 산소가 유입되는 것을 차단함과 동시에 배터리 모듈 내부의 스파크나 화재를 신속하게 진압할 수 있다. 또한, 배터리 모듈의 적어도 일부 구성요소, 이를테면 벤팅 유닛(300)이나 모듈 케이스(200), 셀 어셈블리(100)의 온도, 또는 벤팅 가스의 온도를 떨어뜨려 열폭주 현상이나 화재 확산을 보다 효과적으로 저지할 수 있다.
상기 소화 부재(400)는, 소화 물질로만 구성될 수도 있고, 소화 물질 이외에 다른 구성요소를 더 구비할 수도 있다.
예를 들어, 상기 소화 부재(400)는, 탄산수소칼륨 또는 탄산수소나트륨으로만 구성될 수 있다. 다른 예로, 상기 소화 부재(400)는, 탄산수소칼륨이나 탄산수소나트륨 등 소화 물질 이외에, 이러한 소화 물질을 특정 위치에 지지하거나 보유하기 위한 지지부를 더 구비할 수도 있다. 예를 들어, 상기 소화 부재(400)는, 메쉬 형태의 지지부를 구비할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 상기 소화 부재(400)는, 메쉬 형태의 지지부에 의해 소화 물질이 상부 방향으로 지지되는 형태로 구성될 수 있다.
상기 소화 부재(400)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 모듈 케이스(200)의 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 소화 부재(400)는, 모듈 케이스(200)의 상부 내면에 부착된 형태로 구비될 수 있다. 이때, 소화 부재(400)는, 판상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소화 부재(400)는, 탄산수소칼륨 분말이 압축화된 형태로 구성된 사각 판상 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 모듈 케이스(200)의 내부 공간에서 소화 부재(400)가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 따라서, 소화 부재(400)가 모듈 케이스(200) 내부에 위치하더라도 배터리 모듈의 에너지 밀도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)는, 도면에 도시된 바와 같이, 다수의 파우치형 전지가 세워진 형태로 수평 방향으로 배치된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 판상의 소화 부재(400)가 모듈 케이스(200)의 상부 내면에 부착된 형태로 존재하는 경우, 어떠한 파우치형 전지에서 가스나 스파크가 분출되더라도, 열을 흡수하고 이산화탄소 및 수증기를 공급하여, 화재를 억제하는 효과가 신속하면서도 확실하게 달성될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 판상의 소화 부재(400)에 대한 접촉 면적을 최대화하여, 소화 부재(400)에 대한 열분해 반응이 확실하게 일어나도록 할 수 있다.
상기 실시 구성에서, 소화 부재(400)는 모듈 케이스(200)의 내부 상면에 위치하되, 벤팅 홀(201)이 위치하지 않은 부분에 구비될 수 있다. 이 경우, 셀 어셈블리(100)로부터 생성된 가스가 벤팅 홀(201) 측으로 보다 신속하게 유출되도록 할 수 있다. 특히, 벤팅 홀(201)이 형성되지 않은 부분에서는 소화 부재(400)에 의해 이산화탄소 및 물이 생성될 수 있으므로, 셀 어셈블리(100)의 벤팅 가스는 벤팅 홀(201) 측으로 보다 원활하게 이동할 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 소화 부재(400)에 의해, 셀 어셈블리(100)로부터 상부를 향하여 분출되는 고온의 가스나 스파크 등으로부터 모듈 케이스(200)가 손상되는 것이 방지될 수 있다. 특히, 모듈 케이스(200)는 플라스틱 등의 재질로 구성될 수 있는데, 이 경우 소화 부재(400)는 고온의 벤팅 가스나 스파크 등으로부터 모듈 케이스(200)가 용융되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 소화 부재(400)는, 벤팅 유닛(300)의 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 특히, 도 5는, 도 4의 구성에 대한 변형예라 할 수 있다. 본 실시예에서는, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하며, 앞선 실시예에 대하여 설명된 부분이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 소화 부재(400)는, 벤팅 유닛(300)의 내부 공간, 특히 벤팅 채널(V)에 구비될 수 있다. 더욱이, 벤팅 유닛(300)은, 다수의 벤팅 채널(V)을 구비할 수 있는데, 소화 부재(400)는 이러한 다수의 벤팅 채널(V) 중 적어도 일부 벤팅 채널(V)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 벤팅 유닛(300)이 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2), 2개의 층을 구비하는 경우, 소화 부재(400)는, 그 중 적어도 하나의 채널, 이를테면 내층 채널(V1)에 구비될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 소화 부재(400)가 모듈 케이스(200) 외부에 위치하므로, 셀 어셈블리(100)를 수납하는 모듈 케이스(200) 자체의 구조나 그 내부 구성, 이를테면 셀 어셈블리(100)는 종래의 구성과 대비할 때 크게 변화시킬 필요가 없다. 따라서, 상기 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하기 위해, 모듈 케이스(200)나 그 내부 구성에 대한 설계를 다르게 하지 않아도 된다. 그러므로, 이 경우, 종래 배터리 모듈의 외부에 벤팅 유닛(300)을 부착하는 형태로 본 발명이 구현될 수 있으므로, 본 발명의 호환성이 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 실시 구성에 의하면, 소화 부재(400)에 의해 물이 생성되더라도, 생성된 물이 셀 어셈블리(100)와 직접 접촉하지 않도록 할 수 있다. 따라서, 물과의 접촉으로 인한 문제, 이를테면 폭발이나 누전, 감전 등의 사고가 예방될 수 있다.
또한, 상기 소화 부재(400)는, 벤팅 채널(V)의 상부 표면에 위치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소화 부재(400)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 내층 채널(V1)의 상부 표면에 위치할 수 있다. 특히, 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2) 사이에 격벽(W)이 존재할 수 있는데, 소화 부재(400)는, 격벽(W)의 하면에 부착될 수 있다. 더욱이, 상기 소화 부재(400)는 판상으로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 벤팅 채널(V)의 상부에 위치하는 소화 부재(400)로 열이 인가되어, 이산화탄소 및/또는 물이 생성되는 경우, 생성된 이산화탄소 등이 벤팅 채널(V) 측으로 떨어질 수 있다. 특히, 이산화탄소의 경우, 벤팅 채널(V) 내부 공간으로 하강하게 되어 벤팅 채널(V)의 내부 공간을 채우게 되고, 이로 인해 벤팅 채널(V)로 산소가 유입되거나 고온의 활물질 또는 스파크 등이 그대로 통과하여 외부로 배출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 물의 경우 벤팅 가스 및 벤팅 채널(V) 내부 공간의 온도를 낮추고, 화염이나 스파크 등의 온도를 떨어뜨릴 수 있다. 더욱이, 높은 온도로 인해 물이 수증기 형태로 존재하는 경우, 벤팅 채널(V) 내부 공간을 채우게 되어 산소 유입 등을 차단할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 화재 발생이나 확산을 효과적으로 저지할 수 있다.
더욱이, 상기 소화 부재(400)는, 도 5에서 A2로 표시된 부분과 같이, 유입구(301)의 상부 표면에 위치할 수 있다. 이 경우, 유입구(301)로 유입되는 벤팅 가스와 직접적으로 맞닿게 되므로, 고온의 벤팅 가스로부터 열이 빠르게 인가될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 소화 부재(400)의 열분해 반응이 보다 신속하게 일어날 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 실시 구성에 의하면, 고온의 벤팅 가스가 벤팅 유닛(300) 내부에서 최초로 접촉하는 부분을 보호하여, 해당 부분이 용융되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 특히, 도 6은, 도 4의 구성에 대한 다른 변형예라 할 수 있다. 본 실시예에서도, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 6을 참조하면, 벤팅 유닛(300)은, 모듈 케이스(200)의 상부 표면에 안착되며, 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2)을 구비할 수 있다. 그리고, 소화 부재(400)는, 판상으로 구성되어, 벤팅 유닛(300)의 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2) 각각의 상부 표면에 부착될 수 있다.
여기서, 벤팅 유닛(300)은, 벤팅 채널(V)에 경사면이 형성된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바를 참조하면, 벤팅 유닛(300)은, 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2) 각각에 경사진 구성이 포함되도록 구성될 수 있다(S1, S2).
특히, 벤팅 유닛(300)은, 벤팅 채널(V)의 적어도 일부분이 유출구(302)에서 유입구(301) 방향으로 갈수록 높이가 점점 낮아지는 형태로 경사면이 형성될 수 있다. 더욱이, 벤팅 유닛(300)의 이러한 경사면은, 소화 부재(400)의 하부에 위치한 벤팅 채널(V)의 표면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 외층 채널(V2)의 상부 표면에는 소화 부재(400)가 부착되고, 이러한 소화 부재(400)의 하면에 대면되는 위치에서, 외층 채널(V2)의 하부 표면은 유입구(301) 방향(도 6의 +x축 방향)으로 갈수록 높이가 점점 낮아지는 형태로 경사면(S2)이 형성될 수 있다. 또한, 내층 채널(V1)의 상부 표면에는 소화 부재(400)가 부착되고, 이러한 소화 부재(400)의 하면에 대면되는 위치에서, 내층 채널(V1)의 하부 표면은 유입구(301) 방향(도 6의 -x축 방향)으로 갈수록 높이가 점점 낮아지는 형태로 경사면(S1)이 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 벤팅 유닛(300)의 내부에서 소화 부재(400)에 의해 생성된 이산화탄소 등이 유입구(301) 측으로 이동될 수 있다. 즉, 소화 부재(400)에 의해 생성된 이산화탄소 등은, 도 6에서 화살표로 표시된 바와 같이, 각 채널의 상부에서 하부 방향으로 이동하다가 경사면(S1, S2)을 따라 유입구(301) 방향으로 흐르게 될 수 있다. 그리고, 이와 같이 벤팅 유닛(300)의 유입구(301) 측으로 이동된 이산화탄소 등은 모듈 케이스(200) 내부 공간으로 유입될 수 있다. 따라서, 상기 실시 구성에 의하면, 모듈 케이스(200) 내부 공간으로 이산화탄소가 유입될 수 있으므로, 모듈 케이스(200) 내부 공간에서의 화재 발생 방지 또는 화재 진압의 효과가 보다 용이하게 달성될 수 있다. 더욱이, 이러한 효과를 보다 확실하게 달성하기 위해서는, 다수의 벤팅 채널(V) 중 적어도 유입구(301)가 형성된 층의 채널, 즉 내층 채널(V1)에 경사면이 형성되는 것이 좋다.
뿐만 아니라, 상기 실시 구성에 의하면, 벤팅 채널(V)의 경사면에 의해, 벤팅 가스가 벤팅 채널(V)의 상부면에 위치하는 소화 부재(400)로 향하도록 할 수 있다. 따라서, 소화 부재(400)로 열이 확실하게 공급되도록 함으로써, 소화 부재(400)의 열분해 반응이 보다 신속하게 일어나도록 할 수 있다.
또한, 상기 벤팅 유닛(300)은, 도 6에서 P1으로 표시된 부분과 같이, 차단 돌기를 구비할 수 있다. 상기 차단 돌기(P1)는, 벤팅 채널(V)의 하부 표면에 위치하여 상부 방향으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 이러한 차단 돌기(P1)는, 유입구(301) 주변에 형성될 수 있다.
상기 차단 돌기(P1)는, 소화 부재(400)에 의해 생성된 물이 유입구(301)를 통해 모듈 케이스(200) 내부로 유입되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 특히, 소화 부재(400)에 의해 생성된 수증기가 액화되어 물이 된 경우, 차단 돌기(P1)는 이러한 물이 모듈 케이스(200) 내부로 유입되지 않도록 할 수 있다. 그러므로, 이러한 실시 구성에 의하면, 물이 모듈 케이스(200) 내부로 유입됨으로 인한 추가적인 문제, 이를테면 폭발이나 누전, 단락 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 특히, 도 7은, 도 4의 구성에 대한 또 다른 변형예라 할 수 있다. 본 실시예에서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 7을 참조하면, 소화 부재(400)는, 벤팅 유닛(300)의 내부 공간 중, 연결홀(303)이 형성된 부분에 구비될 수 있다. 즉, 벤팅 유닛(300)이 다수의 벤팅 채널(V)을 구비하는 경우, 다수의 벤팅 채널(V) 사이를 연결하는 부분에 소화 부재(400)가 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 벤팅 채널(V)에 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2)이 구비되고, 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2)을 연결하는 연결홀(303)이 형성된 경우, 소화 부재(400)는 이러한 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2) 사이의 연결홀(303)이 위치한 부분의 내면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 구성에서, 연결홀(303)은 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2)의 우측 단부에 위치하며, 이때 소화 부재(400)는 연결홀(303)이 위치한 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2)의 우측 단부에 위치할 수 있다. 특히, 소화 부재(400)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 연결홀(303)의 상부, 하부 및 측부를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 소화 부재(400)는, 연결홀(303) 부분에서 벤팅 채널(V)의 상면, 측면 및 하면에 부착되어 커버하는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 소화 부재(400)에 의한 화재 억제 성능이 더욱 향상될 수 있다. 특히, 연결홀(303)이 위치한 부분은 벤팅 가스의 방향이 전환되는 지점으로, 벤팅 가스가 일정 시간 동안 체류되거나 적체되는 구간일 수 있다. 따라서, 이러한 연결홀(303) 부분에서 열이 누적될 수 있는데, 상기 실시 구성에 의하면, 해당 지점에 위치한 소화 부재(400)에 의해 이러한 열을 보다 신속하게 제거할 수 있다. 또한, 연결홀(303)이 위치한 부분은 고온의 벤팅 가스나 스파크와 직접적으로 맞부딪히는 부분일 수 있는데, 열이 누적되는 경우 벤팅 유닛(300)이 파손될 우려가 있다. 상기 실시 구성에 의하면, 이러한 지점에 소화 부재(400)가 위치하므로, 고온의 벤팅 가스나 고온의 스파크가 벤팅 유닛(300)의 케이스를 손상시키는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 더욱이, 벤팅 유닛(300)의 케이스는, 성형의 용이성이나 절연성, 경량성 등을 확보하기 위해 플라스틱과 같은 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 벤팅 유닛(300)의 연결홀(303) 부분에 열이 집중되면 해당 부분이 일부 용융되거나 파손될 가능성이 있으나, 상기 실시 구성에 의하면 소화 부재(400)가 이러한 부분을 커버하여 해당 부분의 용융이나 파손을 방지할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 특히, 도 8은, 도 4의 구성에 대한 또 다른 변형예라 할 수 있다. 본 실시예에서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 8을 참조하면, 벤팅 유닛(300)은, 벤팅 채널(V)의 상면에 소화 부재(400)가 구비되고, 벤팅 채널(V)의 하면이 경사진 형태로 구성될 수 있다. 특히, 도 8의 실시 구성에서, 벤팅 채널(V)의 하면은, 연결홀(303)이 형성된 방향을 향할수록 높이가 낮아지는 형태로 경사지게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바를 참조하면, 내층 채널(V1)의 바닥면과 외층 채널(V2)의 바닥면에는 각각 경사면(S1', S2')이 형성될 수 있는데, 이때 2개의 경사면(S1', S2')은 모두 연결홀(303)을 향하는 방향(도면의 +x축 방향)으로 갈수록 높이가 낮아지는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 내층 채널(V1)은 유출구(302)를 향하는 방향으로 높이가 낮아지도록 경사면이 형성되고, 외층 채널(V2)은 유입구(301)를 향하는 방향으로 높이가 낮아지도록 경사면이 형성된다고 할 수 있다. 그리고, 각 경사면의 상부, 즉 각 벤팅 채널(V)의 상부면에는 소화 부재(400)가 구비될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 소화 부재(400)로부터 이산화탄소 및/또는 물이 생성되는 경우, 생성된 이산화탄소나 물이 연결홀(303) 측으로 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 도 8의 실시 구성에 의하면, 내층 채널(V1)의 상면에서 생성된 이산화탄소나 물, 그리고 외층 채널(V2)의 상면에서 생성된 이산화탄소나 물은, 화살표로 표시된 바와 같이, 연결홀(303)이 위치하는 우측 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 연결홀(303)측에는 벤팅 가스나 스파크, 열 등이 체류하거나 축적될 수 있는데, 상기 실시 구성에 의하면 연결홀(303) 측으로 이동하는 이산화탄소나 물에 의해 벤팅 가스의 온도를 낮추거나, 스파크 또는 열을 제거 내지 감소시킬 수 있다. 그러므로, 이 경우, 화재 발생이나 확산을 억제할 수 있으며, 벤팅 유닛(300)을 보호할 수도 있다. 또한, 이 경우, 물이 연결홀(303) 측으로 이동하고 모듈 케이스(200) 내부로 이동하는 것을 차단할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 특히, 도 9는, 도 4의 구성에 대한 또 다른 변형예라 할 수 있다. 본 실시예에서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 9를 참조하면, 상기 벤팅 유닛(300)은, G1으로 표시된 바와 같이, 벤팅 채널(V)의 바닥면에 하부 방향으로 오목한 홈이 형성된 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 9의 실시예에서, 벤팅 유닛(300)은, 내층 채널(V1)의 상면에 소화 부재(400)가 위치한 상태에서, 내층 채널(V1)의 하면에 홈(G1)이 형성된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 소화 부재(400)에 의해 공급된 물이 홈(G1)에 보유됨으로써, 물이 모듈 케이스(200) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 실시 구성에 의하면, 벤팅 채널(V)의 내면에 형성된 홈(G1)에 의해 벤팅 가스와 벤팅 유닛(300) 사이의 마찰력을 증대시켜, 스파크나 입자 등의 이동을 저지하는 효과를 얻을 수도 있다.
도 10 및 도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 배터리 모듈들의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 본 실시예들에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 벤팅 유닛(300)은, 3층 이상의 벤팅 채널(V)을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 벤팅 유닛(300)은, 가장 하부에 위치한 내층 채널(V1), 가장 상부에 위치한 외층 채널(V2) 및 내층 채널(V1)과 외층 채널(V2)의 사이에 위치한 중앙 채널(V3)을 구비할 수 있다. 이때, 벤팅 유닛(300)은, 내부에 다수의 연결홀(303)이 형성될 수 있다. 즉, 내층 채널(V1)과 중앙 채널(V3) 사이 및 중앙 채널(V3)과 외층 채널(V2) 사이에 각 채널을 연결하는 통로로서 연결홀(303)이 형성될 수 있다. 이와 같은 구성에서, 셀 어셈블리(100)로부터 벤팅 가스가 분출된 경우, 벤팅 가스는 벤팅 유닛(300)의 내부에서 화살표로 표시된 바와 같이 이동할 수 있다.
여기서, 인접하는 벤팅 채널(V)들은 서로 벤팅 방향이 반대가 되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 구성을 살펴보면, 내층 채널(V1)의 벤팅 방향은 우측 방향이고 중앙 채널(V3)의 벤팅 방향은 좌측 방향일 수 있다. 그리고, 외층 채널(V2)의 벤팅 방향은 다시 우측 방향으로 형성될 수 있다. 이를 위해, 벤팅 유닛(300)의 유입구(301)는 좌측 단부에 형성되고, 벤팅 유닛(300)의 유출구(302)는 우측 단부에 형성될 수 있다.
또는, 벤팅 유닛(300)의 유입구(301) 및/또는 유출구(302)는 다수 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 벤팅 유닛(300)의 유입구(301)는, 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(201)의 위치에 대응하여, 벤팅 유닛(300)의 좌측 단부와 우측 단부에 각각 형성될 수 있다. 이때, 내층 채널(V1)과 중앙 채널(V3) 사이의 연결홀(303)은 중앙 부분에 형성되고, 중앙 채널(V3)과 외층 채널(V2) 사이의 연결홀(303)은 좌측 단부와 우측 단부에 각각 형성될 수 있다. 또한, 외층 채널(V2)에 형성된 벤팅 유닛(300)의 유출구(302)는, 좌우 방향(x축 방향)으로 중앙 부분에 형성될 수 있다.
상기 실시예들과 같이, 복수 층의 벤팅 채널(V)이 벤팅 유닛(300)에 포함된 경우, 벤팅 채널(V)의 경로를 보다 길게 형성함으로써, 벤팅 가스의 온도를 낮추고, 스파크 등의 외부 유출을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 상기 실시 구성의 경우, 여러 층의 벤팅 채널(V)의 구성을 서로 다른 형태로 형성함으로써, 벤팅의 제어 효과를 더욱 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 소화 부재(400)는 중앙 채널(V3)에만 위치시킴으로써, 소화 부재(400)가 벤팅 유닛(300) 내부에서 보다 안정적으로 배치되고, 소화 부재(400)에 의한 벤팅 유닛(300)의 보호 효과를 보다 높일 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 소화 부재(400)가 위치하지 않는 다른 층의 채널, 이를테면 내층 채널(V1)이나 외층 채널(V2)의 내부에 다양한 구성을 형성함으로써, 가스 벤팅 성능은 일정 수준 이상 확보하면서도 화재 발생이나 화재 확산 방지 등의 효과도 안정적으로 달성되도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시 구성에서, 내층 채널(V1)의 하면에는 도 6이나 도 8에 도시된 바와 같은 경사면, 또는 도 9에 도시된 바와 같은 홈이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 상기 여러 실시예에서, 벤팅 홀(201)은 모듈 케이스(200)의 상면에 형성되고, 벤팅 유닛(300)은 모듈 케이스(200)의 상부에 부착되는 형태로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 벤팅 홀(201)은 모듈 케이스(200)의 측면이나 하면에 형성되고, 벤팅 유닛(300)은 이러한 벤팅 홀(201)이 형성된 표면, 즉 모듈 케이스(200)의 측면이나 하면에 부착되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 벤팅 유닛(300)은, 모듈 케이스(200)에 대하여 다양한 형태로 결합될 수 있다. 예를 들어, 벤팅 유닛(300)은 접착제에 의해 모듈 케이스(200)의 상면에 접착될 수 있다. 또는, 벤팅 유닛(300)은, 모듈 케이스(200)의 외면에 레이저 용접 등의 방식으로 체결 고정될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에 다른 다양한 구성요소, 이를테면, BMS나 버스바, 팩 케이스, 릴레이, 전류 센서 등과 같은 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩의 구성요소 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈 또는 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 배터리 모듈이나 배터리 팩 이외에 자동차에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈 이외에, 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우와 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.
100: 셀 어셈블리
110: 배터리 셀
200: 모듈 케이스
201: 벤팅 홀
300: 벤팅 유닛
301: 유입구, 302: 유출구, 303: 연결홀
400: 소화 부재
V: 벤팅 채널
V1: 내층 채널, V2: 외층 채널, V3: 중앙 채널
W: 격벽
S1, S1', S2, S2': 경사면
P1: 차단 돌기
G1: 홈

Claims (11)

  1. 하나 이상의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리;
    내부 공간에 상기 셀 어셈블리를 수납하며, 상기 셀 어셈블리로부터 생성된 벤팅 가스가 배출 가능하도록 벤팅 홀이 형성된 모듈 케이스; 및
    상기 모듈 케이스의 외측에 구비되고, 벤팅 채널이 하나 이상의 층으로 형성되며 상기 벤팅 홀로부터 배출된 벤팅 가스가 상기 벤팅 채널로 유입되어 내부 공간에서 이동 가능하도록 구성된 벤팅 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤팅 유닛은, 내측면에 유입구가 형성되어 상기 모듈 케이스의 벤팅 홀과 연통되고, 상기 내측면 이외의 부분에 유출구가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 벤팅 유닛은, 다층 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    열분해 반응을 통해 이산화탄소를 발생시키도록 구성된 소화 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소화 부재는, 열분해 반응을 통해 상기 이산화탄소와 함께 물을 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 소화 부재는, 상기 모듈 케이스의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 소화 부재는, 상기 벤팅 유닛의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소화 부재는, 상기 벤팅 채널의 상부 표면에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 벤팅 유닛은, 상기 벤팅 채널에 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024186015A1 (ko) * 2023-03-09 2024-09-12 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 강화된 배터리 모듈
WO2024191064A1 (ko) * 2023-03-15 2024-09-19 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 강화된 배터리 모듈
WO2024253290A1 (ko) * 2023-06-09 2024-12-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 그리고 이를 포함하는 자동차
EP4439795A3 (en) * 2023-03-31 2025-01-22 Samsung SDI Co., Ltd. Battery module
JP2026500126A (ja) * 2023-11-17 2026-01-06 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車
EP4607680A4 (en) * 2023-08-08 2026-03-18 Lg Energy Solution Ltd BATTERY BLOCK

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102855781B1 (ko) * 2021-06-15 2025-09-05 주식회사 엘지에너지솔루션 절곡 형태의 트랩부가 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2024019414A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스
US20240356154A1 (en) * 2023-04-24 2024-10-24 Polaris Industries Inc. Battery enclosure for vehicle
EP4704240A1 (en) * 2023-04-28 2026-03-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power supply device
WO2024224906A1 (ja) * 2023-04-28 2024-10-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電源装置
DE102023112986B3 (de) 2023-05-17 2024-06-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kfz-Traktionsbatteriemodul
KR20240174410A (ko) * 2023-06-08 2024-12-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 그리고 이를 포함하는 자동차
KR20240174770A (ko) * 2023-06-09 2024-12-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
US20250096402A1 (en) * 2023-09-18 2025-03-20 GM Global Technology Operations LLC Multi-layer cover assembly for battery module
KR20250080527A (ko) * 2023-11-28 2025-06-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
KR20250080526A (ko) * 2023-11-28 2025-06-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
KR20250138012A (ko) * 2024-03-12 2025-09-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
WO2025247676A1 (en) * 2024-05-28 2025-12-04 Mubea Carbo Tech Gmbh Traction battery assembly comprising a protective panel
KR102810949B1 (ko) * 2024-11-25 2025-05-20 전성도 전기차의 화재 확산방지 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001332237A (ja) * 2000-05-19 2001-11-30 Shikoku Electric Power Co Inc 電池装置
JP2009266402A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Panasonic Corp 電池パック
CN205488293U (zh) * 2016-03-17 2016-08-17 清远市巨劲科技有限公司 一种电池充电安全防爆箱
KR20170044473A (ko) * 2015-10-15 2017-04-25 주식회사 엘지화학 배터리 팩
KR20190036260A (ko) * 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20200061814A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 (주)비에이에너지 화재 소화용 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007043693A1 (ja) * 2005-10-14 2007-04-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 車両用バッテリの配管構造
US8323812B2 (en) * 2006-10-13 2012-12-04 Panasonic Corporation Battery pack, battery-mounted device and connection structure for battery pack
KR101091211B1 (ko) * 2008-02-28 2011-12-07 주식회사 엘지화학 전기자동차용 제트 타입 배터리팩
JP5639835B2 (ja) * 2010-09-30 2014-12-10 株式会社リチウムエナジージャパン 電池パック及びこれを備えた電動車
JP5341156B2 (ja) * 2011-09-06 2013-11-13 三洋電機株式会社 電源装置
EP3170215A1 (en) * 2014-07-14 2017-05-24 The Chemours Company FC, LLC Li-ion battery having improved safety against combustion
KR102061872B1 (ko) * 2016-01-28 2020-01-02 주식회사 엘지화학 이차전지 팩 케이스 및 이를 포함하는 이차전지 팩
JP6821391B2 (ja) 2016-10-26 2021-01-27 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを用いる車両並びに蓄電装置
CN106807425B (zh) * 2017-04-01 2019-06-07 北京化工大学 废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂及回收碳纤维方法
JP7099335B2 (ja) 2019-01-10 2022-07-12 株式会社豊田自動織機 電池パック
KR102397850B1 (ko) 2019-12-19 2022-05-13 세메스 주식회사 기판 처리 장치
WO2022197143A1 (ko) * 2021-03-18 2022-09-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001332237A (ja) * 2000-05-19 2001-11-30 Shikoku Electric Power Co Inc 電池装置
JP2009266402A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Panasonic Corp 電池パック
KR20170044473A (ko) * 2015-10-15 2017-04-25 주식회사 엘지화학 배터리 팩
CN205488293U (zh) * 2016-03-17 2016-08-17 清远市巨劲科技有限公司 一种电池充电安全防爆箱
KR20190036260A (ko) * 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20200061814A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 (주)비에이에너지 화재 소화용 장치

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024186015A1 (ko) * 2023-03-09 2024-09-12 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 강화된 배터리 모듈
JP2025526833A (ja) * 2023-03-09 2025-08-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 安全性が強化されたバッテリーモジュール
WO2024191064A1 (ko) * 2023-03-15 2024-09-19 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 강화된 배터리 모듈
EP4439795A3 (en) * 2023-03-31 2025-01-22 Samsung SDI Co., Ltd. Battery module
WO2024253290A1 (ko) * 2023-06-09 2024-12-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 그리고 이를 포함하는 자동차
EP4607680A4 (en) * 2023-08-08 2026-03-18 Lg Energy Solution Ltd BATTERY BLOCK
JP2026500126A (ja) * 2023-11-17 2026-01-06 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車

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